某体育馆钢桁架的制作与安装

***中心体育馆和休闲中心钢桁架的制作与安装【摘要】大跨度度钢桁架的制制作与安装工工艺，阐述详详图设计、预预拼装和低应应力状态下焊接质量控控制等方法；；运用ansys计算软件分分析大跨度桁桁架吊装时应应力变形及支支架模型的应应力变形，确确保结构安全全。【关键词】大跨跨度；桁架；制作；安装；1工程介绍休闲中心和体育育馆钢结构屋屋盖部分采用用双向斜交平平面桁架拱系系，桁架拱采采用管管相贯贯焊接。屋盖盖桁架由平行行的主桁架（XZHJ--*）及放射状状的次桁架（XHHJ--*）两两相交交组成。屋盖盖边界处有一一道环向边桁桁架（XBHJ--*）进行封闭闭，结构形成成一个稳定刚刚体。主桁架架（XZHJ--*）为平面弧弧形桁架,上下弦杆管管为φ273*77mm，腹杆为180*55mm，下弦杆为为弯弧杆件。次次桁架（XHHJ--*）为平面折折弯桁架,上下弦杆管管为φ273*77mm，腹杆为180*55mm。钢管均为为无缝钢管，材材质为Q345B。本工程的显著特特点及难点：：整体设计新颖。屋屋架整体成平平滑的曲线形形，屋架十字字支撑构造新新颖，安装后后需保持与屋屋架一致的曲曲线形。结构跨度大，施施工现场吊装装情况复杂，休休闲中心最大大跨度达106米，体育馆馆跨度也达到到85米，现场吊吊装难度非常常之大，这也也是此工程的的最大一难点点。施工标准高、焊焊接难度大。标标准高表现在在杆件加工精精度要求高。为为了保证屋架架的艺术效果果，各杆件不不仅下料长度度偏差小，而而且杆件接头头处曲面应严严丝合缝，全全是相贯接口口，因此焊接接又是此工程程的又一难点点。图1钢结构屋盖盖效果图2桁架制作2.1详图设设计根据设计院提供供的外形尺寸寸、节点坐标标和杆件表，使使用X-stteel钢结构详图图设计软件和和Autoccad计算机绘图图程序，对桁桁架进行了合合理分割以及及节点设计。将将整个主体结结构分解成各各个单独的杆杆件和单元件件，并分别进进行绘制。施施工图设计主主要包括以下下内容：节点点拼装总图、节节点拼装顺序序图、杆件图图、节点图及及材料明细表表等。2.2下料切割割本工程屋面主体体结构部分为为钢管，且构构件节点处的的杆件均为相相贯连接节点点，所以钢管管的相贯线切切割是本工程程的一个重要要部分，根据据工期要求及及切割工艺的的要求，采用用2台先进数控控管子马鞍形形切割机，该该设备具有切切断与开坡口口一次完成的的全自动切割割功能，大大大提高了相贯贯焊缝的坡口口质量。为后后期桁架组对对焊接提供了了保障。2.3构件拼装装编制拼装作业指指导书。桁架架全部采取平平放位置拼装装，制作出与与其相合拢的的桁架侧面样样板，检查合合拢情况。拼胎座采用临时时刚性胎架，以以坐标点为转转换基准进行行放线及靠模模定位；用正正式连接板进进行构件连接接固定。检查查项目包括：：轴线偏差；；接口的间隙隙与错边量；；杆件的长度度、侧弯与翘翘曲；牛腿的的长度与角度度；拼装单元元的长度。平面桁架组拼，需在胎具上用卡具固定平面桁架组拼，需在胎具上用卡具固定两端设置固定模板，保证主弦杆尺寸精度图2组拼大样2.4焊接①焊接顺序对上下弦杆杆按立焊->平焊->仰焊的顺序序进行；对上上下弦杆与腹腹杆的接口依依据测量结果果安排焊接次次序，通常先先进行腹杆与与下弦的焊接接，再进行腹腹杆与上弦的的焊接，并跟跟踪测量，以以便通过调整整焊接顺序控控制变形。②焊缝坡口主要要形式对于管管相贯焊焊缝，当支管管与主管夹角角α在55°~1125°时，为全熔熔透焊缝，选选用单边V型坡口，当当支管与主管管夹角α<55°或α>125°时，部分采采用熔透焊缝缝、部分采用用角焊缝，熔熔透焊缝坡口口，状及尺寸寸如图：图3相贯坡口形形式③焊接质量控制制依据焊接工艺评评定结果对不不同焊缝进行行远程电流调调节，采用多多层多焊道和和分段退焊工工艺，减少焊焊接应力；采采取对称焊、连连续焊、预热热、焊后石棉棉布包裹等措措施，避免焊焊接时延迟裂裂纹的产生；；对于刚度大大、板厚、焊焊接空间狭窄窄等特殊部位位，选择优秀秀焊工，并在在焊接工程师师的监控下进进行焊接，减减少不必要的的返修。3桁架安装最为本工程的最最大的一个难难点，选用合合理优化的安安装方案是此此工程的重中中之重。本工程屋盖外形形为弧形屋盖盖,为空间大跨跨度曲面，整整个屋盖的长长度、宽度都都非常之大，整整个屋盖在现现场若需进行行整体吊装是是不可能的。所所以，确定合合适的安装方方案将显得格格外重要，根根据屋盖结构构的特殊性以以及现场的具具体施工条件件并结合以往往用于其它类类似大型钢结结构的实际施施工经验，我我们将采用现现场拼装，分分段吊装的方方案来完成整整个屋盖的现现场安装。3.1模型计计算运用ansyss计算软件分分析构件的应应力及变形，从从而确定桁架架最合理的分分段位置以及及临时安装支支承胎架（TJ*）的位置。①起吊状态验算算图4起吊状态计计算模型图5桁架竖向变变形验算（mm）图6桁架面外变变形分布图（mm）图7桁架构件应应力分布图（N/mm2）图8桁架构件稳稳定验算应力力比分布图图9吊索拉力计计算结果（kN）②桁架就位状态态验算结果（方方法类似①）结论:本工程最长桁架架为106米，最大分分段的桁架长长度为56米，通过计计算结果分析析，吊装过程程中及就位后后的桁架竖向向变形、面外外变形、应力力及稳定性均均满足设计及及施工要求。同同时通过分段段的位置确定定临时安装支支承胎架（TJ*）的位置。③临时安装支承承胎架（TJ*）的模型计计算图10临时支承承胎架计算模模型临时支承胎架简简化为一根24m高悬臂格构构柱，横截面面边长为1500mmm×15000mm。通过计算结果可可知，胎架变变形、强度及及稳定均满足足规范控制要要求，可以满满足安装过程程需要。④安装过程中的的计算分析按照先吊装主桁桁架，再吊装装联系桁架（次次桁架）的思思路，每吊完完2榀主桁架后后立即吊装其其间的联系桁桁架，使之形形成一空间体体系，并运用用ansys软件计算分分析，确保其其安装进度及及结构安全。图11桁架计算算模型1图11桁架计算算模型23.2安装过过程①现场桁架拼装装:胎架经过验收合合格后才可用用于拼装屋架架，首先用吊吊车把构件放放在胎架上，按按照桁架施工工详图固定杆杆件的位置。如如果杆件加工工曲线偏差超超过允许范围围时，允许加加热矫正杆件件，但加热温温度严禁超过过正火温度(900℃)。加热矫正正后的杆件需需缓慢冷却。然然后施焊上下下弦杆件接头头。最后拼装装腹件、上下下弦间支撑，先先点焊后全面面施焊。焊工工应经过考试试合格并取得得合格证后方方可施焊。②桁架吊装:桁架跨度小于或或等于18m时，绑扎两两点即可，大大于18m时需绑扎四四点以上。最最长桁架长度度约60m，布置4个吊点，吊吊点间距8m左右，吊钩钩中心对准屋屋架中心，吊吊索左右间距距基本一致，为为使各吊索受受力均匀，吊吊索用滑轮串串通。利用手手动葫芦可调调整倒链长度度的工作性能能，现布置两两个手动葫芦芦，分别独立立牵引弦杆件件节点，待桁桁架从地面吊吊起后缓慢调调整倒链长度度，使桁架升升高或降低，从从而实现桁架架扶正，便于于高空就位。③桁架就位:此工程每榀桁架架采用的2个万向胶支支座与基础连连接，在分段段吊装过程中中，就需要在在临时安装支支承胎架用型型钢制作一个个假支座来临临时固定分段段桁架，待整整体吊装完毕毕后再拆除临临时安装支承承胎架上的假假支座。就位位过程中，采采用2台全站仪全全程跟踪，利利用建立好的的测量控制网网，来对桁架架进行定位。4结束语大跨度双向斜交交平面桁架拱拱结构体系，大大大的拓展了了上部的空间间，杆件分