站房屋盖变形式变截面大跨度刚架安装施工技术

站房屋盖变形式变截面大跨度刚架安装施工技术北京**中央站房钢屋盖结构为适应屋盖椭圆形双拱双曲线的形状要求，屋面刚架呈弧形拱状，跨度、截面高度变化不一，这种刚架各段形式均不相同的变截面刚架目前国内运用较少。安装过程中，通过采用变截面管桁架的现场拼装质量控制、高空安装质量控制，大跨度钢箱梁的高空拼装质量控制，钢箱梁高空焊接质量控制等措施，顺利完成安装任务。北京**中央站房钢屋盖结构由l5榀横向刚架、纵向次桁架、封边桁架、南北两端环梁及次梁等钢结构组成，钢材材质均为Q345C，短轴190．5m，长轴324．0m。其中屋盖横向刚架由4根格构柱、中间跨变截面箱形梁及两边三角管桁架组成，轴线间距20．6m。屋盖刚架中间跨钢箱梁随其两端格构柱在弧形轴线上分布，其跨度从46．2～64．4m变化，最大截面为口2400×1lOO×25×40(mm)，单根钢梁净重量约为108t。屋盖刚架边跨是由弦杆及腹杆组成的正三角形空间管桁架。最大边跨三角形管桁架跨度为46.3m；两端悬挑三角形空间桁架最大跨度为20．8m。格构柱柱脚位于标高9m的钢框架柱上，。采用4个ф200销轴连接，钢柱与钢梁节点全部为焊接，格构边柱向外侧倾斜，格构中柱向内倾斜；格构柱共计60根，最高格构柱高度为38．5m，重约48t(图1、2)。l屋顶变截面刚架安装难点及对策本工程刚架由变截面管桁架和变截面钢箱梁组成。柱子为变截面倾斜格构柱，且为双曲面屋面形状。此异型刚架在运输、拼装、安装、焊接等方面难度极大，针对刚架特点采用以下对策解决。1．1变截面管桁架及钢箱梁的拼装与安装在工厂分段加工，运抵现场后就近设置划有定位线的拼装胎架，在胎架上进行拼装；安装采用250t履带吊机分段吊装，并在分段点位置设置临时支撑，吊装完毕定位焊接。1．2钢箱梁高空焊接质量控制钢箱梁高空焊接过程中容易产生焊接应力及变形。通过焊前预热、焊后缓冷、应力控制及定位板固定等技术措施予以解决。1．3安装过程中的空间定位在吊装格构柱时首先保证柱脚定位准确，柱顶定位采用全站仪三维坐标定位；吊装钢箱梁及管桁架时，先用计算机1：1建模，然后得出各分段点三维坐标，用全站仪进行测量控制。2变形式变截面大跨度刚架拼装、安装技术2．1刚架格构柱的安装技术刚架共有6O根格构柱分布于15根轴线上。格构柱是由两根H形单肢柱(最大截面为1lOOmm×4OOmm×20mm×4Omm)，中间通过斜缀条及水平缀条焊接而成。中间跨两端倾斜格构柱上端与刚架桁架中间箱形梁端下表面通过焊接连接；两侧竖直格构柱上端在格构柱两个单肢上分别焊接端头连接板，再通过螺栓与刚架桁架下弦杆进行连接。格构柱与站厅层钢柱顶端采用销轴铰接形式进行连接。吊装时，中间跨两端共14榀倾斜格构柱采用250t履带吊机吊装，并在其倾斜侧设置临时支撑辅助就位的方式进行安装：除此之外的倾斜格构柱及两侧竖直格构柱，按其平面所处位置采用就近150t或250t履带吊机整体直接就位的方式进行安装，如图3所示。及悬挑部分的三角形空间桁架拼装时，均在专用的拼装胎架上进行，胎架由路基箱板组成。为防止拼装时焊接变形，采用定位型钢固定杆件。图4、5、6、7以柱顶次桁架的一个吊装单元的拼装步骤为例，对空间三角形桁架的拼装进行说明。分两段，边跨段由250t履带吊机吊装，悬姚桁架分段由150t履带吊机吊装．分段位置设在边跨桁架靠近其外侧格构柱的位置。在进行边跨及悬挑空间三角桁架吊装时，在悬挑桁架的外端及边跨桁架的分段位置设置临时支撑托架(图8)。2．4变截面钢箱梁的安装技术测箱形梁截庸面变化以袍箱梁中心倾点为对称晋线，分两菜步使截面响由卷2400孤×l10腰0×5×撒40(m翻m筑)蜂变介为逝2200碎×800毯×25×减40(m抵m塔)贵：先是从倦端头茎至俱1492件m居m迁长度上钢鼠梁宽度导由泊1100减m裕m票逐渐变抖为践8O0m纱m印，再岸从结7502微~163况03m盏m法长度上大简梁高度剥由愈2400蛛m难m灶变泉为蒙2200森m碌m及。钢架中祸部的钢箱洗梁为两端赠部变截面甜过渡到中熊间为等截吧面的弧形供梁，箱形堵梁中间段镰主体等截识面有曾：请1600堂×8OO继×2O×偏40(m幕m乖)谊、弯1800许×800葬×20×材40(m迁m纳)直、汁2000陪×800前×20×匪40(m宇m眯)耕和剑2200郑×800滔×25×疫40(m合m砍)互四种规格轧。回针对箱形粉梁空间弯嫂曲、变截誓面等特点染以及为方辣便长途运身输，将箱冰形梁制作妹分为三大字段，即两澡端变截面膏弯曲段及周中部纯弯尤曲段。因概单根箱形榜梁重量较遥重，吊装杯时采用行讨驶在纵向饲中央通道谱的史250皇t差履带吊机庆分段吊装绘、设置临明时支撑托捷架辅助就词位的方式荣进行安装凳。分段吊简装方式为祥：先在结亏构平面上耽与箱形梁馅分段位置弱相对应处峡设置临时喜支撑托架度；采用履逼带吊机先缎吊装两端筹箱形梁分码段，最后宿吊装中间痕分段；吊芳装完成后孩定位调整蛮焊接。以班临近中轴狱处代①棵轴为例，孩主要吊装匀流程见猪图迫9亲、剂1妖0荒、丹1五1驴。妥2丑．团5煌现场安装稠测量定位勿控制技术依三角形空假间桁架及渴主梁安装偿时，采用烘全站仪坐焰标放线控守制支撑托进架的标高胖及平面位解置，以保遮证三角形携空间桁架通及主梁定彻位的正确木。当支撑届托架位于衬结构平面寺上，南北厅两端外缘密位于自然誉地坪处的康临时支撑秤托架设置既时，先将碎地面平整逮后，在需轿设置临时贯支撑的位波置铺设路饱基箱。在障路基箱上喘设置临时遍支撑托架芦以保证其架稳定且避祥免支撑托迅架受力后吓沉降。雷根据主体瞧结构杆件娃的吊装分快段尺寸，站吊装前应煮对临时支脸撑的定位吃进行控制屯，划出临备时支撑定攀位线。将帆预先制作毒好的临时晃支撑安装敬到位，定他对十字线拢，并加以饥明显标记闻。用全站龄仪检测支肝撑顶标高般是否控制顷在预定标寄高之内。档主体结构撤杆件的吊锻装定位全滥部采用全误站仪进行缘精确定位郑，通过平泄面控制网刚和高层控昂制网进行遥坐标的转笨换，在吊因装过程中礼对构件两维端进行测呀量定位，买发现误差辞及时修正义。蜓2喇．址6固构件安装药接头焊接英质量控制东技术脑进行三角鞠形空间桁姻架及主梁摆安装采用押支撑托架瞧安装时，秃采用控制屠支撑托架咏的标高及防平面位置叨来保证三目角形空间幻架及主梁鞭定位的正信确。消2伟．钱6箱．甚1赢优化焊接美顺序构件绑吊装就位洋调整完毕嘉后即开始劈进行焊接雨。焊接施第工过程应鉴根据各类衣构件吊装诊前后顺序脏及构件在霜整个结构裕体系中的悲位置采取诱合理的焊筹接顺序。饱2本．荷6绕．轿2畜横向刚架父中间跨箱飘形梁高空狂焊接接头鹅措施若为避免箱歪形梁吊装桶就位及焊坟接时产生革侧向移动芳，造成箱淹形梁变形罗，在箱形军梁分段吊程装的临时买支撑托架爷上段设置剩定位侍板盏(嫁图拼l2拾)紧。腰2疫．商6村．映3欣桁架钢管逐安装对接浅接头措施投拼装、分蛛单元安装读及焊接过吩程中。为处保证桁架慈钢管对接屈接口的对顿位准确，斜在对接口逆处沿圆管挖的圆周方歪向均匀布奋置三块定炊位板，在悲构件定位疾后通过定值位板进行踪临时焊接浙固定。定仗位板还能殃有效地控使制钢管在聪焊接时产料生焊接变宋形（倡图堂13霜)赛。3结语灰通过采用璃本项施工咽技术，成照功地完成贷了北网