南宁国际会展中心箱型空间相贯节点三角桁架制作技术

1南宁国际会展中心箱型空间相贯节点三角桁架制作技术摘要：南宁国际会展中心结构形式为箱型空间相贯节点三角桁节点处相贯线下料复杂、隐蔽焊缝较多，组装顺序及焊接质量尤为重要，通过利用TAKELA配合CAD解决了制作中拼装顺序的难题，同时焊接质量也得到有效保证，大大缩短了该项目的制作工期。南宁国际会展中心改扩建及周边市政交通完善工程总建筑面积37.3万m2。项目建成后，展览面积和配套设施更趋于完善，功能更加齐全，将形成会展、办公、住宿、餐饮一体化的综合性建筑群。2其中屋盖钢结构为多跨连续平面矩形管桁架结构，屋盖钢结构如图1所示。本工程建筑面积约33491m2，长234m，宽157m，标高范围为+100.200～+108.000m，总用钢量约12000t。屋盖主结构由主、次桁架组成，东西两侧共有27榀倒三角矩形管桁架，倒三角桁架截面宽度为6m，高度为2.8m，长度为30m，质量约76t，整体起拱要求达到50型梁以及若干箱型弦杆组成的一个倒三角形式的桁架结构，其最复杂节点为方管空间9条射线相交构成，相贯线复杂，焊接应力集中。2制作技术重点、难点及解决措施2.1桁架下弦节点制作空间射线相交节点在以往工程中多以圆管为主，而本工程桁架下弦节点为空间多方管射线相交，最复杂节点达到9根方管空间射线相交，节点处的相贯线下料采用TAKELA软件直接出零件图的形式下料，在板厚处理方面还不够完善，组装时存在较大偏差，易造成重要受力节点的焊接强度达不到设计要求，因此每根方管的相贯线下料需要准确切割，减少节点的组装间隙，才能保证节点的焊接强度，避免焊接裂纹产生，同时方管相贯产生的隐蔽焊缝较多，必须制定合理的组装、焊接顺序，才能保证每条焊缝的顺利施焊,如图2所示。应对措施：利用BIM技术进行相贯节点的方管下料及模拟预拼，方管下料时首先通过TAKELA模型在三维模式下将方管四面相贯点的切割尺寸进行测量。根据测量数据绘制每根方管的四面相贯点的下料零件图；3进行模拟拼装，检查组装间隙，如图3所示；最后根据新的零件尺寸对每一个节点的方管，利用BIM技术进行模拟拼装，检查组装间隙，并对相关下料数据再次优化后方可下料。由于节点方管相贯处隐蔽焊缝较多，通过模拟预装确定组装顺序后，制定合理的焊接顺序，其中编号2、3为标准搭接杆优先焊接，再焊接两侧斜腹杆编号4～7，如图4所示。a—圆管相贯;b—方管相贯。4图4组装、焊接顺序2.2倒三角桁架的制作与分段倒三角桁架(图5)截面宽度为6m，高度为2.8m，长度为30m，在制作时必须结合实际的起重高度采取合理的组装方法，在安全的前提下减少翻面，减少立焊、仰焊，保证焊接质量，同时构件属超宽超长构件，要充分考虑运输及现场拼装精度制定合理的分段方式。5图5三角桁架结构示意应对措施：由于单榀桁架截面宽度为6m，高度为2.8m，长度为30m，重约760kN，属于三超构件，传统的分段方式采用上下弦单片制作，但上弦宽度达到6m，还是属于超宽构件，且项目现场地处南宁市区，运输受限，为保证顺利运输及现场二次拼装精度，采用倒三角桁架制造厂内整体拼