大跨度大截面H型钢桁架结构的组装工法

大跨度大截面H型钢桁架结构的组装工法目前，公共建筑的大跨度空间结构、超高层建筑的转换层结构和大跨度重型钢结构厂房等大都选用大跨度的H型钢桁架结构，它既能增大建筑结构的空间，承载大在现有技术中，大跨度大截面H型钢桁架结构的组装方式主要有两种：第一种采用热轧的H型钢作为上弦梁和下弦梁，并在桁架的上弦梁和下弦梁之间设置热轧的H型钢作为斜腹杆，这种类型的大跨度H型钢桁架结构制造虽然简单，针对上述大跨度大截面H型钢桁架结构组装的不足之处，本工法提供了一种利用胎模架组装大跨度大截面H型钢桁架结构的组装工法，利用该胎膜架制造的H型钢桁结构变形小、精度高而且可以批量生产。该工法的成功实施，为今后类似工程的制造提供了成套技术和施工经验，具有广泛的推广应用价值，可为钢结构制造单位创造良好的经济效益和社会效益。其关键技术水平达到国内先进水平。在开发工法过程中申请了两项专利技术，现已授权，本工法在多项工程中实施应用，取得了一定的经济效益和社会效益。其中应用于重庆市国际会展中心钢结构工程，该工程在2006年获得了中国建筑金属结构协会的钢结构金奖，在2006年度还荣获重庆市“巴渝杯”优质结构工程奖。同时应用于重庆市微电子工业厂房等钢结构工程。该工程荣获2009年度建设工程“鲁班奖”。通过H型钢与H型钢之间的焊接连接形成整体的钢桁架结构，保证桁架2.2H型钢桁架结构的组装采用了一种新型的桁架梁装配胎膜架，使用该装配胎模架装配时，H型钢桁架结构组装精度高，操作简单，生产效率高，适用于钢桁架结构的批量生产。2.3对异形（蛇形）腹杆的H型钢桁架的组装技术：固定桁架的上、下弦焊接H型钢主杆，再将异形斜杆的腹板定位在桁架的上、下弦H型钢上，下部用胎架支撑，最后将斜杆的翼缘板组装到异形斜杆的腹板上焊接，该组装方法不仅减少了斜杆的翼缘板组装焊缝的数量，保证了焊缝拼接位置的错开，提高了桁架结构的整体组装2.4本工法采用预测控制变形和矫正变形相结合的工艺，以预控变形（预起拱）为主，从工艺上保证了组装质量，减少对桁架结构成品变形的矫正。2.5通过调整装配胎模架中的加压柱的位置，满足不同桁架结构高度的要求，以达到组装不同规格的大跨度、大截面、大承载桁架结构的目的。该装配胎架采用固定式和活动式，活动式装配胎模可调节高度和长度。2.6在该装配胎模架中还设有垂直压紧装置，将待组装的桁架置于组装工作平台上时，将压紧板压在桁架上，压紧板的两端通过螺栓连接在支撑台上，通过垂直压紧装置将桁架结构在垂直方向上定位，避免了焊接时在垂直方向发生变形。上弦H型钢梁蛇形H型钢腹杆下弦H型钢梁图4-1大跨度H型钢桁架结构示意图 桁架结构的预拼装 图5.1-1施工工艺流程图由于翼缘板长度随跨度而定，一般较长。其宽度都较窄，下料前，先把钢板组焊（V型坡口或X型坡口）拼接成长板，度方向几何尺寸，减少因切割引起翼缘板的侧弯变形，在长度方向要考虑一定的收缩余量。杆中腹板的宽度尺寸进行切割，切割成直线段和弧形段（或直线段加弧形段将切割图5.3-1蛇形腹杆的腹板下料及拼接示意图图5.3-2蛇形腹杆翼缘板下料分段示意图图5.4-1上、下弦梁组对平台示意图翼缘板最大厚度≤80mm；翼缘板宽度=180～800㎜;图5.4-2上、下弦梁劲板组对示意图（4）较大尺寸的装配胎具应安置在相当坚固的基础上，以避免基础下沉导致胎具桁架梁组装的装配胎模架，包括一长方形工作平台和沿工作平台的长度方向等距离设置的多个水平压紧装置（图中仅画出三个水平压紧装置水平压紧装置包括设置在工作平台一侧的可移动的加压柱，在加压柱的顶部设置伸向工作平台上表面的千斤千斤顶可移动端挡板千斤顶固定端挡板上、下弦梁垫板固定端挡板可移动加压柱腹杆垫板图5.5-1钢桁架梁结构组装胎膜架销钉顶镐销钉销孔垫板垫在蛇形斜腹杆中的腹板下，再将上弦梁和下弦梁分别放置在蛇形斜腹杆的两 图5.6-1大跨度H型钢桁梁装配示意图并将腹杆腹板分别与直板和圆弧型翼缘板进行组装焊接。该装配方法是异形腹杆的H型钢桁架的组装技术，减少组对焊缝数量，保证焊缝错开，提高了大跨度桁架的整体组装质量。千斤顶下弦梁上弦梁蛇形腹杆翼缘下弦梁上弦梁固定端挡板可移动加压柱垫板图5.6-2大跨度H型钢桁架梁装配示意图销钉顶镐销钉 销孔图5.6-3胎膜架垂直方向防变形措施分段线分段线分段线分段线图5.9-1H型钢桁梁分段图示意图36米跨的H型钢桁架梁存在翼缘板、腹板宽度和厚度变化的情况，制造时翼缘板图5.9-2工厂预拼装节点示意图序号数量1B=200～1000mmH=500～2000mm12H=500～3000mm翼板δ≤80mm，宽度B=200～800mm13长L=27000mm宽B=3000mm1可调4L=2700025B=1500mm16硅整流自动焊机ZX7-50067直流埋弧自动焊机MZ-100028二氧化碳气体保护焊机NR-5009半自动切割机CZ-304摇壁钻床Z-3040111桥式吊车32～50t2（2）H型钢桁架梁为中厚板，焊接质量要求高，其所有对接焊缝均为一级，焊接（3）通过H型钢桁架几何尺寸的控制,严格控制桁架的起拱度，在焊接过程中做好防止焊接变形措施.9.1在工程施工过程中，严格遵守国家和地方下达的有关环保法律法规和规章，加9.3施工期间无油污、无烟尘、无噪音，有利于保护劳动者身体健康，营造和谐友好的