大跨度空间管桁架施工技术毕业设计.docx

大跨度空间管桁架施工技术院校:系另Ih姓名:目录1工程概况构件加工制作.3.1构件加工制作难点3. 2加工制作材料的选用53. 3管构件的加工制作3.1 拼装场地的选择123.4 桁架拼装焊接144. 7焊接时应注意焊接的作业环境：155. 8焊接检验：156. 9桁架的涂装15桁架吊装5.2桁架分段165.4吊机选择185. 5吊装胎架的设计197. 6桁架吊装195.8散件吊装及焊接206”卸货8. 1卸载目的206.2卸载方法206.3卸载顺序20结束语摘要：近年来，全国各地纷纷新建各种体方场馆、会展，而大跨度管桁架结构在这些体育场馆、会展建筑中应用最为普遍“大路度管桁架结构构件加工要求高，拼装工艺困难，相贯焊接节点品杂，焊接质量要求高，吊装难度大，卸载程序史杂，因此在施工这一类型的构筑物时，必须采取科学、合理、可靠的技术和有效的质量监控，才能保证工程的质显，进而有效实现其设计使用功能。本文就是通过对*市*屋面大跨度空间管桁架结构施工技术的全面分析，积累大跨度空间管桁架结构的施工经验。关键词I体育馆管桁架施工技术结构1工程概况市»*工程是*市目前最大的一个市政工程，建筑面积46815平方米，能容纳35000人同时观看体育比赛.屋面为一圆环形平面，呈贝壳状，由东、南、西、北四个看台组成，东、西看台上均设置大跨度钢结构天蓬。桁架悬挑跨度大，是目前国内悬挑跨度最大的种管桁架结构，单根桁架最长47.5米，最大悬挑跨度达到37米。2项目特点本工程的钢结构屋盖共分东、西两部分，均为大跨度空间结构，主要考虑采用单福桁架悬挑构成的整体受力体系，局面设置水平支撑桁架和垂直支撑，使整个总面形成稳定的整体结构,屋顶主体采用空间管桁架结构，大部分为标准抽空三角锥网壳，局部为：角锥网壳：另外为配合屋顶边缘的曲边形式以及和内部屋顶的连接过渡，设理/边桁架.网壳和边桁架杆件均采用空心圆管，内部桁架采用直接相贯连接，东西看台柱与桁架连接采用铸钢节点。屋萩的几何形状为圆台侧面。其中西看台屋盖中使用了两条主拱及多条副拱、斜拱和内圈桁架，两条主拱（ZG1.和ZG2）均为四边形空间桁架，四条主管的管径为650哈米'500亳米，采用变截面设计，壁厚从1635亳米不等；副拱、斜拱和内圈桁架采用三角形空间桁架和平面桁架，管径不一，最大为351考米：东看台屋盖由12幅主桁架组成，通过12个由4根无钢管（400X24）焊接而成的柱子和12根平衡拉杆（400×20）与混凝上基础相连。本工程制作工艺难度大、质量标准要求高、吊装需采用大型起重设备及笑杂的滑移胎架系统.3构件加工制作3.1构件加工制作难点钢结构屋盖的主拱ZG1.主弦管为采用了650X35'650×30和650X16大直径厚壁钢管变厚相连接而成的空间样条曲线，ZG2主弦杆为500X16的钢管连接而成的空间拟合曲线。两条主拱分别与径向的ZHJ1-ZHJ7相连接形成空间传力体系，整体结构加工制作工艺更杂，标准要求非常高，其制作重点和难点主要存在以卜几点。3.1.1多管相贯节点杆件卜.科在本工程中，多管相贯的节点很多且形式及杂，最多的达到9根圆管相贯，如下图为其中的一种节点：图1多管相货节点在这些节点的制作中，切割相贯线管口的相贯性、杆件的长度、焊接收缩等因素直接影响到工程的整体质员，因此，如何准确地下料，保证装配精度是本工程加工制作中的重点和难点之一.3.1.2 杆件的精确弯网在本工程中，需当圆的杆件规格较多、管径大且壁较厚，主要有0245X12、245X8、203X8152X6等共14种，最小的弯圆半径为109517e,且由于部分弦杆为样条曲战，必须采用多半径拟合方法弯制。如不采用合理的弯圆设备和弯圆工艺对杆件（特别是大管径杆件）进行弯圆，弯曲后的杆件容易出现弯曲不到位、圆管椭恻度超标或管壁有折痕、凹凸不平等现象。因此杆件的精确弯例是本工程在管结构制作过程中重点和难点之二.3.1.3 管结构的变形控制在本工程中，管结构的跨度大，特别是主拱管结构ZG1.和ZG2,弧长均在300米以卜.，管径祖达650亳米，管结构在本身自重和上部的活动屋面、机械设备、屋面板图2管结构下挠示意图由于主、副拱的长度都超过260米，如此长的构件在不同的气温卜一热胀冷缩，会导致制作的构件长度方向上存在一定的差异：另外，现场拼装焊接产生的应力也会造成管结构的形位变形。因此，在管结构的制作过程中必须要考虑管结构的下挠、热胀冷缩及焊接收缩余量等问题，故在本工程中把它定为难点之，3. 2加工制作材料的选用4. 2.1主要受力构件 所有钢管：根据设计要求选用低合金高强度Q345B钢管 钢板、其他热轧型钢：选用低合金高强度结构钢Q345B 橡条及檄托：Q235B所有无缝管的材质及力学性能应满足结构用无缝管BGB9162-87中的相关规定,所有Q345B构件材质应满足低合金高强度结构钢GB159194中相关规定。同时应具有碳、镭、硅、麻、璘以及四种残余元素（V、Nb,Ti.AD含量的保证，钢板厚度大于IOmm时,应符合Z15级的断面收缩指标和含硫量不超过0.OI%的要求。Q345B钢材的化学成分和机械性能如下:牌号厚度IUn屈服强OsMpa抗拉强度QbMpa延伸率%冲击功Akv/J-20'C180°弯曲试骁d=弯心直径a=试样厚度（直径）Q315B0'163455106602234D=2aD=3a16'25325470*6302134D=2a1.)=3a25'36315170620213236-50295450-6002030-Q345B化学成份如下:cSi%Mn%P¼s%V%Nb%Ti%0.20W0.551.(T1.6W0.010.O1.O.02'0.I50.015'0.060.02'0.23.2.2紧固连接件锚栓：Q235B.Q345B高强螺检：摩擦型10.9级普通螺栓：C级.强度等级4.6级销轴:Q345B高强螺栓性能及施工应遵照£钢结构用i强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件GBT1228-1231-91和£钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及脸收规程JGJ82-91中的相关要求：普通螺栓性能应满足六角头螺栓C级GB/T5780和六带头螺栓GB/T5782中相关规定。销轴材料应满足E合金结构钢技术条件3GB3077-88中的要求。3.2.3焊接材料焊接Q345B钢时可按下表选用焊条和焊丝，或由施工单位根据其工艺评定及有关国家标准进行选定：焊接方法焊条、焊丝型号手工樨E50型焊条Q345B埋孤自动焊镀铜HIONn2焯理.CO2气体保护焊新铜H8Mn2Si焊丝焊条应满足碳钢焊条GB5117-95中有关规定，焊丝应满足0气体保护焊用焊丝GB/T11958-94和熔化焊用钢丝GB/T14957-94中有关规定，焊剂应满足6低合金钢埋弧焊用剂GB/T12470-90中相关规定。3.3管构件的加工制作3.3.1管构件的加工制作流程图3管结构的加工制作流程3.3.2管构件的下料3.3.2.1钢管下料前的工艺准备3.3.2.1.1管件工艺分段面的确定ZG1.主拱管结构上下弦的直径650,腰杆直径450到299不等，ZG2主投管结构上下弦的直径0500,腹杆直径主要为299,悬挑梁ZHJ1.'ZHJ7上卜.弦的直径351,股杆直径160。根据吊装方案、上下弦钢管规格以及管结构的受力怙况、运输等综合考虑,在制作中,将弦杆对接成121115m长一段,时接位置上下弦不应在同一平面上,而应错开70（HoOOInnU加工时管件的分界面在两相邻节点的1/3处附近，且各弦杆应错位（如图4）,安装时对接的间隙是两侧各占一半。3.3.2.1.2杆件切割长度的确定图1管结构分段位置示意图通过试验事先确定各种规格的杆件预留的焊接收缩堆，在计算钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩垃，对于小于16*的,每个对接口放1.5mm,大于16Mn的放2.5mm,对于个别难以确定的管件，预留段“毛头”，根据现场实际情况切割。3.3.2.1.3切割相贯线管的确定先由技术科通过计算机把相贯线的展开图在透明的塑料薄膜上按1：1绘制成检验用的样板，样板上标明管件的编号。检验时将样板根据“上、下、左、右”线标志紧贴在相贯线管口，据以检验吻合程度.根据长期实践，证明此方法为检5佥相贯准疑度的最佳方法。3.3.2.1.4确定焊接收缩量的工艺试验用同类管子及节点形式，进行三个节点以上的管结构段的焊接工艺试验，冷却后测国:其收缩员，并依此来考虑安装时对接接头的收缩S1.根据试验和长期工作经哙值，弦杆每段一般放焊接收缩余盘3-5mm,对腹杆等杆件放焊接收缩余切：Imnu3.3.2.1.5设计放样切割流程图送制造车何3.3.2.2切割程序的编制对相贯钢管的切割来说，切割程序的编制极为全要。首先编程人员根据图纸先用XSteeI或AUTOCAD软件建立三维线框模型，不同的管径用不同的颜色表示，这是计算机放样的基础，要求建模必须正确，为此放样人力对其进行严格的攵检，做到100%的正确。线框模型建立后,将此模型转换成DXF格式标准转换文件，并将此文件输入K1N3D设计软件中。再按颜色设置相应的管径，然后编程师对在WIN3D中对相贯杆件进行相贯线分析。将分析后的数据保存到PIPE-COAST软件上，然后在PIPE-COAST软件将各种杆件事先确定好的焊接收缩余量及机械切割余量输入；再按照制作要领书选择正确的加工设备，切割速度、坡口角度等工艺元素;并由专人对切割数据进行认真仔细的笈查，保证在进行加工指令编制前所有的数据正确无误。PIPE-COAST接受切割数据后，先生成雅根管件的加工指令，然后再根据材料规格进行合理的套料，即可将放样程序下发车间，分批实施切割。按数控数据进行相贯线的切削和坡口的加工，为保险起见，如果每批切割的杆件数是较多时，可先割一根，进行外形尺寸的检查，确认无误后再进行大批量的切割.3.3.2.3管构件的弯例I作为工程加工制作过程中的一个的重点，木工程钢管主要结构弦杆外径为由203、273245（曲率半径变数较多）,拼装前须对钢管进行精确弯曲成型。弯曲后，钢管直径要求变化不大5mm,壁厚变化不大了1mm,矢高偏差不大丁5m,钢管表面不能出现折痕和凹凸不平的现象.杆件弯圆的精确控制技术措施：a弯圆设备的选择：如不采用合理的弯圆设备和弯圆工艺对杆件（特别是大管径杆件）进行弯圆，弯曲后的杆件容易出现弯曲不到位、圆管椭圆度超标或管壁有折痕、凹凸不平等现象。对本工程的杆件弯圆采用本公司自有的JXW700弯圆采用公司，最大可弯管径为650,厚度为45mm的圆管。b弯圆检验：弯曲后检验一般通过拉线和地面放样的方法进行检验。拉线检验方便、快徒，但检测的误差较大。地面放样检验能控制的精度高，但人力、物力、场地等投入大，时间长。在本工程中，考虑制作的工期较紧，公司在制作时采用两种方法相结合，对批量的杆件采用首件和中间抽几件用地样检查，其余用拉线检查；对量少的杆件全