体育馆桁架钢结构拼装方案

1目录钢结构拼装方案....................................................21-1钢结构工程概况............................................21-2桁架整体拼装思路..........................................31-3桁架拼装方法..............................................41-4桁架拼装焊接要领.........................................192体体育育馆馆桁桁架架钢钢结结构构拼拼装装方方案案1-1钢结构工程概况本工程钢结构部分主要包括屋盖23榀WJ1、6榀WJ2以及两榀WJ3共31榀钢桁架结构以及各种支撑构件组成，A轴、M轴部分三角形2榀悬挑桁架结构以及钢柱、钢梁以及钢骨结构部分构件的加工、制作以及安装工作等。本工程屋盖钢桁架结构为平面桁架结构，其中桁架WJ1弦杆规格为桁架弦杆规格主要为Ф273×8、腹杆主要为Ф159×6、Ф89×4等两种规格钢管；桁架WJ2弦杆规格为桁架弦杆规格主要为Ф180×8、腹杆主要为Ф159×8、Ф76×4、Ф60×3.5等三种规格钢管；桁架WJ3弦杆规格为桁架弦杆规格主要为Ф273×8、腹杆主要为Ф180×8、Ф114×5、Ф89×4、Ф70×4等四种规格钢管，桁架间联系杆件主要包括Ф114×5、Ф89×4、Ф76×4、Ф60×3.5等四种规格钢管。A轴、M轴钢桁架为平面桁架结构，桁架上弦为箱形结构构件，截面规格包括□900×500×20和□500×400×20两种，桁架下弦为钢管混凝土结构，钢管截面包括Ф920×18、Ф820×16两种规格桁架腹杆主要包括□400×400×18、□400×400×25、□300×400×14、□400×500×25等四种规格构件。此外，本工程钢柱包括钢管混凝土柱、钢骨柱两种，钢结构构件规格主要包括Ф1120×18、Ф820×16两种规格钢管以及□200×400×16、□200×400×12、□400×400×16等三种规格箱形构件；本工程钢梁构件主要包括钢箱梁、焊接H型钢构件以及部分钢骨构件等，构件规格主要包括□400×300×16、□400×500×16、H500×200/400×10×12、H300×250×10×14、H320×200×8×12、H320×270×10×16、H360×250×10×16、H200×150×6×9等规格构件；本工程幕墙钢结构骨架主要包括□250×250×8、□250×60×8、□250×60×5、□100×60×2.5、□250×60×4等规格矩形、方形冷弯薄壁钢管和Ф121×5圆钢管撑杆等构件。本工程钢结构桁架主要为平面管桁架和平面组合桁架两种，这两种桁架均为本工程的主要受力构件。根据本工程构件特点分析，本工程钢桁架拼装方案选择为：屋面桁架矢高大约1.0m～3.0m左右，桁架跨度较大，高度较高，为确保桁架构件节点的焊接质量以及现场安装质量，提高现场安装效率，我公司针对本工程特点，拟定的桁架加工安装方案为：钢结构屋盖桁架工厂下料加工，分段加工制作，整体预3拼装经检查合格后分段运输到现场在桁架吊装就位部位组装成整体后直接吊装就位，工厂桁架组装长度一般为12m左右，组装后的小分段运输到现场桁架拼装场地上组拼成整体后由两台50吨履带吊抬吊安装就位；A轴、M轴墙面桁架工厂散件加工整体预拼装经检查合格后散件运输到现场在现场指定位置拼装成整体后由150吨履带吊直接吊装就位。根据本工程总体拼装方案分析，本工程桁架的工厂组装工艺主要为分段组装和整体预拼装，现场安装阶段的拼装主要包括屋盖桁架分段组装成整体和墙面桁架的散件组装。由于本工程桁架构件跨度较大，最大跨度达48m，所以预拼装要求有足够宽敞的拼装场地，桁架的预拼装工作在构件工厂加工制作完毕，整体检查合格装车运输前进行；所有构件加工完成均需要进行预拼装，预拼装合格后，才准出厂进场安装。1-2桁架整体拼装思路本工程钢结构桁架的施工方案为桁架加工安装方案为工厂下料加工，部分桁架分段加工制作，部分桁架散件运输到现场进行组拼；各桁架整体预拼装后分段运输到现场在现场桁架拼装场地组装成整体后吊装就位。所以本工程桁架现场拼装的施工要点主要包括以下两个方面：1-2-1桁架拼装胎架要求1-2-1-1由于本工程钢结构桁架的拼装主要为本工程体育馆屋盖桁架和墙面桁架的拼装，其中墙面桁架的拼装工作在现场完成，屋盖主桁架的拼装胎架的设置应尽量满足在主导吊机工作的范围内，由于工厂拼装阶段桁架构件重量相对较小，所以其拼装胎架的设置可根据实际情况灵活布置。本工程桁架工厂以及现场拼装装场地将根据现场施工实际情况进行灵活布置。1-2-1-2本工程钢结构桁架的拼装遵循“能在工厂内拼装尽量不在现场拼装，能在地面拼装尽量不在高空拼装”的原则进行拼装。1-2-1-3桁架拼装采用分段拼装形式进行组装，每分段桁架根据设计院设计的分段点进行分段，在胎架上立式组装。1-2-1-4胎架设置应避开节点位置，满足焊工的施焊空间。1-2-1-5胎架必须保证有足够的刚度和稳定性，且必须保证胎架上口水平度±1mm，另外为了便于桁架的起吊，胎架定位块的位置须避免与桁架起吊时碰撞；1-2-1-6在组装平台上划出钢管端面定位线、中心线及分段长度位置线，作为桁架拼4装验收的依据，另外为防止胎架的沉降不均匀，须在胎架旁设置一沉降观察点，作为平台沉降的检查依据。1-2-2拼装设备的选择本工程桁架的拼装主要在工厂进行，现场仅桁架桁架分段加工后运输到现场的整体拼装工作，由于本工程钢结构桁架主要为平面桁架两种，构件较大，最大构件截面仅为Ф273×10，所以工厂加工阶段桁架拼装需配备2台16吨汽车吊作为拼装的吊装设备，同时配备1台20吨平板车作为转运设备；屋盖桁架拼装完成约60％后，开始将构件运输到现场进行现场组装与桁架整体吊装。1-3桁架拼装方法1-3-1钢桁架的拼装流程1-3-2桁架拼装胎架的搭设NNY桁架拼装胎架制作Y桁架拼装定位点焊检验、校正桁架拼装全焊接UT检验焊后校正涂装检验合格调整返修51-3-2-1拼接胎架考虑到分段单元自重较重，为防止拼接变形，胎架采用专用小截面焊接H型钢焊接而成；桁架拼装胎架采用可拆卸式支架，桁架瓶装胎架分别如下图所示：可调节模板2-2剖面221-1剖面11200200200200200200200200200200200200200200200200200200200200200立柱连接板钢立柱拆卸式托梁可调节模板混凝土路面桁架工厂拼装胎架设计原理桁架拼装胎架实体示意图1-3-2-2胎架设置应避开节点位置，满足焊工的施焊空间。胎架设置图按上图进行设置验收；1-3-2-3胎架必须保证有足够的刚度和稳定性，且必须保证胎架上口水平度±1mm，6另外为了便于桁架的起吊，胎架定位块的位置须避免与桁架起吊时碰撞；1-3-2-4在组装平台上划出钢管端面定位线、中心线及分段长度位置线，作为桁架拼装验收的依据，另外为防止胎架的沉降不均匀，须在胎架旁设置一沉降观察点，作为平台沉降的检查依据。1-3-3屋盖主桁架的拼装本工程屋盖主桁架为平面桁架，其拼装施工主要在工厂拼装胎架上完成，其施工包括如下步骤：1-3-3-1拼装胎架设置在工厂厂房内设置拼装支架，拼装支架要求标高统一，与刚性工作平台的垂直度和水平度满足节点拼装设计要求；且刚性能够满足桁架拼装要求。胎架设置如下图示；桁架拼装定位基准采取划地样方法，所以在胎架正下方用画笔确定出桁架上下弦杆和腹杆的定位线，画线工具包括经纬仪，钢直尺以及画笔等。拼装胎架设计1-3-3-2桁架下弦杆的组装将制作对接合格的主桁架下弦吊上拼装胎架，定对地样上的定位基准线，并校正与基准线的平行度，然后将下弦杆临时固定在胎架上，桁架上弦杆的组装如图所示：7桁架下弦杆的组装1-3-3-3桁架上弦杆的组装桁架下弦杆拼装就位后，安装上弦拼装可调支架，然后采用与下弦杆拼装同样的方法拼装桁架上弦杆，同时调节其与下弦的平行度，然后临时固定在胎架上，桁架上弦杆组装如下图示：桁架上弦杆的组装1-3-3-4桁架腹杆组装复测桁架上下弦，合格后进行腹杆组装，将切割合格的腹杆吊上组装胎架平台8进行组装，定准定位中心线然后固定在弦杆上。由于腹杆接触均为相贯面接触，所以腹杆与弦杆定位、组装焊接采取CO2气体保护焊接。腹杆组装示意图如下：桁架腹杆的组装1-3-3-5桁架分段运输在分段拼装的桁架依照上述步骤拼装成整体后即可运输到施工现场进行组装成吊装分段，经整体预拼装符合要求后即可进行吊装，桁架的分段运输状态如下图所示：桁架分段出厂状态91-3-3-6桁架的分段预拼装桁架的分段组装完成后，在工厂适合的位置进行整体预拼装，经预拼合格后，可进行分段运输到施工现场。1-3-3-7桁架吊装分段的组装根据本工程钢结构设计分段情况，桁架在现场主吊机吊装工作区域内拼装成整体进行吊装。1-3-4墙面桁架的拼装墙面桁架指的是A轴和M轴的两榀平面三角形悬挑桁架，由于其承担上部屋盖桁架结构以及屋面系统的荷载，而且悬挑跨度非常大，达到30m，所以其构件规格也相对比较大，单榀桁架重量较重，桁架单榀重量达44吨，所以其拼装施工也是本工程需要重点解决的一个施工难点。考虑到墙面桁架矢高较大，达13.5m，针对这两榀平面桁架的构件重量较大，构件间的连接较为复杂，无法在工厂进行局部拼装，所以这两榀桁架采用现场“放倒”拼装的特殊拼装方法。其拼装施工操作要点如下：1-3-4-1拼装场地的选择根据本工程墙面桁架为平面桁架，桁架单体重量非常大，整体运输比较困难；而且其连接节点非常复杂，根据其结构特点，本工程两榀墙面现场拼装时拼装场地尽量选择在其安装就位比较方便的地方。根据对本工程施工方案的初步设想，本工程两榀墙面桁架拼装场地的选择如下示意图所示：10当由于现场条件限制，上述墙面桁架拼装场地无法进行两榀墙面桁架的拼装时，可在图中所示的钢桁架现场拼装场地完成其拼装工作。1-3-4-2拼装胎架设置由于这两榀墙面桁架的结构构造复杂，单根构件重量较大，所以这两榀桁架拼装是胎架选择为承重支架结合满堂操作架作为桁架的拼装支架。承重支架的设置情况如下示意图所示：承重支架与满堂操作架相结合完成桁架拼装的示意图如下图所示：111-3-4-3承重支架设计：承重支架采用我公司自行研制开发的承重式格构钢柱标准节拼接而成，格构式钢柱标准节规格为2m×2m×1.5m的方格构件，组成此方格的构件包括Ф89×4.0钢管立柱、Ф60×3.5水平腹杆和斜腹杆以及标准件连接所使用的节点板、高强螺栓等组件。格构式钢柱结构组成情况如下图所示：基本节结构实体轴侧示意图12标准节拼接成整体结构实体轴侧示意图如下图所示：支架整体结构示意图支架与横梁连接示意图承重支架由承重支架标准节通过节点板连接而成，根据承重支架标准节构件组成情况分析可知，承重支架主要受力结构为四根Ф89×4.0钢管立柱，我公司在支架设计验算中按每个支架承受的屋盖钢结构荷载值为40KN进行验算，验算结果满足施工要求。为了使结构钢桁架拼装时上部荷载均匀传入承重支架的四根立柱，在支架设计时，我公司拟采用专用箱梁框架置于承重支架顶端，箱梁框架通过连接板以及高强螺栓连成整体，并与承重支架连接可靠(箱梁下部与承重支架连接部位焊接小立柱，小立柱插入承重支架立柱内)。承重支架顶部箱梁框架以及箱梁框架与承重支架的连接分别如下图所示：13承重支架顶部箱梁框架承重支架顶部箱梁框架与承重结构示意图支架连接结构示意图由于承重支架主要受力构件为四根立柱，如果承重支架立柱直接支撑于下部基础，可能因为集中荷载作用导致混凝土结构局部受力过大而下部基础局部承载力不足而失稳，所以在支架设计时，我公司采用专用箱梁框架置于承重支架顶端同时采用焊接H型钢框架置于承重支架底部用以将支架传来的钢结构屋盖荷载有效的分散开并均匀传入下部基础。焊接H框架亦通过连接板以及高强螺栓连成整体，并与承重支架连接可靠(上