江蘇某體育場(chǎng)江蘇某體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工方案

江蘇某體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工方案主體育場(chǎng)位于****中心的中心位置，俯視平面為242m直徑的圓，建筑面積127982m2，約有6萬(wàn)個(gè)席位。體育場(chǎng)共六層，無(wú)地下室，一層設(shè)有新聞媒體、賽事工作、運(yùn)動(dòng)員和設(shè)備用房等，二、四、六層為看臺(tái)和商業(yè)用房，三、五層為貴賓包廂?；A(chǔ)為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸為7320*14600mm。鋼結(jié)構(gòu)屋蓋由V形支撐、跨度為360.06m南北走向的大斜拱及由多道平行的鋼箱梁形成的馬鞍形屋面罩棚所組成，罩棚的徑向長(zhǎng)度為66m～28m，覆蓋面積32000多平方米，最高點(diǎn)為拱頂，標(biāo)高達(dá)65m。主拱架沿南北方向?qū)ΨQ布置，屋面系統(tǒng)東西、南北對(duì)稱。主拱架為空間結(jié)構(gòu)管桁架，支座距離360.06m，弧線長(zhǎng)度約400m，單榀主拱重約1586t。主拱斷面為斜等腰三角形，4根主弦管布置于等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)和底邊的中點(diǎn)。三角形斷面的底邊與地面夾角為45°，腰與底邊夾角為33°，地面與直徑為φ4000的大型鑄鋼節(jié)點(diǎn)球相貫。主拱頂點(diǎn)標(biāo)高為65m，最大三角形斷面底邊主弦管的中心距為15m，高4.085m。主拱的主弦管為φ1000鋼管，壁厚有12、20、45和54，端部弦桿為φ600*60鋼管，腹桿有φ300～φ600等多種規(guī)格。鋼管連接節(jié)點(diǎn)采用鑄鋼節(jié)點(diǎn)和相貫節(jié)點(diǎn)，兩榀主拱分別向東、西方向傾斜，支承在屋面箱型梁上。屋面系統(tǒng)由屋面梁、系桿、檁條等組成。每根屋面梁采用不同的箱型斷面組合，最多為6個(gè)斷面組合，斷面寬度均為500mm，高度有1100、1400、1600、1800、2100幾種，腹板厚度為t=10、12兩種，翼緣板厚度有16、25、32、65、85五種。屋面梁最長(zhǎng)約68m，最重約43t，標(biāo)高為變化值。屋面梁一端支承在V形支撐上，另一端懸挑，通過(guò)屋面梁中間位置的連接桿件與主拱架下部主弦管相連。屋面梁之間有鋼管連系桿，兩個(gè)邊緣設(shè)置環(huán)型連系梁。安裝后的屋面梁和主拱互相依托，形成空間穩(wěn)定體系。屋面梁上設(shè)置檁條托梁，屋面檁條為□300*150*3，檁距最大1500。屋面板為聚合碳酸酯屋面板，主拱架上布置檁條，外包面板，其下段的屋面梁上設(shè)置裝飾材料。屋面設(shè)置內(nèi)天溝，為集中排水。另外，屋面梁和主拱架上設(shè)置電纜、橋架和檢修梯。支承屋面箱型梁的V形支撐設(shè)置在兩榀屋面梁之間，每個(gè)V形支撐有四根支撐鋼管，每?jī)筛武摴苤С幸婚菝媪海武摴芄軓接笑?00*16、35兩種，四根鋼管相貫在φ1000*50的半球支座上，支座通過(guò)地腳螺栓與預(yù)埋件連接。工程中應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力拉索，每個(gè)V形支撐的后支撐鋼管內(nèi)設(shè)有預(yù)應(yīng)力拉索；屋頂南北面的箱型梁前沿之間設(shè)有懸索狀鋼管，鋼管內(nèi)設(shè)48根φ17.5mm預(yù)應(yīng)力拉索。1．總體部署1.1拼裝場(chǎng)地的面積主拱架整體拼裝時(shí)，長(zhǎng)度為342米，寬度為57米，再加上吊機(jī)行走路線，桿件臨時(shí)放置場(chǎng)地，等，每個(gè)主拱桁架的拼裝場(chǎng)地面積為342*57*1.5=29241m2。1.2吊裝分段的數(shù)量及其位置每個(gè)主拱分成11段進(jìn)行吊裝，各段的長(zhǎng)度與重量如下表所示分段1234567891011重量（t）18014018013511085110135180140150長(zhǎng)度（m）38383732312131323738381.3吊運(yùn)與脫模用機(jī)具采用100噸履帶吊進(jìn)行拼裝，脫模采用600噸履帶吊進(jìn)行。1.4胎架的形式采用兩槽鋼構(gòu)成的格構(gòu)柱作為胎架材料。1.5測(cè)量放線的思路遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的測(cè)設(shè)原則。將胎架的定位坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成相對(duì)坐標(biāo)。1.6質(zhì)量控制思路控制影響質(zhì)量的各個(gè)因素。同時(shí)，將諸因素進(jìn)行分類，有側(cè)重點(diǎn)的進(jìn)行質(zhì)控。2．拼裝場(chǎng)地的布置2.1拼裝場(chǎng)地的平面布置圖2.2道路處理首先場(chǎng)地抄平，然后將素土壓實(shí)，最后表面200mm道渣（或石子）壓實(shí)。2.3拼裝平臺(tái)以路基箱作為拼裝平臺(tái)。路基箱的規(guī)格：6*2m，6*2.5m。3．吊裝設(shè)備3.1拼裝用吊裝設(shè)備用100噸履帶吊作為拼裝用起吊設(shè)備。最大桿件重量為：30噸；選用33.53米的桿長(zhǎng)，工作半徑8米，起吊高度32.56米，此時(shí)的額定起重量為41噸。3.2脫模用吊裝設(shè)備用600噸履帶吊作為脫模用吊裝設(shè)備。脫模時(shí)的起重量為構(gòu)件真實(shí)重量的1.2倍左右。由于脫模時(shí)起吊高度低，工作半徑小，吊機(jī)的額定起重量能達(dá)到要求。4．用電計(jì)劃4.1設(shè)備清單序號(hào)用電設(shè)備名稱數(shù)量（臺(tái)）功率（kw）1電焊機(jī)（直流）20242空氣壓縮機(jī)5243焊條烘箱254現(xiàn)場(chǎng)照明1505熱處理設(shè)備21504.2總功率統(tǒng)計(jì)20*24+5*24+2*5+50+150=810（kw）5、胎架制作5.1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)點(diǎn)的確定（將起拱值加以考慮）確定坐標(biāo)點(diǎn)是胎架搭設(shè)的前提，主桁架要在地面進(jìn)行整體組裝。因此，要將主桁架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成地面組裝時(shí)相應(yīng)的使用坐標(biāo)?！裰麒旒艿乃臈l主弦桿是四條圓弧。●設(shè)計(jì)圖中給定各節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)。●上圖中垂直腹桿①、②、③、④、⑤與節(jié)點(diǎn)A、B、C、D組成的面垂直于地面，因此將A、B、C、D作為主控點(diǎn)。●主桁架地面組裝時(shí)的狀態(tài)相當(dāng)于空間狀態(tài)傾斜一個(gè)角度（此值固定），此角度是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的重要參數(shù)?！馎點(diǎn)的坐標(biāo)變?yōu)椋篨a’=RA，Ya’=Yo，Za’=0●對(duì)于D點(diǎn)的坐標(biāo)：Xd’=RD*cos(α)+XoYa’=YoZa’=RD*sin(α)●B’與C’點(diǎn)的坐標(biāo)的求法參照A’點(diǎn)坐標(biāo)。按照上面的過(guò)程,可以將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)(組裝角)求出。為了使坐標(biāo)落在指定的組裝區(qū)域內(nèi)，可將所有的坐標(biāo)在X方向整體移動(dòng)一個(gè)距離d。為了使節(jié)點(diǎn)下部可以放置胎架，然后再將坐標(biāo)在Z方向整體移一個(gè)距離d’。最后，D’點(diǎn)的坐標(biāo)變?yōu)閄d’=RD·cos(α)+XoYa’=YaZa’=RA·sin(β-α)+d’主要控制點(diǎn)在工廠制作時(shí)，鑄鋼件的相對(duì)位置已經(jīng)固定，只要在現(xiàn)場(chǎng)組裝過(guò)程中，控制了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，就能滿足精度要求。因此，主要控制點(diǎn)為各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。相對(duì)坐標(biāo)根據(jù)實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)要想放出第（三）步求出的坐標(biāo)是很困難的（每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，都要從原點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量放線，工作量很大，精度也會(huì)相應(yīng)降低）。因此，要用相對(duì)坐標(biāo)。相對(duì)坐標(biāo)的求解原理如下：假定C’點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，0，0）則：C’’點(diǎn)的坐標(biāo)為[（Xc’’-Xc’），（Yc’’-Yc’）,（Zc’’-Zc’）]C’’’點(diǎn)的坐標(biāo)為[（Xc’’’-Xc’），（Yc’’’-Yc’），(Zc’’’-Zc’)]通過(guò)將坐標(biāo)變?yōu)橄鄬?duì)坐標(biāo)，操作精度將會(huì)大大提高。5.2胎架設(shè)計(jì)胎架設(shè)計(jì)與制作（1）地基處理根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)組裝區(qū)域的場(chǎng)地情況、地質(zhì)情況及主拱架的自重情況，先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組裝場(chǎng)地進(jìn)行找平、夯實(shí)處理，然后鋪200mm厚的道渣。同時(shí)，為便于現(xiàn)場(chǎng)施工和組裝精度的控制，采用路基箱作為組裝平臺(tái)，路基箱規(guī)格為2.5m×6m，組裝胎架直接固定在路基箱操作平臺(tái)上，如圖所示。（2）胎架設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件、吊裝方案及主拱架的截面形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)為保證主拱架的組裝、吊裝精度，設(shè)置通長(zhǎng)的組裝胎架。組裝胎架均布置在主拱的上下弦節(jié)點(diǎn)處，直接支撐主拱架的上下弦節(jié)點(diǎn)。但為了避免胎架支柱與主拱腹桿相碰，胎架支柱統(tǒng)一偏移節(jié)點(diǎn)一定距離，主拱架的組裝胎架的布置如圖所示。組裝胎架支柱選用由2[18槽鋼組成的綴板柱，柱頂設(shè)置定位管托。為了保證胎架的整體穩(wěn)定，各支柱之間可適當(dāng)用L70×6角鋼進(jìn)行連接，具體見(jiàn)組裝胎架示意圖。（3）胎架計(jì)算假設(shè)主拱架的重量由支承它的組裝胎架支柱平均分擔(dān)，則可以根據(jù)主拱架的分段重量算出每個(gè)組裝胎架支柱所承受的力。由于主拱架的重量分布不均，分段重量也各不一樣，為安全起見(jiàn)，選用受力最大的支柱來(lái)進(jìn)行胎架的設(shè)計(jì)。根據(jù)組裝胎架的布置情況，一組胎架上所承載的重量為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)1/2節(jié)間重量(即下圖所畫(huà)陰影線部分)，由分段情況及分段長(zhǎng)度可以得出受力最大的一組胎架所承受的重量為135÷4=33.75T，每個(gè)組裝胎架支柱所承受的重量為33.75÷4=8.44T。由于主拱架的各主弦管的壁厚不一樣，重量分布極不均勻，故為安全起見(jiàn)，每個(gè)胎架支柱承受的重量按8.44×1.5=12.66T考慮。根據(jù)主拱組裝時(shí)胎架的布置情況和主拱所處的位置，最高的胎架支柱高度為5.5m，按兩端鉸接考慮，則支柱的計(jì)算長(zhǎng)度在兩個(gè)主軸方向均為1.0*5.5=5.5m。①對(duì)實(shí)軸計(jì)算截面特性A=2×29.3=58.6cm2iy=6.84cm，自重為2×230=460N/m，總重為460×5.5=2530N，外加綴板和柱頭柱腳等構(gòu)造用鋼，柱重按5KN計(jì)算。整體穩(wěn)定和剛度計(jì)算λy=l/i=550÷6.84=80.4按b類截面查表得φy=0.685N/(φyA)=(13.16×104)/(0.685×58.6×102)=32.8<215N/mm2λy<[λ]=150②對(duì)虛軸計(jì)算截面特性分肢槽鋼對(duì)本身軸的慣性矩、回轉(zhuǎn)半徑和形心距分別是I1=111cm4、i1=1.95cm和z1=1.84cm。整個(gè)截面繞虛軸的慣性矩為Ix=2(111＋29.3×18.162)=19547cm4ix=√(Ix/A)=√(19547/58.6)=18.3cmλx=l/i=550÷18.3=30.1根據(jù)肢間距，確定綴板寬度bp=2/3×36.32=24.2cm，取25cm，厚度δp=36.32/40=0.908cm，取1cm，綴板軸線間距為100cm，凈間距為l1=100－25=75cm，肢件繞本身軸的長(zhǎng)細(xì)比λ1=l1/i1=75/1.95=38.5換算長(zhǎng)細(xì)比為λ0x=√(λx2＋λ12)=48.9仍按b類截面查表得φx=0.861N/(φxA)=(13.16×104)/(0.861×58.6×102)=26.1<215N/mm2λx<[λ]=150③綴板計(jì)算柱分肢的線剛度為I1/l=111/100=1.11兩塊綴板的線剛度之和為2×（1/12）×1×253/36.32=71.7比值71.7/1.11=64.6>6，可見(jiàn)綴板的剛度是足夠的。5.3測(cè)量放線測(cè)設(shè)放線流程測(cè)設(shè)放線工具定位點(diǎn)的測(cè)設(shè)方法5.4胎架搭設(shè)胎架搭設(shè)順序：由兩端向中間逐步進(jìn)行。胎架用料：2[18，鋼板10mm，H250*250*9*14胎架搭設(shè)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求使用材料，確保安全；按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接，嚴(yán)禁隨意減小焊縫或漏焊；搭設(shè)過(guò)程中，注意保護(hù)原始測(cè)設(shè)點(diǎn)；專人對(duì)精度進(jìn)行檢查，復(fù)查；6拼裝的施工程序6.1胎架的復(fù)測(cè)復(fù)測(cè)包含的內(nèi)容復(fù)測(cè)的內(nèi)容包含三層：第一層，定位坐標(biāo)測(cè)設(shè)的復(fù)核；第二層，胎架設(shè)計(jì)的復(fù)核；第三層，胎架本身的檢查。胎架復(fù)測(cè)的重要意義桿件的精度靠胎架的精度來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，胎架的精度務(wù)必要求精確。6.2進(jìn)場(chǎng)桿件的驗(yàn)收與準(zhǔn)備桿件的配套桿件必須配套，同時(shí)，桿件的放置要在吊機(jī)的作業(yè)半徑范圍內(nèi)進(jìn)場(chǎng)桿件的驗(yàn)收程序6.3拼裝拼裝程序工廠預(yù)裝時(shí)，A、D、B處于一平面位置；現(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)，A、D、B同樣處于平面位置，因此，在工廠預(yù)裝完成后，要在桿件上作出定位標(biāo)志（如圖所示）主弦桿上胎后，根據(jù)定位標(biāo)志對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整完成后，將其進(jìn)行定位。然后進(jìn)行腹桿的拼裝。根據(jù)鑄鋼件本身的鑄造精度，有可能要對(duì)桿件局部進(jìn)行修整。因此，要準(zhǔn)備鋼管切割機(jī)，手拉葫蘆等輔助工具。6.4焊接焊接要領(lǐng)選擇適當(dāng)焊接材料選擇適當(dāng)焊接方法選擇合適焊接參數(shù)先做焊接工藝評(píng)定焊前按照規(guī)定預(yù)熱焊后按照規(guī)定后熱小錘敲擊消除應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)焊縫質(zhì)量焊接方法采用手工電弧焊進(jìn)行焊接。直流反接。此種電弧極性的選擇適用于低氫型焊條的焊接。焊接材料由于是Q345C+Q345C與Q345C+GS20Mn5V，因此選用E50系列之E5015低氫型焊條。焊接參數(shù)焊接電流焊接電壓焊接速度焊條直徑(mm)φ3.2100~13022~2410~15cm//minφ4.0160~18024~2610~15cm//minφ5.0170~22024~2810~15cm//min焊接工藝評(píng)定焊接工藝評(píng)定應(yīng)以可靠的焊接性能為依據(jù)。GS20Mn5V具有良好的焊接性能。其化學(xué)成分與理化性能與Q345C相近。焊焊接工藝評(píng)定定的過(guò)程：焊焊接工藝評(píng)定定驗(yàn)證施工單單位擬訂的焊焊接工藝的正正確性，并評(píng)評(píng)定施焊單位位能力。焊焊接工藝評(píng)定定所用的設(shè)備備、儀表應(yīng)處處于正常工作作狀態(tài)，鋼材材、焊接材料料必須符合相相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，由由本單位焊接接熟練的焊接接人員使用本本單位焊接設(shè)設(shè)備焊接試件件。焊前預(yù)熱與焊后后后熱（1）焊前預(yù)熱的溫度度為120~13300C；（2）層間溫度為1220~20000C；（3）預(yù)熱范圍不小于于焊縫寬度的的3倍且不小于于100mm；（4）焊接完成后立即即進(jìn)行后熱；；（5）后熱溫度為2220~25000C，恒溫2小時(shí)，然后后緩冷；（6）電熱片加熱，自自動(dòng)溫控。小錘敲擊消除殘余余應(yīng)力（1）錘高不超過(guò)3ccm;

（2）每分鐘100次；（3）錘擊密度為155~20次/cm2；（4）錘擊時(shí)恒溫不低低于預(yù)熱溫度度。焊縫的無(wú)損檢測(cè)（1）無(wú)損檢測(cè)方法：：超聲波檢測(cè)測(cè)、磁粉檢測(cè)測(cè)（2）焊縫質(zhì)量等級(jí)：