1-異形管桁架球殼鋼結(jié)構(gòu)施工.docx

南京市建筑施工學(xué)術(shù)征集評(píng)比論文異形管桁架鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制吳小偉南京建工集團(tuán)有限公司 210012摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市建筑工程特色的提高，其為了造型獨(dú)特以及美觀，異形鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。尤其是近年來(lái)高層、超高層建筑及大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑越來(lái)越多的出現(xiàn)，展現(xiàn)了大量采用異形鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代建筑。現(xiàn)就根據(jù)有關(guān)資料和本公司承建的南京市小紅花藝術(shù)小學(xué)新校區(qū)項(xiàng)目中異形管桁架的施工工藝及施工質(zhì)量控制方法進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞：異形結(jié)構(gòu) 管桁架施工 質(zhì)量控制1.工程概況 南京市小紅花藝術(shù)小學(xué)新校區(qū)項(xiàng)目位于南京市棲霞區(qū)，北側(cè)為仙林大道，西側(cè)為在建工程，南側(cè)、東側(cè)均為山丘。總建筑面積37000平方米。其中劇場(chǎng)及音樂(lè)廳為單層異形球殼，采用管桁架結(jié)構(gòu)，底部半徑25.09米，最大半徑28.464米，球冠頂點(diǎn)標(biāo)高23.7米。圖1 劇場(chǎng)及音樂(lè)廳完成效果圖2.工程質(zhì)量控制的內(nèi)容2.1對(duì)于參與施工的組織者、指揮者和具體操作者除了加強(qiáng)政治思想教育、專(zhuān)業(yè)技術(shù)和安全培訓(xùn)，健全崗位責(zé)任制外，根據(jù)工程跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)拼接難度高、焊接量大、工期短等特點(diǎn)，。則盡可能的安排責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)熟練、經(jīng)驗(yàn)豐富的工人完成；對(duì)具有危險(xiǎn)源的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)嚴(yán)格控制人的行為，嚴(yán)禁吸煙、嬉戲、打鬧等。此外，還應(yīng)嚴(yán)禁無(wú)技術(shù)資質(zhì)的人員上崗作業(yè)；對(duì)不懂裝懂、碰運(yùn)氣、僥幸心理嚴(yán)重的或有違章行為傾向的，應(yīng)及時(shí)制止。2.2對(duì)材料的控制包括對(duì)原材料、成品、半成品、構(gòu)配件等的控制嚴(yán)格檢查驗(yàn)收、正確合理地使用材料和構(gòu)配件等，建立健全材料管理臺(tái)帳，認(rèn)真做好收、儲(chǔ)、發(fā)、運(yùn)、等各環(huán)節(jié)的技術(shù)管理，避免混料、錯(cuò)用和將不合格的原材料、構(gòu)配件用到工程上去。2.3對(duì)施工組織設(shè)計(jì)、施工方案、施工工藝、施工技術(shù)措施等的控制切合工程實(shí)際，能解決施工難題，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，有利于保證工程質(zhì)量、加快進(jìn)度、降低成本。選擇較為適當(dāng)?shù)姆椒?，使質(zhì)量、工期、成本處于相對(duì)平衡狀態(tài)。3.施工準(zhǔn)備本工程鋼桁架采用Q345B鋼管制作，材質(zhì)應(yīng)符合GB/T1591-94低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的要求，桿件斷面直徑約為200500。為保證節(jié)點(diǎn)連接的準(zhǔn)確性，鋼管應(yīng)采用相貫線切割機(jī)切割。除銹等級(jí)為Sa2.5。3.1材料采購(gòu) （1）選擇長(zhǎng)期合作的供貨商、生產(chǎn)廠家，對(duì)其供貨能力、信譽(yù)、時(shí)間做綜合評(píng)審。 （2）供貨商、生產(chǎn)廠家必須通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，有完善的質(zhì)量管理體系和措施。 （3）主要材料必須從國(guó)內(nèi)大型鋼廠廠家中選擇。3.2鋼桁架生產(chǎn)、制作3.3.1工藝流程 閱讀與加工設(shè)計(jì)原輔材料采購(gòu)進(jìn)貨檢驗(yàn)檢測(cè)鋼管件下料、標(biāo)識(shí)對(duì)加工圖確認(rèn)周轉(zhuǎn)、運(yùn)輸預(yù)拼裝分解、打磨表面預(yù)處理涂裝、編號(hào)打包、包裝入庫(kù)發(fā)運(yùn)。 3.3.2預(yù)拼裝 （1）預(yù)拼裝經(jīng)檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)合格并經(jīng)設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)確認(rèn)后，由拼裝人員負(fù)責(zé)預(yù)拼裝桁架的分解和焊點(diǎn)打磨，按桁架編號(hào)分類(lèi)將各個(gè)桁架用管件裝包，通知成品工段人員周轉(zhuǎn)至涂裝場(chǎng)地。 （2）預(yù)拼裝拼裝次序從桁架中間向兩邊分別拼裝，拼裝時(shí)保證相鄰小拼單元之間的間隙要均勻并符合要求。 （3）由于預(yù)拼裝后桁架還需要拆開(kāi)，所以次桁架由于是平面桁架預(yù)拼時(shí)，焊點(diǎn)可少些；主桁架作為立體桁架焊點(diǎn)則應(yīng)多些以保證拼裝的安全可靠；拼裝焊縫的點(diǎn)焊長(zhǎng)度為510mm，焊縫高度為45mm。 （4）預(yù)拼裝發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)、下料加工人員一起分析產(chǎn)生問(wèn)題的性質(zhì)并找出原因，填寫(xiě)設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)單并及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)或加工的參數(shù)輸入，直至滿足施工圖設(shè)計(jì)要求為止.4.管桁架焊接4.1坡口形式圖2 等壁厚鋼管對(duì)接5.管桁架安裝 考慮到運(yùn)輸條件，同時(shí)考慮到現(xiàn)場(chǎng)安裝條件，鋼桁架全部采用現(xiàn)場(chǎng)高空拼裝。構(gòu)件出廠時(shí)，桿件上應(yīng)清晰、準(zhǔn)確地標(biāo)明各節(jié)點(diǎn)位置。5.1 安裝準(zhǔn)備 （1）繪制節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)圖 將主桁架所有節(jié)點(diǎn)的理論坐標(biāo)一一標(biāo)在桁架安裝圖上以作安裝測(cè)控之用。 （2）節(jié)點(diǎn)標(biāo)志檢查 檢查出廠時(shí)各構(gòu)件上所做的節(jié)點(diǎn)標(biāo)志有無(wú)破壞，若有應(yīng)重新定位并做標(biāo)記。 （3）檢查現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工設(shè)備 檢查現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備配備是否齊全，工具是否完好。 （4）支撐平面的驗(yàn)收 鋼桁架安裝前須對(duì)支撐平面進(jìn)行驗(yàn)收，要確保各支座底板的位置和標(biāo)高偏差在許可范圍之內(nèi)，詳見(jiàn)下表：支撐平面的質(zhì)量要求 表1項(xiàng)目允許偏差檢查方法支撐面標(biāo)高0-3.0水準(zhǔn)儀和鋼尺水平度l/1000(l-邊長(zhǎng))且不大于15mm鋼尺和水準(zhǔn)儀支座中心偏移l/3000且不大于30.0鋼尺或經(jīng)緯儀支座最大高差30.0mm鋼尺和水準(zhǔn)儀5.2搭設(shè)施工平臺(tái)5.2.1拼裝平臺(tái)制作 為保證高空散裝的精確度，拼裝應(yīng)在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、制作的腳手架平臺(tái)上進(jìn)行。根據(jù)施工圖在地面上放樣和標(biāo)出要拼裝的各節(jié)點(diǎn)控制坐標(biāo)，用鋼管按控制坐標(biāo)搭建成拼裝平臺(tái)，鋼管之間可采用螺栓連接；桁架的桿件在同一的平面上；平臺(tái)要嚴(yán)格水平并保證在桁架的拼裝過(guò)程中的幾何不變形。平臺(tái)制作完畢，復(fù)核各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，確認(rèn)在許可范圍之內(nèi)后方可進(jìn)行高空散裝。為保證鋼桁架安裝的精確度，拼裝工裝的尺寸應(yīng)及時(shí)測(cè)量、及時(shí)復(fù)核。圖3 拼裝腳手架平面圖5.2.2高空散裝定位 在工裝上把各構(gòu)件按其編號(hào)放在相應(yīng)位置上，使構(gòu)件各節(jié)點(diǎn)的標(biāo)志線與平臺(tái)上相應(yīng)控制點(diǎn)嚴(yán)密吻合；拼裝時(shí)相鄰拼裝構(gòu)件的桿件能準(zhǔn)確對(duì)位，嚴(yán)禁強(qiáng)迫定位。鋼管對(duì)接采取內(nèi)加襯管坡口對(duì)接，先點(diǎn)焊拼接桿件定位，而后測(cè)量各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，確保各節(jié)點(diǎn)位置偏差在許可范圍之內(nèi)，拼裝質(zhì)量符合規(guī)范要求，而后焊接。本施工段構(gòu)件施工完畢后，在進(jìn)行下面構(gòu)件安裝前要再次對(duì)各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和整體尺寸進(jìn)行測(cè)量，確保符合質(zhì)量要求；否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整、矯正。對(duì)焊縫作無(wú)損探傷，確保焊縫質(zhì)量等級(jí)符合設(shè)計(jì)要求。探傷完畢，對(duì)運(yùn)輸中有銹蝕部分進(jìn)行除銹，除銹等級(jí)St2.5, 而后環(huán)氧云鐵底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、聚胺脂面漆，質(zhì)量要符合規(guī)范要求。5.3桁架安裝5.3.1安裝工藝 本項(xiàng)目為單層異形球殼，采用管桁架結(jié)構(gòu)，底部半徑25.09米，最大半徑28.464米，球冠頂點(diǎn)標(biāo)高23.7米。經(jīng)度方向32個(gè)柱點(diǎn)均勻分布，采用直徑400鋼管形成主龍骨，緯度方向采用直徑325鋼管彎弧形成次龍骨，主次龍骨之間采用直徑299鋼管作斜腹撐，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布。該項(xiàng)目具有跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)拼接難度高、焊接量大、工期短等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)想，順利完成此項(xiàng)目結(jié)構(gòu)施工，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，經(jīng)反復(fù)討論，我公司項(xiàng)目部決定采用以下施工方案。5.3.2安裝施工 （1）局部腳手架搭設(shè) 因土建結(jié)構(gòu)施工的需要，球殼內(nèi)部已經(jīng)搭設(shè)了部分腳手，且這些腳手完全能夠滿足球殼施工的承載要求。我項(xiàng)目部需要做的是，在已有腳手的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況增減部分腳手，以滿足球殼施工 的高度要求。這樣，既滿足了施工條件，又充分利用了原有腳手，降低了施工成本，節(jié)省了大量的輔助時(shí)間，提高了安裝的方便性及可靠性。腳手架頂部高度控制在鋼架凈空高度負(fù)3050公分處，腳手上鋪木板及竹籬笆，用以施工承載及保障施工人員安全移動(dòng)。備用部分墊塊及46個(gè)5噸千斤頂，用以打點(diǎn)支撐、調(diào)整鋼架拼接安裝。 （2）球冠圓頂部分拼接 球冠頂部第一交圈部分在地面拼接并焊接成形，八根主鋼管與球心及交圈圓管的拼接要完全控制好角度偏差及形狀偏差，焊接及調(diào)整完成后標(biāo)出接駁方向及坐標(biāo)，留待吊裝。圖4 吊裝示意圖 （3）經(jīng)度方向主龍骨拼焊 因運(yùn)輸及加工工藝需要，本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)龍骨皆為分段運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，主龍骨按工藝編號(hào)，弧線曲率接駁點(diǎn)焊成型，調(diào)整到位后實(shí)施焊接。主龍骨依次對(duì)接、焊接完畢后擺放至施工位置，留待吊裝拼接。圖5 主梁吊裝圖6 臨時(shí)支點(diǎn)設(shè)置 （4）球冠頂部及主龍骨的安裝 考慮土建施工進(jìn)度，在不影響交叉施工的前提下，先進(jìn)行四分之三的球殼安裝，即先安裝接地部分的主龍骨及交圈、斜腹撐部分，待土建結(jié)構(gòu)完成至標(biāo)高后，再安裝剩余部分。將焊接完成的球冠部分用吊車(chē)吊到腳手架的圓心部位上，落放時(shí)校對(duì)好方向及高度坐標(biāo)以便于與主龍骨接駁。吊車(chē)的選用需結(jié)合球冠重量及吊車(chē)站位情況，確保球冠吊裝安全。球冠安放到位后，依次與主龍骨接駁，調(diào)整后點(diǎn)焊成型、完成焊接。本次完成的與球冠部分對(duì)接的主龍骨是除標(biāo)高13.342米部分之外的結(jié)構(gòu)，共七根接地龍骨，這樣，便完成了整體結(jié)構(gòu)的定型。圖7 主梁成型 （5）球殼結(jié)構(gòu)的拼裝 在完成球冠及主龍骨接駁焊接后，本項(xiàng)目采用倒裝及順裝結(jié)合的辦法完成拼接，即從上到下及上下結(jié)合拼接其余的主龍骨、交圈次龍骨，在拼接主次龍骨的過(guò)程中，為控制結(jié)構(gòu)變形及形成網(wǎng)狀剛度，應(yīng)及時(shí)穿插安裝斜腹桿，形成局部剛度后依次完成拼接，過(guò)程當(dāng)中隨時(shí)調(diào)整控制結(jié)構(gòu)變形，確保結(jié)構(gòu)曲線規(guī)整圓滑。圖8 結(jié)構(gòu)拼裝 （6）結(jié)構(gòu)的焊接 本結(jié)構(gòu)的安裝成型是在點(diǎn)焊成型與焊接成型交叉施工狀態(tài)下完成的。即主龍骨的接駁是焊接成型，以保證主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，交圈次龍骨及斜腹撐點(diǎn)焊成型后再實(shí)施焊接。這樣，即保證了結(jié)構(gòu)安全、施工效率，又便于調(diào)整結(jié)構(gòu)變形，最終完整實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要