可開啟屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)（12頁）

1、可開啟屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)前言XXX多功能體育館具有承辦國際標(biāo)準(zhǔn)賽事的級別，設(shè)有室內(nèi)田徑、籃球、排球、手球、體操、擊劍、拳擊等多種場地，還具有先進(jìn)的可開啟屋面，這在XX是第一座。由于體育館的跨度大，屋面開啟時會產(chǎn)生很大的動荷載等特點(diǎn)，使得構(gòu)件的重量很大，這給安裝工作帶來了很大的困難。本文從可開啟屋面的結(jié)構(gòu)組成，構(gòu)件吊裝、拼接等方面著重介紹了可開啟屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工技術(shù)。一工程概況本工程位于XXX，周圍有多所大學(xué)和*奧林匹克體育中心，是青年人聚集的地方。本工程是XX區(qū)的重點(diǎn)工程和標(biāo)志性建筑，為了體現(xiàn)它的生動性和吸引力，設(shè)計師大膽采用了半橢球的造型，總長120M，總寬60M，總高18.5M，并

2、將屋頂中部約500M2部分設(shè)計成可開啟的。這種新穎的造型已沒有了傳統(tǒng)意義上的梁柱結(jié)構(gòu)，為了適應(yīng)這種建筑造型和開啟屋面的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計師在開啟屋面的四周沿著橢球的長軸方向布置了兩道拱形鋼梁，拱梁的兩端落在東西兩側(cè)的山墻鋼架上；沿著橢球的短軸方向布置了兩道拱形鋼柱和鋼梁，鋼柱通過鉸接的方式與焊接在地面上的支座相連，橫向的拱梁和拱柱通過焊接的方式與縱向的拱梁相連。為了提供美觀舒適的內(nèi)部環(huán)境，設(shè)計師要求其余的橫向拱梁和拱柱采用歐洲膠合木制作，在拱梁和拱柱上部和之間設(shè)有外層鋼管和水平系桿和支撐，從而形成了鋼木結(jié)構(gòu)體系。二構(gòu)件說明由于體育館縱向長度120M，橫向?qū)挾?0M，鋼構(gòu)件跨度很大，為便于運(yùn)輸和安裝

3、，將縱向箱形拱梁分為7段運(yùn)輸，采用上下翼緣焊接，兩側(cè)腹板螺栓夾板連接的形式進(jìn)行現(xiàn)場的拼接；箱形拱柱與橫向箱形拱梁分為兩段運(yùn)輸，采用四面焊接的形式進(jìn)行現(xiàn)場拼接，然后通過焊接與螺栓夾板連接相接合的形式與縱向拱梁上的鋼牛腿連為一體。主要鋼構(gòu)件材料表名稱編號尺寸（mm）單件重量（KG）材質(zhì)長寬高縱向拱梁ZG120001600300028932.1Q345BZG218522600300028304.5Q345BZG312050600300018925.6Q345BZG417962600300027715.7Q345BZG512983600300019888.9Q345BZG619186600300028

4、239.9Q345BZG717637.6600300028055.7Q345B橫向拱柱MHGL-111493600160011039Q345BMHGL-212397600160012108Q345B橫向拱梁MHGL-3917460016006211.4Q345BMHGL-416426600160011121.6Q345B三構(gòu)件進(jìn)場由于構(gòu)件的單件尺寸和重量都比較大，為保證拼接和吊裝工作的順利進(jìn)行，構(gòu)件進(jìn)場前的準(zhǔn)備工作是非常重要的。場地要有足夠的強(qiáng)度和平整度，避免在拼接或安裝過程中出現(xiàn)大的沉降或傾斜，雨季施工時還要注意場地要有良好的排水。校核拱柱，縱橫向拱梁的標(biāo)高和中心線，確定縱橫向拱梁中心線的交

5、點(diǎn)。在縱橫向拱梁中心線交點(diǎn)位置建造3 X 3 X 0.3米的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，作為臨時塔架的承臺，并按塔架的要求預(yù)埋16mm厚鋼板。在充分考慮以后吊裝時吊車的停車位后，確定構(gòu)件的停放和拼接位置。根據(jù)施工圖對拱腳預(yù)埋件的標(biāo)高、軸線進(jìn)行復(fù)測，有誤差必須及時調(diào)整好，方可進(jìn)行其焊接和校正，確保拱腳鉸接支座中心和縱拱軸線相平行，不得有夾角，避免拱腳鉸接支座旋轉(zhuǎn)時受力。構(gòu)件按照安裝順序進(jìn)廠，縱拱到達(dá)施工現(xiàn)場后，應(yīng)垂直地面，下面墊上道木和鋼支墩，兩側(cè)用臨時支撐撐牢，鋼梁不得擠壓。拱柱也應(yīng)垂直于地面放置，但因為拱柱弧度和拱高較大，所以應(yīng)事先在拼接處立臨時支塔，在拱柱上焊接拉環(huán)，用10T倒鏈校正好垂直度后，用鋼纜

6、繩牢固拉緊。為便于以后的安裝就位，縱橫拱梁在體育館場地內(nèi)進(jìn)行拼接，橫向拱柱在體育館看臺外進(jìn)行拼接。采用一臺起重量為65T的汽車吊和載重量為40T的平板拖車配合運(yùn)輸。四構(gòu)件拼接拱柱與橫拱梁在地面拼接完畢，然后整體吊裝；縱拱梁的中間三段ZG4,ZG1,ZG2(ZG4a,ZG1a,ZG2a)在地面拼為一個整體，然后分5段吊裝，再進(jìn)行空中拼接。在拼接位置要設(shè)立臨時支塔，支塔T2在節(jié)點(diǎn)拼接完成后即可拆除，支塔T1在屋架安裝過程中是主要承重部分，需要在整個屋架系統(tǒng)安裝完畢后才可拆除。塔架T1構(gòu)件截面（材質(zhì)Q235B）：立柱：HW350X350頂梁：HW350X350兩根疊放組成700mm高的梁交叉桿： 1

7、6號槽鋼水平桿： 16號槽鋼說明：塔頂四根梁截面不夠，可將兩根HW350X350梁豎向疊放焊在一起組成“王”字型700mm高截面，腹板與柱連接螺栓不少于8M24（10.9級高強(qiáng)螺栓，雙剪連接，即兩面夾板連接，連接板與柱需坡口焊），翼緣不與柱焊接；可在頂面四根梁上增加次梁，使得所支撐的重量盡量均勻分布；16號槽鋼與柱連接板采用2M20連接，在每個水平橫隔處加一連接構(gòu)件，截面也采用16號槽鋼，參見立面圖；柱腳鉸接用4M24即可。采用一臺起重量為65T的汽車吊配合拼接。拼接前，節(jié)點(diǎn)構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，接觸面的摩擦系數(shù)不得小于0.35,摩擦面不得涂油漆。焊接與螺栓夾板拼接口連接順序（地面，空中）（

8、1）構(gòu)件拼接調(diào)整定位（2）先用銷釘穿孔定位，再用設(shè)計數(shù)量30%的普通螺栓堅固夾板。（3）上下翼緣對稱施焊，但同一根梁的兩端不能同時焊接。（4）用20MnTiB扭剪形高強(qiáng)度螺栓（10.9S）替換普通螺栓，進(jìn)行初擰，初擰要達(dá)到50%70%的設(shè)計扭矩值，待UT探傷合格后再實(shí)施終擰，終擰檢驗方式為尾部梅花頭被擰掉或者視同其終擰扭矩達(dá)到合格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。焊接拼接口連接順序（地面）（1）構(gòu)件拼接調(diào)整定位（2）上下翼緣同時施焊，但同一根梁的兩端不能同時焊接。（3）左右腹板同時施焊。五構(gòu)件吊裝 用一臺160T汽車吊安裝南面的1和2拱柱，拱柱底部與事先焊接好的拱腳通過鋼柱銷相連，頂部搭在T1支塔的頂部橫梁上，調(diào)整好

9、平面位置和標(biāo)高后，在鋼拱兩側(cè)加設(shè)兩根纜風(fēng)繩防止拱柱發(fā)生側(cè)移。用一臺160T和一臺65T汽車吊雙機(jī)抬吊方法安裝南面縱拱梁的中段3。用160T吊車依次吊裝縱拱的4，5，6，7段。吊裝中間橫拱8和9。按時相同的方法吊裝北面的縱拱最后吊裝北面的拱柱15和16。在吊裝過程中，要注意以下幾個方面：為了保證鋼梁在吊裝過程中的穩(wěn)定性，空中姿態(tài)的可調(diào)節(jié)性，并防止鋼梁發(fā)生變形，采用兩個吊點(diǎn)，并在吊鉤上懸掛一個倒鏈進(jìn)行鋼梁傾斜的調(diào)整。鋼梁吊裝時，應(yīng)注意鋼梁的安裝方向和尺寸。構(gòu)件棱角處應(yīng)設(shè)置內(nèi)側(cè)直角形，外側(cè)圓弧形的鋼制防護(hù)器，防止割傷起吊繩索。鋼梁吊裝時要綁扎牢靠，構(gòu)件的兩端要設(shè)置拖拉繩。起吊時要進(jìn)行試吊。起吊離地面

10、高度0.5m左右，要檢查綁扎是否牢靠，繩索松緊程度，并進(jìn)行構(gòu)件旋轉(zhuǎn)有無卡阻。起吊到位后，安裝螺絲時，手指應(yīng)離開梁端處，防止碰傷手指。整個吊裝過程要在測量儀器的監(jiān)測下進(jìn)行，嚴(yán)格控制構(gòu)件的安裝標(biāo)高和平面位置符合設(shè)計的要求。六構(gòu)件焊接體育館主要鋼構(gòu)件全部采用了Q345B鋼材，由于碳當(dāng)量比較高，這種鋼材的可焊性不好，容易造成淬火現(xiàn)象，導(dǎo)致焊后發(fā)生裂縫?？v拱和拱柱的翼緣板厚度達(dá)到了50mm, 焊縫全部是全熔透坡口焊，工藝復(fù)雜，難度大，因此要有合理的工藝標(biāo)準(zhǔn)。1. 焊接材料和方法 ：由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5018型電焊條，采用手

11、工電弧焊的方法。焊條需在高溫烘干箱中烘干。低氫型焊條烘干方法為：在高溫箱中加熱到3800后保溫1.5h，再在高溫箱中降溫到1100后保存，使用時從烘干箱中取出應(yīng)立即放入100-1100的焊條保溫筒中，并在4h內(nèi)用完。焊條烘干次數(shù)不得超過兩次。2.焊接工藝流程 焊前檢查預(yù)熱裝焊墊板及引弧板施焊自檢/專檢焊后熱處理無損檢驗（B級檢驗，100超聲波探傷）焊前檢查焊前檢查坡口角度、鈍邊、間隙及錯口量，坡口內(nèi)和兩側(cè)之銹斑、油污、氧化皮等應(yīng)清除干凈。預(yù)熱由于Q345鋼的碳當(dāng)量比較高，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150，層間溫度T1400。（3）裝焊墊板及引弧板裝焊墊板及引弧板，其表面清潔程度

12、要求與坡口表面相同，墊板與母材應(yīng)貼緊，引弧板與母材焊接應(yīng)牢固。（4）施焊栓焊組合節(jié)點(diǎn)中，梁的腹板應(yīng)先栓，翼緣應(yīng)后焊，以便栓孔的對準(zhǔn)和摩擦面的貼緊，確保栓接質(zhì)量。手工電弧焊焊條直徑4mm，電流170-210A，焊速160mmmin。為了防止焊接變形，由兩名焊工同時施焊，焊接方向由中間向兩邊，焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。焊道的寬度不大于焊條直徑的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一道應(yīng)封焊坡口內(nèi)母材與墊板之連接處，當(dāng)焊接第二層時，焊接方向應(yīng)與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯開15-20mm。然后逐道逐層焊至填滿坡口，每道焊縫焊完后都應(yīng)清除焊渣及飛濺物，出現(xiàn)缺陷應(yīng)及時磨去并

13、修補(bǔ)。一個接口必須連續(xù)焊完，如不得己而中途停焊時，應(yīng)進(jìn)行保溫緩冷處理，再焊以前應(yīng)加熱。為保證焊接質(zhì)量，上下翼緣均采用平焊的方式，所以必須有一名焊工進(jìn)入箱形梁中施焊。由于焊接過程中會產(chǎn)生大量有毒煙氣，對生命和健康構(gòu)成威脅，所以在箱形梁端口處應(yīng)布置一臺鼓風(fēng)機(jī)，向梁中吹風(fēng)，但風(fēng)速不宜超過5m/s，否則將影響到焊接質(zhì)量。（5）焊后熱處理為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對焊縫進(jìn)行熱處理。熱處理溫度為：600-640，恒溫時間為2小時（板厚50mm時），升降溫速度為125/h 。（6）無損檢驗體育館主鋼結(jié)構(gòu)的地面和空中組拼焊接共完成了64道焊縫，全部是全熔透坡口焊，經(jīng)過兩次100%超聲波探傷檢驗，合格率達(dá)到了100%，得到了業(yè)主的充分肯定，充分展現(xiàn)了中建的施工技術(shù)水平，為祖國爭了光。七經(jīng)濟(jì)與社會效益分析為了保證結(jié)構(gòu)的順利安裝，采用了兩臺大噸位的吊車，最大的達(dá)到了160噸，機(jī)械臺班費(fèi)用是相當(dāng)可觀的。吊裝工作正值8月，是XXX最熱的時節(jié)，高溫的天氣對構(gòu)件的焊接以及工人的健康造成了極大挑戰(zhàn)。為此必須制定科學(xué)的施工方案，精心施工，嚴(yán)格管理，努力降低成本，提高質(zhì)量。按照構(gòu)件的吊裝順序，第一天：構(gòu)件1、2、3,通過螺栓夾板臨時連接，夜間進(jìn)行接口的焊接。第二天：構(gòu)件4、5、6、7（安裝4、6時可單獨(dú)使用65噸吊車），通過螺栓