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        大型體育場(chǎng)屋面曲面網(wǎng)架施工技術(shù)

        2018-03-06 02:56:02
        建筑施工 2018年10期
        關(guān)鍵詞:焊縫施工

        方 鍵

        常州第一建筑集團(tuán)有限公司 江蘇 常州 213000

        1 工程概況

        湖北荊州奧林匹克體育場(chǎng)看臺(tái)屋面為曲面網(wǎng)架(圖1),采用雙層正放四角錐網(wǎng)殼形式,桿件采用圓鋼管,節(jié)點(diǎn)采用焊接球,支座采用管形焊接節(jié)點(diǎn)形式,使用現(xiàn)有埋件與下部結(jié)構(gòu)連接。屋面網(wǎng)架橫向懸挑25 m,縱向跨度160 m,外觀呈月牙形,表面為雙曲面,總面積約9 400 m2。

        圖1 荊州體育場(chǎng)看臺(tái)屋面鳥(niǎo)瞰

        2 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

        2.1 施工方法

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件,為了提高安裝精度及加快工程進(jìn)度,采用部分地面預(yù)拼條形單元網(wǎng)架,用汽車(chē)吊提升至高空就位,其他部分高空嵌補(bǔ)散裝,最終形成整體結(jié)構(gòu)的安裝方法。

        2.2 安裝流程

        本工程屋面網(wǎng)架安裝流程為:網(wǎng)架支座單元安裝(24個(gè)支座單元形成一個(gè)整體)→地面條形網(wǎng)架單元預(yù)拼→地面網(wǎng)架單元提升→地面網(wǎng)架單元精確就位→地面網(wǎng)架單元與支座單元拼接成整體→高空條形網(wǎng)架嵌補(bǔ)拼接→以上工序交替進(jìn)行。網(wǎng)架安裝起始單元從網(wǎng)架中間開(kāi)始,同步向兩頭展開(kāi)(圖2~圖4)。

        圖2 網(wǎng)架中部先安裝2條預(yù)拼網(wǎng)架

        圖3 高空嵌補(bǔ)散裝網(wǎng)架及安裝預(yù)拼網(wǎng)架

        圖4 網(wǎng)架拼裝結(jié)束

        2.3 方案操作工藝要求

        2.3.1 網(wǎng)架支座單元安裝

        1)使用地面條形網(wǎng)架單元預(yù)拼,用同樣的方法將網(wǎng)架支座上方的單元拼裝完成。

        2)在看臺(tái)上將網(wǎng)架支座上方單元與支座進(jìn)行連接安裝,完成單個(gè)網(wǎng)架支座單元的安裝(圖5、圖6)。

        圖5 網(wǎng)架支座單元立面

        圖6 網(wǎng)架支座桿件三維

        3)用相同的方法將24個(gè)網(wǎng)架支座單元安裝完成,且必須將24個(gè)支座連接成一個(gè)整體后,方可連接安裝預(yù)拼條形網(wǎng)架單元。

        2.3.2 條形單元網(wǎng)架地面拼裝

        1) 地面預(yù)拼條形網(wǎng)架采用焊接胎模拼裝成型,焊接胎模主體用型鋼制作。

        2) 每個(gè)預(yù)拼條形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式都不同,上、下球節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)也不同,地面預(yù)拼時(shí)需特別注意(圖7)。

        圖7 地面預(yù)拼條形網(wǎng)架

        2.3.3 高空嵌補(bǔ)散裝網(wǎng)架單元

        先安裝相鄰2個(gè)條形網(wǎng)架,后嵌補(bǔ)散裝網(wǎng)架條形單元。

        2.3.4 高空安裝坐標(biāo)控制

        由設(shè)計(jì)單位提供具體的預(yù)起拱參數(shù)或網(wǎng)架自重?fù)隙燃白罱K撓度,并據(jù)此進(jìn)行預(yù)拼條形網(wǎng)架安裝定位控制坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)置(圖8)。

        圖8 預(yù)拼條形網(wǎng)架安裝定位控制坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)置(紅色箭頭處)

        2.3.5 高空預(yù)拼網(wǎng)架定位及安裝焊接

        1)高空預(yù)拼網(wǎng)架定位支撐點(diǎn)的坐標(biāo)及高程參數(shù)必須預(yù)先設(shè)置好。

        2)定位控制坐標(biāo)必須另加安裝預(yù)起拱參數(shù)。

        3)預(yù)拼網(wǎng)架定位、測(cè)量無(wú)誤后方可進(jìn)行安裝焊接。

        4)安裝焊接順序:球節(jié)點(diǎn)處,下弦球節(jié)點(diǎn)→上弦球節(jié)點(diǎn);桿件處,弦桿→腹桿。

        2.3.6 高空嵌補(bǔ)部分網(wǎng)架散裝及焊接

        1)節(jié)點(diǎn)順序:從支座根部開(kāi)始至網(wǎng)架頭部結(jié)束。

        2)桿件順序:下弦水平橫桿→上弦球節(jié)點(diǎn)(一球四桿)→上弦水平橫桿。

        2.3.7 腳手架拆除前網(wǎng)架定位支撐拆除

        1)必須在全部網(wǎng)架安裝結(jié)束后進(jìn)行。

        2)按程序復(fù)核、驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入定位支撐的卸載工序。

        3)支撐卸載規(guī)范:

        ① 網(wǎng)架平面:從網(wǎng)架中部開(kāi)始,同步向網(wǎng)架兩端方向。

        ② 網(wǎng)架節(jié)點(diǎn):從網(wǎng)架端部向網(wǎng)架根部方向。

        ③ 卸載1/3后:檢查網(wǎng)架支座結(jié)構(gòu)情況(焊接)。

        ④ 卸載2/3后:檢查網(wǎng)架支座結(jié)構(gòu)情況(焊接)、整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架頭部撓度參數(shù)。

        ⑤ 全部卸載后:網(wǎng)架整體檢查(焊接、變形、最終撓度)。

        2.4 安裝焊接工藝

        2.4.1 焊接球節(jié)點(diǎn)焊縫收縮量

        焊接球節(jié)點(diǎn)加套管時(shí),每條焊縫收縮應(yīng)為2~4 mm;不加套管時(shí),每條焊縫收縮應(yīng)為1~2 mm。

        2.4.2 管球焊接

        首先進(jìn)行定位焊,焊點(diǎn)2~4處,確保鋼管端部和球面的環(huán)形焊縫完全吻合,焊縫長(zhǎng)度30 mm左右。

        正式焊接時(shí),環(huán)形焊縫是以管子的垂直中心由2個(gè)半圓形的焊縫組成的,一半按照先仰焊或立焊,再平焊的順序,在仰焊或立焊及平焊處形成2個(gè)接頭,這樣可以使鐵水與熔渣分離完全,焊接熔深可以得到控制。焊接缺陷可能存在于仰焊或立焊與平焊部位,先焊的一半部位,其仰焊的起弧點(diǎn)及平焊的起弧點(diǎn)位置必須超過(guò)環(huán)形焊縫的半圓。

        鋼管壁厚較薄時(shí)(4~9 mm),以坡口≥45°為宜。由于存在局部未焊透的情況,所以加強(qiáng)部位的高度要≥3 mm;鋼管壁厚較厚時(shí)(10 mm以上),采用圓弧坡口,鈍邊尺寸小于2 mm,內(nèi)襯管單面焊接雙面成型。為保證焊縫的焊接質(zhì)量,等強(qiáng)焊縫必須符合二級(jí)焊縫的質(zhì)量要求。鋼管厚度大于4 mm時(shí),開(kāi)坡口焊接,鋼管與球壁間必須留有3~4 mm間隙,以便加襯管焊接時(shí)根部易焊透。

        2.4.3 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

        質(zhì)檢人員應(yīng)對(duì)所有焊縫進(jìn)行100%的外觀檢查,并保存好記錄。嚴(yán)禁有漏焊、裂紋、咬肉等缺陷。除進(jìn)行外觀檢驗(yàn)外,對(duì)大中跨度鋼管網(wǎng)架的拉桿與球的對(duì)接焊縫,應(yīng)作無(wú)損探傷檢驗(yàn),其抽樣數(shù)不少于焊口總數(shù)的20%,對(duì)內(nèi)部有超標(biāo)缺陷的焊縫必須進(jìn)行返修,應(yīng)從缺陷兩端加上50 mm作為清除部分,并以與正式焊縫相同的焊接標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)焊。同一條焊縫只允許有2次返修,返修后的焊縫必須進(jìn)行復(fù)測(cè),滿足探傷標(biāo)準(zhǔn)后方可視為合格,并且作好探傷檢測(cè)記錄,提供探傷報(bào)告[1-4]。

        2.5 安裝過(guò)程檢驗(yàn)

        安裝網(wǎng)架過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn),由安裝人員根據(jù)施工工序進(jìn)行自檢,質(zhì)量員組織有關(guān)人員按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行全面復(fù)檢,做好各種檢驗(yàn)記錄,每道工序安裝完畢后,必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量員專(zhuān)檢合格后方能進(jìn)入下道工序施工,并辦理交接驗(yàn)收手續(xù)。

        2.6 涂裝

        由工廠完成無(wú)機(jī)富鋅底漆2道、環(huán)氧云鐵中間漆2道。現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)架安裝完成后,先進(jìn)行底漆、中間漆修補(bǔ),接著進(jìn)行2道聚氨酯面漆涂刷作業(yè)。

        1)鋼構(gòu)件的除銹和涂裝應(yīng)在制作質(zhì)量檢驗(yàn)合格后進(jìn)行。

        2)構(gòu)件表面采用噴砂或拋丸除銹,除銹等級(jí)Sa2.5,其質(zhì)量要求應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

        3)不需要涂裝的部分:埋入混凝土中的鋼構(gòu)件;箱形及鋼管截面內(nèi)的封閉區(qū);地腳螺栓和底板板底;被混凝土覆蓋的鋼構(gòu)件表面。

        4)鋼構(gòu)件出廠前不需要涂防腐漆,但構(gòu)件安裝后需補(bǔ)漆的部位:高強(qiáng)螺栓未涂漆部分;高強(qiáng)螺栓節(jié)點(diǎn)摩擦面,工地拼接部位及兩側(cè)100 mm;因碰撞脫落防腐漆的部位、地腳螺栓外露部位。

        5)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)焊縫,應(yīng)仔細(xì)打磨后再刷防銹漆,要求同本體部分。

        6)對(duì)于運(yùn)輸及施工中損壞的底漆,應(yīng)手工打磨后補(bǔ)足底漆厚度。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)工程實(shí)踐,證明荊州奧林匹克體育中心看臺(tái)曲面網(wǎng)架所采用的施工技術(shù),能夠克服結(jié)構(gòu)施工難度大、施工工期緊張等困難,順利完成了焊接量大、跨度大的異形結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工。該技術(shù)的應(yīng)用不僅能滿足相關(guān)規(guī)范的要求,而且能減少高空焊接,有利于控制焊接變形,節(jié)省下部臨時(shí)支撐,縮短工期,產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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