國家體育場鋼結(jié)構(gòu)制作與施工技術(shù)簡介以人為本、科技為先長江精工鋼結(jié)構(gòu)(集團)股份有限公司

CHANGJIANG&JINGGONGSTEELSTRUCTURE(GROUP)CO.,LTD1國家體育場鋼結(jié)構(gòu)制作與施工技術(shù)簡介以人為本、科技為先長江工程概況國家體育場空間鋼結(jié)構(gòu)由24榀門式鋼桁架圍繞著體育場內(nèi)部碗狀看臺區(qū)旋轉(zhuǎn)而成，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋呈雙曲面馬鞍型，南北向結(jié)構(gòu)高度為40.746m，東西向結(jié)構(gòu)高度為67.122m。屋頂主結(jié)構(gòu)均為箱型截面，上弦桿截面基本為1000mm×1000mm，下弦桿截面基本為800mm×800mm，腹桿截面基本為600mm×600mm，腹桿與上下弦桿相貫，屋頂矢高為12.000m。豎向由24根組合鋼柱形成支撐，每根組合鋼柱由兩根1200mm×1200mm的彎扭箱型鋼柱和一根菱形鋼柱組成，荷載通過它們傳遞至基礎(chǔ)。立面次結(jié)構(gòu)截面基本為1200mm×1000mm，頂面次結(jié)構(gòu)截面基本為1000mm×1000mm。以人為本、科技為先2工程概況以人為本、科技為先2鋼板厚度：最大厚度100mm。當厚度≤34mm時，采用Q345鋼材；當厚度≥36mm時，采用Q345GJ鋼材；少量厚鋼板采用Q460、S460ML鋼材。厚度分布：·組合鋼柱：除少量棱形柱底部和頂部為90~100mm，其余為50~80mm，另外兩根方形斜柱板厚絕大多數(shù)為30、25、20mm。·桁架上弦桿：個別段為50mm外，其余均在40mm以下，大多數(shù)為30、25、20mm?！よ旒芟孪覘U：個別段為50、42mm外，其余絕大多數(shù)為20mm。·腹桿：20、14、10mm，多數(shù)為10mm?！ご谓Y(jié)構(gòu)：板厚最大36mm，絕大部分為20mm以下。以人為本、科技為先

工程概況3鋼板厚度：以人為本、科技為先工程概況3以人為本、科技為先沖擊性能要求Z向性能要求鋼板厚度(mm)T＜4040≤t≤6060＜t≤80t＞80Z向要求--Z15Z25Z35鋼材牌號主結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)Q345、Q345GJD級，-2000C時AK≥34JC級，00C時AK≥34JQ460、S460MLE級，-4000C時AK≥34J----鋼材性能工程概況4以人為本、科技為先沖擊性能要求Z向性能要求T＜4040≤t≤鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——焊接一、焊接關(guān)鍵技術(shù)；㈠.焊接變形與殘余應(yīng)力控制㈡.高拘束條件下焊接熱裂紋控制技術(shù)的應(yīng)用㈢.高拘束條件下控制冷裂紋技術(shù)的應(yīng)用㈣.高強超厚鋼板焊接技術(shù)Q460E高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接試驗和焊接工藝研究；㈤.鑄鋼件焊接技術(shù)㈥.焊接工藝評定1、大規(guī)模異種鋼材、高強鋼材、鑄鋼件的焊接2、大規(guī)模低溫焊接的實施3、焊接坡口的形式與尺寸確定4、焊材匹配與選用㈦.焊接順序選擇以人為本、科技為先5鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——焊接一、焊接關(guān)鍵技術(shù)；以人為本鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——加工制作

二、加工制作關(guān)鍵技術(shù)㈠.重型鋼結(jié)構(gòu)柱腳制作技術(shù)㈡.無模成型工藝技術(shù)㈢.巨型桁架柱制作技術(shù)㈣.彎扭構(gòu)件制作技術(shù)㈤.大跨度巨型空間桁架制作技術(shù)以人為本、科技為先6鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——加工制作以人為鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——拼裝與安裝

三、拼裝、安裝關(guān)鍵技術(shù)㈠.立柱構(gòu)件預(yù)拼裝㈡.主結(jié)構(gòu)吊裝㈢.次結(jié)構(gòu)吊裝㈣.測量技術(shù)㈤.卸載技術(shù)以人為本、科技為先7鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——拼裝與安裝以人

㈠.

焊接變形與殘余應(yīng)力控制

1、角焊縫不是主要受力焊縫，控制焊接殘余應(yīng)力大小的關(guān)鍵是控制焊縫的最小焊腳尺寸。厚板對接焊縫的殘余能量以焊縫的收縮變形和焊接殘余應(yīng)力的形式存在于焊縫和HAZ之中；因此控制焊接變形及焊接殘余應(yīng)力必須綜合治理。實踐證明：焊接應(yīng)力及殘余應(yīng)力同時存在于同一焊件之中，既相輔相成又可以相互轉(zhuǎn)換，2、當焊接變形（收縮量）完全實現(xiàn)時，焊接殘余應(yīng)力是一個非常小的安全值；當焊接變形因約束不能實現(xiàn)時，對接焊縫的兩端會產(chǎn)生極大的拉應(yīng)力場；拉應(yīng)力場的大小完全取決于焊縫橫截面積的大小。3、鳥巢采用減少固定焊縫的焊肉截面積和采用能量密度相對較高的焊接方法（如熔化極氣體保護焊和藥芯焊絲自保護焊等），并采用較小的熱輸入（即小線能量E），以達到控制焊接殘余應(yīng)力的目的。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)8㈠.焊接變形與殘余應(yīng)力控制以人為本、科技為先

㈡.高拘束條件下焊接熱裂紋控制技術(shù)的應(yīng)用根據(jù)焊接應(yīng)用技術(shù)理論，在高約束條件下和冶金反應(yīng)不充分的前提，焊縫金屬極易在焊縫中部形成偏夕，當約束超過偏夕部分所存在的抗拉能力時，結(jié)晶將收到極大影響，沿晶界開裂而形成裂紋。國家體育場鋼結(jié)構(gòu)基本屬于高約束條件焊接，我們采用對稱施焊的原則，開發(fā)了一套控制熱裂紋的焊接工藝，獲得了成功。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)9㈡.高拘束條件下焊接熱裂紋控制技術(shù)的應(yīng)用以人為本、

㈢.高拘束條件下控制冷裂紋技術(shù)的應(yīng)用按照焊接技術(shù)應(yīng)用理論，我們從坡口控制、預(yù)熱規(guī)范的控制、焊接規(guī)范的控制，層間溫度的控制、后熱溫度的控制著手，嚴格按焊接工藝規(guī)程執(zhí)行，以厚板焊接控制層狀撕裂為主攻方向，嚴格控制氫致裂紋的產(chǎn)生而獲得了成功。從目前為止，我們沒有發(fā)現(xiàn)一例冷裂紋和延遲裂紋的產(chǎn)生。

以人為本、科技為先

焊接技術(shù)10㈢.高拘束條件下控制冷裂紋技術(shù)的應(yīng)用以人為本、科技為

㈣.高強超厚鋼板焊接技術(shù)——Q460E高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接試驗和焊接工藝

1.焊接性試驗⑴.焊接冷裂紋敏感性試驗⑵.層狀撕裂問題分析

2.焊接工藝評定試驗

以人為本、科技為先

焊接技術(shù)11㈣.高強超厚鋼板焊接技術(shù)——Q460E高強度結(jié)構(gòu)鋼焊接性試驗

(1).焊接冷裂紋敏感性試驗a.焊接冷裂紋敏感性分析b.熱影響區(qū)最高硬度試驗c.斜Y坡口焊接裂紋試驗試驗結(jié)果：常溫不預(yù)熱焊接，在焊縫根部均出現(xiàn)裂紋，預(yù)熱到100度以上時，絕大部分試驗焊縫中心及熱影響區(qū)未出現(xiàn)裂紋，其他短裂紋均出現(xiàn)在收弧弧坑處或焊縫中段。預(yù)熱溫度150℃及以上試驗焊縫中心及熱影響區(qū)均未出現(xiàn)裂紋，選用焊接材料在正常線能量下、預(yù)熱溫度150℃及以上小鐵研試驗結(jié)果好。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)12焊接性試驗以人為本、科技為先焊接技術(shù)12⑵.層狀撕裂問題分析：a.層狀撕裂危險性分析

b.層狀撕裂敏感性試驗--Z向窗口試驗產(chǎn)生層狀撕裂主要是取決于鋼材的材質(zhì)，而本工程所選用的鋼板其性能上滿足Z35要求，實測鋼材的φZ值均在50左右，因此，該鋼材具有比較好的抗層狀撕裂性能。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)13⑵.層狀撕裂問題分析：產(chǎn)生層狀撕裂主要是取決于鋼材的㈤.鑄鋼件焊接技術(shù)以人為本、科技為先

焊接技術(shù)高強度特厚鑄鋼件的焊接難度較大，按照焊接性試驗----焊接工藝評定----焊接規(guī)程制定與執(zhí)行的程序進行，原則上擬采取以下措施：提高焊接預(yù)熱溫度，焊后保溫緩冷，冬季低溫時焊后要立即重新加熱到一定溫度并定時保溫；選用低溫韌性好的焊材，如E50焊條，ER50-6、7焊絲；采用兩對邊同時施焊并分段多人同時退焊的順序，以減小峰值應(yīng)力、防止裂紋產(chǎn)生。14㈤.鑄鋼件焊接技術(shù)以人為本、科技為先焊接技術(shù)

㈥.焊接工藝評定

1、大規(guī)模異種鋼材、高強鋼材、鑄鋼件的焊接2、大規(guī)模低溫焊接的實施3、焊接坡口的形式與尺寸確定4、焊材匹配與選用以人為本、科技為先國家體育場工程進行焊接工藝評定的鋼種組合有：（1）Q345＋Q345（2）Q345DGJ＋Q345DGJ（3）Q345CGJ＋Q345CGJ（4）Q460＋Q460（5）S460ML＋S460ML（6）GS16Mn5＋Q345CGJ（7）GS20Mn5＋Q345CGJ（8）Q460＋GS20Mn5（9）S460ml＋GS20Mn5（10）GS20Mn5＋Q345DGJ（11）GS16Mn5＋Q345DGJ（12）Q345＋MLO

焊接技術(shù)15以人為本、科技為先國家體育場工程進行焊接工藝評定的鋼種組合有以人為本、科技為先

焊接技術(shù)1、焊接工程的總體思路先主后次，先大后小，高能密度，較小輸入，分段跳焊，錘擊焊縫，應(yīng)變適當，工程全優(yōu)。2、合攏段焊縫的變形及應(yīng)力控制措施在屋頂整體焊接順序中，最后兩組（條）焊縫是合攏段焊縫，是整個工程的關(guān)鍵焊縫，關(guān)系到工程的成敗。㈦.焊接順序選擇16以人為本、科技為先焊接技術(shù)1、焊接工程的總1.重型鋼結(jié)構(gòu)柱腳制作技術(shù)

⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；

⑵.預(yù)拼裝技術(shù)；

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)171.重型鋼結(jié)構(gòu)柱腳制作技術(shù)

⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；

⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；由于柱腳為復雜結(jié)構(gòu)，既有箱型截面，又有斜T型截面，又有多邊形截面，并且，箱體節(jié)點內(nèi)部橫、縱向隔板較多，其外形尺寸達5384*4755*6250，噸位達162噸，柱腳節(jié)點整體組裝后，無法滿足運輸條件，因此，考慮了柱腳分段，如下圖所示：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)18⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；以人為本、科技為先加工制作⑵.預(yù)拼裝工藝控制；根據(jù)柱腳部分的結(jié)構(gòu)形式，為保證現(xiàn)場的順利安裝，減少現(xiàn)場對構(gòu)件的安裝調(diào)整時間，同時保證構(gòu)件的拼裝精度，對出廠的構(gòu)件進行了廠內(nèi)預(yù)拼裝。C14柱腳預(yù)拼裝工藝流程以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)19⑵.預(yù)拼裝工藝控制；C14柱腳預(yù)拼裝工藝流程以人為本、科技為C14柱腳預(yù)拼裝的相關(guān)施工圖片：C14-1，2的整體拼裝預(yù)拼裝完畢以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)20C14柱腳預(yù)拼裝的相關(guān)施工圖片：C14-1，2的整體拼裝預(yù)拼2.無模成型工藝技術(shù)

⑴.無模多點成形的成形原理

⑵.無模多點成形與模具成形的比較

⑶.無模多點成形系統(tǒng)的基本構(gòu)成

⑷.無模多點成形模具成形過程

⑸.無模成形的計算機曲面造型

⑹.國家體育場無模多點成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

⑺.國家體育場無模多點成形工藝參數(shù)

⑻.無模多點成形實際操作的照片

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)212.無模成型工藝技術(shù)

⑴.無模多點成形的成形原理

⑵.無模⑴.無模多點成型的原理無模多點成形就是將多點成形技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合為一體的先進制造技術(shù)，實際上是一種數(shù)控模具成形。多點成形是金屬板材三維曲面成形的新技術(shù)，其原理是將傳統(tǒng)的整體模具離散成一系列規(guī)則排列、高度可調(diào)的沖頭。在整體模具成形中，板材由模具曲面來成形，而多點成形則通過對各基本體運動的實時控制，自由地構(gòu)造出成形面，實現(xiàn)板材的三維曲面成形。它是對三維曲面類板件傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的重大創(chuàng)新。如下圖所示。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)22⑴.無模多點成型的原理以人為本、科技為先加工制作技術(shù)2⑵.模具整體成型與無模多點成型的比較各沖頭的行程可分別調(diào)節(jié)，改變各沖頭的位置就改變字成形曲面，也就是相當于重新構(gòu)造了成形模具，體現(xiàn)了多點成形的柔性特點；而整體模具的造型單一，需一種產(chǎn)品一種模具。

整體模具成形

多點成形以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)23⑵.模具整體成型與無模多點成型的比較

以人為本、科技為先⑶.無模多點成型的基本構(gòu)成調(diào)節(jié)上、下沖頭行程有一套專門的調(diào)整機構(gòu)，而板材成形又需要一套加載機構(gòu)，以上、下沖頭及這兩種機構(gòu)為核心就構(gòu)成了多點成形壓力機。該套多點成形設(shè)備由三大部分組成，即CAD軟件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及多點成形主機，如圖2所示。CAD軟系統(tǒng)根據(jù)要求的成形件的目標形狀進行幾何造型、成形工藝計算。將數(shù)據(jù)文件傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制沖頭的調(diào)整機構(gòu)，從而構(gòu)造出成形面，然后控制加載機構(gòu)成形出所需的零件產(chǎn)品。CAD軟件系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)多點成形主機成形件多點成形系統(tǒng)的基本構(gòu)成

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)24⑶.無模多點成型的基本構(gòu)成CAD軟件系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)多點成⑷.無模多點成型模具的成型過程該套多點成形設(shè)備的主要成形方法是：成形前把沖頭調(diào)整到所需的適當位置，使各沖頭形成構(gòu)件曲面的包絡(luò)面。在成形過程中各沖頭間無相運動。如下圖所示。（a）成形開始（b）成形過程中（c）成形結(jié)束無模多點成形模具成形過程以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)25⑷.無模多點成型模具的成型過程（a）成形開始⑸.無模成型的計算機曲面造型①.打開多點成形CAD-CAM軟件，并輸入工件名稱、曲面造型方法、板厚及回彈系數(shù)。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)26⑸.無模成型的計算機曲面造型以人為本、科技為先加工制作以人為本、科技為先②.根據(jù)加工圖確定坐標總點數(shù)

加工制作技術(shù)27以人為本、科技為先②.根據(jù)加工圖確定坐標總點數(shù)加工制③.將彎扭板件的三維空間坐標拷貝至多點成形CAD-CAM軟件。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)28③.將彎扭板件的三維空間坐標拷貝至多點成形CAD-CAM軟件④.彎扭板件三維造型

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)29④.彎扭板件三維造型以人為本、科技為先加工制作技術(shù)2⑹.國家體育場無模多點成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)壓力機模具輸送裝置以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)30⑹.國家體育場無模多點成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)壓力機模具輸送裝置⑺.國家體育場無模多點成形工藝參數(shù)以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)31⑺.國家體育場無模多點成形工藝參數(shù)以人為本、科技為先加相關(guān)的圖片無模多點成形設(shè)備

無模多點送料裝置

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)32相關(guān)的圖片無模多點成形設(shè)備無模多點送料裝置以人為本、科技無模成形計算機調(diào)形

無模成形調(diào)形后板件的輸入板件的壓制

板件彎扭成型后彎扭板件的裝配以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)33無模成形計算機調(diào)形無模成形調(diào)形后板件的輸入板件的壓制板件3.巨型桁架柱制作技術(shù)⑴.桁架柱裝配工藝及隱蔽焊縫的處理⑵.桁架柱預(yù)拼裝技術(shù)；以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)343.巨型桁架柱制作技術(shù)以人為本、科技為先加工制作技術(shù)3⑴.桁架柱裝配工藝及隱蔽焊縫的處理菱形內(nèi)柱屬于組合鋼柱的一部分，整根鋼柱截面均為菱形狀，菱形內(nèi)柱和外柱之間有許多腹桿，特別是菱形內(nèi)柱下柱頂節(jié)點處，桿件交匯數(shù)量非常集中，有10余根腹桿相交，并且鋼板厚度較大，制作難度非常大如下圖所示：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)35⑴.桁架柱裝配工藝及隱蔽焊縫的處理以人為本、科技為先加牛腿的預(yù)拼裝：考慮到鋼柱上由于大型牛腿的存在，其外形尺寸已超過了公路運輸?shù)哪芰?，因此，對部分牛腿采取工廠組焊，并由現(xiàn)場進行裝配的措施，因此，發(fā)現(xiàn)場牛腿在出廠前必須進行廠內(nèi)預(yù)拼裝。首先，根據(jù)圖紙劃出鋼柱中心線和待拼裝牛腿的定位中心線，根據(jù)圖紙尺寸要求確定并預(yù)拼牛腿，預(yù)拼完畢后劃出牛腿（現(xiàn)場焊接）與菱形內(nèi)柱本體之間分段定位組裝對合線，并用樣沖眼進行標識作為現(xiàn)場組裝定位的基準，如下圖所示：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)36牛腿的預(yù)拼裝：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)36相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)37相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)37⑵.組合鋼柱的預(yù)拼裝：

根據(jù)桁架柱部分的結(jié)構(gòu)形式，為保證現(xiàn)場的順利安裝，減少現(xiàn)場對構(gòu)件的安裝調(diào)整時間，同時保證構(gòu)件的拼裝精度，對出廠的首批構(gòu)件進行了廠內(nèi)預(yù)拼裝，組合鋼柱預(yù)拼裝的范圍如下圖所示：

預(yù)拼裝的范圍

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)38⑵.組合鋼柱的預(yù)拼裝：預(yù)拼裝的范圍以人為本、科技為先吊裝內(nèi)柱第一段IC13-1（34687kg）

安裝A柱側(cè)腹桿D13A-7，B柱側(cè)腹桿D13B-8，7，6。

將內(nèi)柱第二段IC13-2（34194kg）吊裝到位

吊裝第三段內(nèi)柱IC13-3（44871kg）

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)39吊裝內(nèi)柱第一段IC13-1（34687kg）安裝A柱側(cè)腹相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)40相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)404.彎扭構(gòu)件制作技術(shù)⑴.彎扭構(gòu)件的特點；⑵.彎扭構(gòu)件的變形控制；⑶.彎扭構(gòu)件組裝的工藝流程；⑷.彎扭構(gòu)件的測量技術(shù)；以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)414.彎扭構(gòu)件制作技術(shù)以人為本、科技為先加工制作技術(shù)41以人為本、科技為先⑴.彎扭構(gòu)件的特點①.外柱彎扭構(gòu)件：a.箱型截面較大（1200x1200mm），板較厚（最厚達60mm）。b.焊縫均為全熔透焊縫，焊接量大，變形難以控制；c.空間定位困難，構(gòu)件測量較難；②.次結(jié)構(gòu)彎扭構(gòu)件：a.箱型截面由800mm~1200mm，板較?。ㄗ畋?0mm）。b.由于板較薄，筋板數(shù)量多，焊接變形較大，并且難以校正；c.節(jié)點處桿件相互貫穿，焊接空間較小。d.空間定位困難，構(gòu)件測量較難

加工制作技術(shù)42以人為本、科技為先⑴.彎扭構(gòu)件的特點加工制作技術(shù)42⑵.彎扭構(gòu)件的變形控制：彎扭構(gòu)件的變形控制是制作當中非常重要的一個環(huán)節(jié)，其變形主要由以下幾個方面來控制：①.彎扭板件的下料、坡口：②.彎扭板件的成形控制：③.彎扭箱形構(gòu)件的組裝：④.焊接過程中彎扭構(gòu)件變形控制：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)43⑵.彎扭構(gòu)件的變形控制：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)腹板組裝

上翼板組裝

牛腿組裝

牛腿組裝

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)44腹板組裝上翼板組裝牛腿組裝牛腿組裝以人為本、科技為先⑷.彎扭構(gòu)件的測量：由于彎扭構(gòu)件結(jié)構(gòu)比較復雜，在構(gòu)件的長度方向上，每一點的X、Y、Z坐標都在變化發(fā)生變化，因此，彎扭構(gòu)件的測量在整個制作過程中是非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在對彎扭構(gòu)件的測量手段上主要采用兩種方法，一是采用全站儀，二是傳統(tǒng)的尺寸與坐標相配合人工檢驗。

采用全站儀尤其適合彎扭構(gòu)件等的大型構(gòu)件的測量，它無需建立任何固定的坐標系統(tǒng)，并可以在任意坐標系之間即時轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)得到所需坐標；再將現(xiàn)場測量值與設(shè)計值實時進行數(shù)據(jù)對比，就可給出偏差值，非常方便。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)45⑷.彎扭構(gòu)件的測量：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)45人工測量檢驗主要側(cè)重于過程當中的檢驗，依據(jù)圖紙給定的空間坐標對彎扭構(gòu)件在箱體組立、焊接及牛腿裝配焊接完畢后進行相關(guān)點的尺寸及坐標測量。組立過程中的測量

牛腿裝配過程中的測量

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)46人工測量檢驗主要側(cè)重于過程當中的檢驗，依據(jù)圖紙給定的以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)47以人為本、科技為先加工制作技術(shù)475.大跨度巨型空間桁架制作技術(shù)⑴.桁架節(jié)點的特點及制作的難度；⑵.典型桁架節(jié)點裝配的工藝流程；⑶.桁架節(jié)點的測量技術(shù)；以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)485.大跨度巨型空間桁架制作技術(shù)以人為本、科技為先加工制⑴.桁架節(jié)點的特點及制作的難度：①.節(jié)點種類較多，存在單K型、雙K型及小夾角類型的節(jié)點。②.弦桿相交部分，在箱體內(nèi)部設(shè)置了X形加勁肋，造成箱體內(nèi)部焊接將比較困難。③.節(jié)點內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜，橫、縱向隔板較多，焊縫質(zhì)量要求高，焊接變形較大。④.弦桿節(jié)點兩端存在扭曲過渡段，其加工精度將直接關(guān)系到節(jié)點的整體制作精度。⑤.節(jié)點與腹桿連接的四個牛腿均為空間位置，尺寸精度控制較難。小夾角節(jié)點雙K型節(jié)點單K型十字節(jié)點單K型典型節(jié)點以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)49⑴.桁架節(jié)點的特點及制作的難度：小夾角節(jié)點雙K型節(jié)點單K型十以人為本、科技為先⑵.典型桁架節(jié)點的裝配工藝流程：板材對接胎架設(shè)置隔板位置劃線翼板上胎架隔板的裝配腹板的裝配焊接

加工制作技術(shù)50以人為本、科技為先⑵.典型桁架節(jié)點的裝配工藝流程：板材對接胎以人為本、科技為先十字勁板的組裝焊接上翼板的組裝焊接順序示意圖次結(jié)構(gòu)牛腿的裝配

加工制作技術(shù)51以人為本、科技為先十字勁板的組裝焊接上翼板的組裝焊接順序示意牛腿的裝配焊接十字勁板與翼板間的焊接牛腿的立焊縫牛腿的平焊縫以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)52牛腿的裝配焊接十字勁板與翼板間的焊接牛腿的立焊縫牛腿的平焊縫以人為本、科技為先⑶.桁架節(jié)點的測量：與彎扭構(gòu)件相類似，桁架節(jié)點的控制點也均為空間控制點，因此，節(jié)點的測量手段主要采用采用全站儀及傳統(tǒng)的尺寸與坐標相配合的激光經(jīng)緯儀人工檢驗，主要以傳統(tǒng)做法為主。依據(jù)圖紙給定的空間坐標對節(jié)點構(gòu)件在組立、焊接及牛腿裝配焊接完畢后進行相關(guān)點的尺寸及坐標測量。節(jié)點本體的坐標控制節(jié)點本體相關(guān)尺寸檢驗牛腿控制坐標檢驗

加工制作技術(shù)53以人為本、科技為先⑶.桁架節(jié)點的測量：節(jié)點本體的坐標控制節(jié)點以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)54以人為本、科技為先加工制作技術(shù)54立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)1、立外柱胎架在地平面上劃出桁架柱外柱和內(nèi)柱的輪廓投影線，按照外柱的輪廓線在地平面上立好支撐胎架，并焊接胎架與埋件之間的焊縫，用全站儀或水準儀測量胎架上與外柱表面接觸部位的標高和平面位置，焊上墊塊和擋塊。具體見下圖：地平面支撐胎架墊塊擋塊端頭定位工裝55立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)1、立外立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、外柱的拼裝將最下段柱擺放在胎架上，為確保下端口的位置尺寸，應(yīng)在端口位置設(shè)置定位裝置（具體見下圖），調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置，使其與胎架上的定位塊接觸，然后測量，合格后再擺放下一段，再測量、擺放，直到下段柱的外柱全部定位到位。然后拼裝外柱之間的桿件。外柱支撐胎架端頭定位工裝第一段外柱第一段外柱第二段外柱56立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)2、外柱立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)第一段外柱第二段外柱第三段外柱兩外柱之間的桿件57立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)第一段外立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)地平面內(nèi)柱支撐胎架鑄件支撐胎架外柱3、內(nèi)柱胎架的設(shè)立內(nèi)柱采用先在地平面上對接完成，這樣既能避免重要焊縫（特別是Q460E的對接、鑄鋼件和Q345GJD的對接）在高空全位置焊接，更好的確保焊接的質(zhì)量，又能減少高空胎架的數(shù)量，加快拼裝時間。待地面對接完成后再將其吊至高空胎架上。內(nèi)柱的胎架示意圖如下：58立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)地平面內(nèi)立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)4、內(nèi)柱的拼裝內(nèi)柱在地面組焊完成后，吊至高空胎架上，調(diào)節(jié)其空間位置后固定。然后拼裝外柱和內(nèi)柱之間的桿件。對上下段對接口進行加固，確保在焊接過程中端部位置尺寸。為保證下端部鑄鋼件端口的位置正確，采用胎架控制，其示意圖見右圖。鑄鋼件胎架棱形內(nèi)柱內(nèi)柱胎架地平面外柱鑄鋼胎架地平面外柱內(nèi)柱胎架棱形內(nèi)柱內(nèi)外柱之間的桿件59立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)4、內(nèi)柱主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)1、概述主結(jié)構(gòu)由24榀主桁架和24根桁架柱組成，共劃分為230個安裝單元，其中：主桁架共分為182段，桁架柱共分48段；其中主桁架中：平面桁架共166段，立體桁架共16段。按照吊機吊裝范圍的分類，外圈800噸吊機吊裝86個主桁架安裝單元和48個桁架柱安裝單元；內(nèi)圈600噸吊機吊裝96個主桁架安裝單元。桁架柱最大吊裝重量約288t，主桁架約216t，最大吊裝長度約45m。60主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、桁架柱吊裝根據(jù)桁架柱吊裝分段重量，起吊高度及作業(yè)半徑，選用2臺800t履帶吊進行桁架柱的吊裝。其中I區(qū)為一臺LR1800型，工況配置為：主臂56米，仰角88°，副臂35米，超起配重350噸；II區(qū)為一臺CC4800型，工況配置為：主臂54米，仰角88°，副臂42米，超起配重260噸。根據(jù)桁架柱脫胎翻轉(zhuǎn)直立過程中的重量分配，選擇輔助吊車為CC2000型300噸吊車，工況配置為：42米主臂，250噸吊鉤。61主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、桁架柱吊裝——桁架柱脫胎翻身

桁架柱采用臥拼法，吊裝前要進行翻身。桁架柱翻轉(zhuǎn)直立時，利用一臺300t履帶吊配合800t吊車進行。62主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、桁架柱吊裝——桁架柱脫胎翻身63主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、桁架柱吊裝——桁架柱脫胎翻身64主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)2、桁架主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、桁架柱吊裝——桁架柱脫胎翻身65主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)2、桁架主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)下段柱吊裝工藝流程：脫胎→翻身→吊裝就位→臨時固定→找正調(diào)整→安裝拉撐桿→點焊及焊接固定→焊接完成2/3，確保安全后吊機松鉤→與柱腳焊接。3、下段柱吊裝66主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)下段柱吊主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)4、上段柱吊裝

上段柱吊裝工藝流程：脫胎→翻身→吊裝就位→臨時固定→找正調(diào)整→安裝拉索→點焊及焊接固定→焊接完成2/3，確保安全后吊機松鉤→與下段柱焊接。67主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)4、上段主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)

根據(jù)主桁架吊裝分段重量，起吊高度及作業(yè)半徑，選用2臺800t履帶吊在外圍，2臺600t履帶吊在內(nèi)圈分別進行主桁架的吊裝。I區(qū)800t履帶吊為一臺LR1800型，工況配置為：主臂56米，仰角88°，副臂63米，超起配重350噸；II區(qū)800t履帶吊為一臺CC4800型，工況配置為：主臂60米，仰角88°，副臂54米，超起配重260噸。600t噸履帶吊均為CC2800型，工況配置為：主臂60米，仰角88°，副臂36米，超起配重250噸。5、主桁架吊裝68主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)5、主桁架吊裝對于平面主桁架的拼裝均采用臥拼的形式，桁架拼裝完成后，采用主吊車直接從拼裝胎架上起吊翻身成垂直的吊裝狀態(tài)。對T1A-1、T7B-1典型桁架進行了起吊工況計算分析，計算結(jié)果表明，構(gòu)件在起扳過程當中，最大變形值為4mm，最大應(yīng)力為17Mpa。69主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)5、主桁次結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)根據(jù)吊重、作業(yè)高度和半徑，每個施工區(qū)域選用1臺CC2000型300t履帶吊和1臺SC1500型150t履帶吊進行頂面及肩部次結(jié)構(gòu)的吊裝。

其中，300t履帶吊布置在外環(huán)，負責肩部次結(jié)構(gòu)、外圈及部分中圈頂面次結(jié)構(gòu)的安裝，150t履帶吊布置在內(nèi)環(huán)，負責內(nèi)圈及部分中間頂面次結(jié)構(gòu)的安裝，所選吊機的具體性能參數(shù)分別如下：CC2000型300噸履帶吊工況配置主臂66米，仰角88°，副臂54米SC1500型150噸履帶吊工況配置主臂56.4米，仰角80°，副臂36.6米70次結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)次結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)71次結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)71測量技術(shù)——工業(yè)測量系統(tǒng)MetroIn以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程的鋼構(gòu)件形狀復雜，均為空間立體結(jié)構(gòu)，用常規(guī)的測量方法難以測量準確。精工采用的三坐標測量系統(tǒng)是利用先進的測量、電子傳感器和計算機技術(shù)，實時檢測出鋼構(gòu)件的各特征點的位置，并與設(shè)計坐標（如，CAD圖解坐標）進行比較，在工作現(xiàn)場以快速直觀的方式給操控人員實時地提供調(diào)整數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以極大地提高測量工作效率，保證系統(tǒng)的實時性和測量數(shù)據(jù)的精度要求，降低測量人員的勞動強度，即時指導工件姿態(tài)調(diào)整工作。72測量技術(shù)——工業(yè)測量系統(tǒng)MetroIn以人為本、科技為先測量技術(shù)——工業(yè)測量系統(tǒng)MetroIn以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)MetroIn是一以兩臺以上電子經(jīng)緯儀或單臺全站儀為傳感器而構(gòu)成的空間三角交會法/極坐標法空間坐標測量系統(tǒng)。主要用來采集空間點（被測工件等）的三維坐標數(shù)據(jù)，并對測量數(shù)據(jù)進行管理及點、線、面的幾何計算與分析，還具有數(shù)據(jù)的輸入、輸出和用戶應(yīng)用軟件等功能。

系統(tǒng)的主要設(shè)備73測量技術(shù)——工業(yè)測量系統(tǒng)MetroIn以人為本、科技為先測量技術(shù)——工業(yè)測量系統(tǒng)MetroIn以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)技術(shù)優(yōu)點(1)特別適合于大尺寸工件的現(xiàn)場測量；(2)測量精度高，輕松達到亞毫米級計量標準；(3)移動式測量，無需建立任何固定坐標系統(tǒng)，可在工廠生產(chǎn)，工地安裝，運營監(jiān)測等不同環(huán)境下方便施測；(4)不再需要在已知點上架設(shè)儀器就可輕松測量；(5)可以在任意坐標系之間即時轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，實時得到所需坐標；(6)將現(xiàn)場測量值與設(shè)計值實時進行數(shù)據(jù)對比，并給出差值；(7)能進行點、線、面的幾何分析和計算，解求各類空間關(guān)系。74測量技術(shù)——工業(yè)測量系統(tǒng)MetroIn以人為本、科技為先謝謝大家?。∫匀藶楸?、科技為先75謝謝大家！！以人為本、科技為先75國家體育場鋼結(jié)構(gòu)制作與施工技術(shù)簡介以人為本、科技為先長江精工鋼結(jié)構(gòu)(集團)股份有限公司

CHANGJIANG&JINGGONGSTEELSTRUCTURE(GROUP)CO.,LTD76國家體育場鋼結(jié)構(gòu)制作與施工技術(shù)簡介以人為本、科技為先長江工程概況國家體育場空間鋼結(jié)構(gòu)由24榀門式鋼桁架圍繞著體育場內(nèi)部碗狀看臺區(qū)旋轉(zhuǎn)而成，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋呈雙曲面馬鞍型，南北向結(jié)構(gòu)高度為40.746m，東西向結(jié)構(gòu)高度為67.122m。屋頂主結(jié)構(gòu)均為箱型截面，上弦桿截面基本為1000mm×1000mm，下弦桿截面基本為800mm×800mm，腹桿截面基本為600mm×600mm，腹桿與上下弦桿相貫，屋頂矢高為12.000m。豎向由24根組合鋼柱形成支撐，每根組合鋼柱由兩根1200mm×1200mm的彎扭箱型鋼柱和一根菱形鋼柱組成，荷載通過它們傳遞至基礎(chǔ)。立面次結(jié)構(gòu)截面基本為1200mm×1000mm，頂面次結(jié)構(gòu)截面基本為1000mm×1000mm。以人為本、科技為先77工程概況以人為本、科技為先2鋼板厚度：最大厚度100mm。當厚度≤34mm時，采用Q345鋼材；當厚度≥36mm時，采用Q345GJ鋼材；少量厚鋼板采用Q460、S460ML鋼材。厚度分布：·組合鋼柱：除少量棱形柱底部和頂部為90~100mm，其余為50~80mm，另外兩根方形斜柱板厚絕大多數(shù)為30、25、20mm?！よ旒苌舷覘U：個別段為50mm外，其余均在40mm以下，大多數(shù)為30、25、20mm?！よ旒芟孪覘U：個別段為50、42mm外，其余絕大多數(shù)為20mm?！じ箺U：20、14、10mm，多數(shù)為10mm?！ご谓Y(jié)構(gòu)：板厚最大36mm，絕大部分為20mm以下。以人為本、科技為先

工程概況78鋼板厚度：以人為本、科技為先工程概況3以人為本、科技為先沖擊性能要求Z向性能要求鋼板厚度(mm)T＜4040≤t≤6060＜t≤80t＞80Z向要求--Z15Z25Z35鋼材牌號主結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)Q345、Q345GJD級，-2000C時AK≥34JC級，00C時AK≥34JQ460、S460MLE級，-4000C時AK≥34J----鋼材性能工程概況79以人為本、科技為先沖擊性能要求Z向性能要求T＜4040≤t≤鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——焊接一、焊接關(guān)鍵技術(shù)；㈠.焊接變形與殘余應(yīng)力控制㈡.高拘束條件下焊接熱裂紋控制技術(shù)的應(yīng)用㈢.高拘束條件下控制冷裂紋技術(shù)的應(yīng)用㈣.高強超厚鋼板焊接技術(shù)Q460E高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接試驗和焊接工藝研究；㈤.鑄鋼件焊接技術(shù)㈥.焊接工藝評定1、大規(guī)模異種鋼材、高強鋼材、鑄鋼件的焊接2、大規(guī)模低溫焊接的實施3、焊接坡口的形式與尺寸確定4、焊材匹配與選用㈦.焊接順序選擇以人為本、科技為先80鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——焊接一、焊接關(guān)鍵技術(shù)；以人為本鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——加工制作

二、加工制作關(guān)鍵技術(shù)㈠.重型鋼結(jié)構(gòu)柱腳制作技術(shù)㈡.無模成型工藝技術(shù)㈢.巨型桁架柱制作技術(shù)㈣.彎扭構(gòu)件制作技術(shù)㈤.大跨度巨型空間桁架制作技術(shù)以人為本、科技為先81鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——加工制作以人為鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——拼裝與安裝

三、拼裝、安裝關(guān)鍵技術(shù)㈠.立柱構(gòu)件預(yù)拼裝㈡.主結(jié)構(gòu)吊裝㈢.次結(jié)構(gòu)吊裝㈣.測量技術(shù)㈤.卸載技術(shù)以人為本、科技為先82鳥巢的關(guān)鍵技術(shù)問題——拼裝與安裝以人

㈠.

焊接變形與殘余應(yīng)力控制

1、角焊縫不是主要受力焊縫，控制焊接殘余應(yīng)力大小的關(guān)鍵是控制焊縫的最小焊腳尺寸。厚板對接焊縫的殘余能量以焊縫的收縮變形和焊接殘余應(yīng)力的形式存在于焊縫和HAZ之中；因此控制焊接變形及焊接殘余應(yīng)力必須綜合治理。實踐證明：焊接應(yīng)力及殘余應(yīng)力同時存在于同一焊件之中，既相輔相成又可以相互轉(zhuǎn)換，2、當焊接變形（收縮量）完全實現(xiàn)時，焊接殘余應(yīng)力是一個非常小的安全值；當焊接變形因約束不能實現(xiàn)時，對接焊縫的兩端會產(chǎn)生極大的拉應(yīng)力場；拉應(yīng)力場的大小完全取決于焊縫橫截面積的大小。3、鳥巢采用減少固定焊縫的焊肉截面積和采用能量密度相對較高的焊接方法（如熔化極氣體保護焊和藥芯焊絲自保護焊等），并采用較小的熱輸入（即小線能量E），以達到控制焊接殘余應(yīng)力的目的。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)83㈠.焊接變形與殘余應(yīng)力控制以人為本、科技為先

㈡.高拘束條件下焊接熱裂紋控制技術(shù)的應(yīng)用根據(jù)焊接應(yīng)用技術(shù)理論，在高約束條件下和冶金反應(yīng)不充分的前提，焊縫金屬極易在焊縫中部形成偏夕，當約束超過偏夕部分所存在的抗拉能力時，結(jié)晶將收到極大影響，沿晶界開裂而形成裂紋。國家體育場鋼結(jié)構(gòu)基本屬于高約束條件焊接，我們采用對稱施焊的原則，開發(fā)了一套控制熱裂紋的焊接工藝，獲得了成功。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)84㈡.高拘束條件下焊接熱裂紋控制技術(shù)的應(yīng)用以人為本、

㈢.高拘束條件下控制冷裂紋技術(shù)的應(yīng)用按照焊接技術(shù)應(yīng)用理論，我們從坡口控制、預(yù)熱規(guī)范的控制、焊接規(guī)范的控制，層間溫度的控制、后熱溫度的控制著手，嚴格按焊接工藝規(guī)程執(zhí)行，以厚板焊接控制層狀撕裂為主攻方向，嚴格控制氫致裂紋的產(chǎn)生而獲得了成功。從目前為止，我們沒有發(fā)現(xiàn)一例冷裂紋和延遲裂紋的產(chǎn)生。

以人為本、科技為先

焊接技術(shù)85㈢.高拘束條件下控制冷裂紋技術(shù)的應(yīng)用以人為本、科技為

㈣.高強超厚鋼板焊接技術(shù)——Q460E高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接試驗和焊接工藝

1.焊接性試驗⑴.焊接冷裂紋敏感性試驗⑵.層狀撕裂問題分析

2.焊接工藝評定試驗

以人為本、科技為先

焊接技術(shù)86㈣.高強超厚鋼板焊接技術(shù)——Q460E高強度結(jié)構(gòu)鋼焊接性試驗

(1).焊接冷裂紋敏感性試驗a.焊接冷裂紋敏感性分析b.熱影響區(qū)最高硬度試驗c.斜Y坡口焊接裂紋試驗試驗結(jié)果：常溫不預(yù)熱焊接，在焊縫根部均出現(xiàn)裂紋，預(yù)熱到100度以上時，絕大部分試驗焊縫中心及熱影響區(qū)未出現(xiàn)裂紋，其他短裂紋均出現(xiàn)在收弧弧坑處或焊縫中段。預(yù)熱溫度150℃及以上試驗焊縫中心及熱影響區(qū)均未出現(xiàn)裂紋，選用焊接材料在正常線能量下、預(yù)熱溫度150℃及以上小鐵研試驗結(jié)果好。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)87焊接性試驗以人為本、科技為先焊接技術(shù)12⑵.層狀撕裂問題分析：a.層狀撕裂危險性分析

b.層狀撕裂敏感性試驗--Z向窗口試驗產(chǎn)生層狀撕裂主要是取決于鋼材的材質(zhì)，而本工程所選用的鋼板其性能上滿足Z35要求，實測鋼材的φZ值均在50左右，因此，該鋼材具有比較好的抗層狀撕裂性能。以人為本、科技為先

焊接技術(shù)88⑵.層狀撕裂問題分析：產(chǎn)生層狀撕裂主要是取決于鋼材的㈤.鑄鋼件焊接技術(shù)以人為本、科技為先

焊接技術(shù)高強度特厚鑄鋼件的焊接難度較大，按照焊接性試驗----焊接工藝評定----焊接規(guī)程制定與執(zhí)行的程序進行，原則上擬采取以下措施：提高焊接預(yù)熱溫度，焊后保溫緩冷，冬季低溫時焊后要立即重新加熱到一定溫度并定時保溫；選用低溫韌性好的焊材，如E50焊條，ER50-6、7焊絲；采用兩對邊同時施焊并分段多人同時退焊的順序，以減小峰值應(yīng)力、防止裂紋產(chǎn)生。89㈤.鑄鋼件焊接技術(shù)以人為本、科技為先焊接技術(shù)

㈥.焊接工藝評定

1、大規(guī)模異種鋼材、高強鋼材、鑄鋼件的焊接2、大規(guī)模低溫焊接的實施3、焊接坡口的形式與尺寸確定4、焊材匹配與選用以人為本、科技為先國家體育場工程進行焊接工藝評定的鋼種組合有：（1）Q345＋Q345（2）Q345DGJ＋Q345DGJ（3）Q345CGJ＋Q345CGJ（4）Q460＋Q460（5）S460ML＋S460ML（6）GS16Mn5＋Q345CGJ（7）GS20Mn5＋Q345CGJ（8）Q460＋GS20Mn5（9）S460ml＋GS20Mn5（10）GS20Mn5＋Q345DGJ（11）GS16Mn5＋Q345DGJ（12）Q345＋MLO

焊接技術(shù)90以人為本、科技為先國家體育場工程進行焊接工藝評定的鋼種組合有以人為本、科技為先

焊接技術(shù)1、焊接工程的總體思路先主后次，先大后小，高能密度，較小輸入，分段跳焊，錘擊焊縫，應(yīng)變適當，工程全優(yōu)。2、合攏段焊縫的變形及應(yīng)力控制措施在屋頂整體焊接順序中，最后兩組（條）焊縫是合攏段焊縫，是整個工程的關(guān)鍵焊縫，關(guān)系到工程的成敗。㈦.焊接順序選擇91以人為本、科技為先焊接技術(shù)1、焊接工程的總1.重型鋼結(jié)構(gòu)柱腳制作技術(shù)

⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；

⑵.預(yù)拼裝技術(shù)；

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)921.重型鋼結(jié)構(gòu)柱腳制作技術(shù)

⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；

⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；由于柱腳為復雜結(jié)構(gòu)，既有箱型截面，又有斜T型截面，又有多邊形截面，并且，箱體節(jié)點內(nèi)部橫、縱向隔板較多，其外形尺寸達5384*4755*6250，噸位達162噸，柱腳節(jié)點整體組裝后，無法滿足運輸條件，因此，考慮了柱腳分段，如下圖所示：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)93⑴.裝配工藝及隱蔽焊縫處理；以人為本、科技為先加工制作⑵.預(yù)拼裝工藝控制；根據(jù)柱腳部分的結(jié)構(gòu)形式，為保證現(xiàn)場的順利安裝，減少現(xiàn)場對構(gòu)件的安裝調(diào)整時間，同時保證構(gòu)件的拼裝精度，對出廠的構(gòu)件進行了廠內(nèi)預(yù)拼裝。C14柱腳預(yù)拼裝工藝流程以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)94⑵.預(yù)拼裝工藝控制；C14柱腳預(yù)拼裝工藝流程以人為本、科技為C14柱腳預(yù)拼裝的相關(guān)施工圖片：C14-1，2的整體拼裝預(yù)拼裝完畢以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)95C14柱腳預(yù)拼裝的相關(guān)施工圖片：C14-1，2的整體拼裝預(yù)拼2.無模成型工藝技術(shù)

⑴.無模多點成形的成形原理

⑵.無模多點成形與模具成形的比較

⑶.無模多點成形系統(tǒng)的基本構(gòu)成

⑷.無模多點成形模具成形過程

⑸.無模成形的計算機曲面造型

⑹.國家體育場無模多點成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

⑺.國家體育場無模多點成形工藝參數(shù)

⑻.無模多點成形實際操作的照片

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)962.無模成型工藝技術(shù)

⑴.無模多點成形的成形原理

⑵.無模⑴.無模多點成型的原理無模多點成形就是將多點成形技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合為一體的先進制造技術(shù)，實際上是一種數(shù)控模具成形。多點成形是金屬板材三維曲面成形的新技術(shù)，其原理是將傳統(tǒng)的整體模具離散成一系列規(guī)則排列、高度可調(diào)的沖頭。在整體模具成形中，板材由模具曲面來成形，而多點成形則通過對各基本體運動的實時控制，自由地構(gòu)造出成形面，實現(xiàn)板材的三維曲面成形。它是對三維曲面類板件傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的重大創(chuàng)新。如下圖所示。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)97⑴.無模多點成型的原理以人為本、科技為先加工制作技術(shù)2⑵.模具整體成型與無模多點成型的比較各沖頭的行程可分別調(diào)節(jié)，改變各沖頭的位置就改變字成形曲面，也就是相當于重新構(gòu)造了成形模具，體現(xiàn)了多點成形的柔性特點；而整體模具的造型單一，需一種產(chǎn)品一種模具。

整體模具成形

多點成形以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)98⑵.模具整體成型與無模多點成型的比較

以人為本、科技為先⑶.無模多點成型的基本構(gòu)成調(diào)節(jié)上、下沖頭行程有一套專門的調(diào)整機構(gòu)，而板材成形又需要一套加載機構(gòu)，以上、下沖頭及這兩種機構(gòu)為核心就構(gòu)成了多點成形壓力機。該套多點成形設(shè)備由三大部分組成，即CAD軟件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及多點成形主機，如圖2所示。CAD軟系統(tǒng)根據(jù)要求的成形件的目標形狀進行幾何造型、成形工藝計算。將數(shù)據(jù)文件傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制沖頭的調(diào)整機構(gòu)，從而構(gòu)造出成形面，然后控制加載機構(gòu)成形出所需的零件產(chǎn)品。CAD軟件系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)多點成形主機成形件多點成形系統(tǒng)的基本構(gòu)成

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)99⑶.無模多點成型的基本構(gòu)成CAD軟件系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)多點成⑷.無模多點成型模具的成型過程該套多點成形設(shè)備的主要成形方法是：成形前把沖頭調(diào)整到所需的適當位置，使各沖頭形成構(gòu)件曲面的包絡(luò)面。在成形過程中各沖頭間無相運動。如下圖所示。（a）成形開始（b）成形過程中（c）成形結(jié)束無模多點成形模具成形過程以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)100⑷.無模多點成型模具的成型過程（a）成形開始⑸.無模成型的計算機曲面造型①.打開多點成形CAD-CAM軟件，并輸入工件名稱、曲面造型方法、板厚及回彈系數(shù)。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)101⑸.無模成型的計算機曲面造型以人為本、科技為先加工制作以人為本、科技為先②.根據(jù)加工圖確定坐標總點數(shù)

加工制作技術(shù)102以人為本、科技為先②.根據(jù)加工圖確定坐標總點數(shù)加工制③.將彎扭板件的三維空間坐標拷貝至多點成形CAD-CAM軟件。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)103③.將彎扭板件的三維空間坐標拷貝至多點成形CAD-CAM軟件④.彎扭板件三維造型

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)104④.彎扭板件三維造型以人為本、科技為先加工制作技術(shù)2⑹.國家體育場無模多點成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)壓力機模具輸送裝置以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)105⑹.國家體育場無模多點成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)壓力機模具輸送裝置⑺.國家體育場無模多點成形工藝參數(shù)以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)106⑺.國家體育場無模多點成形工藝參數(shù)以人為本、科技為先加相關(guān)的圖片無模多點成形設(shè)備

無模多點送料裝置

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)107相關(guān)的圖片無模多點成形設(shè)備無模多點送料裝置以人為本、科技無模成形計算機調(diào)形

無模成形調(diào)形后板件的輸入板件的壓制

板件彎扭成型后彎扭板件的裝配以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)108無模成形計算機調(diào)形無模成形調(diào)形后板件的輸入板件的壓制板件3.巨型桁架柱制作技術(shù)⑴.桁架柱裝配工藝及隱蔽焊縫的處理⑵.桁架柱預(yù)拼裝技術(shù)；以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)1093.巨型桁架柱制作技術(shù)以人為本、科技為先加工制作技術(shù)3⑴.桁架柱裝配工藝及隱蔽焊縫的處理菱形內(nèi)柱屬于組合鋼柱的一部分，整根鋼柱截面均為菱形狀，菱形內(nèi)柱和外柱之間有許多腹桿，特別是菱形內(nèi)柱下柱頂節(jié)點處，桿件交匯數(shù)量非常集中，有10余根腹桿相交，并且鋼板厚度較大，制作難度非常大如下圖所示：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)110⑴.桁架柱裝配工藝及隱蔽焊縫的處理以人為本、科技為先加牛腿的預(yù)拼裝：考慮到鋼柱上由于大型牛腿的存在，其外形尺寸已超過了公路運輸?shù)哪芰?，因此，對部分牛腿采取工廠組焊，并由現(xiàn)場進行裝配的措施，因此，發(fā)現(xiàn)場牛腿在出廠前必須進行廠內(nèi)預(yù)拼裝。首先，根據(jù)圖紙劃出鋼柱中心線和待拼裝牛腿的定位中心線，根據(jù)圖紙尺寸要求確定并預(yù)拼牛腿，預(yù)拼完畢后劃出牛腿（現(xiàn)場焊接）與菱形內(nèi)柱本體之間分段定位組裝對合線，并用樣沖眼進行標識作為現(xiàn)場組裝定位的基準，如下圖所示：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)111牛腿的預(yù)拼裝：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)36相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)112相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)37⑵.組合鋼柱的預(yù)拼裝：

根據(jù)桁架柱部分的結(jié)構(gòu)形式，為保證現(xiàn)場的順利安裝，減少現(xiàn)場對構(gòu)件的安裝調(diào)整時間，同時保證構(gòu)件的拼裝精度，對出廠的首批構(gòu)件進行了廠內(nèi)預(yù)拼裝，組合鋼柱預(yù)拼裝的范圍如下圖所示：

預(yù)拼裝的范圍

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)113⑵.組合鋼柱的預(yù)拼裝：預(yù)拼裝的范圍以人為本、科技為先吊裝內(nèi)柱第一段IC13-1（34687kg）

安裝A柱側(cè)腹桿D13A-7，B柱側(cè)腹桿D13B-8，7，6。

將內(nèi)柱第二段IC13-2（34194kg）吊裝到位

吊裝第三段內(nèi)柱IC13-3（44871kg）

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)114吊裝內(nèi)柱第一段IC13-1（34687kg）安裝A柱側(cè)腹相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)115相關(guān)的施工圖片：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)404.彎扭構(gòu)件制作技術(shù)⑴.彎扭構(gòu)件的特點；⑵.彎扭構(gòu)件的變形控制；⑶.彎扭構(gòu)件組裝的工藝流程；⑷.彎扭構(gòu)件的測量技術(shù)；以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)1164.彎扭構(gòu)件制作技術(shù)以人為本、科技為先加工制作技術(shù)41以人為本、科技為先⑴.彎扭構(gòu)件的特點①.外柱彎扭構(gòu)件：a.箱型截面較大（1200x1200mm），板較厚（最厚達60mm）。b.焊縫均為全熔透焊縫，焊接量大，變形難以控制；c.空間定位困難，構(gòu)件測量較難；②.次結(jié)構(gòu)彎扭構(gòu)件：a.箱型截面由800mm~1200mm，板較?。ㄗ畋?0mm）。b.由于板較薄，筋板數(shù)量多，焊接變形較大，并且難以校正；c.節(jié)點處桿件相互貫穿，焊接空間較小。d.空間定位困難，構(gòu)件測量較難

加工制作技術(shù)117以人為本、科技為先⑴.彎扭構(gòu)件的特點加工制作技術(shù)42⑵.彎扭構(gòu)件的變形控制：彎扭構(gòu)件的變形控制是制作當中非常重要的一個環(huán)節(jié)，其變形主要由以下幾個方面來控制：①.彎扭板件的下料、坡口：②.彎扭板件的成形控制：③.彎扭箱形構(gòu)件的組裝：④.焊接過程中彎扭構(gòu)件變形控制：以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)118⑵.彎扭構(gòu)件的變形控制：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)腹板組裝

上翼板組裝

牛腿組裝

牛腿組裝

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)119腹板組裝上翼板組裝牛腿組裝牛腿組裝以人為本、科技為先⑷.彎扭構(gòu)件的測量：由于彎扭構(gòu)件結(jié)構(gòu)比較復雜，在構(gòu)件的長度方向上，每一點的X、Y、Z坐標都在變化發(fā)生變化，因此，彎扭構(gòu)件的測量在整個制作過程中是非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在對彎扭構(gòu)件的測量手段上主要采用兩種方法，一是采用全站儀，二是傳統(tǒng)的尺寸與坐標相配合人工檢驗。

采用全站儀尤其適合彎扭構(gòu)件等的大型構(gòu)件的測量，它無需建立任何固定的坐標系統(tǒng)，并可以在任意坐標系之間即時轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)得到所需坐標；再將現(xiàn)場測量值與設(shè)計值實時進行數(shù)據(jù)對比，就可給出偏差值，非常方便。以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)120⑷.彎扭構(gòu)件的測量：以人為本、科技為先加工制作技術(shù)45人工測量檢驗主要側(cè)重于過程當中的檢驗，依據(jù)圖紙給定的空間坐標對彎扭構(gòu)件在箱體組立、焊接及牛腿裝配焊接完畢后進行相關(guān)點的尺寸及坐標測量。組立過程中的測量

牛腿裝配過程中的測量

以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)121人工測量檢驗主要側(cè)重于過程當中的檢驗，依據(jù)圖紙給定的以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)122以人為本、科技為先加工制作技術(shù)475.大跨度巨型空間桁架制作技術(shù)⑴.桁架節(jié)點的特點及制作的難度；⑵.典型桁架節(jié)點裝配的工藝流程；⑶.桁架節(jié)點的測量技術(shù)；以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)1235.大跨度巨型空間桁架制作技術(shù)以人為本、科技為先加工制⑴.桁架節(jié)點的特點及制作的難度：①.節(jié)點種類較多，存在單K型、雙K型及小夾角類型的節(jié)點。②.弦桿相交部分，在箱體內(nèi)部設(shè)置了X形加勁肋，造成箱體內(nèi)部焊接將比較困難。③.節(jié)點內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜，橫、縱向隔板較多，焊縫質(zhì)量要求高，焊接變形較大。④.弦桿節(jié)點兩端存在扭曲過渡段，其加工精度將直接關(guān)系到節(jié)點的整體制作精度。⑤.節(jié)點與腹桿連接的四個牛腿均為空間位置，尺寸精度控制較難。小夾角節(jié)點雙K型節(jié)點單K型十字節(jié)點單K型典型節(jié)點以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)124⑴.桁架節(jié)點的特點及制作的難度：小夾角節(jié)點雙K型節(jié)點單K型十以人為本、科技為先⑵.典型桁架節(jié)點的裝配工藝流程：板材對接胎架設(shè)置隔板位置劃線翼板上胎架隔板的裝配腹板的裝配焊接

加工制作技術(shù)125以人為本、科技為先⑵.典型桁架節(jié)點的裝配工藝流程：板材對接胎以人為本、科技為先十字勁板的組裝焊接上翼板的組裝焊接順序示意圖次結(jié)構(gòu)牛腿的裝配

加工制作技術(shù)126以人為本、科技為先十字勁板的組裝焊接上翼板的組裝焊接順序示意牛腿的裝配焊接十字勁板與翼板間的焊接牛腿的立焊縫牛腿的平焊縫以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)127牛腿的裝配焊接十字勁板與翼板間的焊接牛腿的立焊縫牛腿的平焊縫以人為本、科技為先⑶.桁架節(jié)點的測量：與彎扭構(gòu)件相類似，桁架節(jié)點的控制點也均為空間控制點，因此，節(jié)點的測量手段主要采用采用全站儀及傳統(tǒng)的尺寸與坐標相配合的激光經(jīng)緯儀人工檢驗，主要以傳統(tǒng)做法為主。依據(jù)圖紙給定的空間坐標對節(jié)點構(gòu)件在組立、焊接及牛腿裝配焊接完畢后進行相關(guān)點的尺寸及坐標測量。節(jié)點本體的坐標控制節(jié)點本體相關(guān)尺寸檢驗牛腿控制坐標檢驗

加工制作技術(shù)128以人為本、科技為先⑶.桁架節(jié)點的測量：節(jié)點本體的坐標控制節(jié)點以人為本、科技為先

加工制作技術(shù)129以人為本、科技為先加工制作技術(shù)54立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)1、立外柱胎架在地平面上劃出桁架柱外柱和內(nèi)柱的輪廓投影線，按照外柱的輪廓線在地平面上立好支撐胎架，并焊接胎架與埋件之間的焊縫，用全站儀或水準儀測量胎架上與外柱表面接觸部位的標高和平面位置，焊上墊塊和擋塊。具體見下圖：地平面支撐胎架墊塊擋塊端頭定位工裝130立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)1、立外立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)2、外柱的拼裝將最下段柱擺放在胎架上，為確保下端口的位置尺寸，應(yīng)在端口位置設(shè)置定位裝置（具體見下圖），調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置，使其與胎架上的定位塊接觸，然后測量，合格后再擺放下一段，再測量、擺放，直到下段柱的外柱全部定位到位。然后拼裝外柱之間的桿件。外柱支撐胎架端頭定位工裝第一段外柱第一段外柱第二段外柱131立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)2、外柱立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)第一段外柱第二段外柱第三段外柱兩外柱之間的桿件132立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)第一段外立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)地平面內(nèi)柱支撐胎架鑄件支撐胎架外柱3、內(nèi)柱胎架的設(shè)立內(nèi)柱采用先在地平面上對接完成，這樣既能避免重要焊縫（特別是Q460E的對接、鑄鋼件和Q345GJD的對接）在高空全位置焊接，更好的確保焊接的質(zhì)量，又能減少高空胎架的數(shù)量，加快拼裝時間。待地面對接完成后再將其吊至高空胎架上。內(nèi)柱的胎架示意圖如下：133立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)地平面內(nèi)立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)4、內(nèi)柱的拼裝內(nèi)柱在地面組焊完成后，吊至高空胎架上，調(diào)節(jié)其空間位置后固定。然后拼裝外柱和內(nèi)柱之間的桿件。對上下段對接口進行加固，確保在焊接過程中端部位置尺寸。為保證下端部鑄鋼件端口的位置正確，采用胎架控制，其示意圖見右圖。鑄鋼件胎架棱形內(nèi)柱內(nèi)柱胎架地平面外柱鑄鋼胎架地平面外柱內(nèi)柱胎架棱形內(nèi)柱內(nèi)外柱之間的桿件134立柱構(gòu)件預(yù)拼裝以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)4、內(nèi)柱主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先

拼裝、安裝技術(shù)1、概述主結(jié)構(gòu)由24榀主桁架和24根桁架柱組成，共劃分為230個安裝單元，其中：主桁架共分為182段，桁架柱共分48段；其中主桁架中：平面桁架共166段，立體桁架共16段。按照吊機吊裝范圍的分類，外圈800噸吊機吊裝86個主桁架安裝單元和48個桁架柱安裝單元；內(nèi)圈600噸吊機吊裝96個主桁架安裝單元。桁架柱最大吊裝重量約288t，主桁架約216t，最大吊裝長度約45m。135主結(jié)構(gòu)吊裝方案以人為本、科技為先拼裝、安裝技術(shù)主結(jié)構(gòu)吊裝方案以