***中心體育館和休閑中心鋼桁架的制作與安裝【摘要】大跨度度鋼桁架的制制作與安裝工工藝，闡述詳詳圖設(shè)計、預預拼裝和低應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)下焊接質(zhì)量控控制等方法；；運用ansys計算軟件分分析大跨度桁桁架吊裝時應(yīng)應(yīng)力變形及支支架模型的應(yīng)應(yīng)力變形，確確保結(jié)構(gòu)安全全。【關(guān)鍵詞】大跨跨度；桁架；制作；安裝；1工程介紹休閑中心和體育育館鋼結(jié)構(gòu)屋屋蓋部分采用用雙向斜交平平面桁架拱系系，桁架拱采采用管管相貫貫焊接。屋蓋蓋桁架由平行行的主桁架（XZHJ--*）及放射狀狀的次桁架（XHHJ--*）兩兩相交交組成。屋蓋蓋邊界處有一一道環(huán)向邊桁桁架（XBHJ--*）進行封閉閉，結(jié)構(gòu)形成成一個穩(wěn)定剛剛體。主桁架架（XZHJ--*）為平面弧弧形桁架,上下弦桿管管為φ273*77mm，腹桿為180*55mm，下弦桿為為彎弧桿件。次次桁架（XHHJ--*）為平面折折彎桁架,上下弦桿管管為φ273*77mm，腹桿為180*55mm。鋼管均為為無縫鋼管，材材質(zhì)為Q345B。本工程的顯著特特點及難點：：整體設(shè)計新穎。屋屋架整體成平平滑的曲線形形，屋架十字字支撐構(gòu)造新新穎，安裝后后需保持與屋屋架一致的曲曲線形。結(jié)構(gòu)跨度大，施施工現(xiàn)場吊裝裝情況復雜，休休閑中心最大大跨度達106米，體育館館跨度也達到到85米，現(xiàn)場吊吊裝難度非常常之大，這也也是此工程的的最大一難點點。施工標準高、焊焊接難度大。標標準高表現(xiàn)在在桿件加工精精度要求高。為為了保證屋架架的藝術(shù)效果果，各桿件不不僅下料長度度偏差小，而而且桿件接頭頭處曲面應(yīng)嚴嚴絲合縫，全全是相貫接口口，因此焊接接又是此工程程的又一難點點。圖1鋼結(jié)構(gòu)屋蓋蓋效果圖2桁架制作2.1詳圖設(shè)設(shè)計根據(jù)設(shè)計院提供供的外形尺寸寸、節(jié)點坐標標和桿件表，使使用X-stteel鋼結(jié)構(gòu)詳圖圖設(shè)計軟件和和Autoccad計算機繪圖圖程序，對桁桁架進行了合合理分割以及及節(jié)點設(shè)計。將將整個主體結(jié)結(jié)構(gòu)分解成各各個單獨的桿桿件和單元件件，并分別進進行繪制。施施工圖設(shè)計主主要包括以下下內(nèi)容：節(jié)點點拼裝總圖、節(jié)節(jié)點拼裝順序序圖、桿件圖圖、節(jié)點圖及及材料明細表表等。2.2下料切割割本工程屋面主體體結(jié)構(gòu)部分為為鋼管，且構(gòu)構(gòu)件節(jié)點處的的桿件均為相相貫連接節(jié)點點，所以鋼管管的相貫線切切割是本工程程的一個重要要部分，根據(jù)據(jù)工期要求及及切割工藝的的要求，采用用2臺先進數(shù)控控管子馬鞍形形切割機，該該設(shè)備具有切切斷與開坡口口一次完成的的全自動切割割功能，大大大提高了相貫貫焊縫的坡口口質(zhì)量。為后后期桁架組對對焊接提供了了保障。2.3構(gòu)件拼裝裝編制拼裝作業(yè)指指導書。桁架架全部采取平平放位置拼裝裝，制作出與與其相合攏的的桁架側(cè)面樣樣板，檢查合合攏情況。拼胎座采用臨時時剛性胎架，以以坐標點為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換基準進行行放線及靠模模定位；用正正式連接板進進行構(gòu)件連接接固定。檢查查項目包括：：軸線偏差；；接口的間隙隙與錯邊量；；桿件的長度度、側(cè)彎與翹翹曲；牛腿的的長度與角度度；拼裝單元元的長度。平面桁架組拼，需在胎具上用卡具固定平面桁架組拼，需在胎具上用卡具固定兩端設(shè)置固定模板，保證主弦桿尺寸精度圖2組拼大樣2.4焊接①焊接順序?qū)ι舷孪覘U桿按立焊->平焊->仰焊的順序序進行；對上上下弦桿與腹腹桿的接口依依據(jù)測量結(jié)果果安排焊接次次序，通常先先進行腹桿與與下弦的焊接接，再進行腹腹桿與上弦的的焊接，并跟跟蹤測量，以以便通過調(diào)整整焊接順序控控制變形。②焊縫坡口主要要形式對于管管相貫焊焊縫，當支管管與主管夾角角α在55°~1125°時，為全熔熔透焊縫，選選用單邊V型坡口，當當支管與主管管夾角α<55°或α>125°時，部分采采用熔透焊縫縫、部分采用用角焊縫，熔熔透焊縫坡口口，狀及尺寸寸如圖：圖3相貫坡口形形式③焊接質(zhì)量控制制依據(jù)焊接工藝評評定結(jié)果對不不同焊縫進行行遠程電流調(diào)調(diào)節(jié)，采用多多層多焊道和和分段退焊工工藝，減少焊焊接應(yīng)力；采采取對稱焊、連連續(xù)焊、預熱熱、焊后石棉棉布包裹等措措施，避免焊焊接時延遲裂裂紋的產(chǎn)生；；對于剛度大大、板厚、焊焊接空間狹窄窄等特殊部位位，選擇優(yōu)秀秀焊工，并在在焊接工程師師的監(jiān)控下進進行焊接，減減少不必要的的返修。3桁架安裝最為本工程的最最大的一個難難點，選用合合理優(yōu)化的安安裝方案是此此工程的重中中之重。本工程屋蓋外形形為弧形屋蓋蓋,為空間大跨跨度曲面，整整個屋蓋的長長度、寬度都都非常之大，整整個屋蓋在現(xiàn)現(xiàn)場若需進行行整體吊裝是是不可能的。所所以，確定合合適的安裝方方案將顯得格格外重要，根根據(jù)屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)的特殊性以以及現(xiàn)場的具具體施工條件件并結(jié)合以往往用于其它類類似大型鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的實際施施工經(jīng)驗，我我們將采用現(xiàn)現(xiàn)場拼裝，分分段吊裝的方方案來完成整整個屋蓋的現(xiàn)現(xiàn)場安裝。3.1模型計計算運用ansyss計算軟件分分析構(gòu)件的應(yīng)應(yīng)力及變形，從從而確定桁架架最合理的分分段位置以及及臨時安裝支支承胎架（TJ*）的位置。①起吊狀態(tài)驗算算圖4起吊狀態(tài)計計算模型圖5桁架豎向變變形驗算（mm）圖6桁架面外變變形分布圖（mm）圖7桁架構(gòu)件應(yīng)應(yīng)力分布圖（N/mm2）圖8桁架構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定驗算應(yīng)力力比分布圖圖9吊索拉力計計算結(jié)果（kN）②桁架就位狀態(tài)態(tài)驗算結(jié)果（方方法類似①）結(jié)論:本工程最長桁架架為106米，最大分分段的桁架長長度為56米，通過計計算結(jié)果分析析，吊裝過程程中及就位后后的桁架豎向向變形、面外外變形、應(yīng)力力及穩(wěn)定性均均滿足設(shè)計及及施工要求。同同時通過分段段的位置確定定臨時安裝支支承胎架（TJ*）的位置。③臨時安裝支承承胎架（TJ*）的模型計計算圖10臨時支承承胎架計算模模型臨時支承胎架簡簡化為一根24m高懸臂格構(gòu)構(gòu)柱，橫截面面邊長為1500mmm×15000mm。通過計算結(jié)果可可知，胎架變變形、強度及及穩(wěn)定均滿足足規(guī)范控制要要求，可以滿滿足安裝過程程需要。④安裝過程中的的計算分析按照先吊裝主桁桁架，再吊裝裝聯(lián)系桁架（次次桁架）的思思路，每吊完完2榀主桁架后后立即吊裝其其間的聯(lián)系桁桁架，使之形形成一空間體體系，并運用用ansys軟件計算分分析，確保其其安裝進度及及結(jié)構(gòu)安全。圖11桁架計算算模型1圖11桁架計算算模型23.2安裝過過程①現(xiàn)場桁架拼裝裝:胎架經(jīng)過驗收合合格后才可用用于拼裝屋架架，首先用吊吊車把構(gòu)件放放在胎架上，按按照桁架施工工詳圖固定桿桿件的位置。如如果桿件加工工曲線偏差超超過允許范圍圍時，允許加加熱矯正桿件件，但加熱溫溫度嚴禁超過過正火溫度(900℃)。加熱矯正正后的桿件需需緩慢冷卻。然然后施焊上下下弦桿件接頭頭。最后拼裝裝腹件、上下下弦間支撐，先先點焊后全面面施焊。焊工工應(yīng)經(jīng)過考試試合格并取得得合格證后方方可施焊。②桁架吊裝:桁架跨度小于或或等于18m時，綁扎兩兩點即可，大大于18m時需綁扎四四點以上。最最長桁架長度度約60m，布置4個吊點，吊吊點間距8m左右，吊鉤鉤中心對準屋屋架中心，吊吊索左右間距距基本一致，為為使各吊索受受力均勻，吊吊索用滑輪串串通。利用手手動葫蘆可調(diào)調(diào)整倒鏈長度度的工作性能能，現(xiàn)布置兩兩個手動葫蘆蘆，分別獨立立牽引弦桿件件節(jié)點，待桁桁架從地面吊吊起后緩慢調(diào)調(diào)整倒鏈長度度，使桁架升升高或降低，從從而實現(xiàn)桁架架扶正，便于于高空就位。③桁架就位:此工程每榀桁架架采用的2個萬向膠支支座與基礎(chǔ)連連接，在分段段吊裝過程中中，就需要在在臨時安裝支支承胎架用型型鋼制作一個個假支座來臨臨時固定分段段桁架，待整整體吊裝完畢畢后再拆除臨臨時安裝支承承胎架上的假假支座。就位位過程中，采采用2臺全站儀全全程跟蹤，利利用建立好的的測量控制網(wǎng)網(wǎng)，來對桁架架進行定位。4結(jié)束語大跨度雙向斜交交平面桁架拱拱結(jié)構(gòu)體系，大大大的拓展了了上部的空間間，桿件分