中冶成工建设有限公司

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1、中冶成工建设有限公司嘉峪关气象塔海豚造型钢网壳施工技术一、工程概况嘉峪关气象塔位于甘肃省嘉峪关东湖风景区内景观广场中轴线上，是该市的标志性建筑。由国家气象局和甘肃省嘉峪关市政府联合投资3400多万元，总建筑面积5278平方米，总高94.94米，是目前国内最高的气象塔。由裙楼和外挂“海豚”造型钢网壳的塔楼组成。海豚状网壳采用2726根直径89-219mm的钢管对接焊接构成。围绕核心筒共有24根立杆、30层环杆和斜杆。网壳在3、6、9、11层通过水平拉压杆连接在钢筋砼核心筒体以及观光层外环钢梁的半球支座上。二、工程特点海豚状网壳结构造型复杂。高空安装定位点多。

2、定位数据计算繁琐。制造难度大、精度要求高、高空操作业困难。三、工程难点1制造难点网壳的相贯线三维建模复杂、相贯线杆件的切割精度求高。高空定位焊接操作难度大，焊缝质量要求高。立杆为空间折线结构，立杆的加工精度的保证。焊接变形的控制。2测量难点立杆、小拼单元的拼装测量对空间坐标进行转换，便于立杆、小拼单元的地面加工与拼装。高空安装组对三维定位测量定位观测时受钢框架、脚手架等障碍物阻挡，定位立杆空间方位角各不相同。3安装难点安全技术措施钢网壳高度高，高空安装难度极大。网壳结构的吊装组成网壳的吊装单元都是不稳定结构，在吊装过程中容易变形。四、施工与测量1、杆

3、件加工2、测量定位3、小拼单元的组装与测量4、网壳安装的安全技术措施5、小拼单元的现场定位拼装与吊装6、“海豚”头部拼装与吊装7、“海豚”鳍的拼装与吊装1杆件加工海豚结构钢网壳计算机建模相贯线切割加工立杆的制作1-钢平台2-链杆组3-立杆4-卡环5-支杆6-磁座空间定位工装示意图立杆（Z,X）平面坐标示意图立杆的焊接立杆同径对接接头示意图立杆变径对接接头示意图2、测量定位（1）、测量控制网的建立因气象塔网壳中的混凝土筒体四周基本上是封闭的，故选择在塔体四周地面上布设6各测量控制点，实施远距离实施定位观测。为避免定位网壳顶部时，竖直角过大观测不便及影响定位精

4、度，布设的控制点均距塔体中心150米以外，大体均匀地分布在塔体四周，任何一个定位点都能与6个观测墩之一通视。由于控制点直接用于安装定位测量，不仅使用频繁，且观测时间很长，对稳定性有较高要求，因此全部采用带强制对中装置的钢筋混凝土观测墩。控制点采用闭合导线形式连接，平面部分采用莱卡全站仪按1级导线的技术要求观测，高程部分则采用索佳数字水准仪按二等水准的要求施测。网壳设计坐标采用的工程坐标系统，原点设在气象塔混凝土筒体几何中心，以“海豚”的对称轴为Y坐标轴，方向由“海豚”腹部指向背部；顺时针90度方向为X轴，Z轴铅直向上。为将设立的六个控制点纳入施工坐标系统，

5、联测了Y坐标轴线上两个点为已知点，对导线网作约束平差。平差数据处理使用COSA严密平差软件完成，平差结果表明，已知点精度符合要求，六个控制点平面坐标和高程中误差均小于±2mm。控制网略图如图所示。控制网网型与建筑轴线注：中心图形为核心筒体，不依比例绘制；Z1-Z3、Z2-Z4为建筑物轴线上的点位，Z2、Z4作为控制网起算点，1、2、3、4、5、6为布设的六个观测墩。（2）、坐标转换设计了一套基于AutoCAD系统的图形操作转换方法。根据图形整体变换，不改变其相对空间关系的基本原理，通过一系列图形旋转、平移及变换投影面的操作步骤，实现了吊装单元交点设计坐标，

6、向拼装平台相对坐标的变换。相对于数学计算方法，图形操作变换的显著优点是避免了复杂的计算，可以根据拼装场地实际情况，灵活选择最方便作业的放置方式，并且操作简单、直观、便于检验而可靠性高。（3）、拼装图的制作在AutoCAD中完成坐标转换并制作拼装图的具体步骤为：步骤一：将吊装单元相对应的立杆节点坐标投影到XOY面上，以一立杆底部节点为基点，以两侧立杆底部节点的连线为基线（以3根立杆的拼装单元为例），绕Z轴旋转到使基线与X轴平行的位置。提取旋转后的坐标，将其投影到ZOY面上得到吊装单元水平面上的投影图，投影图反映了吊装组件中立杆在拼装平台水平面上的相互关系。步

7、骤二：将旋转后的坐标，投影到ZOX面上得到吊装单元竖直面上的投影图，投影图反映了组件中立杆在拼装平台竖直高度方向上的相互关系。步骤三：若拼装单元两端高差太大，会使得拼装工作操作不便。为此可以在ZOX平面上，以拼装单元中间立杆底端为基点，同一立杆顶端旋转到与底端水平的位置，然后提取旋转后的坐标，将其投影到ZOY面上，重新得到吊装单元水平面上的投影图。步骤四：在拼装平台设立观测点，以任意坐标测绘拼装平台的范围，将吊装单元水平投影图平移到拼装平台范围内，从图上量取极坐标法定位平装单元定位点的数据。一个由3根立杆，4层组成的吊装单元拼装图如图2-1和图2-2所示，

8、其中图2－1中标注了观测站按极坐标法放样吊装单元立杆上下端点的水平