某理工大学体育馆大跨度管桁架安装技术

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1、北京理工大学体育馆大跨度管桁架安装技术【摘要】北京理工大学体育馆为86.826m大跨度管桁架钢结构，拼装工艺困难，相贯焊接节点复杂，焊接质量要求高，在施工中采用高空拼装，由于采取科学、合理、可靠的技术和有效的质量控制，成功地施工了该项工程，满足了施工和设计要求。【关键词】大跨度主拱管桁架预拼装高空拼装相贯焊接1、         工程概括1.1北京理工大学体育馆位于北京市海淀区中关村南大街5号，下部结构为混凝土结构，屋盖部分为钢结构。钢结构部分主要有主拱、空间桁架和钢梁组成，主拱共两榀，每榀跨度为86.826米，其上弦中心设计标高为28.20

2、0米，主拱的断面形式为平行四边形和三角形的组合断面，主拱两端支撑在混凝土承台上，与混凝土拱脚预埋钢板焊接。主拱支座为万向转动支座，万向支座具有承压、转角、承受水平力等功能，两榀主拱均向内倾斜65°。主拱之间共设置了6榀纵向空间支撑，主拱下面悬吊了10榀空间桁架，空间桁架的三跨总长最大约76米，两边分别悬挑7.4米，三跨总长最小的约47米，两边分别悬挑7米。10榀空间桁架的两端均为滑动支座，以释放对混凝土圈梁的水平推力，滑动支座与圈梁上预埋钢板焊接。。主拱与空间桁架均为钢管相贯的管结构。主拱上、下弦杆采用φ480×20无缝钢管，腹杆采用φ203

3、×12及φ245×14无缝钢管。根据设计要求，室外主拱桁架钢管材质采用Q345C，纵向支撑和室内主次桁架均为Q345B；所有全融透杆件的对接焊缝为一级焊缝，相贯线焊缝为二级焊缝。结构设计新颖独特，造型美观，曲线流畅，大气宏伟。1.2        本工程的施工特点1.2.1原先考虑采用1台120T汽车吊完成吊装，由于本工程位于校园内，道路狭窄，场馆内施工场地狭小及受土建结构的限制，大型吊机无法进场，基于上述因素，放弃了大型吊装、运输设备进场的方案，后调整为在环岛内搭设满堂脚手架，配合50吨汽车吊，采用高空拼装方法施工，但在工程整体进度上受到一

4、定影响。1.2.2由于本工程钢结构为管桁架结构，其拼装工艺难度较大，节点复杂，相贯焊接较困难，因此构件在制作后事先在加工车间进行预拼装，及时对构件调整，避免了现场拼装过程出现的一些问题，减少了现场高空拼装的工作量。在本工程拼装过程中，对主拱各个节点的三维尺寸的控制（轴线、标高、垂直度）做为施工的重点和难点。2、施工准备2.1根据业主提供的设计图纸进行深化设计，结合施工现场、原材料及运输的要求对构件进行分批、分段处理，深化设计完成后，提请设计及相关单位人员审核确认。2.2由技术负责人组织施工技术人员共同审图，明确其中制作、安装的重点及难点，对制

5、作难度大的节点制定相应的措施，编制了详细的加工工艺流程。2.3根据钢结构施工进度计划，制定了材料采购、材料检验及劳动力计划，落实机械设备进场计划。2.4针对本工程施工难度较大，精度要求高、管管相贯拼装焊接量大，对制作、安装人员进行了详细的施工技术交底。3、工厂加工3.1材料检测3.1.1对进场的原材料检查其质量合格证明书、炉批号、数量、规格等是否符合要求，不符合材料标准的严禁使用。3.1.2原材料进厂后进行外观检查和尺寸检查，表面无明显锈蚀、麻坑等缺陷，并按照《结构用无缝钢管》GB/T8162-1999要求对原材料进行抽检，合格的材料做好材质

6、和工程色标，并摆放整齐。3.2下料、切割3.2.1根据工程总体部署，主拱桁架和空间桁架主管采用切管机进行下料，腹杆采用六维数控相贯线切割机进行下料。3.2.2对于桁架腹杆，下料时根据工艺实验所得值放焊接收缩余量1mm，下料后立即对杆件进行检验，特别检查相贯线坡口方向。支管的检验应以首件为样品，检验后，根据图纸对杆件进行编号，以便装配。3.2.3特别值得注意的是，大跨度管桁架的钢结构工程两管、三管直至多管相贯、多模式相贯的情况较多，就造成杆件数量比较多以及杆件规格的繁多。由于杆件制作是采用数据编程后，利用六维数控相贯线切割机进行杆件相贯线的切割

7、，依据计算机自动生成的形状以及其它一些辅助参数值便可对杆件进行自动切割加工，各种任意形式相贯的支管端头相贯线截面以及主管开孔形状就会自动生成，使生产效率、制作精度得到大幅度提高。同时也对我们的深化设计人员提出了更高的要求，特别是在建立复杂结构的三维模型时，需要设计人员有足够的耐心以及认真、仔细的态度去绘制，否则有可能因为空间线条过多、过于复杂而出现一些错误，使得绘制出的三维模型与图纸要求不符，最终会造成所有杆件的加工错误而造成巨大的损失，这一点应特别注意。3.2.4本工程杆件共计8000余件，且全部散件发运，在现场进行拼装。为了便于对杆件更好

8、的识别，对杆件的编号和打包也是十分重要的。在施工前和深化深化设计人员对构件的编号进行充分的探讨，如弦杆编号为－XG-xx、直腹杆编号为－ZFG－XX、斜腹杆编号为－