经典-安装工程.docVIP

第一卷 安装工程 2 第一章 屋盖 2 第二章 钢屋盖整体提升 20 安装工程 屋盖 1概况 该馆整个穹顶支撑在沿圆周设的48根砼柱和圈梁上，跨度108m，外悬挑部分13.5m，球壳直径135m，顶高35m,矢高13.5m，柱顶高18m，覆盖面积14313m2，球体本身内半径114.75m，外半径117.75m，壳体厚3m，壳厚是跨度的1/36。 上弦从支座向外呈切线延伸，将外悬挑部分构成楔状锥壳。网壳由焊接球节点及无缝钢管杆件构成空间球面双层管结构体系。它由7 种不同规格材质为Q235的1906个球节点和15种规格材质为20号钢的7441根杆件组成。总重720t。屋盖呈飞碟状，其网格布置为经向、 纬向和斜向杆系组成的四向、三向和二向网状结构。杆系成正交状构成梯形四角锥，从中心向外扩散开来。随着网格尺寸的扩大，在适当 位置插入分割点，达到均匀传递空间力系的目的。 2设计要求及技术条件 大跨度焊接球节点网壳，受静荷载、温度应力及45°方向地震力作用，杆件、球节点内力很大，要求材质严格把关。焊缝50％超声波 探伤，焊缝要求Ⅱ级。 虽然网壳厚度为3m，但受温度应力上弦靠近中心部位也就是第4、5圈内力很大，上弦从中心向外内力递减，但在支座上的那一环内力突变，其值达800kN。这一环有效地抑制整个网壳的变形，是网壳的大环箍。为了增加钢球的承载力，钢球肋板应和杆系平行。从设计要求看，施工的关键部位是中心圈和支座上的环箍。因此中心圈采取特殊的施工方法，环箍焊口 100％无损检测。下弦受力普遍小于上弦。 就其以上特点，三维空间体系坐标的控制是保证结构形状和受力条件的关键。焊接及控制焊接变形的技术措施是质量保证的根本。吊 装方案是缩短工期、提高效益的主要手段。其主要技术条件如下： （1）材料应按 GB700—88、GB5ll7、GB5ll8规定严格进行物理、化学、机械性能复验。 （2）钢球应符合《钢网架焊接球节点》(JGJ75.2-91)规定。钢球应进行力学试验，其极限承载力应符合(JGJ75.2-91)中表的规定，见 表。 （3）支座平整度，要求≤3mm，相邻支座高差小于l1／800且不大于30mm（l1为两支座距离）。 （4）杆件长度偏差为土lmm，单部件高差为土2mm，对角线偏差为土3mm。单元长度不大于20m时边长偏差为土10mm，大于20m时边长偏差为士20mm，总拼装边长和对角线偏差为 1／1000。 （5）焊接按《钢结构工程施工及验收规范》(GBJ205)要求20%超声波探伤，施工中扩大为50％超声波探伤。 3施工工艺 3．1关于三维空间体系的控制 从技术条件中不难看出，要满足大跨度曲面网壳设计精度，必须解决三个问题，一是球节点的空间定位，二是控制好小单元制作和装 配精度。三是焊接、吊装的变形和整体组拼时的精度。 对于每个球节点，都必须满足它所在的球面上的两组方程式。（1）是纬向辐状球节点的球面方程；（2）是经向环状球节点的圆的方程。 X2 ＋ Y2十 Z2＝ R2（1） x2＋Y2＝R12 （2） 球节点坐标值复验无误后根据公式（3）计算两球中间距离，核算杆件长度。 L＝ （X1-X2）2+（Y1-Y2）2+（Z1-Z2）2（3） 式中：L——两球中心距 大跨度曲面网架，球节点空间定位，必须使用精密仪器。因此需将设计坐标系转换成极坐标，以中心点转角测距、高程定位的方法确 定球节点的空间位置。使用经纬仪、远红外线测距仅、水准仪才能达到设计精度，定位准确（图2）。国内外大量资料表明，以中心点控制定位，从外圈向里安装具有更多的优点，它可以减少封闭尺寸误差，定位方便准确。我们将整个网壳分为5圈，从外向里采用小单元预制 高空定位组装，中心圈整体吊装。 小单元制作的精度是保证整体组装的基础，同时也是减少误差积累的主要措施。采用坐标平移的方法定位制作胎具，严格按规范要求控制小单元的精度。由于小单元是不规则体必须按坐标定位，而按设计坐标系，胎具大，高空作业施工困难，因此必须进行坐标系的旋转。 将原坐标平移后旋转，则每个球的坐标都发生变化。球节点的坐标值可按下式计算： x＝l1X+l2Y+l3Z y＝m1X+m2Y+m3Z z＝n1X+n2Y+n3Z c1＝cosσ， c2＝ cosτ， c3＝ cosυ s1＝sinσ， s2＝ sinτ, s3＝ sinυ l1＝c2 c3- c1 s2 s3， m1＝s2 c3+ c1 c2 s3， n1＝s1 s3 l2＝-c2 c3- c1 s2 s3， m2＝-s2 c3+ c1 c2 s3， n2＝s1 c3 l3＝s