武汉某体育中心钢结构施工方案

'目录1钢结构工程概况22钢结构加工23钢结构安装74钢结构施工测量控制215焊接施工236结构索的施工257钢网架涂装30 钢结构施工方案1钢结构工程概况1钢结构工程简介武汉****体育馆二期工程的钢结构工程包括体育馆屋盖钢结构与训练馆屋盖钢结构的制作与安装。体育馆屋面的平面投影为椭圆形，其长轴尺寸为165m，短轴尺寸为145m，沿屋盖周边悬挑15m。屋盖采用网壳—索+空间拱桁架组合结构（空间张弦网壳结构）。网壳厚度为2m，矢高为4m，网壳采用焊接空心球四角锥形式。网壳下弦球节点连接撑杆和预应力索相接，由空间网壳与预应力索组成张弦网壳结构体系。在网壳长轴方向设置两道凸起于屋盖的采光带。训练馆屋盖平面为扇形，屋盖跨度39m，采用张弦梁结构，梁上弦之间设置纵横向水平支撑及刚性系杆。本工程所有钢结构构件用钢材均采用Q345B。2本工程钢网壳施工的特点由于体育馆和训练馆在结构上连接为一体，且体育馆内的土建构筑物较多，给钢网壳施工方案的确定带来了很大的难度。由于体育馆内繁多的土建工程存在，若采用传统的高空散装法施工，施工工期不易保证。又由于体育馆四周存在看台、环梁等构筑物，而且网壳悬挑出环梁15m，使网壳整体安装无法实现。由于体育馆与训练馆结构上为一体，使训练馆及附近区域无法停放吊车，使该区域无法应用分块组装法施工。因此，必须针对不同的区域采用不同的安装方法施工。本工程施工难点是尺寸控制。由于网壳面积庞大，又全部为焊接连接，测量误差、加工制作误差、安装尺寸误差、焊接收缩量等因素都会影响到网壳能否顺利安装。因此，在钢网壳施工过程中必须严格控制尺寸偏差，及时消化尺寸偏差，保证工程顺利进行。2钢结构加工本工程钢结构加工内容：焊接球、杆件、张弦梁、钢管拱等。为了确保构件的加工质量，我们拟选择能够保证加工质量的专业生产加工厂家进行钢构件加工，使钢结构加工全部工厂化完成。2.1加工图纸的深化设计配合设计院对体育馆屋盖部分进行施工图的深化设计是本工程的第一步， 也是很关键的部分，其质量的好坏将直接影响工程的施工难易程度、施工质量及工程工期。在此阶段我们将按设计要求进行模型荷载试验与模型风洞试验，为进一步深化设计提供理论上支持；将配合设计完成钢结构节点的设计，如网壳周边支座、拉索的铸锚、钢管拱架的相贯线节点等，在完成钢结构深化设计时将充分考虑施工过程中吊装顺序及加载方式对屋盖钢结构内力的影响；将配合设计完成内姆屋面系统的深化设计，此部分将包含主次檩条的布置、屋面板的排板、泛水节点的构造、避雷针的安装方式及采光带的构造等。2.2工厂化加工工艺1钢球的制作1)加工制作工艺总流程图：深化图纸设计及施工准备→材料采购与验收→下料→构件加工→焊接→检验→抛丸→油漆→编号→包装→运输钢球的质量检验项目见表2.2。表2.2钢球的质量检验项目序号检验项目数　量方法合格标准1焊接工艺评定是否有报告资料是否能够覆盖所有球的焊缝2焊工资格是否有资格证书所有焊工必须有焊工合格证3材料验收质保书或复验报告所有板材必须有质保书4球表面质量各规格的5%且不小于5件套模、钢尺、目测表面应光滑无明显的皱折，局部凹凸不得超过1.5mm5球壁厚减薄量同上超声波测厚仪不大于0.13t，且不超过1.5mm6空心球几何尺寸焊缝宽度同上焊缝检验尺±0.5mm 球直径≤300同上游标卡尺等±1.5mm>300±2.5mm球园度≤300同上同上≤1.5mm>300≤2.5mm错边量同上焊缝检验尺≤1.0mm7焊缝UT100％UT探伤仪B等级、评定Ⅱ级合格8承载力检验2件拉力、压力试验机符合JGJ75.2-9的标准2杆件的制作加工杆件的加工流程：材料验收→钢管调直→下料及坡口加工→抛丸除锈→喷漆→编号包装→运输1)材料的验收：材料应有质保书，按规范和图纸的要求进行验收，对有疑议的要进行复验，对验收合格的原材料进行分类堆放，做好标识。2)钢管的初始弯曲度不得超过其长度的1/1000，否则应进行机械校直。3)杆件的下料尺寸为：式中：L为杆件长度L0为两球心间的中心距D1、D2为两球外径d为钢管的内径E为焊接收缩量，取2mm杆件的下料用机械方法进行切割，下料的精度为。同时按设计要求加工出坡口。切割后的杆件端面与轴线的垂直度允许偏差为钢管直径的1％。只有受压杆件方可进行对接。且一根杆件只能有一个接头。加内套管进行对接，经探伤合格后进行下料。4)杆件的抛丸除锈：采用直道输送式抛丸机进行除锈，抛丸速度快、质量好，能满足除锈Sa2.5的要求。5)喷漆、编号、运输：采用无气喷涂机对除锈合格的杆件进行喷漆（两端50mm处不喷），并在杆件的醒目处进行编号，按照安装顺序包装、运输。 6)杆件的检验、试验对材料进行验收，包括管材、焊条、焊剂、焊接和施工用的保护气体，都必须符合设计和规范的要求。对于拼接的管材要求等强对接。焊缝应进行超声波探伤，满足《钢结构施工及验收规范》GB50205-2001一级质量标准的要求。检验数量为每种杆件的5％且不少于5件。钢管的抗拉强度试验：对受力最不利的杆件，在同一规格中以每300根为一批，每批取3根为一组随机抽查，不足300根的仍按一批计。所有杆件的长度允许偏差为(-1～0)mm，杆件轴线不平直度的允许偏差为L/1000且不大于5mm。杆件端面与轴线的垂直度的允许偏差为杆件直径的1％。抛丸除锈后的杆件要露出金属光泽，表面应干净不得有焊渣、焊疤、灰尘、油污等杂物。杆件喷漆后不得有流挂、起皮、皱折、脱落等缺陷。否则要进行返修。3采光带拱形管的加工体育馆屋盖有两条采光带。采光带结构由一根Ф560×16的拱形钢管和若干斜腹杆组成。拱形钢管按原材料长度进行适当分段(一般不超过12m)，采用中频弯管工艺加工成形，运往施工现场，在施工现场在胎具上拼装焊接成整榀拱形管。腹杆采用数控相贯线切割机进行下料切割，编号配套运往施工现场进行拼装焊接。1)桁架制作工艺流程材料进厂检验→下料、切割→弦杆接口和各腹杆加工好坡口→弦杆经中频加热煨制→散件运往工地→在工地按所划分的段(节)在胎模上进行最后拼装焊接。2)桁架精确下料工艺管件采用精密的三维六轴相贯线切割机下料；切割时采用合理的切割顺序及增加割线补偿等措施，保证其几何形状和尺寸精度，下料时预留焊接收缩补偿量。3)桁架弦杆煨制方法本工程桁架弦杆钢管规格为Φ560×16大跨度桁架，全部选用单根长度为12米的钢管煨制桁架。桁架弦杆煨弯拟采用中频加热煨制的方法进行加工，加工后的质量标准如下：(1)曲杆表面光滑过渡，钢材表面不得出现折痕、不平现象； (2)弯管成形后，材质不得有明显改变；(3)弯管成形后，钢管外径及壁厚（减薄量）不得小于设计值及偏差。根据上述要求和钢管曲率，我们用3m长样板来检验钢管弯弯制质量。4网架支座、支座预埋件、支凳、支托及马道的制作按设计图和工艺要求进行加工,确保支座板的下料、制孔、焊接、组对等控制在允许偏差范围内。2.3构件的包装及运输1一般要求1)包装的产品须经产品检验合格，随机文件齐全，漆膜完全干燥。2)产品包装采用具有足够强度，能够保证产品多次装卸、运输无损伤、变形、降低精度、锈蚀、残失。3)构件装运使用卡车，平板车等运输工具。装车时构件与构件，构件与车辆之间利用钢缆、导链收紧捆扎，以防车辆颠簸而发生构件散落。4)为了保护小构件，特别是一些较薄的连接板，采取批量打包运输。对于杆件端口，将使用专用的塑料管帽套好，以保护焊接坡口。2捆包方式1)钢球装箱包装，每箱重量控制在2000kg左右。箱底部加肋木块100mm×100mm且端部切角，以便运输中叉车的使用。2)钢管杆件包装主要采用框架式，包装材料采用截面50mm×100mm和100mm×100mm的木材及1mm×30mm的钢带，杆件以3×3、4×4等方法打包，尽量使相近尺寸的构件包装在一起，且每个包装单位的重量最多不超过5吨。3)构件上的标号构件油漆后，各类标记用醒目、且与底漆有明显区别的油漆在构件上写出。字母大小为50mm×40mm。4包装限制1)包装应将同一车间号的构件包装在一起，其中最好将同一区域的小构件打包在一起。不同单元的构件不能混包。2)包装的最小尺寸及重量：不低于500公斤，或1立方米。3)包装的最大重量：不超过5吨。 合同号：口麦头：目的地：构件名称与机组号：箱号/捆包号：毛/净重（Kg）：尺寸（长×宽×高cm）收货人：图6.10.2.3口麦头样式5构件清单构件发运前必须编制发运清单，清单上必须明确项目名称、构件号、构件数量及吨位，以便收货单位核查。6捆包后的发运标记1)木箱：箱子的顶面及4个侧面用漏字板喷字(红色)，字体为20×15mm。箱子的4个上角涂上蓝色三角标记。每边长200mm。2)钢结构捆包件：四边贴上口麦头（图2.3。）7构件的运输1)待运(1)待运物件堆放需平整稳妥垫实，搁置干燥、无积水处，防止锈蚀。(2)钢构件按种类、安装顺序分区存放，底层垫枕应有足够的支承面，应防止支点下沉。(3)相同构件的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，防止钢构件。被压坏或变形。2)运输(1)运输方式：汽车运输。(2)装车时，必须有专人监管，清点上车的箱号及打包件号，并办好移交或交接手续。(3)车上堆放牢固稳妥，并增加必要的捆扎，防止滚动碰撞。(4)构件制作必须符合运输安全要求和现场拼装进度、质量要求。构件按照安装顺序分单元成套供货。(5)发货地和收货地两地都有专职人员负责，协调好现安装与制作运输进度及钢结构件配套。3钢结构安装主体育馆：中心区域整体顶升、四边区域条块整体吊装、其余高空散装。训练馆：训练馆钢结构主要是八榀屋面张弦梁、屋面檩条等；因为张弦梁跨度39m，分两段制作加工好后，在现场拼装成整体后，利用50t汽车吊吊装。张弦梁安装工艺流程： 拼装场地整理→测量放线→拼装胎具设置→张弦梁等强度拼接→腹杆地面安装→锚具（铸锚）地面安装→拉索安装→拉索地面预拉紧→拉索拉紧→检查→基础验收→张弦梁整体吊装说明：张弦梁工厂加工分为两段制作，运抵现场拼装后整体吊装。拼接方式采取等强度拼接。如腹板螺栓连接，翼缘板焊接。拼接点图6.10.3张弦梁地面拼装示意图张弦梁结构拼装示意见图3。以下部分针对主体育馆网壳的安装作详细介绍。3.1安装方法的分析与选择1由于主体育馆钢网壳的安装是本工程施工的重中之重，方案的科学合理不仅对工程质量、工期影响巨大，而且对于施工成本、施工安全的影响也十分显著。钢网壳的吊装方法传统上有高空散装法、整体提升法、整体顶升法等方法。针对各种施工方法利弊分析如下：1)高空散装法高空散装施工时，搭设满堂红脚手架或者搭成一定宽度的活动平台，构成承力操作平台，将地面组装工序移至空中平台上进行，最后拼装成整体。但要求平台变形小、稳定，并且安全措施要跟上。使用高空散装法的优点：起重机械可选用起重量小的机械作为垂直提升机械。缺点：脚手架需用量大且土建施工完毕后方能进行脚手架搭设，工期长。本工程总工期要求为21个月,工期相当紧。采用高空整体散装法，为了实现工期目标，施工成本将大幅度增加。2)整体吊装法或整体提升法(1)整体吊装法 整体吊装法是指网架在地面上总拼后，用起重设备将其吊装就位的施工方法。其优点：整个网架的焊接和拼接全部在地面上进行，容易保证施工的质量，整体吊装法适用于在场地和起重设备允许的情况下各种类型的网架。其缺点：由于整个网架的就位全靠起重设备来实现，所以起重设备的能力和控制起重的移动尤为重要，施工重点是网架同步上升的控制，以及网架在空中位移的控制。(2)整体提升法整体提升法是指在结构柱上安装提升设备，将在地面上总拼好的网架提升就位的施工方法。其优点：网架整体提升法使用的提升设备一般都比较小，如升板机、液压滑模千斤顶等，利用小机群安装大网架，起重设备小，成本低；提升阶段网架的支承情况与使用阶段相同，不需要考虑提升阶段而增设加固措施，较整体吊装法经济；提升设备的提升能力有较大幅度选择，可将网架的屋面板、防水层、天棚、采暖通风等全部在地面及最有利的高度进行施工，从而大大节约施工费用。其缺点：网架整体提升法只能在设计坐标垂直上升，不能将网架移动或转动，施工重点是同步提升的控制以及网架空中位移的控制。网架整体提升法适用于周边支承及多点支承网架。由于本工程看台土建施工工程量比较大，而且看台为阶梯式结构不具备整体拼装条件。同时由于网壳结构在环梁外悬挑出15m，也不可能实现整体安装条件。故整体提升方案根本不适合用于本工程。3)整体顶升法(1)整体顶升法是指在设计位置的地面将网架拼装成整体，然后用千斤顶将网架顶升到设计高度的施工方法。其特点：顶升法与提升法具有相同的特点，只是提升法的提升设备安置在网架的上面，而顶升法的顶升设备安置在网架的下面。难点：施工重点是网架顶升的同步控制和垂直度的控制。(2)顶升法适用于点支承网架。(3)整体顶升法不适合于本工程理由同上。2综合上述分析，根据本工程主体育馆设计特点结合施工现场实际条件，拟对本工程采用综合吊装法施工主体育馆钢网架。即采用局部满堂红脚手架高空散装工艺；四周部分采用地面分条拼装，吊车整条吊装工艺；中心部分采用地面拼装，集群液压千斤顶整体顶升工艺。最后安装连接各衔接部分杆件。区域划分见图3.1。 图6.10.3.1区域划分3.2中心区域钢网壳整体顶升安装工艺本工程中心区域整体顶升，是整个网壳安装施工的重点。在布置顶升柱时，要计算整个提升单元在顶升过程中的网壳内力分布、顶升点各杆件受力情况、网壳在自重荷载作用下挠度变形、顶升到位后精确定位等问题，以确保顶升时网架的安全。在中心区域网壳顶升之前，做好屋盖围护结构：檩条、采光支撑、钢管拱等，随网壳一起顶升。1中心地面拼装，集群液压千斤顶整体顶升施工工艺流程场地整理（含顶升支柱的基础处理）→搭设临时支点→测量校核→安放支座（节点）→安装杆件→调整→固定成型焊接→无损检测→刷油→验收→顶升支柱安装→液压顶升装置就位→试顶升→检查→正式顶升→就位安装2网壳地面拼装焊接网壳杆件在工厂制作，运抵施工现场后先在预制场所进行小拼装，即将杆件拼成单元体，然后进行大拼装，拼成整个吊装体，拼装位置设在网壳就位后水平面上的正投影位置。拼装时应考虑顶升节点球体的最低位置与顶升立柱安装标高、下十字梁最低固定位置相对应。其余各节点的标高均应以顶升节点为基准进 行定位。1)拼装一般要求(1)拼装场地：在中心区域钢网架的水平投影区就地拼装。(2)操作要点：①钢网壳球结点的测量、定位方法，见本标书测量章节。确定尺寸时应考虑到钢网壳的焊接收缩量，可按每个杆件2mm考虑（即每个焊口焊接收缩量按1mm计算）。钢球方木钢球托架经夯实地面图6.10.3.2-1钢球托架②钢网壳球结点所在区域的地面处理方法：夯实，垫硬方木。③钢球托架：预先制作好，见图3.2-1。④上曲面钢球与竖杆可先行焊好，再进行拼装⑤杆件与钢球拼装之前，在钢管端部点焊焊接衬环，见图3.2-2。⑥钢网壳拼装时只进行点焊，拼装完成后须进行整体尺寸复核，无误后方可图6.10.3.2-2球管焊接开始正式焊接。焊接要求见本标书5节：焊接施工。3吊装准备1)液压千斤顶系统选择中心部分网壳约80m×50m的长方形（以主体育馆中心为基准），吊装重量在400吨以内包括安全操作平台等附属结构。为此在长度方向上每侧设置3台100吨液压千斤顶，共六台千斤顶同步顶升。千斤顶选用每次行程200mm，双作用液压油缸，千斤顶上、下分别与上、下十字梁固定在一起。2)顶升系统的设计(1)顶升架设计根据网壳安装高度，本工程顶升立柱高度取32m。每根立柱横截面1200mm× 1200mm，四根主肢选Φ159×10mm无缝钢管，缀条选用角钢∠75×6。主肢钢管按2600mm一段为模数，工厂化加工，段与段之间利用法兰等强连接。为了确保顶升架在升高后的稳定性，在顶升架高度超过6m时在顶升架的每跟主肢上设置两根，共计八根φ24—6×37+1—155钢缆风绳稳固。以后在18m、24m、30m分别设置同样的缆风绳。上部缆风绳设置好后，同时拆除下部缆风绳。为了使缀条结构不应响网壳上升，所有网壳以下部分缀条均应作为正式缀条。立柱示意见图3.2-3。(2)顶升支架基础设计顶升支架的基础暂按:3000mm×3000mm截面，厚度1000mm考虑，具体实施将根据土质承载力情况进行详细设计计算确定。3)顶升机构顶升机构部分包括：上十字梁、下十字梁、液压千斤顶、滑升导轨、定位销，液压控制系统等。4)顶升过程从开始顶升到最后就位，可归纳为三种过程，一、最初顶升过程；二、中间反复循环过程；三、最终就位过程。 图6.10.3.2-3立柱结构示意(1)最初顶升过程：根据测量定位结果固定顶升架的位置，将顶升点的球放在上十字梁的顶升球靴托盘中，把液压千斤顶固定在上、下十字梁之间，而且要求液压千斤顶与上、下十字梁连接成一体。开始顶升时，将下十字梁的榫头与顶升导轨销紧，液压千斤顶工作，举起上十字梁同时推起网壳，直到完成工作行程（一个顶升步距）。此时销紧上十字梁托住网壳，然后松开下十字梁，千斤顶回油液压缸回收，同时带动下十字梁上升，完成下十字梁提升。销紧下十字梁，然后松开上十字梁销。此时完成一个步距的顶升工作。(2)正常顶升过程：下十字梁销紧→液压千斤顶工作（顶升网壳）→上十字梁销紧→液压千斤顶工作（提升下梁）→下十字梁销紧→液压千斤顶工作（顶升网壳），如此重复循环，直到接近网壳就位。(3)最终就位过程：在距离就位高度小于一个顶升步距时，应缓慢加压，随时测量监控，一旦达到设计标高，立即将上、下十字梁固定，使千斤顶不受力。 及时拆除千斤顶。安装中心区域与四周区域之间的衔接杆件。(4)顶升过程示意见图3.2-3。(5)顶升过程中注意问题一准备顶升二一次顶升到位三上梁销紧、下梁提升（完成一次顶升）图6.10.3.2-3顶升过程示意①同步性在顶升过程中，中心区域网壳作为6点支承的弹性结构，属于超静定体系。支承点标高的不一致，会改变支承反力的分配及网壳的受力状态，使提升支架受力不均，因此控制顶升的同步性十分重要。要求六台液压千斤顶的提升高差不得超过3mm。②网壳下挠网壳在拼装状态为多点受力（约300个），顶升状态为六点受力，支承条件的变化，加上焊接应力的作用，顶起后，网壳将不可避免的出现拱度下落，支座外移。使顶升架承受弯距。为了解决上述问题，根据受力情况在顶升架之间对称设置钢缆，通过多道可调预紧力钢缆抵抗支座外移推力，将支座外移值控制在要求范围内。③顶升架缀条的安装顶升架立柱之间必须有缀条联系。但过早地安装缀条，将使缀条与网架杆件在空间位置上相互碰撞而无法顶升。因此，缀条应随着网架的顶升随时安装。顶升架立柱接长后，在立柱顶部必须及时安装临时缀条，当网架顶升至临时缀条 位置时，再将临时缀条拆除。④顶升过程中在各顶升点配备专职观察顶升同步情况的人员，为其配备对讲机，随时联系，使顶升工作指挥者随时掌握顶升同步情况。5）机具拆除退场顶升结束后，待整个网壳完全施工完毕，即可以拆除顶升架及其附属机构。顶升架的拆除可以利用自身结构进行，自上而下逐步拆除。3.3四周区域分条吊装钢网壳的安装1四周分条拼装，整条吊装部分的施工工艺流程场地整理→搭设临时支点→测量校核→安放支座（节点）→安装杆件→调整→固定成型焊接→无损检测→刷油→验收→吊点确定→绑扎→试吊→检查→正式吊→就位安装2整条吊装部分的拼装网壳杆件在工厂制作，运抵施工现场后先在预制场所进行小拼装，即将杆件拼成单元体，然后拼成整个吊装条，拼装位置设在保证吊车吊装作业时的起重能力之内。3吊装机具的选择根据网壳的设计特性，本工程四周区域采取分条地面拼装，利用吊车整体吊装施工工艺。根据吊装单元的最大吊装质量拟采用450吨履带吊作为主吊机具。50t汽车吊配合450t履带吊作业。4450t履带吊主要性能参数见表3.3。表3.3450t履带吊主要性能参数臂长吨位回转半径49m56m63m70m77m84m91m98m105m813091301231013011290111301048986 121199786838114105848078766316927475737059554318826670686555524135207560656360524838.532.52269556159554844.536.530.524655156535044.5413428.726594853494641.538322728554549.5454238.535.530.525.530524246.5413935.5332924.53247.539.543.5383633.530.527.5233444374136343128.52622364134.53833.5322926.524.5213838323631.5302724.523204035.530343028.525.5232219443026.530272522.520.519.517482326.824222018.517.515.55223.921201816.515.513.5562118.5181614.513.51260161614131210.564141211109681210.59.58.87.572987.36766.55.74.5805.54.53.584325利用450t履带吊吊装四周区域钢网壳1)四周条块拼装摆放示意见图3.3-1,四周条块安装区吊装次序见图3.3-2。 图6.10.3.3-1条块拼装摆放示意图说明：吊装次序：首先1-1→1-2→1-3，其次2-1→2-2→2-3，依次3…3→4…4→5…5。由于主体育馆与训练馆连接区域，位置狭窄，拼装场地有限，先吊装三片后吊车转场到另一区域吊装，该区域进行剩余部分地面拼装。由于商业区与主体育馆紧邻，为了给减少钢结构施工与土建施工相互干扰，该部分条块的安装在土建开始之前进行。同时避免土建施工后该区域吊车不能到位作业的局面。履带吊吊装共计：19条块。按每天完成一到两钩计算，考虑吊装时间需要十五天(不包括吊车进退场时间、吊车装配时间、过程间歇等时图间)。图6.10.3.3-2四周条块安装区吊装次序 图6.10.3.3履带吊吊装示意(2)吊装示意见图3.3。3)贝雷架设置贝雷架设置示意见图3.3-4。图6.10.3.3-4条块吊装时贝雷片支撑架布置 4)履带吊吊装注意问题(1)为了确保吊车在施工现场安全作业，对其站位、行走路线的地面进行硬化处理，使地面的承载力应不低于1500kg/m2。(2)单钩最大吊装重量（含索吊具）应控制在40t以内，以保证吊装安全。(3)吊装作业回转半径控制在36m内，完全满足吊装要求。(4)吊装前应稳固好内测支撑钢架，支撑钢架端部应设置为球靴式，使球节点与支架为面接触。3.4散装区域钢网架的安装根据设计标高搭设满堂红脚手架，从环梁部位节点开始向两侧延伸安装。安装过程利用测量仪器监控各个节点的安装精度，待本区域全部拼装结束，经检查符合设计要求后进行焊接、焊后检测等工作。1散装程序测量放线（支座轴线、节点位置线）→校核→脚手架搭设→临时支点设置→测量校核→安放支座（节点）→安装杆件→调整→固定成型焊接→无损检测→刷油→验收2高空散装应注意问题：1)为了减少高空拼装时的积累误差，采取小单元组装，高空拼装。2)搭设拼装支架时，支架上支撑点的位置应设在下弦节点处。支架应验算其承载力和稳定性，必要时可进行试压，以确保安全可靠。3)支架支柱下应采取措施，防止支座下沉。图6.10.3.5区域安装完成后的布局4)在拆除支架过程中应防止个别支撑点集中受力，宜根据每个支撑点的结构自重挠度值，采取分区分阶段按比例下降或用每步不大于10mm的等步下降法拆除支撑点。3.5衔接部分钢网架的安装1 各个区域安装完成后的布局见图3.5。2衔接杆件安装操作平台设置为了保证高空安装衔接杆件时的安全性，在各衔接部位下部利用两边的已安装到位的屋盖设置安全网，搭设安全操作平台。3衔接区域安装顺序首先安装中心区域与条块区之间的连接杆件,利用条块区施工临时支架,和两侧网壳搭设空中操作平台。进行焊接、焊后检测、补漆等工作。其次安装条块之间的衔接杆件。最后拆除条块支架。3.6网壳顶升过程示意顶升第三步图6.10.3.6网壳顶升过程示意顶升第二步顶升第一步 4钢结构施工测量控制1平面控制网的布设首先，根据网壳结构平面图，建立平面建筑坐标系，并把业主提供的坐标转换成建筑坐标；其次，按照《工程测量规范》（GB50026-93）中四等平面控制网的精度要求复测控制网；再次，以复测后符合要求的控制网作为测量基准，运用拓普康GTS—601全站仪（精度：1″，2mm+2ppm×D），按四等平面控制网的要求，极坐标法放样出平面控制点；最后，对这5个平面控制点组成的闭合导线进行四等导线测量，并与平面控制基准联测。严密平差后计算控制点的坐标，并理论坐标值相比较后归化改正。只有当角度和边长的偏差值满足规范要求后，方可作为该网壳安装的平面测量依据。2高程控制网的布设图6.10.4.1平面控制网的布设按照《工程测量规范》中二等水准测量的要求，复测建设单位提供的高程控 制网，并选其中离施工现场较近的一点作为高程测量基准。在平面控制点旁布设高程控制点，该4个点与高程测量基准组成二等闭合水准路线，测量并计算控制点的高程。3支座中心线和标高控制线放样依据施工现场布设的平面控制网，运用全站仪放样出支座中心点和一条中线，根据中心点和一条中线采用几何作图的方法放出另外一条中线。另外，依据布设的高程控制网，运用拓普康AT-G2水准仪，按照《工程测量规范》中三等水准测量的要求，放样出支座的标高控制线。4边区网壳测量放样根据边区网壳安装工艺，在拼装场地放样、制作出胎具，然后分片拼装网架。根据施工图和平面坐标系，计算出边区内侧两角下弦球中心坐标和球底标高。调节临时支架，使球底标高与设计标高相符。全站仪放样出球中心点，在中心点上架设天顶准直仪或铅垂仪（精度：1/20万），调整网架位置使球中心与仪器内的“十”字线重合。5角区网壳测量放样根据施工图和平面坐标系，计算出角区下弦球中心坐标和球顶标高。全站仪极坐标法放样出下弦球中心位置，并在此位置精确安装托架，然后把下弦球安装在托架上。调节托架高度，使球顶达到设计标高，然后根据几何尺寸和方位进行其余构件的安装。6中心区网壳测量放样用同样的方法，计算出中心区下弦球中心坐标和球顶标高。以布设的平面控制网作为测量依据，全站仪极坐标法放样出下弦球中心位置，并在此位置精确安装托架和6个顶升架。选定1个顶升架在其上安装下弦球，以该球顶高度作为基准，按照相对高度调节托架和其余5个顶升架，确定出所有球顶高度。根据几何尺寸和方位进行下弦杆、竖腹杆、上弦球、上弦杆、斜腹杆的安装。在网架顶升前计算好顶升高度，并在网架竖腹杆中间位置贴激光反射片，且计算其中心位置设计标高。当顶升点接近设计高度时，按照三角高程测量原理，运用全站仪测定激光反射片的中心高程，并与设计标高比较。缓慢顶升网壳，使激光反射片的中心达到设计高程。在网壳顶升过程中，选5个点作为监控点，在这5个点上架设天顶准直仪或铅垂仪（精度：1/20万）进行垂直监控。 5焊接施工1焊接特点该体育馆网架安装工程由焊接空心球、杆、管桁架高空拼装焊接而成。其焊口为环形状焊缝，在焊接过程中需经过仰焊、立焊、平焊等几种位置完成。为高空全位置焊接，焊接角度变化大，施焊难度大，熔化金属在仰焊、立焊处易出现滴落，产生焊瘤，其位置过渡处易出现熔深不均，接头处弧沆，外观不美观等现象，因此对焊工焊接技术要求很高。2焊接一般要求1）本工程钢材采用Q345B，焊接使用E5015、E5016焊条，焊条直径为Φ3.2、Φ4.0规格。采购时应检查产品出厂合格证，焊材质保书。2）按《建筑钢结构焊接规程》规定做焊接工艺评定，焊接工艺评定要能够覆盖现场所有焊缝。3）焊工应有焊工考试合格证，持有劳动部门颁发的有效上岗资质证书方可进行焊接。4）焊接前应对焊工进行焊接技术交底与安全技术培训。严格按焊接工艺操作规程施焊。5）焊条在使用前应进行烘焙，温度为250℃～350℃，烘焙2小时，使用时放入保温筒内随时取用，下班时剩余焊条必须收回，分开进行恒温烘焙，但只允许烘焙二次。6）严禁在焊缝区以外的母材上打弧或调试电流。7）现场温度在-5℃以下时应对施焊工件接头进行预热，焊后再进行保温，雨雪天气或风速大于10m/S时,如无有效的防护施工，应严禁施焊8）焊缝成型后,焊缝质量等级应符合二级焊缝的规定（杆件对接焊缝为一级）,完成后的焊缝应由焊工自检，焊缝周围不应存在在熔渣和金属飞溅（焊缝周边可涂防飞溅涂料），每个焊工应在焊缝100mm区域内打自己钢印号，以便于检验员检验记录。3焊接操作要点1)定位焊接(1)确定连接焊接空心球的杆件后，根据其直径、壁厚大小确定定位焊位置。(2)首先检查管端是否与球面完全吻合，或者四周间隔均匀。保证杆件轴线 通过球心，必要时用样板进行检测。(3)坡口两端若有油污杂质，应清理干净，对有雾水潮气的地方进行擦拭烘烤后方可点焊。(4)管径小于Φ114mm时，按周长平均三点点焊固定；管径大于Φ114mm时，按周长平均四点点焊固定。每个定位焊长度均为10mm左右。定位焊厚度不宜过厚，必须焊透。(5)复查组对定位焊质量目测全部定位焊质量，做好检查记录，不允许有漏点、未焊透等现象。2)正式施焊(1)焊接程序下弦杆(球)→腹杆(球)→竖腹杆(球)→上弦杆(球)，按照由中心向四周，中间向两边扩散的顺序焊接。(2)焊前用錾子或气刨将点焊处两端修成缓坡，然后清理干净开始施焊。(3)水平杆件环形焊缝是以管子的垂直中心将环形焊口分成两个对称的两个半圆形焊口，按照仰——立——平的焊接顺序，各进行仰——立——平焊，在仰焊及平焊处形成两个接头，要保证焊透。(4)为了防止仰焊与平焊部位出现弧坑、接头缺陷，要求仰焊采用压低电弧的顶弧焊施焊。接头处弧坑必须填满才能熄弧，焊至定位焊处，应减缓焊条前移速度，使接头处充分熔透。(5)焊另一半圆时应注意将起焊处原焊缝用电弧割去一部分并使接头处充分熔合（约10mm长），这样避免未焊透等缺陷，而且接头成型美观。(6)从立焊向平焊接头处焊接时，应选用适中的电流强度，注意调整焊条角度，应前倾并保持顶弧焊稍作横向摆动，到接头处绝不可立即灭弧，而应压低电弧打穿根部接头并来回摆动，以延长停留时间，保证充分熔合，熄弧前，填满弧坑。(7)第一层焊缝打底焊是焊接质量的关键，一定要焊透而且与定位焊处充分熔合，每层经检查无焊接缺陷清理干净后开始焊下一层。第二层、第三层——运条方法基本相同，主要在焊缝搭接10～15mm处，使接头平缓过渡，保证焊缝尺寸。4焊接要求 1）焊接电流和层数按表5.4的要求选用。表5.4分层焊接参数表钢管壁厚(mm)焊缝层数分层电流焊条直径(mm)第一层第二～五层6～83100A～120A150A～180AΦ3.2～4.08～103～4100A～120A150A～180AΦ3.2～4.0125100A～120A150A～180AΦ3.2～4.02）焊缝高度与宽度焊缝宽度不小于焊缝坡口边缘2mm，焊缝高度为4～6mm。5焊接检验1）外观检验。网壳所有焊缝应全部进行外观检验，焊缝外观应符合下列要求：(1)焊缝表面及两侧应清理干净；(2)焊缝表面不允许有焊瘤、气孔、裂纹、夹渣等缺陷；(3)焊缝未焊满、咬边等缺陷不得超过规范允许的偏差范围，即咬边深度≤0.5mm,两侧咬边的总长不得超过焊缝总长的10％。未焊满每100mm焊缝内缺陷总长小于等于25mm。2）无损检测按二级焊缝标准进行超声波探伤检测。按照GB50205—2001要求20％超声波探伤，检验等级B级，评定等级Ⅲ级。超声波探伤检测为网架的下弦拉杆与球的对接焊缝，其抽样数不少于焊口总数的20％。按上述抽样检验如有一件不合格（除返修再检外）加倍取样检验，如再有不合格时则100％探伤。6结构索的施工6.1结构索的作用通过对索施加预应力，使空间网壳与预应力索之间形成闭合应力回路，将空间网壳对结构支座基础处绝大部分的水平推力平衡掉，使整个屋盖结构传递给下部结构的力主要为竖向力，使下部结构受力更加合理。6.2结构索的施工1施工准备1)索的验收、摆放 成品索是成盘状或圈状包装出厂的，规格较大的索采用成盘包装，规格较小的索采用成圈包装。索进场后应检查索包装的外观，核对出厂的合格证及铭牌，由于成品包装的索需待安装前索盘就位后放索时才打开包装，因此本工程索体制作的厂家应选择质量与信誉可靠的国内知名厂商。放索后再次对索体进行检查验收，规格长度外观等均符合要求后方可挂索。索堆放的场地应平整、坚实并有排水设施以保障堆放场地无积水，堆场位置应考虑运输方便。各类索体分类堆放，成圈堆放的索堆放过程中应注意锚具不可压伤索体保护层。所有索体均采用油布遮盖。2)检测点的设置本工程中索张拉阶段的监测内容包括节点位移、变形及拉索应力等。以关键点的位移及变形控制为主，拉索应力控制为辅。监测点的布置拟选择一标准单元进行，包括张弦桁架及网壳结构中部分节点的位移、各索的索力等。2索的安装安装方法：地面上搭设胎架放置铸钢件以方便挂索，在节点上部焊接索头对正就位用调整架及牵引用滑轮组等索安装设施，铸钢件上所有索安装完成后，将索与铸钢件捆绑在一起，用吊机将铸钢件与索体整体吊装，索体螺旋放开，边吊边解除索体保护层。拉索地面安装示意见图6.2。挂索前按设计要求将各索的索头长度进行调节，使各同类索总长一致。在胎架上挂牵引装置将索头提升，由于索头部分较重，用葫芦设备对索头的就位进行调整，将索头与铸钢节点连接。图6.10.6.2拉索地面安装示意 索固定端安装完毕后，用手拉葫芦或千斤顶克服部分索在自由状态下的垂度，将索拉直，穿过固定的铸钢件，拧索张拉端可调节螺母即可顺利安装就位。3索预拉力的施加方案　　一般采用张拉钢索法对大跨度张弦梁结构施加预拉力。钢索可以在张弦梁结构各构件装配在结构支座处后一次张拉;也可以在临时支架上进行张拉，张拉完毕后再提升并滑移至结构支座处。对在临时支架上张拉的张弦梁结构，可能还有必要在其安装到结构支座处后再次张拉，即分批张拉。进行分批张拉的原因有二：其一，考虑到张弦梁整体刚度形成后的强几何非线性和屋面荷载尚未施加等因素，若在临时支架上将全部预拉力一次施加上去，可能导致结构变形太大，无法获得理想的几何位形；其二，对安装在支座上的张弦梁结构再次张拉可以调整几何位形方面的施工误差，提高施工质量。　　索内预拉力的施加方法和方案应根据结构特点、张拉机具、锚具特点和吊装能力等综合确定，必要时可以采用不同方法的组合方式以施加预拉力。4索的张拉工艺索的张拉按照节点位移与应力双控的原则进行，即不仅保证索体中建立有效的设计预应力值，又要确保控制节点在设计位置处。原则是索在张拉之前用葫芦或千斤顶进行预紧，主要是克服索体在在自重下的部分挠度。检查各关键点位置后进行正式张拉，并一次性张拉到位。张拉采用分级循环张拉程序：20%→50%→66%→80%→100%→锚固。全部结构张拉完成后再对部分索体内的预应力进行个别调整(正常情况下无需调整)。1)张拉顺序由计算分析结果可以看到，撑杆部分各斜拉索相互之间的影响比较敏感，撑杆顶端位移容易随着索力的变化而偏移，在施工过程中应该采取前后对称、左右对称的原则，分级张拉的方法控制结构的变形的方法，才能保证索预应力的正确建立。2)索力差异的控制措施及调整办法索张拉是分级进行。张拉千斤顶在有资质试验单位的试验机上进行标定。油泵的油压表全部选用精度为0.4级的精密压力表，千斤顶与油压表配套校验。标定数据的有效期在6个月以内。张拉时，服从统一指挥，按给定的控制技术参数进行精确控制张拉。 3)张拉过程中应该考虑的异常情况及处理办法张拉是分级进行的，且张拉时控制油压表表读数缓慢上升，另在张拉的同时进行各关键点位移的测量，所以不会出现大的问题。如发生异常情况，因及时停止张拉，甚至将索力松掉。待查明原因后再进行张拉。5检测1)监测控制原则索与钢架的区别在于拉索的索力是可以调整的。采用千斤顶对拉索进行张拉或放松，可以调整索的内力，使其符合设计所选定的最佳值。2)监测管理措施(1)成立施工监控小组。监控小组由设计代表、钢结构施工的技术人员和固定的施工检测、检查人员和监理工程师组成。(2)制定完善的施工方案，严格按设计及施工工艺规定的各项要求施工。(3)在胎架拼装时，应严格保证精度，限制误差（按设计、监理要求）。(4)计算、优化方案，实施时严格执行。注意侧向稳定问题。(5)及时完成初张拉、吊装就位、滑移、屋面结构施工等各阶段的施工检测任务，提供准确、可靠的测试数据以作为施工控制的依据。3)监测内容对于索拱部分监测内容包括索拱节点位移、索力和杆力；对于撑杆部分监测的内容包括撑杆的变形、索力；实行位移和材料应力双控。监测部位、应力和位移控制标准在由设计、监理、施工方会同确定。4)监测仪器(1)索力监测—智能弦式数码压力传感器索力监测采用智能弦式数码压力传感器，该仪器具有高灵敏度、高精度、高稳定性的特点，适用于长期观测。该种压力传感器内置智能芯片，数字检测，信号长距离传输不失真，抗干扰能力强。内置存储芯片，具有智能记忆功能，出厂时已将传感器型号、编号、标定系数永久存储在传感器中，并可在测量时自动保存600次所需要的测量参数如测量时间、测点温度、压力值、零点参数及温度修正值等。测试时既可直接测试压力值，又可显示振动频率。测量次数1次/秒，测量直观、简便、快捷。内置温度传感器，测量过程中自动进行温度修正，剔除温度对测量值的影响。灵敏度达到±0.1kN，超载率50%。 对于本工程这样重要的结构，进行施工阶段及长期监测是十分必要的。智能弦式数码压力传感器虽然成本较高，但使用方便、数据漂移小，适用于长期监测。如果对测试结果要求不高，还有许多简单的测试方法：千斤顶油压表测试、频率法测试（传感器附着在拉索上，以人力激振或环境随机振动测震）、非接触式频率测定（该仪器利用电涡流原理，不需接触拉索即可测出拉索的频率）、直腹杆应力测试推算等等。(2)位移监测仪器—全站仪全站仪是目前在大型工程施工现场采用的主要的高精度测量仪器。全站仪可以单机、远程、高精度快速放样或观测，并可结合现场情况灵活地地避开可能的各种干扰。施工测量控制网是施工放样和施工中变形测试的基准，为了确保测量精度，一般需要在原有控制网的基础上进行网点加密，并对其进行严密平差及定期复测。高程控制网的两端必须进行水准校测，以保证两端高程的统一。高程控制网的布设应与平面控制网的布设同时进行，采用全站仪时放样用的主要平面控制点应纳入高程控制网，统一联测平差。高程控制网的基本网和加密网精度保持一致，其精度根据规范确定。复测精度与建网精度相同。为保证施工放样或观测的精度和速度，对放样或观测的主要控制点应设强制对中固定观测墩座；对于其它控制点也应尽量设强制对中固定标志杆，以便于精确照准。采用全站仪可直接由控制点进行三维放样，可达到很高的精度效果。5)监测方法根据上述各种方法的特点，结合本工程的实际情况，本着经济、合理、准确、可行、方便的原则，初步确定按以下方法实行监测。在索拱的一端上各设置一台智能弦式数码压力传感器，进行索力监测。索分级张拉和索力调整时，每一级张拉将千斤顶精密油压表和压力传感器的数据进行对比。6)测量时机的选择一般是基于某种标准气温下的设计值，而大型结构往往跨季节、跨昼夜施工。温度变化，特别是日照温差的变化对于结构变形的影响是复杂的，将温差变化所引起的结构变形从实测变形值中分离出来相当困难。因此，应尽量选择温度变化 小的时机进行测量，力求将温度、日照对施工控制的影响降低到最小限度。对一些大型结构温度影响的测试表明，在气候条件最不利的夏季，凌晨日出之前的气温较均匀，且最接近季节平均气温，是测量的较好时机。在大型结构的施工控制中，温度影响可以分为两种：一种是昼夜温差的影响，另一种是季节温差的影响。无论是昼夜温差还是季节温差对索拱标高控制均有较大影响。昼夜温差的影响一般在索力和标高控制中多采用回避的做法，即对标高和索力起控制作用的施工工序，均要求在温度较均匀的凌晨日出前进行。但遇连续高温的天气情况，由于凌晨的温度仍难均匀，温度的影响难以完全避免，在此情况下，宜采用标高的修正公式来减少日照温差的影响。季节温差的影响，应设定一个标准温度，将施工过程中实际季节温差对结构的影响在施工控制计算中考虑。7钢网架涂装7.1涂装工作内容本工程钢结构的涂装包括：结构防腐涂装、结构防火涂装两项内容。7.2结构防腐涂装1设计要求1)本工程所有张弦网壳及张弦梁结构构件均必须采用喷砂抛丸除锈，除锈等级Sa2.5，其它部位的钢结构构件达到Sa2，符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的有关质量标准的要求。2)张弦网壳及张弦梁结构构件涂层要求：无机富锌底漆两道厚度100μm,中间漆两道（环氧云铁中间漆）100μm，工厂与现场涂聚氨脂面漆各一道2×25μm，合计干膜厚度数250μm。3)其它部位的钢结构构件涂层要求：采用氯磺化聚乙烯系列的底漆、中间漆和面漆。2涂装前表面处理1)钢管、成品球在涂装前应严格清除油污，使用中等碱性的水性清洁剂除油，再用清水洗净。加工过程严格控制各工序环节，不使构件重新沾上油污。2)钢球以及压杆对接焊缝周围焊瘤、飞溅物。3)打磨网壳拼装焊接球和杆件焊口四周的焊渣、焊疤、飞溅物以及其他不 合要求的表面。4)喷丸除锈(1)构件、球完成除油、打磨工序后进行涂装作业的喷丸除锈，其等级符合GB8923—88的规定，达到Sa2.5级。(2)喷丸合格工件表面必须在返锈前涂完底漆。如果已返锈必须重新除锈，再立即涂完底漆。3涂装1)无机富锌防锈底漆配比：甲:乙=4:1（重量比），采用专用稀释剂3～5%；环氧云铁中间漆配比：甲:乙=6:1（重量比），采用专用稀释剂5～8%；聚氨脂面漆配比：甲:乙=10～15:1（以桶贴为准），采用聚氨脂专用稀释剂5～8%。氯磺化聚乙烯系列的底漆、中间漆、面漆配比：A:B=10:1，采用专用稀释剂3～5%。2)混和后充分搅拌5～15分钟后用100目筛网过滤，使漆料始终处于均一悬浮状态之中。3)涂装方法：使用无气喷涂、有气喷涂或刷涂，采用高压无气喷涂时，用无机锌专用泵，进气压力为0.3～0.3Mpa。4)涂装工具使用完毕后，立即用清水清洗。4涂层质量要求1)涂料、稀释剂、固化剂、液料、固料等品种、型号和质量应符合设计要求和国家现行有关标准的规定，检查质量证明书或复验报告。2)钢材表面应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。3)不得误涂、漏涂，涂层应无脱皮或返锈。4)外观质量：涂层应均匀、色泽一致、无皱皮、流坠和气泡，附着良好，分色清楚、整齐。5)补刷漆漆膜应完整，附着良好。6)涂层干漆漆膜厚度的允许偏差应符合《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）的规定，每遍涂层允许偏差为-5μm，总厚度允许偏差为-25μm。7.3结构防火涂装1设计要求本工程设计防火涂层为薄涂型防火涂料，涂层厚度为7mm。 2防火涂层施工的工艺试验使用前对防火涂料进行检查，主要检查涂料的包装出厂日期/储藏时间、批量的使用数量、实验报告、容重、导热系数。防火涂料资料齐全后，进行工艺实验：1）防火涂层耐火试验。按照规定吨位或批次进行耐火试验，通过检测高温度数与时间的关系，检查现场隔热情况和导热系数。耐火试验结果应经公安消防部门的检查认可。2）粘结强度试验。每100t测试一下涂料的粘结强度。其值不应小于0.5Mpa。实验方法如下：用一块700×700mm的钢板作底板，喷上相应厚度的涂层，将铁环埋入其中，养护后用弹簧称加载测定破坏强度。3基层处理清理掉钢构件上的灰尘、油污和其它杂物。对不需喷涂的部位采用塑料布包扎保护，避免污染。4喷涂方法：涂层应分层刷涂。每次刷涂的厚度根据环境温度而定。5防火涂料的配制：有些涂料在工厂配好后用塑料桶运到现场，使用前需搅匀。有些涂料则需在现场随用随配。现场配合比是工艺试验确定的参数，是保证喷涂成型牢固的关键。配合时先将涂料倒入混合机内加水搅合2分钟，然后加入粘结剂和钢防胶充分搅拌5～10分钟即可进行喷涂。6涂层养护：防火涂层需在环境温度以上进行48小时固化，这点对保证质量非常重要,另外,喷后的涂层要注意保护,不要刮伤。7钢结构涂装时应注意的问题：1)不应用防火涂层代替补漆。补漆质量应得到重视。2)补漆时环境温度宜控制在5～40℃，相对湿度小于85%。补漆后4小时内严防淋雨。3)防火喷涂前应注意天气变化，保证涂层有5小时以上的养护时间。当空气相对温度较大时，还应适当延长养护时间。4)防火涂料应储存在干燥通风处，严防受潮。工厂调配好的涂料不能受冻。存期过长造成结块的变质涂料不能使用。5)进行防火喷涂的工人应经技术培训，合格的方能上岗。'