大连市体育馆钢结构施工关键技术.ppt
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1、1.1 参建单位,工程名称:大连市体育场及配套服务设施工程钢结构工程 建设单位:大连体育中心开发建设投资有限公司 设计单位:哈尔滨工业大学建筑设计研究院 监理单位:大连泛华工程建设监理有限公司 施工单位:中国三冶集团有限公司,1.2 钢结构工程概况,大连体育场钢结构由68榀镰刀形主桁架与6圈环向桁架组成空间曲面钢结构体系,围绕着体育场内部混凝土碗状看台区旋转而成,大跨度钢结构大量采用无缝钢管焊接而成桁架,立体交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成“扁轮胎”的造型。 钢结构屋面呈曲面鞍型,最高点高度为53.945m,最低点高度为39.169m;平面上呈椭圆形,长轴为319.792m、短轴
2、为293.145m;屋盖中部的开口内环呈椭圆型,主结构由68榀经向主桁架和6环纬向桁架组成,每品主桁架有轴销铰支座一个(底部),700*30半球支座一个(看台顶),单榀主桁架最重65.4t(HJ-1),最轻48t(HJ-18,HJ-19),环桁架每榀810t,最大悬挑为39m。 主结构管桁架结构,上弦杆、下弦杆截面基本为500*30、 500*20、 450*20、402*18等不同规格的无缝钢管,腹杆截面基本为377*16、351*14、299*12、245*8等不同规格的无缝钢管,腹杆与上下弦杆相贯。 设计总用钢量约9539t。所有桁架管材为Q345B无缝钢管,最大壁厚30mm,檩条为Q3
3、45B箱形截面。此外,主桁架与半球支座转换处及环形桁架-3的多管相贯处(多达14个杆件相贯)采用G20Mn5n级铸钢节点,铸钢件最厚达140mm。销轴材质为40Cr。,1.3 效果图,2.1 施工区域划分,大连体育场钢结构工程按伸缩缝共分两个施工大区,四个施工区段,即A-D与B-C区。施工顺序按由A到D与由C到B两个作业顺序施工。 根据不同施工阶段,钢结构合拢缝位置的设置,划分为四个区域,八个合拢缝。四个主合拢缝(在正常温度摄氏20左右合拢),四个次合拢缝(在施工过程中合拢),如右图所示。,主合拢缝分别设置在: 1)C1A1之间的环形桁架与A1相贯的位置;2)C14B1之间的环形桁架与B1相贯
4、的位置;3)D1A20之间的环形桁架与A20相贯的位置;4)D14B20之间的环形桁架与B20相贯的位置。 次合拢缝分别设置在: 1)C7C8之间的环形桁架与C8相贯的位置;2)D7D8之间的环形桁架与D8相贯的位置;3)B10B11之间的环形桁架与B11相贯的位置;4)A10A11之间的环形桁架与A11相贯的位置。,2.2 施工流程-水平段安装,主桁架水平段(球型支座处到悬挑端)安装-主吊设备450t履带式起重机 (1)安装应从有水平撑杆单元开始(每两榀主桁架与其连接的环形桁架规定为一个安装单元),向两侧安装,以便减少安装过程中累积误差。 (2)第一榀安装调整完毕后应用缆风绳固定,待到下榀安
5、装完毕后安装其间的环形桁架-3、环形桁架-1、构环形桁架件-2三段环桁架 (3)形成一个稳定单元后方可进行下一单元的施工,依次推进。如右图所示。,2.2 施工流程-垂直段安装,主桁架垂直段(球型支座处到方型支座)安装-主吊设备150t履带式起重机 (1)安装从有水平撑杆单元开始(每两榀主桁架与其连接的环形桁架规定为一个安装单元),向两侧安装,以便减少安装过程中累积误差。 (2)第一榀安装调整完毕后应用缆风绳固定,待到下榀安装完毕后安装其间的环形桁架-5、环形桁架-4、构环形桁架件-6三段环桁架。 (3)形成一个稳定单元后方可进行下一单元的施工,依次推进。如右图所示。,2.2 施工流程-分阶段安
6、装,3.1 管桁架钢结构深化设计,技术难点剖析: (1)钢结构管桁架深化设计时间紧、任务大、工艺复杂。 (2)铸钢节点的深化设计及制造难度大(铸钢节点最多三维多向接头14个)。 先进技术应用 (1)采用X-Steel软件进行钢结构管桁架深化设计:a.建立结构整体结构三维线框模型,对重要部位的复杂节点,进行三维实体仿真放样。b.合理选,正确的结构节点形式,根据安装条件,确定桁架节段拼接位置;多根杆件相贯时,为保证节点施焊方便和焊缝质量,确定节点工作点的定位以及允许偏心量。c.对三维的曲线桁架,将其弦杆进行二维弧形展开,展开放样时充分考虑桁架拼接节点的安装精度与难度,选用合理的拼接节点形式。 (2
7、)铸钢节点的深化设计及制造:采用X-Steel进行铸钢节点的建模及深化;采用消失模铸造工艺(EPS)。,3.2 管桁架预拼装及其精度控制,技术难点剖析: 管桁架预拼装是保证现场的安装精度首要条件。 先进技术应用 针对本工程主桁架结构特点及现场吊装要求,将其分成2个吊装单元,5个制作单元。每段主桁架的制作单元在工厂预拼装完成后,在现场组成吊装单元。拼装采用全站仪进行控制,构件连接端采用连接板和样冲点进行定位安装。,3.3 多管相贯节点下料,用X-Steel建立三维线框模型,将此模型转换成DXF格式,输入WIN3D设计软件进行对相关杆件进行相关分析。用分析后的数据确定加工设备、切割速度等元素并形成
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