港口客运大楼曲面网架施工技术

武汉港客运大楼乙区的客运港中央大厅,采用网架结构。网架长71.705m,宽30m,面积2151.l5

m2总重158.40t。网架由34个支座支撑在K、B两轴混凝土桁架式拱形梁上。网架支座的最低标高为10.134m,最高标高为21.643m,网架支座最大高差11.5m。网架采用大跨度非对称钢管空心球节点正放四角锥曲面网架的形式。

该工程受乙区大厅的结构所限,不能采用传统的地面拼装焊接扒杆整体吊装就位方案施工,只能利用现场已有的法国400t·m塔吊,在地面胎具上制成4种小单元(图6-11-1)。乙区大厅内搭设阶梯式满堂脚手架,在脚手架上进行网架的拼装和焊接工作。用塔式起重机将预制小单元吊装就位,就位后的小单元与散件在空中拼装焊接。

第1章

施工准备

第1节

绘制施工图

为方便网架施工班组人员理解网架图,将1/2网架设计图适当缩小比例后,直接绘制全图并分小单元图。按轴线位置进行施工编号,并在图上分别注明各杆件的直径、下料长度,编制杆件的汇总表,以减少现场放样时间,提高工效。

第2节

绘制胎具加工图

胎具加工图如图6-11-2。活动调节胎具用于制作小单元①、②和③,可调槽钢用于制作小单元④。

第3节

搭设满堂脚手架

满堂脚手架应按阶梯式搭设。搭设范围为1~17轴及B、K段内全部面积。砖墩用MU10普通粘土红砖、M5水泥砂浆砌筑,再用M10水泥砂浆找平,厚度30mm。根据图纸要求,跨度方向中间最大起拱值为50mm,砖墩砌筑时增加20mm,网架拼装下沉后仍可满足设计要求(图6-11-3)。

第2章

施工顺序和施工方法

第1节

施工顺序

第2节

主要施工方法

杆件下料→端头加工→除锈→小单元制作→高空拼装及吊装→网架整体焊接→探伤试验→油漆→验收。

1.各种杆件按网架翻样图下料并用车床加工出45°角焊接坡口。经加工的杆件应及时按翻样图编号,注明跨间、上、下、斜和腹杆件直径、长度。下料长度必须准确,钢管端面必须与管轴垂直。为满足下料尺寸要求,由钳工车间制作靠模和手工旋转机,边割边旋转,以确保下料平整垂直。加工时采用可调整尾座,以托住钢管露出车床部分。

钢管下料长度除考虑节点间距和钢球半径外,还应注意钢管与钢球间的相贯尺寸和焊缝焊接收缩量。为保证焊缝成型良好,改善焊接质量,下弦杆件全部增加内衬套。衬套用材质相同的钢板卷成。

钢管下料长度L按下式计算(图6-11-4)2;

Ls=L－()－()－t衬+t焊

式中L—两球心间距离;.;

;

t衬—钢管与钢球间隙,每个接头比钢管外露2mm;

t焊—焊接收缩尺寸,每道焊缝增加1.5mm。

2.根据施工顺序进行小单元预制，尺寸误差不得大于1/10000,并根据总拼施工图进行编号。焊接小单元时应采用合理的工艺,防止因焊接产生应力变形。.3.将小单元依次吊于满堂脚手架砖墩上进行拼装。以8轴线为基准,利用水平仪和经纬仪控制标高和轴线,然后依次连接,形成下弦壳体。

4.下弦壳体拼装后,经检查确认无误再拼装单元桁架。仍以8轴线为基准,用经纬仪找正。桁架拼装后再依次拼装斜腹杆和中间人字球。

斜腹杆和中间人字球拼装后,再依次连接上弦杆,使之成为整体,经检查确认无误后再进行整体焊接。

5.网架整体焊接:网架整体焊接仍从8轴线开始,左右斗上下对称排列,16名焊工同时施焊。上弦8名焊工,下弦8名焊工。焊接均采用同步倒退焊接法。网架施焊必须保谊.同步,以减小变形。

第3章

网架质量控制

1.安装就位和整体焊接前,不得焊接支座底板和柱顶预埋铁件,以免网架焊接后收缩应力过大拉裂焊缝。支座底板与柱顶预埋件应待网架全部焊完并安装就位后焊在一起。根据测量结果得出沿跨度方向拼装前网架总长度为30.028m,焊接后网架长度为30.005m,平均收缩量为23mm,按原装下料加放1.5~2mm完全符合要求。

2.控制焊接变形是网架施工的关键,应合理选择坡口形状、焊条直径、焊缝形式和整个网架施焊顺序。由于钢球与管连接处只能单面施焊,无法清根,有的部位仰焊,所以对杆件的端部对接焊缝,应选择合理的焊接工艺和适当的焊条并确定电流大小。应严格遵守操作规程,力求缺陷最少并消除未焊透现象。

外观检查表明,网架焊缝无明显夹渣、空洞、咬边等缺陷。对下弦杆件抽取40根、80个端点进行无损探伤检验,全部符合二级焊缝要求。