高空大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝及斜軌累積滑移施工技術(shù)

高空大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝及斜軌累積滑移技術(shù)研究報告1立項(xiàng)背景北京XX大廈中庭屋蓋鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（見圖1）采用的是三向網(wǎng)格單層圓柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，桿件采用不等厚焊接方管，鑄鋼節(jié)點(diǎn)，跨度33.6m，長度92.4m，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)矢高為4.32米，距地面高度47.4m。如何保證施工安全，確保施工質(zhì)量目標(biāo)（經(jīng)濟(jì)性、工期）。加工、拼裝等難度。因此，對大跨度單層圓柱面網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)的施工安裝技術(shù)及相應(yīng)施工分析理論的研究非常必要，這不僅對完成XX大廈中庭屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有重要意義，而且對同類工程的建設(shè)具有非常重要借鑒意義。圖1XX大廈中庭屋蓋單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圖1XX大廈中庭屋蓋單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)2項(xiàng)目概況XX大廈工程位于北京市XX區(qū)XX危改區(qū)8-2#地塊，南起XX胡同，北至XX大街，東起XX西街，西至XX東路。工程占地面積17644平方米，總建筑面積128580平方米，建筑高度55米，地上11層，地下3層，主體結(jié)構(gòu)體系為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。XX大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用的是三向網(wǎng)格單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼兩端支座位于F11高度處（結(jié)構(gòu)標(biāo)高為46.4米），支座采用抗震單向可動球形鋼支座。屋蓋頂面為采光玻璃屋面。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)跨度33.6m，長度92.4m，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)矢高為4.32米，但是由下部混凝土結(jié)構(gòu)中心線至屋蓋結(jié)構(gòu)中心線距離為5.25米，由周邊主體混凝土結(jié)構(gòu)如柱、梁和墻等共同支撐。大量的工程事故調(diào)查表明，無論是發(fā)達(dá)的西方國家還是發(fā)展中國家，大約60%一90%的工程事故都是發(fā)生在施工階段。對大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)而言，由于其結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，施工方法和施工工藝繁瑣，在施工階段出現(xiàn)風(fēng)險概率要比其他結(jié)構(gòu)如混凝土結(jié)構(gòu)要高。XX大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式新穎，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，工期緊張，質(zhì)量要求高。為保質(zhì)保量完成業(yè)主確定的6.30目標(biāo)，XX大廈項(xiàng)目經(jīng)理部成立科技攻關(guān)小組，多次聘請專家講評及工程實(shí)地調(diào)研，對多種施工方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)對比分析，綜合考慮XX大廈結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場情況及安全防護(hù)等要素，最終確定高空累積滑移的施工方案。3開發(fā)思路與攻關(guān)目標(biāo)為使本成果的開發(fā)具有先進(jìn)性和適用性，為國內(nèi)大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的建設(shè)起到示范作用，我們針對該工程的建筑造型新穎、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜以及工程體量大、專業(yè)配合性強(qiáng)、施工管理難度大等特點(diǎn)，形成具有突破性和創(chuàng)新性的關(guān)鍵技術(shù)，并開發(fā)出一系列具有推廣價值的新技術(shù)。整個開發(fā)過程遵循以下幾條思路：1）技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)工作貫穿于施工的全過程；2）已有技術(shù)的移植，多種技術(shù)的綜合配置和利用；3）積極開發(fā)和推廣應(yīng)用施工的新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備；4）通過發(fā)表論文，總結(jié)施工工法，普及推廣設(shè)計(jì)施工技術(shù)成果。在研究方法上，我們一方面以北京XX大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程為載體，積極進(jìn)行高空大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工系列技術(shù)的開發(fā)與研究。另一方面，我們將已經(jīng)實(shí)踐的施工技術(shù)以及充分挖掘公司以往積累起來的施工數(shù)據(jù)，經(jīng)深層加工和理論探索，最終形成一套較完整的高空大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工工法，直接用于指導(dǎo)施工建設(shè)。4關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新我單位在北京XX大廈屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工中，成立科技攻關(guān)小組，本著少投入、多產(chǎn)出、高效益的原則，進(jìn)行了積極探索，不斷實(shí)踐，創(chuàng)新總結(jié)了連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、滑移單元的設(shè)計(jì)、拼裝胎架的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)、斜軌滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)、滑移單元拼裝施工技術(shù)、累積滑移同步控制技術(shù)等六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。形成了高空大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝及斜軌累積滑移施工工法和科技論文，并獲得公司級優(yōu)秀工法和優(yōu)秀論文。大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工過程中，許多的施工工藝在國內(nèi)還未有可行的標(biāo)準(zhǔn)及成熟的工藝可參考、應(yīng)用，對應(yīng)用的新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法，我們在應(yīng)用的過程中加以了總結(jié)。1）連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)XX大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用的是三向網(wǎng)格單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，受力桿件采用不等厚焊接方管，連接節(jié)點(diǎn)沒有采用通用的焊接球、螺栓球節(jié)點(diǎn)，而是創(chuàng)新性地采用了鑄鋼節(jié)點(diǎn)。2）滑移單元的設(shè)計(jì)XX大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)在累積滑移過程中共分為六榀，本技術(shù)對滑移單元劃分的原則進(jìn)行了總結(jié)、歸納。3）拼裝胎架的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)拼裝胎架根據(jù)大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的幾何尺寸及矢高進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合滑移單元的設(shè)計(jì)，利用一個滑移單元的場地面積，完成整個網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的拼裝。節(jié)省了工作場地，并可同時與土建、幕墻等其他專業(yè)平行施工，可以比計(jì)劃工期提前完成鋼結(jié)構(gòu)的施工。拼裝胎架經(jīng)過設(shè)計(jì)及計(jì)算，并經(jīng)施工實(shí)踐滿足了正常的安全文明施工需要，同時其成功應(yīng)用為類似工程的胎架施工提供了可以借鑒的先例。4）斜軌滑移系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)斜向軌道的設(shè)計(jì)在國內(nèi)屬于首次應(yīng)用，在XX大廈工程的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及總結(jié)的成熟技術(shù)，為今后類似工程滑移系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。5）滑移單元拼裝技術(shù)滑移單元拼裝技術(shù)提出了對稱安裝、對稱施焊及同步對稱卸載技術(shù)，為保證大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的拼裝質(zhì)量提供了技術(shù)保障。6）累積滑移同步控制技術(shù)本工程累積滑移使用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，創(chuàng)新性地在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)下端設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉索控制同步的措施。5工藝流程桿件在加工廠下料及制作好后運(yùn)到施工現(xiàn)場，利用塔吊將散件吊裝到作業(yè)面上進(jìn)行拼裝，在拼裝胎架上組裝成滑移單元后，采用液壓千斤頂同步累積滑移，沿滑軌向前滑移一個滑移單元的間距，在滑移下一安裝單元前，填充兩滑移單元間的聯(lián)系腹桿，將剩余滑移單元分別高空組裝完成并逐步累積滑移到位。累積滑移施工技術(shù)的工藝流程圖見圖7.1-1。拼裝胎架搭設(shè)拼裝胎架搭設(shè)滑移軌道安裝第一滑移單元拼裝焊接安裝單元卸載、脫胎第一滑移單元滑移胎架支架標(biāo)高調(diào)整、軸線檢查第二滑移單元拼裝焊接重復(fù)上述步驟，逐段拼裝，一同滑移到位網(wǎng)殼整體卸載，滑軌拆除，支座安裝總體驗(yàn)收竣工拼裝胎架放線胎架驗(yàn)收滑移牽引設(shè)備安裝質(zhì)檢、刷漆桿件下料、制作材質(zhì)抽檢焊工資格考試進(jìn)場驗(yàn)收第一、二滑移單元對接、滑移圖7.1-1拼裝及累積滑移施工技術(shù)工藝流程圖6關(guān)鍵技術(shù)6.1連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)1連接節(jié)點(diǎn)的選型節(jié)點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)中傳力單元，在整個結(jié)構(gòu)中取到了舉足輕重的作用，節(jié)點(diǎn)的性能直接對結(jié)構(gòu)的整體性能產(chǎn)生影響。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)選型的原則：1)、能滿足承載力要求；2)、便于桿件與節(jié)點(diǎn)的施焊，能滿足焊接要求；3)、利于網(wǎng)殼滑移單元的拼裝，能滿足拼裝精度要求。XX大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用的是三向網(wǎng)格單層柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，受力桿件采用不等厚焊接方管，連接節(jié)點(diǎn)沒有采用通用的焊接球、螺栓球節(jié)點(diǎn)，而是創(chuàng)新性地采用了鑄鋼節(jié)點(diǎn)。以跨中節(jié)點(diǎn)為例，跨中節(jié)點(diǎn)最初為板焊接節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過科技攻關(guān)小組研究及咨詢相關(guān)專家意見，考慮便于拼裝及控制焊接變形，由板焊接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化為-1-b圖中所示的具有六個對接口的鑄鋼節(jié)點(diǎn)，并最終優(yōu)化為具有兩個對接口加兩塊耳板的形式。跨中節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化過程見圖7.2.1-1。圖-1華能大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼節(jié)點(diǎn)圖圖-1華能大廈中庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼節(jié)點(diǎn)圖c.優(yōu)化后的鑄鋼節(jié)點(diǎn)b.優(yōu)化前的鑄鋼節(jié)點(diǎn)a.最初的板焊接節(jié)點(diǎn)2鑄鋼節(jié)點(diǎn)的計(jì)算1)、節(jié)點(diǎn)類型及材料XX大廈網(wǎng)殼的全部節(jié)點(diǎn)為管節(jié)點(diǎn)，均采用鑄鋼連接件，具有構(gòu)造簡單、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，且能保證匯交桿件交于一點(diǎn)。如圖-2所示，屋蓋中的鑄鋼節(jié)點(diǎn)共有4種類型，為方便標(biāo)識，將各類型的節(jié)點(diǎn)分別編號為A、B、C和D。表1.1為各節(jié)點(diǎn)的材料特性。(a)節(jié)點(diǎn)A：跨中節(jié)點(diǎn)(b)節(jié)點(diǎn)B：端部支承節(jié)點(diǎn)(a)節(jié)點(diǎn)A：跨中節(jié)點(diǎn)(b)節(jié)點(diǎn)B：端部支承節(jié)點(diǎn)圖-2各節(jié)點(diǎn)示意圖圖-2各節(jié)點(diǎn)示意圖(d)節(jié)點(diǎn)D：縱邊支承節(jié)點(diǎn)(c)節(jié)點(diǎn)C：縱邊非支承點(diǎn)表-1鑄鋼的材料特性XX大廈中庭屋蓋蓋鑄鋼件材質(zhì)質(zhì)鑄件編號材質(zhì)參照標(biāo)準(zhǔn)有限元節(jié)點(diǎn)ZG1-1ZG275-4885HGB/T76599-19877AZG1-3CZG1-4Q390成分參照:GB//T30777-19999中27SiMMnDZG1-5性能參照:GB//T15911-19944中Q390ZG2-1ZG275-4885HGB/T76599-19877ZG2-3BZG3-1ZG3-3ZZ-X1Q390成分參照:GB//T30777-19999中27SiMMnDZZ-X2性能參照:GB//T15911-19944中Q390Q390拉伸性能≥沖擊性能≥σsσbδ5AKVMpa%J3304901934ZG275-4885H拉伸性能≥沖擊性能≥σsσbδ5AKVMpa%J27548520222)、節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分析在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)起著連接匯交桿件、傳遞荷載的重要作用，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)對網(wǎng)殼的安全度、用鋼量指標(biāo)以及工程造價都有直接影響。由于鑄鋼連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造不同于傳統(tǒng)的焊接空心球節(jié)點(diǎn)或螺栓球節(jié)點(diǎn)，匯交桿件的多向性使其受力較為復(fù)雜，因而必須對這些鑄鋼節(jié)點(diǎn)在不利荷載工況作用下的應(yīng)力進(jìn)行分析，對其彈塑性極限承載力進(jìn)行計(jì)算，并對其安全性作出評價，以保證整個結(jié)構(gòu)的安全使用。下面分別對各節(jié)點(diǎn)在其控制性荷載工況作用下的應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。因?yàn)殍T鋼為塑性金屬材料，宜采用MISES應(yīng)力來判斷其安全性。根據(jù)《建筑用鑄鋼節(jié)點(diǎn)技術(shù)規(guī)程》（送審稿）規(guī)定，當(dāng)每一節(jié)點(diǎn)的最大折算應(yīng)力（MISES應(yīng)力）不超過材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時即認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)是安全的。(1）節(jié)點(diǎn)Aa單元剖分圖在利用有限元程序ANSYS分析該節(jié)點(diǎn)時，為了精確模擬其受力性能，采用三維實(shí)體單元（SOLID92）對幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，整個模型共有單元103969個，節(jié)點(diǎn)160019個，如圖-3所示。圖-3節(jié)點(diǎn)A有限元模型圖-3節(jié)點(diǎn)A有限元模型b模型的加載方法因?yàn)楣?jié)點(diǎn)為自平衡受力體系，計(jì)算時約束其中一個縱桿桿端為固定端，以防止出現(xiàn)剛體位移，再將整體結(jié)構(gòu)分析中各桿所受的內(nèi)力施加在各桿端部斷面上。最后比較固定端的約束反力和該桿端的內(nèi)力大小是否相等，來判斷模型計(jì)算結(jié)果的正確性。驗(yàn)算結(jié)果表明如上計(jì)算方法正確可行。c節(jié)點(diǎn)A荷載根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取位于跨中的三個不同部位上的節(jié)點(diǎn)A受力情況為控制工況。為方便標(biāo)識，將節(jié)點(diǎn)A相連的各桿件編號為圖-4中所示數(shù)字，各荷載工況下的桿端內(nèi)力值列入表。圖-4節(jié)點(diǎn)A各桿件單元編碼圖圖-4節(jié)點(diǎn)A各桿件單元編碼圖表-2節(jié)點(diǎn)A各工況的桿端內(nèi)力值表-2節(jié)點(diǎn)A各工況的桿端內(nèi)力值節(jié)點(diǎn)A(單位：KNm))桿件編號658965906591659285258526工況1Fx-307.8288-58.41211-70.804885170.8512677243.933Fy-517.494496.4705125.478885296.574-0.021300355-1.0181556Fz284.778-59.41555-60.775555-147.44337-3.1646-2.0525Mx-14.147999-1.32288862.827835512.97269950.67206115-1.00256625My9.39394-1.0609662.4047655-8.547811-12.70499410.5149775Mz-2.1013550.35914111.32113330.582761155.0323355-5.1945225工況2Fx-96.37844570.804855-60.122665104.21477-183.5677165.055Fy-169.7099-125.478885109.034445187.22955-0.016688475-1.06571125Fz83.267358.6466-45.245555-80.231335-1.6108441-2.903699Mx-9.913944-2.4489993.16272559.71880.22766775-0.745633My5.94637-0.96308892.1731655-6.310077-9.0207998.1750155Mz-1.82055551.25922880.75528665-0.15111173.36398-3.406899工況3Fx-195.95885-14.242772-67.992775107.4289915.5181885155.256Fy329.47355-23.46244-119.779965-186.7011-0.365722150.8340488Fz181.713-17.11966-57.823005-92.144665-0.66170005-2.051488Mx8.70876552.1919355-2.6888995-8.570944-0.34151130.70115My5.90775-1.74275551.9686855-5.6124665-7.8158557.29506Mz1.39272445-0.1919553-0.9229773-0.28209905-3.50239953.50706d各工況內(nèi)力驗(yàn)算及結(jié)果分析彈性計(jì)算時，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取位于跨中的三個不同部位上的節(jié)點(diǎn)A受力情況為控制工況，保證在此荷載作用下，鑄鋼節(jié)點(diǎn)處于彈性受力狀態(tài)。工況一：計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)MISES應(yīng)力分布如圖-5a、b（a圖是整體觀察節(jié)點(diǎn)A的應(yīng)力分布圖，b圖是應(yīng)力局部放大圖）所示?？梢钥闯觯?jié)點(diǎn)A在該工況下的應(yīng)力分布具有以下規(guī)律：節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布主要可劃分為三類區(qū)域：鑄鋼件（縱桿）與相焊接的受力較大的Q235鋼管（斜桿）的連接區(qū)域應(yīng)力較大，高于200MPa，但該區(qū)域主要為三向受壓狀態(tài)；受力較大的斜桿端部受力其次，約為120MPa；遠(yuǎn)離此處的節(jié)點(diǎn)區(qū)域的應(yīng)力水平則較低，大多在70MPa以下。a）工況1a）工況1圖-5MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）b)工況1－局部b.節(jié)點(diǎn)A在該工況荷載的作用下，最大MISES應(yīng)力（三向受壓）達(dá)230.133MPa，小于材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的1.2倍。位于鑄鋼桿件與受力較大的Q235斜鋼管相焊接的區(qū)域。該焊縫等級不低于二級，與Q235鋼等強(qiáng)，取其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=200MPa，則節(jié)點(diǎn)上最大MISES應(yīng)力值小于1.2f。參照《建筑用鑄鋼節(jié)點(diǎn)技術(shù)規(guī)程》送審稿條，可以認(rèn)為，節(jié)點(diǎn)的受力滿足規(guī)程要求，但該處為焊縫區(qū)，因此實(shí)際加工時應(yīng)嚴(yán)格保證此焊縫施工質(zhì)量，控制其尺寸、角度及表面光潔度，確保其倒角與有限元分析模型一致，強(qiáng)度與母材等強(qiáng)。工況二：如圖-6所示，節(jié)點(diǎn)在工況2作用下的應(yīng)力分布與工況1時類似，最大應(yīng)力也是出現(xiàn)在鑄鋼件（縱桿）與Q235鋼管（斜桿）相焊接的區(qū)域?？梢钥闯?，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值比工況1作用下要小，最大MISES應(yīng)力值僅為135.821Mpa，整個節(jié)點(diǎn)受力處在彈性范圍之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)是安全的。圖-6工況2下的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖-6工況2下的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）工況三如圖-7所示，節(jié)點(diǎn)在工況3作用下的應(yīng)力分布與工況1、2類似，最大應(yīng)力也是出現(xiàn)在鑄鋼件（縱桿）與Q235鋼管（斜桿）相焊接的區(qū)域。節(jié)點(diǎn)的最大MISES應(yīng)力值為161.249Mpa，整個節(jié)點(diǎn)受力處在彈性范圍之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)是安全的。圖-7工況3下的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖-7工況3下的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）三種控制工況下的節(jié)點(diǎn)受力分析表明，在設(shè)計(jì)荷載作用下，鑄鋼節(jié)點(diǎn)A滿足《建筑用鑄鋼節(jié)點(diǎn)技術(shù)規(guī)程》送審稿的要求。(2)節(jié)點(diǎn)Ba單元剖分圖同樣采用三維實(shí)體單元（SOLID92）對節(jié)點(diǎn)B的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，整個模型共有單元117968個，節(jié)點(diǎn)196604個，如圖-8所示。圖-8節(jié)點(diǎn)B有限元模型圖-8節(jié)點(diǎn)B有限元模型b模型的加載方式節(jié)點(diǎn)B的加載方式與A類似，邊界約束施加于長（端）桿端部。c節(jié)點(diǎn)B荷載根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取柱殼上的二個不同部位的節(jié)點(diǎn)B受力情況作為控制工況。節(jié)點(diǎn)B相連的各桿件編號及兩控制荷載工況下的桿端內(nèi)力值分別如圖-9和表7.2.1-3所示。圖-9節(jié)點(diǎn)B各桿件單元編碼圖圖-9節(jié)點(diǎn)B各桿件單元編碼圖表-3節(jié)點(diǎn)B各工況的桿端內(nèi)力值表-3節(jié)點(diǎn)B各工況的桿端內(nèi)力值節(jié)點(diǎn)B(單位：KNm))桿件編號655965618479868686878478工況1Fx-104.666654.795675599.223.59583-3.3656220.4128644Fy-180.09555-5.3522111.12248005201.83555-41.66066524.154455Fz82.7974552.07090.9804433-77.69988516.688255-12.923662Mx7.219241.08502110.7710699-12.0516664.41958-1.4408664My-3.31982252.945882.76496552.47232550.3616133-5.2261995Mz1.411.57686-0.208288252.69963.3857155-8.862955工況2Fx3.46867-121.608845129.200775-3.242366-8.28894450.46480445Fy-214.0122209.843-1.335488447.421955-17.965445-23.95322Fz-82.9366697.6200551.4592322518.5402-7.584822-15.179555Mx6.0196655-3.921966-0.70134491.4647188-4.2192331.35739115My2.23599-1.87969951.947980.296075554.2043-6.804666Mz-2.650811-1.13697755-0.10734449-3.147922-1.58238.6250855d各工況內(nèi)力驗(yàn)算及結(jié)果分析根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取網(wǎng)殼上的二個不同部位的節(jié)點(diǎn)B受力情況作為控制工況，因此，節(jié)點(diǎn)B的彈性驗(yàn)算有二種工況。e結(jié)果分析工況1和工況2計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)MISES應(yīng)力分布如圖-10a、b（a、b圖視角不同）所示?？梢钥闯?，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布具有以下規(guī)律：應(yīng)力較大區(qū)域主要集中在鑄鋼桿件和Q235鋼管的連接焊縫端部，而其他區(qū)域應(yīng)力水平大都較低。兩個工況中，節(jié)點(diǎn)的最大MISES應(yīng)力為204.467MPa，因此，節(jié)點(diǎn)B在設(shè)計(jì)荷載作用下強(qiáng)度滿足要求。圖a)工況1圖-10節(jié)點(diǎn)B的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖a)工況1圖-10節(jié)點(diǎn)B的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖a)工況1圖-10節(jié)點(diǎn)B的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖-10節(jié)點(diǎn)B的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖b)工況2圖b)工況2(3）節(jié)點(diǎn)Ca單元剖分圖同樣采用三維實(shí)體單元（SOLID92）對節(jié)點(diǎn)C的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，整個模型共有單元123634個，節(jié)點(diǎn)187339個，如圖-11所示。圖-11節(jié)點(diǎn)C有限元模型圖-11節(jié)點(diǎn)C有限元模型b模型的加載方式節(jié)點(diǎn)C的加載方式與節(jié)點(diǎn)A、B類似，約束施加于鑄鋼桿件的端部。c節(jié)點(diǎn)C荷載根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取柱殼上的二個不同部位的節(jié)點(diǎn)C受力情況作為控制工況。與節(jié)點(diǎn)C相連的各桿件編號及其在兩荷載工況下的桿端內(nèi)力值分別如圖-12和表7.2.1-4所示。圖-12節(jié)點(diǎn)C各桿件單元編碼圖圖-12節(jié)點(diǎn)C各桿件單元編碼圖表-4節(jié)點(diǎn)C各工況的桿端內(nèi)力值表-4節(jié)點(diǎn)C各工況的桿端內(nèi)力值節(jié)點(diǎn)C(單位：KNm))桿件編號6605662285728571工況1Fx-58.73355-62.042885-161.4344282.212Fy-97.84511103.182775-7.9532222.6125Fz61.020655-54.893665-13.529997513.3646995Mx4.90174-5.8284775-1.23885572.1652855My-3.680466-4.7445112.392386.0329855Mz0.25094770.031418835-1.9296991.64729工況2Fx-29.512445-27028885-86.35622Fy-49.5949945.584455-3.4962337.5133355Fz-24.1927729.374412.1492005-11.368778Mx5.54988-4.737188-1.8463331.0338566My-4.2038005-3.1267777.255840.07446119Mz-0.6434665-0.62516690.17569441.0925933d各工況內(nèi)力驗(yàn)算及結(jié)果分析根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取柱殼上的二個不同部位的節(jié)點(diǎn)C受力情況作為控制工況，因此，節(jié)點(diǎn)C的彈性驗(yàn)算有二種工況。e結(jié)果分析工況1和工況2計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)C的MISES應(yīng)力分布如圖4.3a、b所示?？梢钥闯?，除焊縫部位，節(jié)點(diǎn)C上的應(yīng)力分布較為均勻，且應(yīng)力值較低，基本在20～40MPa之間。這與C節(jié)點(diǎn)的所在位置（網(wǎng)殼的縱邊界上且無支承）有關(guān)，由于所連的桿件內(nèi)力均較小，在節(jié)點(diǎn)的鑄鋼件和鋼管相連接的焊縫部位，盡管有應(yīng)力集中，最大應(yīng)力也僅為80.11MPa，因此，C節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)荷載作用下受力安全。a)工況1a)工況1b)工況2圖-13節(jié)點(diǎn)C的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）(4)節(jié)點(diǎn)Da單元剖分圖節(jié)點(diǎn)D由三部分構(gòu)成，上半部分由Q235管件與鑄鋼單耳板焊接組成，下半部分為鑄鋼雙耳板和底座，上下兩部分通過40Cr銷栓連接。采用三維實(shí)體單元（SOLID92）對節(jié)點(diǎn)D的各部分幾何模型分別進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對焊縫和部分角度尖銳或狹長的曲面部分進(jìn)行了單元細(xì)化，整個模型共有單元184127個，節(jié)點(diǎn)274561個，如圖-14所示。圖-14節(jié)點(diǎn)D有限元模型圖-14節(jié)點(diǎn)D有限元模型b模型的加載方式節(jié)點(diǎn)D的加載方式與前述節(jié)點(diǎn)不同。由于整個節(jié)點(diǎn)上、下兩部分可以繞銷栓自由轉(zhuǎn)動，因此，如果將其作為整體施加荷載，即便約束其中一個桿端，節(jié)點(diǎn)自身仍為機(jī)構(gòu)，所加力系有微小誤差時節(jié)點(diǎn)就會產(chǎn)生剛體轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果無法收斂，因此，節(jié)點(diǎn)D的加載按其構(gòu)造分為3部分進(jìn)行。如圖-15所示，首先對節(jié)點(diǎn)的上半部分進(jìn)行加載。約束其所連桿件中的一個桿端，將整體結(jié)構(gòu)分析得到的各控制工況桿件內(nèi)力施加于其它桿件端部，并將銷栓反力沿其作用方向轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力形式加于耳板的銷栓孔面上，比較約束桿端支反力和該桿端的內(nèi)力大小，發(fā)現(xiàn)誤差小于5％，判斷加載正確后進(jìn)行節(jié)點(diǎn)上半部分的應(yīng)力計(jì)算；然后根據(jù)上部節(jié)點(diǎn)的銷栓孔面應(yīng)力推導(dǎo)下部結(jié)構(gòu)耳板的銷栓孔面反力，共同施加在銷栓上，驗(yàn)算銷栓的應(yīng)力和變形情況；最后將下半部分節(jié)點(diǎn)耳板內(nèi)的銷栓孔面壓應(yīng)力作為荷載，驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)下半部分耳板和底座的應(yīng)力。圖-15節(jié)點(diǎn)D的加載方式圖-15節(jié)點(diǎn)D的加載方式c節(jié)點(diǎn)D荷載根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取柱殼上的三個不同部位的支座節(jié)點(diǎn)D受力情況作為控制工況。節(jié)點(diǎn)D相連的各桿件編號及各控制荷載工況下的桿端內(nèi)力值分別如圖-16和表7.2.1-5所示。圖-16節(jié)點(diǎn)D各桿件單元編碼圖圖-16節(jié)點(diǎn)D各桿件單元編碼圖表-5節(jié)點(diǎn)D各工況的桿端內(nèi)力值表-5節(jié)點(diǎn)D各工況的桿端內(nèi)力值節(jié)點(diǎn)D(單位：KNm))桿件編號65896606857085716537工況1Fx306.235-315.7266289.975-280.48440Fy514.69955531.7384.93173-2.8197225-1048.5337Fz-286.9111-296.150051.9408833-15.877445602.96855Mx6.63907-6.2748221.77148-2.1357220My-6.081433-2.609288-16.13900524.82970Mz-0.012755632.142565.4254255-7.5552330工況2Fx232.686-258.5688176.94-151.0622050Fy391.434434.54355-4.6422665-4.457811-816.87335Fz-219.9022-244.49115-15.39677-15.386665501.152Mx0.872612250.87672-0.8895004-0.859822850My-1.6750661.59923-25.5983325.67440Mz-0.854711450.705324410.7162995-10.5669970工況3Fx-214.46775195.189-142.340035161.6310Fy-361.05335-328.042253.62529-2.8014225-688.2844Fz-202.2077-183.94005-14.648446-0.29926655407.049Mx4.221-5.08436651.82932-0.96603360My-1.828466-4.492600520.950055-14.6285590Mz-1.42145515-0.0573887957.39122-5.91233350d各工況內(nèi)力驗(yàn)算及結(jié)果分析由于節(jié)點(diǎn)D為網(wǎng)殼縱邊的主要支承節(jié)點(diǎn)，其鑄鋼件采用不同于前述節(jié)點(diǎn)的材質(zhì)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)為：屈服強(qiáng)度340MPa、抗拉強(qiáng)度490MPa。根據(jù)整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，取了三個不同部位的D節(jié)點(diǎn)受力情況作為控制工況進(jìn)行驗(yàn)算，即節(jié)點(diǎn)D的彈性驗(yàn)算有三種工況。e結(jié)果分析工況1、工況2和工況3計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)MISES應(yīng)力分布情況如圖-17a、b、c所示。可以看出，各工況作用下節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布類似，上半部分節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值相對較大，工況1為最不利工況。節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力可以區(qū)分為三類區(qū)域：耳板和銷軸的接觸面處、上部節(jié)點(diǎn)鑄鋼件與Q235鋼管件的連接區(qū)域及其他部位。節(jié)點(diǎn)內(nèi)的最大應(yīng)力出現(xiàn)在上部結(jié)構(gòu)鑄鋼單耳板和銷軸的接觸面上，在工況1中，該處的MISES應(yīng)力值達(dá)到293.137MPa；其次，在鑄鋼件與Q235鋼管的連接區(qū)域，焊縫端部應(yīng)力也較大（應(yīng)力集中），接近210MPa；而節(jié)點(diǎn)的其他部位應(yīng)力則較小，遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度。圖a)工況1圖a)工況1圖b)工況2圖b)工況2圖-17節(jié)點(diǎn)D的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖-17節(jié)點(diǎn)D的MISES應(yīng)力分布圖（單位：MPa）圖c)工況3節(jié)點(diǎn)D在各工況設(shè)計(jì)荷載的作用下，最大MISES應(yīng)力值低于材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，因此，整個節(jié)點(diǎn)受力處在彈性范圍之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)荷載作用下是安全的。f結(jié)論通過對四種鑄鋼節(jié)點(diǎn)在控制荷載工況組合作用下的受力分析，可得出以下結(jié)論：在設(shè)計(jì)荷載作用下，四種鑄鋼節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度均滿足要求，各種力學(xué)性能和構(gòu)造要求均滿足《建筑用鑄鋼節(jié)點(diǎn)技術(shù)規(guī)程》送審稿的要求。3、節(jié)點(diǎn)焊縫計(jì)算由于節(jié)點(diǎn)A的水平桿件與鑄鋼之間采用等強(qiáng)的熔透的對接焊縫（見圖-18），所以不必驗(yàn)算焊縫的承載力。四根斜鋼采用焊接與鑄鋼連接，所以必須驗(yàn)算焊縫的承載力。又因?yàn)楦鱾€區(qū)域的角度不同，故采用不同的焊縫連接（見圖-19），A區(qū)（上下翼緣）采用部分熔透對接焊縫，B區(qū)（腹板）和C區(qū)（腹板）采用角焊縫。A區(qū)（上下翼緣）主要承擔(dān)彎矩，B區(qū)（腹板）和C區(qū)（腹板）主要承擔(dān)剪力，軸拉力和軸壓力由A區(qū)（上下翼緣）、B區(qū)（腹板）和C區(qū)（腹板）一起承擔(dān)。圖-18水平管與鑄鋼對接連接圖-18水平管與鑄鋼對接連接圖-19斜管與鑄鋼連接示意圖-19斜管與鑄鋼連接示意節(jié)點(diǎn)A最不利荷載為：Mmax＝12.7KN·m；Vmax＝517KN；Nmax＝307KN；a.彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力：∵A區(qū)為單邊V型坡口部分焊透對接焊縫，∴he＝t－b－3＝24－3－2＝19mm，∴＝51MPab.剪力產(chǎn)生的應(yīng)力：∵B區(qū)和C區(qū)斜角角焊縫，BB區(qū)的角度為為φ＝62o，hf＝13mm，∴he＝(13－2)/((2sin((62/2)))＝10；C區(qū)的角度為φ＝336o；hf＝13mm，∴he＝(13－2)/((2sin((36/2)))＝17；取he＝17－66＝11mm；∴＝114MPa；c.軸力（拉或彎）產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力：：＝50MPa∴A區(qū)單邊V型坡口部部分焊透對接接焊縫的承載載力為：＝50＋51＝101MPa＜＜205MMPa∴承載力滿足要求?！郆區(qū)和C區(qū)斜角角焊縫的承承載力為：＝123MPa＜＜160MMPa∴承載力滿足要求。由于節(jié)點(diǎn)B、C、D的連接焊縫縫與節(jié)點(diǎn)A類似，經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)算，焊縫承承載力滿足要要求。2滑移單元的設(shè)計(jì)滑移單元根據(jù)工程程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)構(gòu)滑移方式合合理劃分滑移移單元，滑移移單元的合理理劃分對滑移移時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定性、累積積滑移能否順順利施工起著著至關(guān)重要的的作用。劃分滑移單元的原原則主要有：：1、滑移單元必須是是自穩(wěn)定的結(jié)結(jié)構(gòu)體或通過過加固和架設(shè)設(shè)臨時支撐形形成穩(wěn)定的滑滑移單元，滑滑移就位后將將臨時支撐拆拆除；2、牽引設(shè)備的選型型，必須有足足夠的牽引能能力。北京XX大廈中庭庭屋蓋網(wǎng)殼鋼鋼結(jié)構(gòu)位于⑸⑸～⒃/D~H區(qū)域，共11跨，長92.4m，分為六個滑滑移單元，其其中前五個滑滑移單元為每每兩跨一個滑滑移單元，最最后一跨為一一個滑移單元元，如圖-1所示。安裝單元一安裝單元一安裝單元二安裝單元三安裝單元四安裝單元五安裝單元六圖-1滑移單單元劃分3拼裝胎架的設(shè)計(jì)和和施工技術(shù)結(jié)構(gòu)施工的過程是是由局部到整整體的過程，結(jié)結(jié)構(gòu)未成型之之前尚不能完完全靠自身承承載或保持穩(wěn)穩(wěn)定，因此無無論混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)構(gòu)在其建造過過程中總是需需要支撐。拼拼裝胎架指在在鋼結(jié)構(gòu)安裝裝過程中支撐撐臨時結(jié)構(gòu)體體系、保持結(jié)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定直至至其拆除后結(jié)結(jié)構(gòu)成型的支支撐系統(tǒng)。目目前，適用于于鋼結(jié)構(gòu)支撐撐胎架的國家家或地方規(guī)程程未頒布。由于拼裝胎架貫穿穿鋼結(jié)構(gòu)施工工安裝全過程程，這期間胎胎架與結(jié)構(gòu)是是作為一個整整體共同作用用，故需要有有較高的剛度度、承載力和和穩(wěn)定性。施施工完畢后卸卸載階段是由由施工體系向向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體體系轉(zhuǎn)換的過過程，故需要要拼裝胎架有有較好的可調(diào)調(diào)控性。大跨跨度圓柱面單單層網(wǎng)殼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)工程體量量大，拼裝胎胎架系統(tǒng)地用用量大，胎架架系統(tǒng)的選型型及其經(jīng)濟(jì)性性是一項(xiàng)重要要指標(biāo)。此外外，拼裝胎架架的卸載順序序?qū)χ翁ゼ芗苁芰徒Y(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力分分布也將造成成影響。7..2.3.1工藝流程拼裝胎架的工藝流流程如圖7..2.3-1所示。3.1施工準(zhǔn)備1、施工前按照拼裝裝胎架設(shè)計(jì)與與搭設(shè)方案中中的有關(guān)要求求，向搭設(shè)和和使用人員進(jìn)進(jìn)行技術(shù)交底底；拼裝胎架的設(shè)計(jì)與計(jì)算拼裝胎架的設(shè)計(jì)與計(jì)算脫胎時刀板的卸除刀板的校正、安裝滑移完胎架的拆除定位放線胎架支敦的安裝胎架立柱的安裝胎架立板、刀板的安裝胎架驗(yàn)收合格不合格桿件拼裝、焊接滑移單元驗(yàn)收、脫胎合格不合格現(xiàn)場培訓(xùn)與交底胎架材料加工、制作圖-1拼裝胎架施工流程圖2、按照標(biāo)準(zhǔn)要求對對材料等進(jìn)行行檢查驗(yàn)收，不不合格產(chǎn)品不不得使用；經(jīng)經(jīng)檢查合格的的材料應(yīng)按品品種、規(guī)格分分類，堆放整整齊平穩(wěn)，堆堆放場地不得得有積水；3、對經(jīng)緯儀、電焊焊機(jī)等機(jī)械設(shè)設(shè)備進(jìn)行檢查查、試運(yùn)行，以以保證施工的的正常進(jìn)行；；4、對拼裝場地進(jìn)行行清理，清除除搭設(shè)場地內(nèi)內(nèi)的雜物，平平整搭設(shè)場地地，并使排水水暢通；5、檢查場地內(nèi)的安安全防護(hù)措施施，確保安全全第一、預(yù)防防為主的原則則。3.2設(shè)計(jì)與計(jì)算拼裝胎架的設(shè)計(jì)原原則如下：1、拼裝胎架的水平平位置及標(biāo)高高的控制點(diǎn)通通過軸線及節(jié)節(jié)點(diǎn)來控制的的，但根據(jù)施施工的具體要要求，胎架設(shè)設(shè)置應(yīng)避開節(jié)節(jié)點(diǎn)位置，滿滿足焊工的施施焊空間；2、胎架必須保證有有足夠的剛度度和穩(wěn)定性，且且必須保證胎胎架上口水平平度，另外為為了便于網(wǎng)殼殼的滑移就位位，網(wǎng)殼定位位塊的位置須須避免與網(wǎng)殼殼滑移時碰撞撞；3、在組裝平臺上劃劃出構(gòu)件端面面定位線、中中心線及分段段長度位置線線，作為網(wǎng)殼殼拼裝單元驗(yàn)驗(yàn)收的依據(jù)；；4、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的預(yù)起起拱是由胎架架的實(shí)際尺寸寸來決定的，在在設(shè)置胎架時時胎架的尺寸寸必須考慮預(yù)起拱的具具體數(shù)值。由于拼裝胎架的重重要性，需對對其進(jìn)行詳細(xì)細(xì)的驗(yàn)算。設(shè)設(shè)計(jì)時應(yīng)對其其單肢穩(wěn)定、整整體穩(wěn)定進(jìn)行行驗(yàn)算，并估估算其沉降量量。沉降量不不宜過大，并并應(yīng)采取措施施，能在施工工中可隨時進(jìn)進(jìn)行調(diào)整。以以XX大廈屋頂頂鋼結(jié)構(gòu)的拼拼裝胎架為例例進(jìn)行計(jì)算，選選用工字鋼作作為胎架的立立柱，每個主主梁設(shè)6個支撐點(diǎn)，按按每個拼裝單單元85噸計(jì)算，每每個支撐點(diǎn)分分力按2噸計(jì)算。臨界力Fcr=ππ2EIZ/（μl）2=3.114*3.114*2.006*10111*IZZ/（2*5）2≥200000N則：IZ≥0.098×100-5m4查型鋼表得：I220a的IZ為8.15ccmλ=μl/i=2*5//8.15××10-2==123λp=100＜λ故臨界力Fcr的的計(jì)算滿足要要求，可選I20a，同理Φ273*8鋼管滿足要要求。胎架的設(shè)置位置根根據(jù)桿件的分分段位置確定定，保證每段段桿件有三個個支撐點(diǎn)，共共設(shè)置六道胎胎架，102個支撐點(diǎn)。7.2.3.4施施工方法1、定位放線現(xiàn)場拼裝胎架設(shè)置置前，將土建建結(jié)構(gòu)的高程程控制網(wǎng)、軸軸線控制網(wǎng)引引測到可以用用于鋼結(jié)構(gòu)測測量施工的位位置，并注意意保護(hù)。按照控制軸線將縱縱向桿件中心心線放到樓板板上，來確定定胎架立柱的的位置，注意意拼裝胎架的的方正。保證拼裝胎架的位位置線要和埋埋件、滑移軌軌道的控制線線相吻合，以以保證滑移單單元的順利滑滑移及安裝。2、胎架支墩的安裝裝根據(jù)定位放線結(jié)果果，在要搭設(shè)設(shè)胎架的作業(yè)業(yè)面上以十字字線標(biāo)注出胎胎架立柱的位位置，并根據(jù)據(jù)立柱的位置置安裝立柱支支墩。胎架的支撐立柱采采用I20a和Φ273*8的鋼管，為為了增強(qiáng)立柱柱的穩(wěn)定性，在在每個胎架立立柱的底部設(shè)設(shè)置了支墩以以增大受力面面積，支墩如如圖7.2.3-2所示。圖-2支墩圖圖-2支墩圖為保證支墩位置的的固定，設(shè)置置的支墩均采采用角鋼相互互連接。3、胎架立柱的安裝裝在固定好的支墩表表面上劃出滑滑移單元拼裝裝時方管的中中心線，然后后將胎架的立立柱固定在支支墩的十字交交叉部位。胎架立柱采用I220a和φ273*8鋼管，側(cè)向向用∟75*5角鋼和∟50*5的角鋼連接接，立柱頂部部用厚度為16mm的鋼板封頭頭。通過設(shè)計(jì)階段的整整體分析驗(yàn)算算可知，在恒恒載作用下網(wǎng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的最最大變形為30mm；施工階段段在結(jié)構(gòu)自重重作用下，網(wǎng)網(wǎng)殼的最大變變形約為12mm。因此在施施工過程中網(wǎng)網(wǎng)殼按下圖最最大預(yù)起拱15mm。預(yù)起拱示示意圖如圖77.2.3-3所示。圖圖7.2.3-3預(yù)起拱示意圖33600336004、胎架立板、刀板板的安裝為使滑移單元拼裝裝完成后順利利卸載、脫胎胎，須在立柱柱上端安裝可可以調(diào)控的支支撐。即在立柱封頭板上上立一塊立板板，再在立板板上連接一塊塊開有長圓孔孔的刀板，長長圓孔里穿兩兩條螺栓。見見圖7.2.3-4、7.2.3-5。拼裝時將刀板的高高度調(diào)整好后后，擰緊螺栓栓，并在刀板板下點(diǎn)一塊擋擋板，胎架制制作時須考慮慮預(yù)起拱15mm。卸載時將擋板敲掉掉即可脫胎，須須保證卸載后后胎架與方管管之間留出100mm以上的間隙隙，以便于擦擦窗機(jī)軌道可可以在網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)滑移之前前完成與結(jié)構(gòu)構(gòu)本身的焊接接連接。圖7.2圖7.2.3-4拼裝胎架立面圖圖7.2.圖7.2.3-5胎架節(jié)點(diǎn)詳圖胎架的設(shè)置位置根根據(jù)桿件的分分段位置確定定，保證每段段桿件有三個個支撐點(diǎn)，共共設(shè)置六道胎胎架，102個支撐點(diǎn)。見見圖7.2.3-6。圖7.2圖7.2.3-6胎架的設(shè)置位置圖根據(jù)不同的位置在在縱向桿件調(diào)調(diào)整基本到位位后，將刀板板與立板的連連接螺栓連上上，準(zhǔn)確調(diào)整整縱向桿件的的角度和高度度后把螺栓拔拔緊，并在刀刀板的下部點(diǎn)點(diǎn)上一個擋塊塊。每次拼裝裝胎架制作完完成后，按照照胎架圖的尺尺寸進(jìn)行報驗(yàn)驗(yàn)，合格后開開始進(jìn)行拼裝裝。5、刀板的卸除滑移單元拼裝完成成后，卸除刀刀板，使滑移移單元脫離胎胎架，并與上上一滑移單元元進(jìn)行對接。卸載時將下部擋板板打掉，松掉掉螺栓，刀板板即可與網(wǎng)殼殼脫離。見圖圖7.2.3-7。圖7.2圖7.2.3-7網(wǎng)殼與刀板脫離圖滑移單元卸載后進(jìn)進(jìn)行15根縱向桿件件上的擦窗機(jī)機(jī)軌道的安裝裝，為防止焊焊接過程縱向向桿件受熱變變化，引起整整個網(wǎng)殼的受受力和尺寸變變化。根據(jù)擦擦窗機(jī)軌道設(shè)設(shè)計(jì)方案，擦擦窗機(jī)軌道與與縱向桿件采采用間斷焊連連接，間斷1000mmm，焊接50mm長。見圖-8。圖-8擦窗機(jī)軌道與網(wǎng)殼的關(guān)系示意圖圖-8擦窗機(jī)軌道與網(wǎng)殼的關(guān)系示意圖6、刀板的重新校正正、安裝滑移單元成功滑移移后，在下一一滑移單元的的安裝前，進(jìn)進(jìn)行刀板的重重新安裝、標(biāo)標(biāo)高校正，通通過監(jiān)理驗(yàn)收收后可進(jìn)行下下一滑移單元元的拼裝。7、拼裝胎架的拆除除大跨度圓柱面單層層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)順利滑移完完成后，即可可開始拼裝胎胎架的拆除。拆拆除掉的材料料分類碼放整整齊，做好材材料的周轉(zhuǎn)利利用。4斜軌滑移系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)與施工技技術(shù)累積滑移法的滑移移系統(tǒng)包括滑滑軌、滑移牽牽引裝置、滑滑移構(gòu)造系統(tǒng)統(tǒng)和導(dǎo)向輪?；壍男问蕉喽鄻?，可以根根據(jù)滑移中的的摩擦方式、結(jié)結(jié)構(gòu)體型選擇擇。XX大廈中庭屋蓋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)滑滑移軌道采用用斜向軌道設(shè)設(shè)計(jì)，累積滑滑移時不需要要導(dǎo)向輪，較較好地抵消了了圓柱面單層層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的的拱腳推力，控控制了滑移單單元的結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定性。斜軌軌滑移系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)過工況分析析計(jì)算和施工工實(shí)踐證明，成成功地完成了了滑移。斜軌軌滑移系統(tǒng)在在國內(nèi)空間結(jié)結(jié)構(gòu)滑移施工工中尚屬首次次應(yīng)用，為大大跨度圓柱面面單層網(wǎng)殼鋼鋼結(jié)構(gòu)累積滑滑移施工技術(shù)術(shù)中的關(guān)鍵技技術(shù)。4.1工藝流程斜軌滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算定位放線斜向滑移軌道的安裝滑移牽引設(shè)備的安裝牽引鋼絞線的安裝同條件試滑移成功網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)滑移滑移完，斜軌滑移系統(tǒng)拆除不成功現(xiàn)場培訓(xùn)與交底滑移系統(tǒng)材料準(zhǔn)備斜軌滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算定位放線斜向滑移軌道的安裝滑移牽引設(shè)備的安裝牽引鋼絞線的安裝同條件試滑移成功網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)滑移滑移完，斜軌滑移系統(tǒng)拆除不成功現(xiàn)場培訓(xùn)與交底滑移系統(tǒng)材料準(zhǔn)備滑移系統(tǒng)調(diào)整、合格-1斜軌滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工流程圖4.2施工準(zhǔn)備1、施工前應(yīng)按斜軌軌滑移系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)方案中的的技術(shù)要求，向向安裝和使用用人員進(jìn)行技技術(shù)交底；2、按照標(biāo)準(zhǔn)要求對對滑移系統(tǒng)的的材料和設(shè)備備進(jìn)行檢查，并并通過監(jiān)理驗(yàn)驗(yàn)收。經(jīng)檢查查驗(yàn)收合格后后的材料、設(shè)設(shè)備分類碼放放，堆放場地地不得有積水水；3、對經(jīng)緯儀、電焊焊機(jī)等機(jī)械設(shè)設(shè)備進(jìn)行檢查查、試運(yùn)行，以以保證施工的的正常進(jìn)行；；4、對安裝場地進(jìn)行行清理，清除除搭設(shè)場地內(nèi)內(nèi)的雜物，平平整安裝場地地，并使排水水暢通；5、檢查場地內(nèi)的安安全防護(hù)措施施，確保安全全第一、預(yù)防防為主的原則則；6、滑移系統(tǒng)安裝前前搭設(shè)符合安安全要求的操操作平臺，并并進(jìn)行相關(guān)部部門驗(yàn)收后方方可使用；7、對已完成支座埋埋件軸線位置置，中心偏移移、標(biāo)高和水水平度，預(yù)留留孔中心偏移移等進(jìn)行核查查；8、滑移軌道安裝前前，清除預(yù)埋埋件上的焊渣渣和飛濺物，以以及雜物。4.3設(shè)計(jì)與計(jì)算XX大廈中庭屋蓋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)跨跨度為33..6m，超過過《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ61-2003）要求的兩邊支撐的單層柱面網(wǎng)殼跨度要求的25m，網(wǎng)殼滑移時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必須通過計(jì)算才能對軌道進(jìn)行安裝。滑移軌道的驗(yàn)算內(nèi)內(nèi)容包括強(qiáng)度度、剛度及撓撓度，撓度過過大會導(dǎo)致附附加阻力和摩摩阻力的增加加，嚴(yán)重時會會使滑移卡住住，或者會使使滑移中發(fā)生生“跳動”現(xiàn)象。1、工況分析1）分析軟件和方法法采用通用有限元分分析軟件ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)的的施工工況分分析，并根據(jù)據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500017-20003）和《網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》（JGJ611-20033）對構(gòu)件的的穩(wěn)定性進(jìn)行行驗(yàn)算。2）滑移工況計(jì)算網(wǎng)殼滑移時，假定定滑軌對網(wǎng)殼殼支座在Y和Z向有約束，即即網(wǎng)殼在Y向和Z向沒有位移移。但實(shí)際情情況柱和梁對對滑軌只能提提供彈性剛度度，所以，每每種工況考慮慮兩種支座情情況，一種情情況是支座剛剛度無窮大；；另一種情況況是支座剛度度按根據(jù)ARUP的計(jì)算書所所提供的彈性性支座，如圖圖7.2.4-2和表7.2.4-1所示。A、C——柱頂B、DA、C——柱頂B、D——梁中圖-2支座分類示意圖圖-2支座分類示意圖表-1支座剛度表-1支座剛度支座剛度支座類型Ky（×106N/m）Kz（×106N/m）A90--B2530C60--D5075E2530F5075根據(jù)滑移過程，主主要有以下幾幾種工況：工況1，第一段：按彈性性支座計(jì)算；；按剛性支座座計(jì)算；工況2，第一段＋第二段段：按彈性支支座計(jì)算；按按剛性支座計(jì)計(jì)算；工況3，第一段＋第二段段＋第三段：：按彈性支座座計(jì)算；按剛剛性支座計(jì)算算；工況4，第一段＋第二段段＋第三段＋＋第四段：按按彈性支座計(jì)計(jì)算；按剛性性支座計(jì)算；；工況5，第一段＋第二段段＋第三段＋＋第四段＋第第五段：按彈彈性支座計(jì)算算；按剛性支支座計(jì)算；工況6，第一段＋第二段段＋第三段＋＋第四段＋＋＋第五段＋第第六段：按彈彈性支座計(jì)算算；按剛性支支座計(jì)算。（1）工況1作用下的的計(jì)算圖-3工況圖-3工況1作用下的滑移單元的計(jì)算模型圖圖7.2.4-5Y向位移圖圖-4X向位移圖圖-4X向位移圖圖圖-6Z向位移圖b.按彈性支座作用下下的應(yīng)力（MPa）圖-7桿件拉應(yīng)力圖圖-7桿件拉應(yīng)力圖圖-8桿件壓應(yīng)力圖圖-8桿件壓應(yīng)力圖圖圖7.2.4-9X向位移圖圖-10Y向位移圖圖-10Y向位移圖圖7.2.4-11Z向位移圖圖-12桿件拉應(yīng)力圖圖-12桿件拉應(yīng)力圖圖7.2.4-13桿件壓應(yīng)力圖a.按彈性支座計(jì)算作作用下的位移移（mm）c.按彈性支座作用下下的支座反力力為255KN。d.按剛性支座計(jì)算作作用下的位移移（mm）e．按剛性支座作用用下的應(yīng)力（MPa）f.按剛性支座作用下下的支座反力力最大為239KN。(2)各種工況作作用下的計(jì)算算表-2各種工況計(jì)算結(jié)果比較各種工況作用下都都經(jīng)過計(jì)算的的結(jié)果,見表7.2.4-2。表-2各種工況計(jì)算結(jié)果比較計(jì)算結(jié)果滑移工況最大位移（mm）最大拉應(yīng)力（MPPa）最大壓應(yīng)力（MPPa）最大支座反力（KKN）工況1彈性支座11.615.7-18.5255剛性支座2.814.7-17.7239工況2彈性支座11.616.2-25.7308剛性支座2.814.5-17.2234工況3彈性支座11.616.9-25.8312剛性支座2.814.6-17.4236工況4彈性支座1216.8-26.1320剛性支座3.114.6-17.5237工況5彈性支座12.117.5-26.2320剛性支座2.914.6-17.5237工況6彈性支座12.117.5-26.2316剛性支座2.814.6-17.52362、構(gòu)件強(qiáng)度及穩(wěn)定定性計(jì)算按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》（GB500017-20003）和《殼體體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》（JGJ611-20033）對不同截截面及不同長長度的構(gòu)件進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定性校核，強(qiáng)強(qiáng)度和穩(wěn)定滿滿足規(guī)范要求求。3、結(jié)構(gòu)位移在正常使用階段，結(jié)結(jié)構(gòu)在各種不不利荷載組合合作用下：最大X向位移為0.8mmm；最大Y向位移為3.3mmm；最大Z向位移為11.77mm；故最大位移為122mm<333600/11000＝33.6mmm。所以撓度滿足規(guī)范范要求。4、滑移軌道驗(yàn)算經(jīng)過施工工況計(jì)算算得，支座對對軌道的最大大壓力設(shè)計(jì)值值F＝320KN。由于滑移移時為動荷載載，所以F＝1.4×3320＝448KN。荷載作用用示意見圖77.2.4-14?；栖壍赖肋x用□400×2200×100，軌道支座座間距取2m。軌道的力力學(xué)參數(shù)為：：A=113300mm22，Ix＝230033cm4，Wx＝1150ccm3，Iy＝7864ccm4，Wy＝786cmm3，Wt＝1486ccm3。圖7.2.4-144支座對軌軌道作用力計(jì)計(jì)算簡圖按4跨連續(xù)梁考慮，考考慮到F可能對滑移移軌道有一定定的偏心，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角偏心值取取10o，平面偏心心值取20mm（根據(jù)施工工工藝確定）。Mx＝448×2×0..2＝112KNN·m；＝97.4Mpa；；My＝448×SIN((10o)××2×0.22＝4KN·m；＝28.5Mpa；；T=448×SIIN(10oo)×0.22＋448×00.02=226.9KKN·m；＝18.1Mpa；；∴97.4＋28..5＋18.1＝144Mppa<2155Mpa?！嗷栖壍缽?qiáng)度滿足足要求。軌道梁的整體穩(wěn)定定和局部穩(wěn)定定滿足《鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》（GB500017－2003）要求。5、牽引設(shè)備驗(yàn)算滑移的牽引方式有有“推”、“拉”和“牽引”3種類型。牽牽引法常見的的牽引設(shè)備有有卷揚(yáng)機(jī)、液液壓穿心千斤斤頂、手拉葫葫蘆等。北京京XX大廈屋頂頂鋼結(jié)構(gòu)采用用牽引法進(jìn)行行累積滑移施施工。在實(shí)際際牽引時，由由于牽引的不不同步會引起起牽引力的不不均，因此每每臺設(shè)備的牽牽引能力要比比理論值稍大大，應(yīng)保留30%-440%的余量。4.4施工方法1、斜向滑移軌道的的安裝針對XX大廈中庭庭屋蓋網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)跨度較大大33.6m（超出規(guī)范范要求的25m），矢高比比較高的特點(diǎn)點(diǎn)，為有效控控制結(jié)構(gòu)自重重產(chǎn)生的拱腳腳推力，控制制滑移單元體體的穩(wěn)定性，選選擇了滑移軌軌道斜向設(shè)置置，這在國內(nèi)內(nèi)類似工程滑滑移施工中首首次采用，為為大跨度圓柱柱面單層網(wǎng)殼殼鋼結(jié)構(gòu)施工工技術(shù)的創(chuàng)新新點(diǎn)之一。斜斜向軌道設(shè)置置如圖7.2.4-15所示。XX大廈屋頂鋼結(jié)結(jié)構(gòu)，滑移軌軌道采用□420*2200*100*10和□300*2200*100*10的鋼梁，用用槽鋼將軌道道與網(wǎng)殼桁架架方管連接，軌軌道的上面墊墊兩塊16mmm厚鋼板，并并把兩根槽鋼鋼用一塊166mm厚鋼板板連接一體。圖圖7.2.4-15滑移軌道設(shè)置詳圖按照軌道斷開的位位置，MJ1、MJ2、MJ5、MJ6、MJ7、MJ8處□300*2200*100*10，其他位置置用□420*2200*100*10，用塔吊將將軌道安裝到到位，安裝時時施工人員站站在操作平臺臺上對滑移梁梁定位焊接。安裝軌道前首先復(fù)復(fù)測軌道方管管的直線度，如如有不平整在在未安裝前進(jìn)進(jìn)行調(diào)整，且且軌道上以及及軌道的對接接口留有焊疤疤和其他突起起物必須在安安裝前打磨平平整，以減小小滑移過程的的摩擦力。安裝斜向滑移軌道道過程中，用用線繩來控制制好軌道的直直線度，用水水準(zhǔn)儀來控制制軌道水平度度，且每安裝裝一段復(fù)查一一次。如圖77.2.4-16所示。圖圖7.2.4-16斜向滑移軌道安裝的直線度控制在兩個埋件中間的的2100mmm空擋，用∟100*8角鋼將軌道道的騰空位置置與埋件連接接，作為軌道道的支撐，防防止構(gòu)件滑移移到此軌道的的變形。如圖圖7.2.4-17所示。圖-17軌道支撐圖圖-17軌道支撐圖滑移支座采用鋼板板焊接而成，滑滑移支座斜向向滑移軌道采采用襯不銹鋼鋼板和聚四氟氟乙烯板作為為滑移墊，并并在斜軌表面面均勻涂抹一一定厚度的黃黃油作為潤滑滑劑。聚四氟氟乙烯的摩擦擦系數(shù)約為0.04--0.05，可以有效效降低滑移時時的摩擦力，降降低滑移過程程中的卡軌、跳跳動現(xiàn)象。圖-18滑移支座詳圖圖-18滑移支座詳圖2、滑移牽引裝置的的安裝經(jīng)過設(shè)計(jì)驗(yàn)算，XXX大廈屋頂頂鋼結(jié)構(gòu)累積積滑移的牽引引用2臺200噸液壓千斤斤頂，在兩側(cè)側(cè)的滑軌上分分別設(shè)置一臺臺，預(yù)先要在在軌道所在軸軸線的延長線線上，在D軸線、H軸線與3軸線交叉，分分別設(shè)置兩個個固定千斤頂頂?shù)穆窦呔唧w如圖7..2.4-19、7.2.4-20所示。圖7圖7.2.4-19液壓千斤頂埋件圖圖7圖7.2.4-20200噸液壓千斤頂示意圖MJ1靠近3軸線線，MJ2位于2、3軸線之間，在在MJ1的后邊，200噸液壓千斤斤頂設(shè)置在兩兩塊埋件中間間，液壓千斤斤頂?shù)匿摻g線線從MJ1穿出后用鋼鋼絲繩與構(gòu)件件上的150噸吊耳連接接起來，另一一端從MJ2穿出自用狀狀態(tài)放到樓板板上，嚴(yán)禁折折彎。滑移時時一邊控制液液壓千斤頂，同同時觀察滑移移單元的移動動情況。吊耳耳設(shè)置在網(wǎng)殼殼兩側(cè)的GZ1上，距離GZ1端頭11000mm處的上上表面上，吊吊耳的設(shè)置如如圖7.2.4-21所示。圖圖7.2.4-21吊耳安裝圖3、牽引鋼絞線的選選用滑移軌道長1200米（兩根），右右端一直延伸伸到東側(cè)10層頂拼裝場場地的右邊緣緣。在西側(cè)10層頂安裝液液壓牽引裝置置，電腦控制制累積滑移的的方法進(jìn)行安安裝。網(wǎng)殼屋屋蓋總重量按按照400噸計(jì)算，滑滑動摩擦系數(shù)數(shù)取0.15(摩擦表面涂涂潤滑油)，荷載不均均勻系數(shù)取1.2，動荷載系系數(shù)取1.5，拱角推力力按2.5倍自重計(jì)算算，則：單側(cè)牽引最大工作作荷載為：400×11.2×1..5×0.115×2.55/2=1335噸。液壓牽引單側(cè)采用用8根直徑為Φ15.2mmm，強(qiáng)度等級級為1860MMPa的低松弛鋼鋼絞線，單根根鋼絞線的極極限破斷力為為260KN，所以單側(cè)側(cè)極限破斷力力為208噸，可以滿滿足本工程的的施工需要。圖圖7.2.4-23牽引鋼絞線的選用5滑移單元拼裝施工工技術(shù)5.1工藝流程滑移單元拼裝施工工流程如圖77.2.5-1所示。桿件吊裝桿件吊裝桿件定位桿件焊接單元滑移對接、合攏卸載、脫胎圖7.2.5-1滑移單元拼裝施工流程5.2施工準(zhǔn)備1、焊工經(jīng)考試合格格并取得合格格證書，持證證焊工必須在在其考試合格格項(xiàng)目及其認(rèn)認(rèn)可范圍內(nèi)施施焊。2、施工單位對其首首次采用的鋼鋼材、焊接材材料、焊接方方法、焊后熱熱處理等，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行焊接工工藝評定，并并應(yīng)根據(jù)評定定報告確定焊焊接工藝；3、采用的焊接材料料和焊接設(shè)備備技術(shù)條件應(yīng)應(yīng)符合國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，性能優(yōu)優(yōu)良。清渣、氣氣刨、焊條保保溫等裝置應(yīng)應(yīng)齊全有效；；4、焊絲包裝應(yīng)完好好，如有破損損而導(dǎo)致焊絲絲污染或彎折折、紊亂時應(yīng)應(yīng)部分棄之；；5、CO2氣體純度應(yīng)應(yīng)不低于99.9%，含水量應(yīng)應(yīng)低于0.0055%，瓶內(nèi)高壓壓低于1MPa時應(yīng)停止使使用。焊接前前要先檢查氣氣體壓力表的的指示，然后后檢視并調(diào)節(jié)節(jié)氣體流量（20~80LL/min）；6、焊機(jī)電壓應(yīng)正常常，地線壓緊緊牢固，接觸觸可靠，電纜纜及焊絲無破破損，送絲機(jī)機(jī)應(yīng)能均勻送送絲，氣管應(yīng)應(yīng)無漏氣或堵堵塞。5.3施工方法1、桿件拼裝所有要進(jìn)行組裝的的構(gòu)件，進(jìn)場場后經(jīng)專職檢檢驗(yàn)員檢驗(yàn)合合格后，報監(jiān)監(jiān)理單位驗(yàn)收收合格后才可可進(jìn)行組裝。按照方案要求，現(xiàn)現(xiàn)場整體拼裝裝的順序是，先先吊裝網(wǎng)殼主主方管用定位位塊定位，保保證中心線、角角度、以及端端面垂直度，然然后安裝斜腹腹桿方管?？v縱向桿件拼裝裝見圖7.2.5-2所示；圖-2縱向主桿件拼裝圖圖-2縱向主桿件拼裝圖先裝滑移單元中間間處斜腹桿桿桿件，然后向向兩邊擴(kuò)展，安安裝時應(yīng)注意意對稱，斜腹腹桿的安裝見見圖7.2.5-3所示。圖-3斜腹桿拼裝圖圖-3斜腹桿拼裝圖3）組裝中所有桿件件按照施工圖圖控制尺寸，各各桿件的力線線應(yīng)匯交于節(jié)節(jié)點(diǎn)中心。網(wǎng)網(wǎng)殼每榀滑移移單元的縱向向桿件單根支支撐點(diǎn)不應(yīng)少少于2個；4）組裝縱向構(gòu)件控控制好基準(zhǔn)線線、中心線，并并與拼裝胎架架的基準(zhǔn)線相相一致；5）在胎架上組裝全全過程中，一一般不得對構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行修正正，切割或捶捶擊等；6）分段開口處應(yīng)設(shè)設(shè)置臨時支撐撐封閉，防止止變形，見圖圖7.2.5-4所示。圖-4分段開口處的臨時支撐圖-4分段開口處的臨時支撐7）桿件節(jié)點(diǎn)空間坐坐標(biāo)調(diào)整時先先用激光經(jīng)緯緯儀輔以鋼卷卷尺調(diào)整并固固定平面投影影坐標(biāo)位置，然然后用水準(zhǔn)儀儀按坐標(biāo)高低低控制調(diào)整各各控制節(jié)點(diǎn)的的高差，然后后用劃線、定定位模板、及及相貫面確定定節(jié)點(diǎn)位置，如如此反復(fù)調(diào)整整每個控制節(jié)節(jié)點(diǎn)至準(zhǔn)確后后，再進(jìn)行點(diǎn)點(diǎn)焊固定，待待點(diǎn)焊定位節(jié)節(jié)點(diǎn)復(fù)核正確確后即可正式式施焊。調(diào)整整節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)時時，應(yīng)考慮焊焊接變形的影影響。2、現(xiàn)場焊接1）焊縫形式圖-5對接縫詳圖主方管與鑄鋼節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的對接焊接接在工廠內(nèi)完完成，現(xiàn)場拼拼裝主要有如如下兩種情況況：主方管(Q2355B)與主方管(Q2355B)之間的對接接，接頭的具具體形狀尺寸寸如圖7.2.5-5所示。對接接后進(jìn)行超聲聲波探傷，按按一級焊縫100%檢驗(yàn)。圖-5對接縫詳圖鑄鋼節(jié)點(diǎn)（ZG2275-4885H）與腹桿（Q235B）之間的連連接角焊縫（三三級焊縫，外外觀檢查二級級）。如圖77.2.5-6所示。圖-6角焊縫示意圖圖-6角焊縫示意圖本工程對首次采用用的鋼材、焊焊接材料、焊焊接方法、焊焊后熱處理等等，應(yīng)進(jìn)行焊焊接工藝評定定，并應(yīng)根據(jù)據(jù)評定報告來來確定焊接工工藝。2）焊接工具及材料料本工程現(xiàn)場焊接主主要采用以下下兩種焊接方方式：手工電電弧焊，用于于點(diǎn)焊固定，部部分桿件打底底焊接，支座座板與預(yù)埋件件焊接及其他他部位的焊接接；二氧化碳碳?xì)怏w保護(hù)焊焊，用于桿件件現(xiàn)場拼裝焊焊接，胎架結(jié)結(jié)構(gòu)焊接等。焊條、焊絲、焊劑劑、電渣焊熔熔嘴等到焊接接材料與母材材的匹配應(yīng)符符合設(shè)計(jì)要求求及國家現(xiàn)行行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建建筑鋼結(jié)構(gòu)焊焊接技術(shù)規(guī)程程》JGJ881的規(guī)定。焊焊條、焊劑、藥藥芯焊絲、熔熔嘴等在使用用前，應(yīng)按其其產(chǎn)品說明書書及焊接工藝藝文件的規(guī)定定進(jìn)行烘焙和和存放。本工程焊接材料主主要選用以下下牌號：手工焊條：E443型（中國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)）直徑φ3.2、φ4.0二氧化碳焊絲：EER50-22直徑φ1.23）焊接（1）焊前檢查坡口角角度、鈍邊、間間隙及錯口量量，坡口內(nèi)和和兩側(cè)的銹斑斑、油污、氧氧化皮等應(yīng)清清除干凈。（2）裝焊墊板，其表表面清潔程度度要求與坡口口表面相同，墊墊板與母材應(yīng)應(yīng)貼緊，（3）焊接：第一層的的焊道應(yīng)封住住坡口內(nèi)母材材與墊板之連連接處，然后后逐道逐層累累焊至填滿坡坡口，每道焊焊縫焊完后，都都必須清除焊焊渣及飛濺物物，出現(xiàn)焊接接缺陷應(yīng)及時時磨去并修補(bǔ)補(bǔ)。（4）碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在在焊縫冷卻到到環(huán)境溫度、低低合金鋼應(yīng)在在焊后24h以后，進(jìn)行行超聲波檢測測。3、卸載、脫胎大跨度圓柱面單層層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的的每榀滑移單單元拼裝焊接接完成后，進(jìn)進(jìn)行滑移單元元的卸載與脫脫胎，卸載通通過卸除刀板板的可調(diào)螺栓栓來實(shí)現(xiàn)。卸卸載會造成大大跨度圓柱面面單層網(wǎng)殼結(jié)結(jié)構(gòu)每榀滑移移單元的桿件件內(nèi)力重分配配，如果次序序不合理會導(dǎo)導(dǎo)致滑移單元元體的失穩(wěn)。滑滑移單元卸載載的原則如下下：1）拼裝胎架處于安安全狀態(tài)，保證不會發(fā)發(fā)生整體失穩(wěn)穩(wěn)；2）在卸載完成后，永永久結(jié)構(gòu)的殘殘余內(nèi)力最小?。?）滑移單元體變形形的比例協(xié)調(diào)調(diào)；4）在滿足上述條件件的基礎(chǔ)上,步驟次數(shù)盡盡可能少、每每步幅度盡可可能大。XX大廈中庭屋蓋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)滑滑移單元體采采用分步對稱稱卸載的技術(shù)術(shù)進(jìn)行每榀滑滑移單元體的的卸載，即先先從拼裝胎架架的最高點(diǎn)開開始卸除刀板板，觀察單元元體的變形情情況，然后對對稱向低點(diǎn)卸卸載，最后完完成每榀單元元體的完全卸卸載。每榀滑移單元體共共15根縱向桿件件，卸載過程程分三步：第第一步對最高高點(diǎn)的5根縱向桿件件下的支撐進(jìn)進(jìn)行卸載，測測量卸載后矢矢高的變化情情況及觀察單單元體對滑移移支座、斜軌軌的影響；第第二部向兩側(cè)側(cè)對稱卸載4根縱向桿件件下的支撐，測測量卸載后矢矢高的變化情情況及觀察單單元體對滑移移支座、斜軌軌的影響；第第三部對稱完完成剩余6根縱向桿件件下的支撐。每步卸載后，應(yīng)測測量卸載點(diǎn)的的標(biāo)高，以確確保下一步卸卸載的調(diào)整值值；隨時觀察察單元體矢高高的變化情況況及單元體對對滑移軌道的的影響，控制制矢高的下降降不能超過15mm。-7滑移單元的卸載、脫胎-7滑移單元的卸載、脫胎4、對接、合攏根據(jù)XX大廈中庭庭屋蓋鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的工程特點(diǎn)點(diǎn)，每兩榀滑滑移單元之間間有兩條合攏攏線，共15個合攏口。由于鋼結(jié)構(gòu)的加工工溫度、拼裝裝溫度與安裝裝溫度也會存存在一定程度度的差別，加加工和拼裝過過程中考慮溫溫度變形預(yù)留留值，操作難難度較大。另另外，在合攏攏段的安裝過過程中，合攏攏段的安裝質(zhì)質(zhì)量和合攏口口的間隙大小小往往還受構(gòu)構(gòu)件加工質(zhì)量量和現(xiàn)場拼裝裝質(zhì)量的影響響和制約，從從而造成局部部合攏口的對對口和間隙不不能達(dá)到預(yù)定定的效果。合攏段的安裝質(zhì)量量不僅影響結(jié)結(jié)構(gòu)安裝過程程中的安全，而而且影響最終終的合攏和結(jié)結(jié)構(gòu)的總體施施工質(zhì)量及結(jié)結(jié)構(gòu)使用過程程中的安全，因因此，必須采采取合理的安安裝工藝措施施，確保合攏攏段與相關(guān)構(gòu)構(gòu)件的安裝及及結(jié)構(gòu)的順利利合攏。1）為控制合攏時合合攏口的間隙隙大小，減少少合攏口的焊焊接量和焊接接殘余應(yīng)力，確確保合攏口的的焊接質(zhì)量，在在進(jìn)行滑移單單元的安裝時時，要盡量控控制合攏口的的間隙大小，該該間隙大小要要考慮溫度變變形計(jì)算結(jié)果果，如達(dá)不到到預(yù)定的要求求，可調(diào)整合合攏段先焊一一端的坡口間間隙。2）為確保合攏施工工過程中的安安全，滑移單單元安裝就位位后，除合攏攏口不進(jìn)行焊焊接連接外，其其它接口部位位均需及時焊焊接完畢，以以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的的整體穩(wěn)定性性。3）為確保合攏口在在施工過程中中因溫度變化化而自由伸縮縮，合攏口采采用卡馬搭接接連接，卡馬馬的大小和數(shù)數(shù)量需根據(jù)該該接口部位的的受力計(jì)算確確定。此受力力計(jì)算不但要要考慮合攏段段安裝過程中中搭接受力要要求，而且要要考慮合攏過過程中合攏口口的受力要求求。根據(jù)安裝裝和合攏過程程中卡馬的最最不利受力情情況，卡馬設(shè)設(shè)置要求如下下:（1）合攏口上翼緣設(shè)設(shè)置一塊卡馬馬，其它邊各各設(shè)置兩塊卡卡馬。如圖77.2.5-8所示。圖-8卡馬設(shè)置圖圖-8卡馬設(shè)置圖（2）卡板規(guī)格:厚度度10mm，高度100mm，長度200mm，材質(zhì)為Q235B。 （3）焊縫要求：雙面面角焊縫。（4）在滑移單元安裝裝過程中，要要定時進(jìn)行合合攏口的跟蹤蹤檢查工作，一一是檢查卡馬馬的連接焊縫縫和變形情況況，確保卡馬馬的安全；二二是檢查合攏攏口的間隙情情況。5、拼裝技術(shù)要求1）焊接要求拼裝時存在大量的的焊接工作，若若焊接操作控控制不當(dāng)容易易造成較大焊焊接拼裝變形形。因此必須須制定合理的的焊接方案。焊接組裝時應(yīng)先進(jìn)進(jìn)行點(diǎn)焊，全全部組裝好點(diǎn)點(diǎn)焊固定后，經(jīng)經(jīng)檢查合格后后再進(jìn)行正式式的焊接。同同時組裝點(diǎn)焊焊時應(yīng)考慮焊焊接的變形采采取適當(dāng)?shù)胤捶春附幼冃蝸韥硐附拥牡淖冃?。正式焊接時從網(wǎng)殼殼滑移單元體體主構(gòu)件的中中間向兩邊進(jìn)進(jìn)行焊接，并并采用雙數(shù)的的焊工對稱焊焊接。2）拼裝變形的控制制（1）下料、裝配時，根根據(jù)制造工藝藝要求，預(yù)留留焊接收縮余余量，預(yù)制焊焊接反變形；；（2）裝配前，矯正每每一構(gòu)件的變變形，保證裝裝配符合裝配配公差表的要要求；（3）在同一構(gòu)件上焊焊接時，應(yīng)盡盡可能采用熱熱量分散，嚴(yán)嚴(yán)格控制層間間溫度，對稱稱分布的方式式施焊；（4）現(xiàn)場拼裝時在對對接縫上留出出2mm的收縮量，保保證焊后網(wǎng)殼殼的外形尺寸寸滿足設(shè)計(jì)要要求。6、拼裝測量和驗(yàn)收要要求為保證網(wǎng)殼安裝精精度以及檢驗(yàn)驗(yàn)達(dá)到規(guī)程要要求的精度要要求，所以必必須進(jìn)行細(xì)致致的拼裝測量量，從而保證證安裝就位的的正確、快捷捷。拼裝測量量包括焊前測測量、焊后測測量及脫胎后后測量。拼裝裝時網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)節(jié)點(diǎn)空間坐坐標(biāo)的測量見見圖7.2.5-9。圖-9空間坐標(biāo)的測量圖-9空