【導(dǎo)讀】國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì)

　　

【正文】 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 33 將相交節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)整體考慮： (1) 節(jié)點(diǎn)的上下蓋板用整板制作，并且在桁架弦桿相交處以圓弧過度；來料寬度不夠時(shí)，可二張拼成一張，然后再大板切料。 (2) 主桁架弦桿的腹板，相交桁架弦桿的腹板，被視為主桁架弦桿的隔板，隔板方向與相交弦板方向一致，用電渣焊焊接，如下圖所示： 蓋板相交示意圖腹板相交示意圖牛腿 牛腿主桁架電渣焊縫隔板隔板主桁架 牛腿牛腿 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 34 (3) 其它位 置的隔板，仍垂直于弦桿布置。 弧形弦桿制作 腹板呈拱形時(shí)，下料直接切出弧形；蓋板要用滾床或液壓機(jī)加工。 組裝時(shí)必須用胎具，胎具制作要符合三維坐標(biāo)尺寸，胎具必須要有足夠的剛度。 翼板伏胎時(shí)，尺寸若有偏差，要用火焰矯正，合格后再組裝隔板和腹板。 組裝時(shí)可根據(jù)焊接工藝采取反變形措施。 組裝時(shí)應(yīng)采用剛性固定法，以增加結(jié)構(gòu)剛度，減小焊接變形。 曲線箱形截面構(gòu)件制作前先制做模擬試件，根據(jù)制作工藝檢測各項(xiàng)制作工藝參數(shù)及變形 量，分析構(gòu)件變形規(guī)律。 屋面次結(jié)構(gòu) 屋面次結(jié)構(gòu)僅設(shè)置在上弦平面內(nèi)。由于其長度較長，而且沿屋面走向。因此是彎曲的且兩端是扭曲的。其工藝隔板也是各異的，必須逐根放樣，逐根繪圖加工。 中心環(huán)體 由于主桁架都與中心環(huán)相切，其切點(diǎn)夾角多為 10~30 度，組裝焊接空間狹小。建議制作時(shí)： 采用中心環(huán)上下弦伸出牛腿，再與主桁架相連增加操作空間，如圖示： 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 35 銳角連接②號(hào)板與①號(hào)板要達(dá)到全熔透難度大，采 取的措施有： （ 1） 當(dāng)相交角度 30176。時(shí)，采用小角度加相同角度斜墊板，間隙 4mm，利于焊接。如圖示： (2) 牛腿裝配時(shí)相交角度 30176。時(shí)，采用腹板不對稱坡口形式，背面清根，先焊里側(cè)。蓋板采用加墊板形式，手工 CO2焊。 (3) 同設(shè)計(jì)部門協(xié)商要求在此部位開人孔，這樣人在里側(cè)焊接有操作空間，而且操作位置也很好，在留間隙的情況下，能達(dá)到焊縫質(zhì)量要求，而且焊接中排煙容易。 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 36 (4) 可采取在此部位增加補(bǔ)強(qiáng)板的方法（需同設(shè)計(jì)部門協(xié)商認(rèn)可）。 小夾角節(jié)點(diǎn)的制作如下圖所示： 相交處的翼緣板與腹板均作成圓弧過渡形式，過渡半徑約 R400mm，腹板的接口焊縫均放在直段，以便于施焊。 焊接變形的控制： 焊接時(shí)采用較小的焊接熱輸入方法進(jìn)行焊接，如采用藥芯焊絲CO2 焊。 對于主縫焊接，采用多絲埋弧焊技術(shù)。 采取分部 組裝焊接，分別矯正變形后再進(jìn)行總裝焊接或連接。 箱形構(gòu)件的接口焊縫，必須采取多名焊工同時(shí)對稱焊接，并應(yīng)連續(xù)焊完。 對于大型箱形構(gòu)件的內(nèi)隔板，建議從中間開設(shè)人孔，一則可便于國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 37 隔板焊接操作 (盡量減少電渣焊 )，二則可減輕結(jié)構(gòu)自重，三則可減少焊接內(nèi)應(yīng)力及焊接變形。 箱形 截面構(gòu)件制作工藝流程 不合格摩擦面處理探傷修整組對牛腿切割焊接鉆孔不合格不合格隔板組焊不合格隔板加工隔板、襯板切割下料矯正電渣焊箱型組裝U 型組裝修整端銑包裝運(yùn)輸涂裝標(biāo)識(shí)檢查焊接二次裝配探傷焊接鉆孔探傷焊接接料腹板、翼緣板切割下料檢驗(yàn)、矯正材料進(jìn)場 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 38 桁架制作 按設(shè)計(jì)的總體分段圖進(jìn)行詳細(xì)的分段劃分，按每個(gè)分段及來料情況進(jìn)行配料。因環(huán)梁高 12m，公路無法運(yùn)輸，工廠制作只能是單件出廠，即①、③、⑥組成一體，②、⑤、⑧組成一體，④、⑦單體。 劃線號(hào)料 號(hào)料前必須核實(shí)所用鋼材與設(shè)計(jì)圖紙相符，鋼材材質(zhì)必須符合相關(guān)規(guī)范要求；如有代料應(yīng)有代料通知單；做到專料專用。嚴(yán)格按照材料使用部位表進(jìn)行號(hào)料，避免長料短用，寬料窄用。 當(dāng)鋼材表面有銹蝕，麻點(diǎn)或劃痕等缺陷時(shí)，其深度不得大于該鋼材厚度負(fù)偏差值 1/2，否則不得使用。 在施工過程中，無論劃線號(hào)料、氣焊、還是 鉚工等工序都必須認(rèn)真檢查鋼材是否有重皮、裂紋等缺陷，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)會(huì)同技術(shù)人員及檢查人員研究處理。 號(hào)料時(shí)長度方向必須留焊接收縮量，寬度方向留切割余量。 號(hào)料時(shí)，翼板及腹板焊縫不能設(shè)置在同一截面上，應(yīng)相互錯(cuò)開200mm 以上，并與隔板錯(cuò)開 200mm 以上。接料盡量采用大板接料形式。 接料坡口形式： 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 39 對接坡口 號(hào)料的允許偏差，如表 1。 表 1 項(xiàng) 目 允許偏差 (mm) 零件外形尺寸 177。 弧形蓋板及腹板用計(jì)算機(jī)編程，在數(shù)控切割機(jī)上進(jìn)行切割加工。 號(hào)料必須注明坡口的角度和鈍邊及取圓方向。 斜桿接頭即③、⑥、⑤、⑧號(hào)先號(hào)成長 箱形 梁，然后在其上截取。 切割 切割氣體 (1) 氧氣 氣割用氧氣純度應(yīng)在 %以上，并有廠家產(chǎn)品合格證且符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 乙炔氣 用乙炔氣純度應(yīng)在 %以上，并有廠家產(chǎn)品合格證且符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 (3) 丙烷類氣體 切割用 丙烷純度在 98%以上，并有廠家產(chǎn)品合格證且符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 多頭直條火焰切割操作方法。 (1) 將待切割的鋼板放在切割平臺(tái)上、并使其定位。 (2) 根據(jù)排版圖調(diào)整切割咀的間距，使其達(dá)到板寬尺寸，并按工藝要求放出切割余量（切割余量按板厚預(yù)留）。 (3) 清除切割線 50mm 范圍內(nèi)的鐵銹、油污。避免由于鐵銹污物等在受熱時(shí)發(fā)生飛濺物堵塞割咀熄火而造成切割邊緣的缺陷。 (4) 平行切割 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 40 主材切割時(shí)，確?；鹧媲懈钭祛^的平行度及整條板的兩面同時(shí)受熱。 采用龍門式火焰切割機(jī)，同一 箱形 結(jié)構(gòu)的蓋板，腹板在同 一版面上切割。 切割時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)： A. 確認(rèn)板材合格 B. 確定蓋板及腹板寬度時(shí)應(yīng)在割嘴切割量基礎(chǔ)上加 1 毫米。 C. 邊緣切割不得低于 10 mm。 E. 切割 50 mm 后應(yīng)確認(rèn)板寬及直角度。 (5) 切割后斷口上不得有裂紋，并應(yīng)清除邊緣上的熔瘤和飛濺。 (6) 切割后鋼板不得有分層。發(fā)現(xiàn)分層要作出標(biāo)識(shí)，并向技術(shù)部門報(bào)告處理。 (7) 氣割時(shí)應(yīng)控制切割工藝參數(shù)，見表 2: 表 2 自動(dòng)、半自動(dòng)工藝參照系數(shù) 割咀 號(hào)碼 板厚（ mm） 氧 氣 壓 力（ Mpa） 乙炔壓力（ Mpa） 氣 割 速 度（ mm/min） 1 6~10 ~ ≥ 650~450 2 10~20 ~ ≥ 500~350 3 20~30 ≥ 450~300 4 30~40 ~ ≥ 400~300 5 40~60 ~ ≥ 350~250 6 60~100 ~ ≥ 300~200 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 41 (8) 切割中割咀的芯距工件表面高度不宜超過 10mm。 (9) 割咀噴出的火焰應(yīng)符合下列要求： A. 噴出的純氧氣流網(wǎng)線應(yīng)筆直而清晰，在火焰中沒有歪斜及出叉現(xiàn)象。 B. 噴出的純氧氣流網(wǎng)線周圍和全長應(yīng)均勻。 C. 如發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)，宜用透針修理，并將嘴孔處附著的雜質(zhì)毛刺清除掉。 (10) 坡口加工采用半自動(dòng)切割機(jī)并且應(yīng)兩側(cè)對稱切割，減小變形。 (11) 主材的坡口加工，根據(jù)不同板厚確定割嘴及速度。 坡口加工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： A. 坡口形狀及角度應(yīng)根據(jù)焊接方法和條件做依據(jù)。 下圖以 36mm 板為例圖示說明： (12) 所 有外露零部件均采用半自動(dòng)切割。 (13) 弧線 箱形 的上、下蓋板用 CAD/CAM 數(shù)控火焰切割機(jī)進(jìn)行編程切割，其切割要求與多頭切割相同。 (14) 切割質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 項(xiàng)目 允許偏差 零件寬度、長度 + 加工邊直線度 L/3000，且不應(yīng)大于 相鄰兩邊夾角 + 639。 加工面垂直度 ,且不應(yīng)大于 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 42 加工面表面粗糙度 ． 輥弧 在卷板機(jī)上進(jìn)行曲弧，用不小于 米的弧 度樣板進(jìn)行檢查，其間隙不得超過 1mm，局部可用火焰法進(jìn)行矯正。 ． 組裝 組裝總體要求 (1) 組裝人員必須熟悉圖紙、加工工藝及有關(guān)技術(shù)文件，檢查組裝用的零件的編號(hào)、材質(zhì)、尺寸、數(shù)量和加工精度是否符合圖紙和工藝要求，確認(rèn)后進(jìn)行裝配。 (2) 下料、裝配、凈料用的鋼尺 必須經(jīng)計(jì)量檢測合格 ，并且使用前統(tǒng)一校尺， 組裝平臺(tái)必須平整。 (3) 構(gòu)件組裝要按工藝流程進(jìn)行，零件連接處焊縫兩側(cè)各 3050mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹等清理干凈，并顯露出鋼材的金屬光澤。 (4) 裝配時(shí)要認(rèn)真控制好各零件的安裝位置和角度，避免使用大錘敲打和強(qiáng)制裝配。 (5) 對于在組裝后無法進(jìn)行涂裝及焊接的隱蔽面應(yīng)在部件或構(gòu)件整體組裝前進(jìn)行，經(jīng)檢查合格后方可組合。 上、下環(huán)梁及腹桿的直段箱 形 梁的組裝在日本進(jìn)口 箱形 梁生產(chǎn)線上進(jìn)行。 (1) 隔板組對：隔板組對采用以下措施： A. 隔板加工圖： 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 43 B. 隔板組對加工精度應(yīng)滿足以下要求： 其中 L： 177。 H： 177。 |d1d2|≤ C. 隔板組對應(yīng)注意以下幾點(diǎn) : ① 隔板與墊條之間的毛刺應(yīng)清除干凈 . ② 隔板組對時(shí) ,必須保證 90176。夾角 . ③ 斜隔板應(yīng)采用機(jī)加工的方法保證傾角 . 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì) 中國第二十二冶金建設(shè)金屬結(jié)構(gòu)工程公司 The 22nd Metallurgical Construction Company of China 44 ④ 不同隔板做好標(biāo)記以免混亂 . D. 組對隔板用胎具如圖所示： 隔板組對示意圖 (2) 裝配隔板： A. 蓋板修理，由于切割產(chǎn)生的彎曲應(yīng)修直后劃線，包括隔板位置、封板位置，以及隔板外引線，以便電渣焊鉆孔。彎曲度 e≤ 1mm/3m。 B. 打磨蓋板、腹板氧化皮及雜物。 C. 加設(shè)