鳥巢焊接技術ppt課件-展示頁
2025-05-14 07:42本頁面
【正文】 攻關 目 錄 3 一、工程概況 ? 國家體育場位于奧林匹克公園中心區(qū)的南部，主體建筑緊鄰北京城市中軸線，并與國家體育館和國家游泳中心相對于中軸線均衡布置。 ? 國家體育場工程是北京奧林匹克公園內的標志性建筑，也是北京最大的具有國際先進水平的多功能體育場，國家體育場成為奧林匹克運動留給城市的寶貴遺產。主體鋼結構由主屋蓋結構、屋頂次結構、豎向立面結構組成。 4 國家體育場看臺的放射狀混凝土框架結構與環(huán)繞它們并形成主屋蓋的空間鋼結構完全分離。結構組件相互支撐、形成網格狀構架，組成體育場整體的 “ 鳥巢 ” 造型。 5 ? 工程 177。屋頂主結構均為箱型截面，上弦桿截面基本為1000mm 1000mm，下弦桿截面基本為 800mm 800mm，腹桿截面基本 600mm 600mm，腹桿與上下弦桿相貫，屋頂矢高 。立面次結構截面基本為 1200mm 1000mm，頂面次結構截面基本為 1000mm 1000mm。 當鋼板厚度 ≤ 34mm時 ， 采用 Q345鋼材；當鋼板厚度 ≥ 36mm時 ， 采用 Q345GJ鋼材；少量厚鋼板采用 Q460、 S460ML鋼材 。 厚度分布： 8 鋼材性能 沖擊性能要求 鋼材牌號 主結構 次結構 Q34 Q345GJ D級， 200C時 AK≥34J C級， 00C時 AK≥34J Q460、 S460ML E級， 400C時 AK≥34J Z向性能要求 鋼板厚度(mm) T＜ 40 40≤t≤60 60＜ t≤80 t＞ 80 Z向要求 Z15 Z25 Z35 9 二、工程特點 工程規(guī)模大 ， 構件噸位重 ? ? 10 節(jié)點復雜 ? 組合鋼柱 菱形柱轉換節(jié)點 菱形柱頂節(jié)點 11 ? 主桁架典型 K型節(jié)點 12 施工難度大 鋼構件呈不規(guī)則形狀 ， 局部扭曲 ， 截面不斷變化 ， 加工難度大； 由于桿件組拼的桁架均為曲面 ， 且設計要求曲線變化平滑自然 ， 對焊工水平 、 焊接設備 、 組拼胎架要求很高； 13 現場焊接工作量大 ， 焊材總消耗量約兩百噸 ， 針對鋼結構復雜多變的曲線 、 曲面造型 ， 必須通過計算機模擬制作 、 安裝工況 。 14 三、施工方案簡介 ? 根據調整后的初步設計圖紙等技術條件 ,確定的最終安裝方案為地面拼裝高空散裝的施工方法 ，即在場內布置 78根支撐體系，主體結構分片或分塊地面拼裝成型后，通過 800T及 600T吊車吊裝到臨時支撐頂部，分四大區(qū)八個階段對稱完裝及焊接，主結構結構及立面次結構完成后對 78根支撐體系進行整體、同步卸載，最后安裝平面次結構。 17 ? 主桁架安裝采用地面分段拼裝，高空散裝的施工方法。 2()1 () 3 ()4 ()5 ()6 ()7 ()8 ()910()13 ()12 () 11 ()14 ()15 ()立面典型次結構安裝 平面典型次結構安裝 19 四、難點分析 ? 設計新穎，節(jié)點復雜，主體結構呈雙曲彎扭形態(tài)，制作難度極大，安裝精度難以控制。 ? 材質為低合金鋼 Q34 Q345GJ及少量 Q460、 Q460ML和鑄鋼，鋼板最厚達 100mm；構件截面均為箱型斷面，焊接產生的應力、變形收縮值和層狀撕裂很難控制；現場焊接量大，焊材總消耗量約數百噸。 20 ? 本工程卸載要求同步、等比卸載，由于體育場面積大，且支撐點位多，達到絕對同步很難。 ? 主結構（主桁架）分段吊裝定位及吊裝姿態(tài)難以控制，每一次安裝姿態(tài)基本不相同。 ? 與土建工程存在立體交叉作業(yè)，必須統(tǒng)籌安排，確保工程有序施工。 國家體育場鋼結構工程現場焊縫主要分為兩大類型：角焊縫及對接焊縫。 厚板對接焊縫的殘余能量以焊縫的收縮變形和焊接殘余應力的形式存在于焊縫和 HAZ之中；因此控制焊接變形及焊接殘余應力必須綜合治理 。 22 設焊縫焊接的總能量 E總 =1； E總 = W有 + W無 +ε+σ= 1 （ 1） 當焊接結束后： ε+σ= E總 W有 W無 = C＜ 1 ε+σ= C＜ 1 （ 2） 式中： W有 參加冶金反應的有用能量； W無 所有無用能量的總和 ， 包括：傳導；輻射；對流所損失的能量； ε 焊接變形所需的能量； σ 焊接殘余應力所需的能量； C 焊接變形及殘余應力所需的能量 ， 是小于 1的常數 。 焊接變形以尺寸的誤差明顯表示在鋼結構的實體上 ， 焊接殘余應力毫無外觀表示存在于構件內部之中：當焊接殘余應力 σ 殘 ≥ σs （ 母材屈服強度 ） 時 。 在國家體育場鋼結構工程中 ， 希望屋頂鋼結構不要太大的變形而影響鋼結構的安裝精度和美觀 ， 又不希望有較大的焊接應力而影響結構的安全；所以控制焊接變形和焊接殘余應力是該工程成功的關鍵 。 Fε= Fn /δ (3) 式中： Fε — 焊接變形的收縮量； Fn — 焊縫的橫截面積； δ — 母材的板厚； 該式在寶鋼及其他工程中發(fā)揮重要作用。 該式的具體意義是，當焊接變形（收縮量）完全實現時，焊接殘余應力是一個非常小的安全值；當焊接變形因約束不能實現時，對接焊縫的兩端會產生極大的拉應力場；拉應力場的大小完全取決于焊縫橫截面積的大小。 國家體育場工程對接焊逢關鍵控制焊接殘余應力 。 24 固定焊口焊接圖CO 2 焊自由端自由收縮示意圖焊縫在對接鋼構件時 （ 多數為水平對接 ） ， 在焊縫的另一端不加任何約束；以焊接變形 （ 收縮變形 ） 為代價減少焊接殘余應力 ， 見下圖 。 （ 如變形小可
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