工程名稱 
第一卷 疊合節(jié)點(diǎn)貝殼形單層穹頂網(wǎng)殼高空拼裝法施工
青島市展覽中心展覽館多功能廳屋蓋采用疊合節(jié)點(diǎn)貝殼形單層穹頂網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)體系。此種屋蓋結(jié)構(gòu)體系國內(nèi)外較少見,該工程在設(shè)計(jì)上做了大膽嘗試,并創(chuàng)出一套疊合節(jié)點(diǎn)貝殼形單層穹頂網(wǎng)殼高空拼裝的施工方法。
第1章 工程概況
青島市展覽中心展覽館多功能廳,平面形狀為長28.392m的正曲邊三角形(圖6-8-1)。建筑立面造型為仿貝殼形,前低后高,采用非典型曲面屋蓋(圖6-8-2)。屋蓋前面最低點(diǎn)標(biāo)高11m,背后最高點(diǎn)標(biāo)高21m,前后高差10m,屋蓋曲面最高點(diǎn)24m。采用疊合節(jié)點(diǎn)單層穹頂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),周邊正曲邊三角形由鋼筋混凝土圈梁支承。網(wǎng)殼雙向上、下鋼管桿件在平面上投影為正交,分割成多個(gè)1m×1m的正方形。雙向上、下鋼管桿件均采用Ф140×6無縫鋼管，按設(shè)計(jì)坐標(biāo)點(diǎn)高低，構(gòu)成貝殼形穹頂曲面形狀。
上下鋼管件匯交疊合節(jié)點(diǎn)，用U形50×12鋼板及螺栓連接。
第2章 網(wǎng)殼鋼管桿件制作
第1節(jié) 網(wǎng)殼鋼管桿件彎曲弧度的制作方法
1.網(wǎng)殼桿件編號:上層鋼管桿件按A1,A2,A3......,下層鋼管桿件按Bl,B2,B4......,
分別依桿件設(shè)計(jì)排列順序編號。
2.按網(wǎng)殼鋼管桿件編號順序設(shè)計(jì)彎曲弧度,按足尺在地上放出所有鋼管桿件大樣,做出彎曲弧度加工的木樣板。
3.根據(jù)每種桿件的放樣實(shí)際尺寸,并按規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定預(yù)加長度收縮量。
4.彎管:在網(wǎng)殼56根桿件中,有不同的彎曲弧度42種。在同一根桿件中,各段的彎曲弧度也各不相同。選用自制彎管機(jī)進(jìn)行鋼管桿件彎曲弧度加工,比用模具或胎具等加工方法簡便,易保證彎管質(zhì)量,費(fèi)用低。彎管機(jī)是由2個(gè)在一條直線上的Ф300固定轉(zhuǎn)動(dòng)槽輪和1個(gè)在能前后移動(dòng)的Ф300活動(dòng)槽輪組成(圖6-8-3)。Ф140無縫鋼管放在3個(gè)槽輪中間,用15t千斤頂控制活動(dòng)槽輪前后移動(dòng)。比照術(shù)樣板控制鋼管彎曲弧度,鋼管即可隨彎隨外出,由2個(gè)輪上的推動(dòng)桿掌握速度。
5.分段彎管編號:因?yàn)榇蠖鄶?shù)鋼管桿件通長超過20m,最長達(dá)36.46m,大部分桿件由2~5段鋼管焊成,采用分段各自按彎曲弧度加工。同一桿件各段鋼管須進(jìn)行焊接編號,如A1管的各段編號元A1-1、A1-2、A1-3等。各段鋼管加工完后,運(yùn)至現(xiàn)場,在兩段管間加100mm長內(nèi)套管,并進(jìn)行等強(qiáng)度坡口對焊。
6.每段按彎曲弧度加工的鋼管,應(yīng)比照術(shù)樣板進(jìn)行檢查,同時(shí)要依次與水泥地面上放樣彎曲弧度尺寸核對焊接接口部位。如彎曲弧度尺寸存在偏差,可用千斤頂微調(diào)器(圖6-8-4)進(jìn)行微調(diào)。對彎曲弧度過量的要用另一種微調(diào)器(圖6-8-5)進(jìn)行回調(diào)。
第2節(jié) 網(wǎng)殼疊合節(jié)點(diǎn)U形連接鋼板加工
U形連接鋼板總數(shù)達(dá)2252塊。為保證U形連接鋼板的加工質(zhì)量,對U形連接鋼板節(jié)點(diǎn)的拉伸性能、平壓變形性能、鋼管原材料拉伸性能和扭轉(zhuǎn)性能等進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,節(jié)點(diǎn)各項(xiàng)性能均符合設(shè)計(jì)要求。
1.網(wǎng)殼上下鋼管桿件疊合節(jié)點(diǎn)U形鋼板加工時(shí),按無縫鋼管Ф140的管徑,加3mm安.裝活動(dòng)量,制成半圓形模具,用300t油壓機(jī)冷彎沖壓成形。
2.各疊合節(jié)點(diǎn)上下鋼管桿件，在網(wǎng)殼曲面上構(gòu)成多種角度的菱形,疊合節(jié)點(diǎn)的桿件有正交和斜交,斜交的角度也不同,所以沖壓成形的U形連接鋼板要依網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行編號配對。
3.對鋼管桿件及U形連接鋼板應(yīng)除銹,并刷防銹漆。
第3章 吊裝前的主要技術(shù)措施及準(zhǔn)備工作
網(wǎng)殼鋼管桿件經(jīng)彎曲加工后,按編號排列順序,從加工車間運(yùn)往工地,并按編號順序卸車,依次放平。
l.按網(wǎng)殼鋼管桿件彎曲弧度要求,在現(xiàn)場塔式起重機(jī)起吊范圍內(nèi),用M2.5砂漿砌240寬地城墻。每道墻長11m,墻與墻間距l(xiāng)m。氣為便于放樣和焊接,墻高出自然地面0.5m,共砌筑30條地城墻。在墻頂面用水準(zhǔn)儀抄平后,抹20~30mm厚水泥砂漿面并壓光。
2.按網(wǎng)殼鋼管桿件編號順序,設(shè)計(jì)彎曲弧度尺寸,每次以1︰1的實(shí)際放樣尺寸在地城墻上放出大樣,對所有鋼管桿件彎曲弧度進(jìn)行檢查核對,凡因運(yùn)輸造成鋼管桿件變形的,要用千斤頂微調(diào)器校正,直至達(dá)到放樣形狀及尺寸要求為止。
3.對分段進(jìn)行彎曲弧度加工的各段鋼管,經(jīng)彎曲弧度檢查,符合要求后,按各段焊接鋼管編號,進(jìn)行等強(qiáng)度剖口對焊。.
4.在準(zhǔn)備吊裝的網(wǎng)殼下二層地面,用經(jīng)緯儀測出下層桿件中心線、上層桿件中心線和桿件兩端支承點(diǎn)。用水準(zhǔn)儀測出上、下層桿件在鋼筋混凝土圈梁內(nèi)各安裝點(diǎn)標(biāo)高。
5.在準(zhǔn)備吊裝的網(wǎng)殼二層地面,用Ф50鋼管搭設(shè)水平相互間距各為1m(腳手架各立管要錯(cuò)開網(wǎng)殼桿件中心線0.5m)的滿堂腳手架,高度應(yīng)滿足網(wǎng)殼桿件安裝操作要求。
6.網(wǎng)殼鋼管桿件利用自升式塔式起重機(jī)吊裝。
第4章 網(wǎng)殼鋼管桿件吊裝及高空拼裝
通過對幾種吊裝方案的比較,為防止桿件變形,采用加設(shè)橫梁桿的特殊吊裝方法。
加設(shè)長16m的27號工字鋼做橫梁桿,用兩端的滑輪和中間幾道鋼絲繩來增加桿件的起吊點(diǎn),使其受力均衡,不變形。
2.起吊鋼管桿件,首先從曲面最高點(diǎn)的下層桿件(后數(shù)第5根)開始,安裝時(shí)桿件兩端支承點(diǎn)按放線標(biāo)定標(biāo)高就位,用經(jīng)緯儀測定桿件最高點(diǎn)與二層地面放線的垂直度,經(jīng)垂直檢查定位后,先把圈梁內(nèi)兩端支點(diǎn)固定,再把網(wǎng)亮曲面桿件最高點(diǎn)及桿件兩側(cè)中段兩處用臨時(shí)支撐固定。
3.第一根桿件安裝就位后,分別在其兩側(cè)起吊第二和第三根桿件,用經(jīng)緯儀測定垂直度,按前面所述相同方法用臨時(shí)支撐固定。
4.在已就位的桿件左右兩側(cè),分別吊裝下層所有桿件,全部下層桿件就位后,上層桿件安裝前,在下層桿件的上表面及側(cè)面放線,用墨線標(biāo)定出上層桿件與下層桿件相交的位置。
5.上層桿件先從曲面最高點(diǎn)最長的桿件(中間桿件)起吊,按圈梁內(nèi)標(biāo)定的桿件兩端支承點(diǎn)和下層桿件表面標(biāo)定的上層桿件位置就位。
6.在上層桿件和下層桿件的交叉疊合節(jié)點(diǎn),從上到下依次安裝U形連接鋼板,適當(dāng)擰緊M16螺栓。
7.上層第1根桿件安裝就位后,從兩側(cè)依次一左一右吊裝所有上層桿件,并在安裝就位后的各疊合節(jié)點(diǎn)安裝U形連接鋼板。
8.在上層桿件與下層桿件的疊合節(jié)點(diǎn),出現(xiàn)個(gè)別節(jié)點(diǎn)上下桿件未相接并有一定距離的現(xiàn)象,這是個(gè)別桿件施工變形造成的,須用千斤頂微調(diào)器(圖6-8-6)把變形調(diào)整進(jìn)來,使上、下桿件接觸,-然后再安裝U形連接鋼板。
9.經(jīng)檢查全部屋蓋曲面坐標(biāo)、上下桿件標(biāo)高以及各迭合節(jié)點(diǎn)U形連接鋼板安裝工程質(zhì)量符合規(guī)范要求后,在所有疊合節(jié)點(diǎn)的上、下鋼管桿件相交處四面焊接j最后擰緊U形連接鋼板的M16螺栓,拆除各臨時(shí)支撐點(diǎn)。
10.再次在網(wǎng)殼全部桿件及U形連接鋼板表面除銹,刷防銹漆一度、面漆二度。