工程實(shí)例：電視塔巨型球形網(wǎng)殼制作技術(shù)

某廣播電視塔總高度468m,僅次于加拿大多倫多電視塔和俄羅斯莫斯科電視塔,居世界第三,亞洲第一。

第1章球形網(wǎng)殼概況
電視塔上有2個(gè)巨大的球體,距地80m高的球體(以下簡(jiǎn)稱下球)直徑50m,離地280m高的球體(以下簡(jiǎn)稱上球)直徑45m,其圍護(hù)結(jié)構(gòu)為單層螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)殼。
球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工要求高,安裝難度大。網(wǎng)殼的桿件用上鋼一廠專門煉制的特種耐候鋼管(鋼號(hào)l0pcuxt)制成,桿件兩端與錐頭的焊接連接,按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(AWS)進(jìn)行控制與檢驗(yàn),螺栓球上焊有低碳鋼管,其軸線朝球殼中心,對(duì)定位和焊接有特殊要求;上球環(huán)向桿件均在內(nèi)側(cè)以加勁板幫焊鋼管,以抵抗強(qiáng)大的風(fēng)壓。球殼的外層,覆蓋鋁合金板或彩色玻璃。球殼桿件與螺栓球等零件的加工精度必須保證球體拼裝后最大周長(zhǎng)的誤差不大于40mm。下球是在地面拼裝成若干單元,再吊至空中安裝;上球則全部為高空散裝。

第2章保證制作精度的措施
在巨型球形網(wǎng)殼制作過(guò)程中,采用“100%保證率的一次組裝成功為目標(biāo)的質(zhì)量保證體系”
東方明珠電視塔球型網(wǎng)殼生產(chǎn)的關(guān)鍵在于桿件的加工精度。上球由11個(gè)環(huán)組成,最大折線長(zhǎng)度141.26m,下球由5個(gè)環(huán)組成,最大折線長(zhǎng)度156.72m。根據(jù)網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程,桿件單件長(zhǎng)度允許誤差為土1mm,安裝直線總長(zhǎng)度累計(jì)允許誤差為±30mm,但對(duì)于球體折線組合總長(zhǎng)度要求控制在±30mm之內(nèi),難度很大,經(jīng)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理等共同確定,本工程球體折線組合總長(zhǎng)度控制標(biāo)準(zhǔn)誤差為+40mm。
面對(duì)控制總標(biāo)準(zhǔn),我們采用PDCA循環(huán)方法,對(duì)影響桿件長(zhǎng)度的因素進(jìn)行了綜合分析,針對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)的不合格因素列出排列圖,按超標(biāo)準(zhǔn)不合理點(diǎn)累計(jì)頻率高低排列出“桿件軸線與端面垂直度”、“桿件斷料和焊縫溫差絕對(duì)長(zhǎng)度”、“焊縫表層和內(nèi)在質(zhì)量查核措施”等3項(xiàng)作為主要技術(shù)關(guān)鍵,并在制作全過(guò)程中采取有關(guān)技術(shù)措施及工藝控制:
確定嚴(yán)格的工藝線路:驗(yàn)收材料入庫(kù)→檢查和校正鋼管平直度→檢查鋼管軸線與斷口端面垂直度→切割、剖口→檢驗(yàn)錐頭封板→試裝點(diǎn)焊→按照工藝參數(shù)施焊→磁粉、超聲波探傷檢查和X射線拍片檢查存檔→單件產(chǎn)品復(fù)驗(yàn)編號(hào)→試拼裝(2R=45m,2R=50m)→包裝。
采用以螺桿控制的斷料工裝精度裝置,保證斷料尺寸的精確度,達(dá)到單根桿件精度控制在±0.5mm之內(nèi)。
采用固定垂直套板和同心頂桿的端面軸線垂直度修正及控制裝置,保證桿件軸線一致和端部垂直度的準(zhǔn)確率。
采用計(jì)算方法和試焊方式留出焊縫溫差剩余當(dāng)量,保證桿件焊接變形長(zhǎng)度尺寸的準(zhǔn)確性。
對(duì)每條焊縫進(jìn)行全數(shù)檢查:對(duì)焊縫表面均采取磁粉探傷手段和超聲波探傷檢查方式,對(duì)于受拉桿件部位的焊縫都采用X射線探傷拍片檢查,保證焊縫的表面質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量的可靠性100%達(dá)到綜合設(shè)計(jì)要求。

第3章檢查結(jié)果
由于采取上述技術(shù)措施和管理措施,該工程在桿件長(zhǎng)度、桿件軸線與端面垂直度、桿件軸線平直度、錐頭外圓直徑、錐頭A、B面平行度、套筒端面平行度、桿件焊縫厚度、長(zhǎng)度、均勻度等方面均進(jìn)行了100%檢查,達(dá)標(biāo)率均為100%。
因該工程為市區(qū)的建筑標(biāo)志,從100%一次組裝成功的保證率角度出發(fā),又對(duì)2R=45m,2R=50m的2個(gè)巨型球殼進(jìn)行試裝,試裝經(jīng)設(shè)計(jì)單位、總承包單位和機(jī)械施工公司及廣播電視塔建設(shè)處、工程監(jiān)理等驗(yàn)收,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果:45m直徑球殼外圓安裝最大誤差為+14mm;50m直徑球殼外圓安裝最大誤差均小于設(shè)計(jì)要求(十40mm)。檢查結(jié)論是:完全符合設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量?jī)?yōu)良。