大跨度椭圆形弦支穹顶钢屋盖安装焊接施工技术

5期

2017年10月

天津建设科技

Tianjin Construction Science and Technology

建筑工程

Constructional Engineering

大跨度椭圆形弦支穹顶钢屋盖

安装焊接施工技术

□文/张永坡李学顺曲红红张泽星

【摘要】：文章通过叙述天津中医药大学新建体育馆钢结构的安装过程，详细介绍了安装焊

接的具体实施方法和措施，保证了钢屋盖顺利完成施工。

【关键词】：弦支；零顶；焊接;杆件;球节点

1工程概况

天津中医药大学新建体育馆弦支穹顶所有杆件为 圆管，规格小 114 mmx4.5 mm~402 m质为

Q345B =

mxl6.0 mm,材

根据杆件和节点球的材料，选用E5015 E5016焊 条，满焊接要，

表3

型号

E5015/E5016

3。

选择焊条性能指标熔敷金属性能

强度 延伸率

8 5 /MPa8 /MPa

$400$22

s

球节点为加肋空心球，规格2S4300

8b /MPa

mmx10 mm~WS4750 mmx25 mm，夕卜围術架体系由

拉强度

32榀径向平面桁架、环杆组成，径向桁架水平投影长度 为15~20 m，Y度为13~17 m，径向桁架杆件为圆管， 规格为小 325 m质

mx12 mm?140 mmx4.5 mm 不等，材

$490

$27 j

度/b-30

3钢结构安装方案的确定

钢结构 弦支穹 。 平面 作

焊接平 ， 中弦支穹 。为 8 杆件

，

由外向 焊接的焊接

水平 ，

，外平面 桁架

，采 7 桁架 ，采用由外向

，采

焊接。为 ，

1。

桁架和中部

作为，的施，焊接环焊接和

Q345B。环向拉索共4环，环间距约7.5 m，拉索为高

钒索，强度1 670 MPa;径向拉杆为GLG550，规格 小40~80 mm，竖向撑杆为圆管，长3.5、4.0、4.5、5.0 m， 规格令180 m

mx8 mm，材质Q345B;拉索、拉杆、撑杆

mx10 mm

竖向 。

间的节点连接件为铸钢件。环杆为令299 m结构北侧为单排混凝土框架柱，设计采 架，

面为

的圆管，作为径向桁架的连系杆件，材质/345B。主体

加强桁

。加强桁架杆件为令114mmx5

焊接杆件和焊接球的影 ， 采

mm~402 mmx16 mm 的圆管，材质为 /345B。

2 Q345B钢管性能

钢管的化学成

表1

材质

Q345B

C

1，机械性能见表2。

化学成分

S

Mn1.0

％

P

Si

\"

0.20

\"0.04表2

〜1.6\"0.04\"0.55

机械性能

要

图1

安裝焊接

材质项目

^ 630拉强度/MPa470 强度/MPa#345

4外围桁架吊装焊接

4.1吊装分析

、裂

Q345B长/[

$21

冷弯试验

/j

$34

据径向桁架具体 ， 结合汽车吊性能及现场实际工况分析，采用吊车工作半径15 m，

6

建筑工程

Constructional Engineering

张永坡，等:大跨度椭圆形弦支穹顶钢屋盖安装焊接施工技术

第27卷第5期

臂杆长度36 $，臂杆仰角60。安装，可满足安装要求， 见图2。

高程m图2

桁架吊装

4.2加固措施

根据径向桁架平面桁架尺寸较大、结合径向桁架 分段情况分析，第一段桁架吊装过程时容易发生变形。

故在吊装前需要在径向桁架两侧设置2根14#工字钢 夹紧固定，防止径向桁架在起吊及安装过程中变形，见 图3。

径向桁架为平面桁架，安装时容易侧向失稳，故在 径向桁架吊装就位后为保证其稳定需要在桁架两侧对 拉缆风绳，同时，通过缆风绳对测量定位进行调节。

4.4设置马卡

在水平段 向段对 ，为了保证对 度， 在对

设置

，通过

位，可

安

装 度。4.5环向杆安装

平面形桁架安装完成后，环向杆件进行安装，

利用曲升

为平， 吊进行吊装，在中调

杆件 ，一

安装， 完成32 平面异

形桁架环向杆件安装，形成稳定

结

，见

图 4。

图4

环向杆安装

5中部弦支穹顶安装

5.1吊装方法

为 在 量， 对杆件 在 面进

行合，

成

杆

，进行吊装。高

利用同

完成前定位， 杆

吊装

后

定位，后测调

可完成安装定位。5.2米字合龙

为防止 合时

完成合，

用字合龙，分+

，然后

向

进行安装。5.3逐圈安装

两圈为一分， 分定位节位置，

装。 装后进行 测，

定位， 分完成后进行，后 测位置

， 一 。

。 根据

为

节 ，

杆上节安装度为要目标，将安装过程中的累积误差通过其周围的焊接球 节点调整来消除误差，避免将误差累积到下一圈网壳

节点上去，以保证撑杆上节点的安装精度。此种方法能 够

值

于

一

中

，可有效

产生，见图5。

建筑工程

第27卷第5期天津建设科技Constructional Engineering

图5

安装顺序

6焊接工艺 6.1焊接难点

1潮屋盖球节点和杆件多为Q345B,碳当量比较高， 钢材的淬硬倾向比较大，焊接工艺性比较差，焊接时易 产生焊接冷裂纹。

()有些构件厚度较大，焊接要求为一级全熔透焊， 焊接时热输入量大，若焊接工艺不当，易使接头母材晶 粒组织粗大，产生大量淬硬组织，这样的焊缝强度变 低，并且随板厚的增大，焊接时板的层状撕裂倾向会越 来越大。6.2焊接技术措施

1)钢管和铸钢件焊接时，用电加热片伴随预热，预 热温度为U0〜M0 /，预热范围在焊缝两侧，每侧宽 度应大于焊件厚度的*倍以上且！ 100 mm。

*)焊接预热 。用点温计检查是否达到规定的 预热度和预热 。

6.3焊接注意事项

1)根据网壳安装焊接经验，焊接球定位完成后，在焊 接 易产生大的焊接 和变，

使节点球 生，焊接定不 工

焊

接，多层多焊，焊接

多

点 的

，

焊接

和变

节点

度的

*)据焊接 ，焊接变 有 焊接变 量一为0.75〜1.25 mm， 焊缝

越大， 产生的

量

会越大，

熔透

预 2〜4mm 为

，

不

大

。8

3) 为 钢构 度焊接 变的尺差 要求，钢构 焊接要不

， 用

度 比和 度 比。 定 定 焊 焊接

一 焊接 焊接 量和， 一 ，

据

， 定焊接

的 ，为 工提供可靠的据，便

工 必要的调

4) 焊接成，用超声波

1005探伤，

别不

合格的 返修，最

终

全

P达到一级焊缝要求。

7结论

由于采取了理 焊接工艺和技术措，将

焊接差降到了最低，

了各个节点的

焊

接度，

了

弦支穹顶屋盖钢架的工焊接

质量，效果较好，为 育场馆达到预期目标创了

有利条件。

参考文献：

[1] GB 50755—2012，钢结构工程施工规范[S].

[2] GB 20205—2001，钢结构工程施工质量验收规范[S]•[3] GB50661—2011，钢结构焊接规范[S]•

□中图分类号&TU758.11□文献标识码

□文章编号,1008-3197(2017)05-06-03

□ D0I 编码，1〇63969/j.issn.1008-3197.2017.05.003 □收稿日期,2017-08-22

□作者简介&张永坡/男，1984年出生，工程师，天津三建建筑工

程有限公司，从事工程技术管理工作。

□李学顺x曲红红x张泽星/天津三建建筑工程有限公司。