1、1西宁海湖新区体育中心体育场不规则管桁架网壳单元的拼装摘要：西宁海湖新区体育中心体育场为管桁架结构，桁架单元外形是不规则空间网壳。桁架单元型号多、结构比较复杂，拼装工作量大，难度较高。根据桁架单元的特点和具体实际情况，采取事前控制的思想，严格执行相应的拼装工艺流程，使得拼装工作顺利完成。本项目的拼装方法与流程很好的满足了施工需要，达到了进度、质量要求。 关键词：西宁海湖新区体育中心；管桁架；网壳；拼装 中图分类号：G633.96 文献标识码：A 文章编号： 1 项目概况 西宁海湖新区体育中心体育场，为管桁架网壳结构。按照施工顺序，各种型号的管材送到现场，在现场进行拼装成榀，再运用吊装机械进行整
2、榀吊装，分别固定和相互连接，形成空间桁架体系，少数区域杆件散装，完成整体结构。 网壳结构按照部位及形式可以分为主桁架、尾桁架和折面桁架，以及少数散装区域。每种桁架各为 40 榀，总计 120 榀，总用钢量约 4000余吨。 2 难点分析 2桁架几何外形呈不规则多面体，最大桁架单元长 51.6 米，高 6.1 米，重达 63.7 吨。而且主桁架、尾桁架以及折面桁架形状各不相同，差异较大，如 图 1、图 2 所示，这就使得体育场桁架的拼装工作自然成为本项目的一个重点和难点，并且拼装的精度直接影响到后续吊装和焊接工作，因此拼装工作更加凸显出自身的重要性。同时，本项目的施工进度要求高，工作场地相对比较
3、狭小，增加了作业难度。 图 1 主桁架及尾桁架单元 图 2 折面桁架及散装区域 主桁架、尾桁架、折面桁架各有 36 榀，但是每种桁架各榀并不相同，几何外形具有差别，这就意味着地面拼装时，各个大类的拼装胎架根据桁架外形差别需要进行修改调整，因而工作量和难度增加。 拼装胎架的定位必须根据桁架几何尺寸确定，桁架的设计图纸资料提供了桁架各个节点的空间坐标，但是这些坐标为构件安装到位状态的数据，对于地面拼装工作来说缺少实际操作意义，无法直接使用于现场拼装作业。这也无形之中增加了拼装作业的难度。 另外，由于本项目材料量大，各种型号的钢管材数目繁多，在制作3过程中难免会有管材相贯口、几何尺寸的错误，这也对拼
4、装工作有不可避免的不良影响，进一步增加了拼装工作的难度。 3 工作流程 3.1 胎架图绘制 根据本项目的特点，胎架比较复杂，型号和桁架单元对应因此类型较多。为了保证施工顺利进行，避免出现混淆、错误而造成拼装错误的情况，有必要按照桁架单元的型号一一对应绘制拼装胎架图纸，表示胎架平面布置位置、各个主弦杆件的杆底胎架标高。 由于设计图纸的坐标为安装状态的数据，无法按照这些数据直接进行拼装作业，因此需要按照拼装平放状态重新计算桁架的投影几何尺寸，以便于实际施工操作。 具体流程如下： （1）根据设计图纸明确各榀桁架外廓的实际几何尺寸； （2）运用 CAD 软件绘制出各榀桁架的安装状态三视图； （3）按照
5、桁架的外部几何特征确定拼装状态，运运用绘图软件进行各榀桁架的姿态调整，以符合拼装状态； （4）根据各榀拼装状态下得到的投影尺寸，绘制出桁架的投影平面图以及相应的杆件标高图； （5）绘制出各榀桁架的拼装胎架图，为方便测量校核与拼装作业，桁架各个轮廓点的测量坐标在图纸中标出； （6）根据坐标数据，计算桁架各个主要杆件的实际尺寸，与设计图纸材料表提供的各个杆件实际尺寸进行对比校核，确认胎架的精度。 4如图 3、图 4 以折面桁架为例所示。 图 3 折面桁架平面投影及胎架布置 图 4 折面桁架主弦杆胎架标高 胎架的形式、材料等，均在胎架图纸中详细表示，以便于胎架的放样制作、测量定位工作，如图 5 所示
6、。 图 5 胎架大样 在本项目中，为拼装作业方便，桁架都统一以平放作为拼装状态，但是本项目桁架为不规则多面体，平放之后落地接触点为 3-4 个，绝大多数 4 接触点桁架的 4 点并不在一个平面上，因而相应支撑胎架高度有细微变化，在图纸中将个点坐标都已经标出，这样既可以指导拼装作业，也可以为控制质量的测量工作提供依据，以主桁架为例如图 6 所示。 图 6 主桁架平面投影及各点测量坐标 在胎架图纸绘制完成之后，意味着为拼装工作提供可以直接操作的指导资料，再结合设计院图纸，这样就比较全面的能满足施工需要。这也反映出一个较为普遍的现象，即：设计图纸和实际施工作业往往或多或少存在相互脱离的现象，给实际施
7、工带来一定困难，这也是广大工程人员需要在工作中需要特别加以注意的地方。 3.2 拼装具体步骤 在技术资料准备完备以后，可开始拼装作业，以主桁架为例，说明具体作业步骤如下： 5对主桁架进行地面放样线，测量放样工具采用全站仪根据地面放样线设置拼装胎架吊装主桁架下弦铸钢件，调整铸钢件各管口的空间位置，复核无误后，进行临时固定吊装主桁架与铸钢件相连的下弦杆第一分段拼装主桁架单元下弦杆第二、三分段拼装主桁架下弦杆平面内腹杆拼装主桁架上弦第一分段拼装主桁架上弦第二、三分段拼装主桁架上、下弦杆间腹杆。流程示意如图 7-图 10 所示。 图 7 按照胎架图纸地面放线 图 8 按照胎架大样设置拼装胎架 图 9
8、安装桁架主弦杆及底部腹杆 图 10 安装桁架两侧腹杆 拼装过程中，采用全站仪进行实时监测；对拼装完成的桁架单元，进行复核后，进行桁架单元焊接。 4 总结 根据本项目的实际作业情况来看，虽然具有工作量较大、桁架型号多、工期紧张等不利因素，拼装工作进展仍然很顺利，作业过程中没有出现影响工作的拼装错误，实现了工作进度目标；同时，拼装精度良好，后续的吊装工作顺利很好的证明了这一点。 6本项目工作经验说明，对于较复杂外形的管桁架拼装工作宜于遵从以下工作流进行：熟悉并吃透设计院图纸确定拼装方案绘制详细的拼装胎架图纸地面放线制作、设置胎架桁架拼装测量监控和复核焊接完成。 这一流程是将精力较多投入到拼装前的技
9、术准备工作，突出事前控制，落实的重点工作就是拼装胎架图纸的绘制。尽可能做到事前控制为主，事中控制为辅，事后控制仅仅只是一种补救手段。事实说明，这样可以比较好的保证拼装工作顺利进行，保证工作的进度；同时也能比较好的保证拼装精度，保证工作质量。 参考文献: 1中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册M.中国计划出 版社，2004，4. 2贡金鑫.工程结构可靠度计算方法M.大连：大连理工大学出版社，2003. 3周世武.大跨度钢管桁架屋盖整体提升施工技术D.重庆大学，2007. 4周观根，方敏勇.大跨度空间钢结构施工技术研究D，2007. 5景明勇.大跨度空间钢管结构的设计分析和施工技术D.清华大学，2006. 作者简介：陈浩，1976 年生，硕士，工程师，主要从事建筑工程施7工，工程项目管理.
