深圳灣體育中心鋼結(jié)構(gòu)工程匯報(bào).ppt

1,深圳灣體育中心鋼結(jié)構(gòu)工程匯報(bào)資料,一、工程概況,1.1整體平面布置 1.2結(jié)構(gòu)組成 1.3構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)形式 1.4材質(zhì)要求及工程周期,2,一、工程概況,深圳灣體育中心位于深圳灣濱海休閑帶中段，南山后海中心區(qū)東北角，深圳灣后海填海區(qū)內(nèi)，占地約30.77 公頃?；亟崎L方形，東西向最長約730m，南北向最長約420m。,3,整體效果圖,1.1結(jié)構(gòu)組成,深圳灣體育中心鋼結(jié)構(gòu)屋蓋由單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)架（綜合館和游泳館）及豎向支撐系統(tǒng)構(gòu)成，平面長約500m，寬約240m。 單層網(wǎng)殼主要由彎扭箱形構(gòu)件組成，彎扭構(gòu)件占鋼結(jié)構(gòu)總量（未包括鑄鋼件）的約60。 雙層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要由鋼管、焊接球組成，占鋼結(jié)構(gòu)總量（未包括鑄鋼件）的約9。 勁性框架結(jié)構(gòu)由鋼管構(gòu)件、常規(guī)箱形構(gòu)件、H型構(gòu)件組成，占鋼結(jié)構(gòu)總量（未包括鑄鋼件）的約21。 附屬等結(jié)構(gòu)占約10。,4,1.1結(jié)構(gòu)組成,5,雙層網(wǎng)架,展望橋,下沉廣場幕墻,支撐體系,單層網(wǎng)殼,大樹廣場,1.2構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)形式,單層網(wǎng)殼由彎扭箱型截面組成： 彎扭箱型截面規(guī)格：700*450*8*14700*450*60*60 600*450*40*40，600*450*60*60 500*350*10*12，400*300*10*10,6,彎扭構(gòu)件,彎扭節(jié)點(diǎn),單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),1.2構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)形式,雙層網(wǎng)架由鋼管和焊接球組成 圓管截面108*4 402*24 焊接球規(guī)格： D300*8 D1000*30,7,雙層網(wǎng)架 （體育館、游泳館）,細(xì)部構(gòu)造,1.2構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)形式,豎向支撐體系：由樹形柱、V型柱、展望橋、下沉廣場幕墻組成。 樹形柱截面規(guī)格為600*20 1200*60 V型柱截面規(guī)格為402*16， 500*16,8,六肢管 鑄鋼節(jié)點(diǎn),四肢管 鑄鋼節(jié)點(diǎn),V型柱節(jié)點(diǎn),支撐體系,1.2構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)形式,豎向支撐體系：由樹形柱、V型柱、展望橋、下沉廣場幕墻鋼結(jié)構(gòu)組成。 展望橋由351*10 800*35，H600*250*14*28 H700*450*14*28組成。 幕墻鋼構(gòu)本體由 300*300*12*12 700*450*60*60 HN200*100*5.5*8組成 H600*300*12*20,9,展望橋,下沉廣場幕墻,典型節(jié)點(diǎn),構(gòu)件,1.3材質(zhì)要求及工程周期,材質(zhì)要求： 彎扭構(gòu)件中，700*450*40*60， 600*450*60*60采用Q460D-Z15 支撐體系中：圓管550*40， 800*35， 900*50， 1200*60采用Q460D 板厚大于等于40mm，要求Z15性能。 其余采用Q345C和Q345B 鑄鋼件材質(zhì) 工程周期：鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)間為2009.10.302010.04.30 周期極短！ 深化設(shè)計(jì)時(shí)間為2009.07.2608.24 材料采購時(shí)間為2009.08.1012.07,10,二、本工程特點(diǎn)、難點(diǎn),2.1深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析及措施 2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施 2.3施工安裝難點(diǎn)分析及措施 2.4管理協(xié)調(diào)難點(diǎn)分析及措施,11,二、本工程難點(diǎn)分析,12,1.空間曲面鋼結(jié)構(gòu)彎扭構(gòu)件高效、準(zhǔn)確的深化設(shè)計(jì) -深化設(shè)計(jì)重、難點(diǎn),常規(guī)方法空間尺寸定位方式，深化難度大、效率低 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建模的準(zhǔn)確性要求高 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定必須采用三維坐標(biāo)形式，進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)深化 我司以計(jì)算機(jī)為載體、利用CAD平臺(tái)開發(fā)了專用的計(jì)算機(jī)輔助深化設(shè)計(jì)軟件，在鳥巢、陽光谷、西塔等項(xiàng)目成功應(yīng)用。,2.1深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析及措施,13,14,構(gòu)件的裝配三維坐標(biāo),零部件的成形三維坐標(biāo),三維坐標(biāo)貫穿于 彎扭構(gòu)件的深化、 制作、檢測各過程,構(gòu)件的施工圖三維坐標(biāo),2.1深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析及措施,2.1深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析及措施,15,成品構(gòu)件,數(shù)模轉(zhuǎn)換軟件,16,依據(jù)裝配三維坐標(biāo),依X、Y值在平臺(tái)放樣,依Z值立胎架,依次裝配各零部件,三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)采集數(shù)據(jù) 與裝配坐標(biāo)比較，對(duì)構(gòu)件尺寸驗(yàn)證,2.1深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析及措施,1. 彎扭構(gòu)件加工制作-加工制作重點(diǎn)和難點(diǎn),彎扭構(gòu)件總體分析： 箱體的翼板更多呈現(xiàn)的是彎曲，腹板呈現(xiàn)的多為扭曲 對(duì)成型有特殊工藝要求 主體焊縫、內(nèi)隔板焊縫與牛腿焊縫基本為CJP全熔透焊縫 存在薄壁和小夾角構(gòu)造特點(diǎn) 加工量大、進(jìn)度要求高 對(duì)加工制作單位，類似技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)要求高,17,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,工藝重、難點(diǎn)分析： 工藝路線的設(shè)定需要成熟工藝 板間展開精密下料要求高，需噴粉下料才能保證彎扭需要 板件彎扭的成型工藝和成形精度要求高 空間三維（多牛腿）拼裝定位的方法需采用相對(duì)坐標(biāo) 焊接工藝要求高， 特別是對(duì)于薄壁箱型構(gòu)件 構(gòu)件裝配與成品的空間三維測量與校核要求精準(zhǔn),18,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,彎扭構(gòu)件的制作流程,19,下料,開坡口,平臺(tái)放樣,放下翼板,立胎架,無模成形,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,動(dòng)畫演示,20,裝腹板,胎下焊接,三維坐標(biāo)測量,組裝牛腿,裝上翼板,清理轉(zhuǎn)涂裝,彎扭構(gòu)件的制作流程,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,加工設(shè)備、人員和測量技術(shù)要求分析： 對(duì)翼腹板的彎曲和扭曲需特定設(shè)備 才能滿足制作精度和進(jìn)度要求 對(duì)拼裝胎架設(shè)計(jì)必須有成熟經(jīng)驗(yàn) 空間三維坐標(biāo)測量必須具有相應(yīng)的 測量儀器與數(shù)據(jù)采集與分析軟件,三維拼裝胎架,無模成型扭曲成形數(shù)控設(shè)備,三坐標(biāo)測量與分析系統(tǒng),彎扭構(gòu)件加工制作主要科技設(shè)備和測量系統(tǒng)軟件,21,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,無模成形工藝與設(shè)備,無模多點(diǎn)成形就是將多點(diǎn)成形技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體的先進(jìn)制造技術(shù),22,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,彎扭板件三維造型,無模成形調(diào)形后圖,無模成形工藝與設(shè)備,CADCAM,23,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,（國家體育場）無模 多點(diǎn)成形設(shè)備主要技術(shù)參數(shù),壓力機(jī),無模成型系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng),輸送裝置,24,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,板件彎扭成形后效果圖,工作狀態(tài)圖,采用無模成型系統(tǒng)極大地提高了扭曲板件的成型效率和精度， 比與常規(guī)的液壓+火焰成型方式提高近十倍，無模成型系統(tǒng)產(chǎn) 能100130T/班。 無模成型系統(tǒng)已通過浙江省科技成果鑒定！,25,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,三坐標(biāo)測量技術(shù),26,1. 三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的應(yīng)用,該系統(tǒng)以空間三角交會(huì)法/極坐標(biāo)法空間坐標(biāo)測量系統(tǒng)采集空間點(diǎn)（被測工件等）的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理及點(diǎn)、線、面的幾何計(jì)算與分析，還具有數(shù)據(jù)的輸入、輸出和用戶應(yīng)用軟件等功能。,26,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,空間彎扭構(gòu)件的工廠組裝及現(xiàn)場拼裝的測量和定位技術(shù),2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,2 測量方法,措 施,復(fù)雜的空間構(gòu)件,焊接變形圖,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法用常規(guī)工具 測量定位及精度復(fù)檢,通過三維坐標(biāo)測量儀掃描測量、重構(gòu)模型 計(jì)算掃描模型與理論模型絕對(duì)偏差 精度達(dá)到0.2mm,問 題,措 施,28,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,3. 三坐標(biāo)測量系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn),1. 高效解決空間構(gòu)件用常規(guī)的測量方法難以測量準(zhǔn)確的問題。 2.實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)比較,即時(shí)指導(dǎo)工件姿態(tài)調(diào)整工作。 3. 該系統(tǒng)極大地提高測量工作效率， 4.較大提高測量數(shù)據(jù)的精度,達(dá)到亞毫米級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。 5.移動(dòng)式測量，無需建立任何固定坐標(biāo)系統(tǒng) 6.降低測量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。,彎扭構(gòu)件制作測量,現(xiàn)場拼裝測量,29,2.2加工制作難點(diǎn)分析及措施,1. 現(xiàn)場地面拼裝精度保證-安裝重點(diǎn)和難點(diǎn),質(zhì)量保證措施： 編制合理拼裝和焊接工藝方案 采用設(shè)計(jì)合理的剛性胎架 兩片連拼，相當(dāng)于預(yù)拼裝 加強(qiáng)測量和復(fù)核 進(jìn)行起吊計(jì)算，設(shè)置合理的吊點(diǎn),需注意的問題： 地面拼裝，焊接易引起體變形 多牛腿高空對(duì)接精度要求高 分片吊裝易引起彈性變形,30,2.3施工安裝難點(diǎn)分析及措施,2. 高空安裝對(duì)接精度和焊接質(zhì)量的保證 -安裝重點(diǎn),進(jìn)行起吊計(jì)算，設(shè)置合理的吊點(diǎn),后補(bǔ)裝法分片對(duì)接,楔形鐵塊就位或矯正,31,2.3施工安裝難點(diǎn)分析及措施,3.厚板、Q460高強(qiáng)鋼焊接-加工、安裝技術(shù)重點(diǎn),32,2.3施工安裝難點(diǎn)分析及措施,通過焊接仿真可對(duì)實(shí)際工作中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行事先控制,指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn) 焊接性試驗(yàn) 1、斜y試驗(yàn) 2、熱影響區(qū)硬度試驗(yàn) 3、插銷試驗(yàn) 4、再熱裂紋敏感性試驗(yàn) 全面焊接工藝品評(píng)定,措 施,問 題,材料強(qiáng)度高，焊接性差 國內(nèi)建筑領(lǐng)域采用相對(duì)較少 焊接冷裂紋敏感性強(qiáng),Q460高強(qiáng)鋼焊接,3.厚板、Q460高強(qiáng)鋼焊接-加工、安裝技術(shù)重點(diǎn),國家體育場工程中通過的焊接工藝評(píng)定的鋼種組合有 （1）Q345CQ345D （2）Q345DQ345DGJ （3）Q345DGJQ390DGJ （4）Q460E （5）Q345DGJQ460E （6）Q460EGS-20Mn5V,通過全部焊接工藝評(píng)定需5個(gè)月,Q460試驗(yàn)文檔,33,2.3施工安裝難點(diǎn)分析及措施,焊接應(yīng)力消減,A、減少焊接應(yīng)力工藝措施 1、窄間隙工藝 2、順序焊接 B、消減殘余應(yīng)力措施 1、采用多層多道焊接 2、采用遠(yuǎn)紅外陶瓷加熱 3、局部采錘擊法消除應(yīng)力 4、振動(dòng)時(shí)效，現(xiàn)場局部超聲波沖擊,4.焊接應(yīng)力消除、焊接仿真分析-加工、安裝技術(shù)重點(diǎn),仿真分析目的： 預(yù)測復(fù)雜節(jié)點(diǎn)焊接變形 預(yù)測焊接收縮余量 評(píng)估焊接工藝參數(shù)的影響 評(píng)估焊接殘余應(yīng)力 仿真分析方法： Ansys有限元分析 熱分析（溫度場）結(jié)構(gòu)分析（應(yīng)力應(yīng)變） 基本數(shù)據(jù)： 焊接工藝&順序溫度場分布 鋼材強(qiáng)度fy &變形模量E溫度關(guān)系,焊接仿真分析,34,2.3施工安裝難點(diǎn)分析及措施,1.加工和安裝階段施工管理與工期進(jìn)度保證-管理工作重、難點(diǎn),成功的應(yīng)用深化設(shè)計(jì)軟件-能夠在30天內(nèi)完成深化設(shè)計(jì) 成熟的彎扭構(gòu)件制作技術(shù)-極大加快技術(shù)工作進(jìn)程 強(qiáng)大的無模成型設(shè)備和測量軟件-無法比擬的施工優(yōu)勢(shì) 熟煉的技術(shù)、管理和車間員工-寶貴的實(shí)施財(cái)富 巨大的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)和施工資源-確保工程安時(shí)完成 豐富的空間結(jié)構(gòu)工程施工經(jīng)驗(yàn)-質(zhì)量、管理和進(jìn)度的保障 集團(tuán)的高度重視和對(duì)項(xiàng)目定位-成就事業(yè)、成就你我,35,2.4管理協(xié)調(diào)難點(diǎn)分析及措施,三、現(xiàn)場施工方案,3.1現(xiàn)場施工機(jī)械及場地布置 3.2施工總體思路 3.3現(xiàn)場拼裝及彎扭構(gòu)件對(duì)接精度保證 3.4臨時(shí)支撐體系設(shè)計(jì) 3.5施工合攏方案 3.6整體卸載方案,36,3.1現(xiàn)場施工機(jī)械及場地布置,37,3.2施工總體思路,結(jié)構(gòu)整體施工按照“施工一區(qū)與施工二區(qū)同時(shí)開始”的原則進(jìn)行，由下向上安裝，先下部支撐系統(tǒng)，后上部屋蓋結(jié)構(gòu)。 V形柱及樹形柱采用分段吊裝；屋蓋單層網(wǎng)殼采用分塊吊裝；游泳館及體育館雙層網(wǎng)殼則采用原位拼裝，分級(jí)累積提升的方法安裝。 根據(jù)運(yùn)輸及吊裝分段要求，鋼柱等構(gòu)件在工廠分段加工，網(wǎng)殼箱型構(gòu)件在工廠分條塊加工，網(wǎng)殼圓管桿件散件加工運(yùn)輸，構(gòu)件運(yùn)輸至現(xiàn)場根據(jù)吊裝方案要求鋼柱進(jìn)行組對(duì)，網(wǎng)殼構(gòu)件則在地面分塊拼裝。,總體施工順序,一區(qū)施工順序,二區(qū)施工順序,38,3.3現(xiàn)場拼裝及彎扭構(gòu)件對(duì)接精度保證,地面拼裝 1、場地條件滿足拼裝要求 2、拼裝胎架設(shè)計(jì)滿足要求 3、測量定位 4、焊接收縮變形的控制,單元之間預(yù)留桿件對(duì)接,網(wǎng)殼吊點(diǎn)設(shè)置,對(duì)接找正措施 對(duì)口錯(cuò)邊鋼板補(bǔ)強(qiáng),高空對(duì)接 吊點(diǎn)設(shè)置 短桿補(bǔ)空 錯(cuò)邊矯正、補(bǔ)強(qiáng),39,3.4臨時(shí)支撐體系設(shè)計(jì),臨時(shí)支撐架平面布置,標(biāo)準(zhǔn)支撐架 組件A 組件B 組件C 標(biāo)準(zhǔn)支撐架示意圖,看臺(tái)中間位置支撐設(shè)置及看臺(tái)加固,40,3.5施工合攏方案,鋼結(jié)構(gòu)施工合攏縫設(shè)置位置（圖中后施工帶箭頭所指位置）,合攏縫的位置 通過結(jié)構(gòu)分析確定最合理的合攏縫設(shè)置位置 合攏溫度 取深圳市年平均氣溫值24為合攏溫度 合攏縫的焊接 桿件溫度一致 同時(shí)施焊 通過臨時(shí)連接板轉(zhuǎn)移負(fù)載,41,3.6整體卸載方案,卸載原則 以結(jié)構(gòu)計(jì)算分析為依據(jù)、以結(jié)構(gòu)安全為宗旨、以變形諧調(diào)為核心、以實(shí)時(shí)監(jiān)控為手段。 分區(qū)卸載 變形協(xié)調(diào) 分級(jí)循環(huán),42,四、與土建及相關(guān)單位配合,4.1需要總包單位提供的施工條件 4.2與幕墻、屋面施工單位的協(xié)調(diào)配合,43,4.1需要總包單位提供的施工條件,土建需預(yù)留施工通道及后施工結(jié)構(gòu)區(qū)域 紅色塊為需預(yù)留后施工結(jié)構(gòu)范圍 藍(lán)色塊為預(yù)留體育場施工通道位置,44,大型吊機(jī)施工道路 繞體育場內(nèi)外應(yīng)設(shè)置環(huán)向施工通道,現(xiàn)場拼裝場地 圍繞鋼結(jié)構(gòu)屋蓋周邊布置 施工過程動(dòng)態(tài)管理,作業(yè)面移交 分兩階段移交 2009.11一場兩館 2010.01大樹廣場,4.2與幕墻、屋面施工單位的協(xié)調(diào)配合,1深化設(shè)計(jì)配合 與設(shè)計(jì)人及幕墻專項(xiàng)承包人配合，提供設(shè)計(jì)合適的連接吊件，以便用于安裝玻璃幕外墻；與機(jī)電