工程概况及重难点分析:钢结构深化设计的挑战与解决方案

   日期:2024-07-14     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:373    
核心提示:(1)单座塔楼钢结构总用钢量约为28000t;每根杆件、每个节点、每个连接板都牵涉到详图的深化设计,工期短,钢结构深化设计工作量非常大。钢管加工的质量精度直接影响现场的组织安装,因此,钢管的加工是整个钢结构加工的重点。核心筒领先外框钢结构安装4~外框钢结构领先钢筋桁架楼层板安装3~

1. 项目概况及重点难点分析

1.1 项目概况

1.2 重点难点分析

1.深化设计

(1)单塔钢结构总用钢量约2.8万吨,每根杆件、每个节点、每个连接板都要涉及详图详细设计,工期紧迫,钢结构详图设计工作量很大。

(2)工程中很多钢柱支架都是空间角度,这就要求在详细设计时能够准确、直观地表达出空间角度,以便更好地适应工人的生产。

(3)加强层伸臂桁架、腰桁架节点和构件段的划分及剖分顺序。

解决方案:

(1)本项目的深化以Xsteel为主,AutoCAD为辅,利用Xsteel对规则柱、梁进行高效建模,对复杂节点采用AutoCAD实体造型。

(2)同时,在深化过程中实施和考虑了以下技术细节:

2.大直径钢柱加工制作

本工程核心筒外框架柱主要为钢管柱,最大截面尺寸为φ2400×50,最小截面尺寸为φ1000×20,材质均为Q390GJC(C)。钢管加工的质量和精度直接影响现场的组织和安装,因此钢管的加工是整个钢结构加工的重点。

解决方案:

3.厚板焊接残余应力的消除

本工程外框钢管柱采用Q390C(GJC)材质,加强层桁架采用Q420GJC材质。构件结构复杂,T、K节点数量多,导致焊缝应力集中,焊缝约束大,易发生分层撕裂;节点处厚板全焊透,焊缝密实。因此,降低焊接残余应力也是本工程的一个重点。

解决方案:

首先从源头保证钢材和焊接材料的质量;在设计之初就对焊接接头进行优化钢结构加工,采用窄间隙、小坡口焊接技术;CO2气体保护焊时有效控制焊前温度、层间温度和后热温度,保证焊缝质量;通过装配防变形、设置临时刚性支撑、烟火矫正等措施,保证节点的制作精度,减少焊接变形;此外,对构件进行振动时效(VSR)及喷砂处理等工艺,可以降低构件的残余应力。

4. 超宽部件的运输

本项目钢柱最大截面尺寸为φ2400×50mm,外框大直径钢柱、钢筋桁架钢柱等构件尺寸较大;该类柱体宽度、高度范围为3000~3600mm。单根钢管柱节段长度为5.85~14.6m,最大重量约42.65t。该类钢柱为超宽构件,如何运输超宽超长构件是本项目的难点。

解决方案

5、大直径圆管柱的吊装、定位及焊接

圆管柱最长节段长达15.75m,定位困难;最大重量42.65t,吊装工况需要详细分析;圆管柱最大壁厚50mm,最大焊缝长度7.37m,厚板焊接质量保证难度大。

解决方案

6、超高层钢结构定位与测量

该塔高近310米,受到风、日照、温差等多重动态力作用,整体安装过程中处于钟摆运动状态。

解决方案:

我们采用GPS、全站仪测控技术等先进的测量手段进行跟踪测量和校正。即在每台构件安装时,对钢柱、梁的水平度、垂直度进行测量和校正,随时监控和调整构件的位置。当几台构件组成框架结构体系时,再进行重新测量。当水平结构安装完毕后,再对整体结构进行再次测量,使构件始终处于监控之中钢结构加工,确保其处于正确的位置。

2.加工生产计划

2.1 处理说明

总部公司生产:外框圆管柱、钢架柱、钢梁高度超过500mm,板厚超过30mm的构件均在公司总部加工生产;

公司生产:其他零部件

2.2 加工设备

2.2.1大口径钢管加工设备

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电液伺服数控折弯机

卧式下调式三辊卷板机

2.2.2箱型、H型构件制造设备

2.3大口径钢管加工工艺

1、钢管压制工艺简介(D≤1400mm)

2、钢管轧制工艺简介(D>1400mm)

2.4 检查和试验

原材料检测设备

3.现场安装方案

安装理念

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立面水流施工安排:

核心筒安装于外框架钢结构前4~6层;

外框钢结构安装于钢桁架楼板前3~4层;

楼板安装从绑扎一层钢筋开始;

楼板混凝土浇筑前,先绑扎一层楼面钢筋;

平面施工顺序安排:

该平面按塔机的起重性能分为三个施工区域;

吊装施工按顺时针方向同时进行;

先安装钢柱,再连接顶部与核心筒之间的钢梁;再在钢柱之间安装顶层框架梁;最后在其余楼层安装框架梁及次梁

1 钢柱分段

塔架柱有KZ1、KZ2两种型式,其分段原则如下:

KZ1分为26节,最重构件42.65t、长12.8m,最长构件14.6m、27.03t;

KZ2共分为27段,最重、最长构件重30.7t,长15.75m;

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2.吊装情况描述

根据以上分析,KZ1可分节满足1#塔机最不利工况,即节重不超过44t。

根据以上分析,KZ2可分节满足1#塔机最不利工况,即节重不超过44t。

3 标准地坪施工流程

4 钢柱安装措施

根据控制点测量预埋件的安装位置,然后将预埋锚栓框架整体固定在安装位置。

埋葬前后需进行检查验收

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5.钢梁安装措施

6 加强层桁架安装

7 现场焊接措施

7.1 焊接特性

7.2 焊缝形式

7.3 焊接参数

CO2气保焊丝为ER50-3,实心焊丝直径为φ1.2mm、φ1.6mm。

8 定位测量

 
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