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凉都体育中心体育场大型钢结构组装空间定位施工技能研讨

时刻:2015-10-27 17:07:07作者:焦露琳 赵小龙 来历:施工技能

  [摘要] 管桁架结构是一种依据合理的杆件空间安置,到达用钢量低、运用功用安全且满意造型要求、舒适漂亮的曲面型网格结构。以凉都体育中心主体育场项目为依托,提出了异形钢结构三维空间准确认位的新办法。要点介绍了组合架搭设丈量施工、依据AutoCAD空间独立坐标系的模仿施工、空间节点定位放样施工等施工工艺,确保了不规则钢结构三维空间准确认位,到达了预期作用。

  大型体育场馆一般规划巨大,结构多为杂乱钢结构办法,且修建造型新颖。一起,人们对修建的美学要求,也促进了各种新结构、新资料的呈现,如北京奥运会主会场———国家体育场的“鸟巢”规划,北京歌剧院的钛合金玻璃圆穹等。为了到达修建物的漂亮修建作用以及安稳的修建结构,各种新式结构准确的空间定位丈量,成为新的施工技能课题。

  1、工程概略

  六盘水凉都体育中心坐落凉都大路与钟山大路交叉处,占地上积33万㎡,总修建面积15万㎡。该工程首要项目包含体育场、体育馆、市民健身中心、游泳馆等。体育中心主体育场上部屋盖钢结构办法为空间悬挑管桁架结构,主桁架单榀相贯节点总数30~90个,总重1800t左右。施工现场通视条件差,昼夜温差大,冬天经常有冻雨。如图1所示。

空间悬挑管桁架结构

图1 空间悬挑管桁架结构

  2、 钢结构组装空间定位丈量施工技能研讨

  为了确保空间定位的精度,凉都体育中心项目部运用AutoCAD渠道,树立独立的三维空间坐标系,各放样点坐标可快速地主动生成,然后将生成的贯穿节点三维空间坐标分解为二维平面坐标和高程;选用一般全站仪对节点进行平面定位丈量; 选用高精度水准仪操控其高程;再用手拉葫芦和吊锤即可完结高程方向的定位,确保杆件中心线穿过杆件中心线交点,快速高效地完结了钢结构三维空间定位丈量作业。

  2.1  丈量定位计划与精度剖析

  2.1.1 空间钢结构三维节点定位丈量

  管桁架装置的要害是要确保杆件在节点处的准确衔接,因而节点定位丈量的要点便是确保贯穿节点杆件中心线交于一点。 因为工期较紧,加工场所硬化后,管桁架加工场为2块50m×100m 平 台,可一起加工4.5榀管桁架。

  选用高精度丈量仪器进行贯穿节点的空间三维定位,依照节点在硬化层上投影平面坐标及节点高程装置杆件,确保贯穿节点杆件中心线交于一点。

  2.1.2 精度剖析

  在管桁架定位丈量中,影响定位丈量精度的要素首要是点位的平面定位精度,而影响平面定位精度的要素首要是测角差错和测距差错。

  选用标称精度为1″,2mm+2×10-6D的全站 仪,设操控点至放样点间隔为D=80m,水平方位角α=40°,观测竖直角 β=2°,则放样点的点位差错核算:

  Δx = 80 ×cos40° = 61.284m

  Δy = 80 ×sin40° = 51.423m  

  放样点 x 方向精度:

  

  

  放样点y 方向精度:

  

  

  设放样点差错在2mm时,放样点点位差错:

  

  精度剖析阐明,选用的仪器设备和丈量放样办法切实可行,放样点的点位精度满意《钢结构工程施工质量检验标准》GB50205—2001 中关于节点中 心偏移5.0mm的施工精度要求。

  2.2  要害施工技能措施

  2.2.1  组合架搭设丈量施工

  组合架的平坦度会直接影响到空间独立坐标系的树立和管桁架组装的精度,假如操控欠好则会加大预组装到组装进程的累积差错。 组合架搭设丈量施工工艺流程如图2所示,组合架平坦度检测如图3所示。

  组合场所垫层硬化前有必要平坦夯实,为了确保组合场所全体的安定性,混凝土强度等级选用C25,垫层厚度20cm;事先在侧模下方做垫层,操控[20 侧模的标高,待侧模顶标高到达规划要求后,选用 ϕ14钢筋钉入地上下,与侧模点焊使槽钢竖直固定, 严格操控侧模标高;混凝土浇筑24h后进行保护,并选取适宜时刻在混凝土地上上垂直于混凝土浇筑方向用切割机切缝来战胜温度改换发生的裂缝,混凝土终凝后再用磨光机二次磨光;组合平架进行组装焊接时要用水准仪和平坦度检测仪一起操控其 平坦度:选用“边焊接、边复测、边调整”的进程来严格执行;槽钢上翼缘面须连角钢来确保组合架的全体安稳性;组合架装置施工进程中,加强复测校核频率,及时反应量测成果,以便依据量测成果及时批改组合架平坦度。

图2 组合架搭设备工工艺流程

图2 组合架搭设备工工艺流程

图3 组合架平坦度检测截面暗示

图3 组合架平坦度检测截面暗示

  2.2.2  依据AutoCAD空间独立坐标系的模仿施工

  因体育场上部网架钢结构选用悬挑管桁架,结构为变截面,节点杂乱,杆件尺度纷歧,歪斜角度及定位在高空装置现场很难准确核算,依托核算机, 依据AutoCAD渠道可翻开主桁架图纸三维实体模型,从头定位和旋转坐标系,来核算和获取在新坐 标系下每个贯穿节点的新坐标。协作全站仪进行定位操控,大大进步了丈量精度和丈量操控的速度。关于特别(桁架转角)部位,需预先制定好操控措施。空间独立坐标系的树立流程:工序预备→ AutoCAD运用渠道→HJ8轴测图→HJ8分红2段→ 三维线框视觉款式→键入UCS指令→指定UCS原 点→指定 x 轴上的点→指定 xy 平面点→用定位点定位坐标→坐标数据录入→工序结束。三维线框视觉款式下HJ8堵截如图4所示;以节点3038为坐标原点,3038⁃3043⁃30413节点组成平面,定位点定位出3043节点坐标如图5所示。

图4 三维线框视觉款式下HJ8 堵截暗示

图4 三维线框视觉款式下HJ8 堵截暗示

图5 定位点定位出节点3043 的坐标

图5 定位点定位出节点3043 的坐标

  凭借AutoCAD2008软件三维查询东西挑选某个节点作为坐标原点(x=0.0000,y=0.0000,z= 0.0000),一般挑选紧贴组合架顶平面的那个面作 为 xy 平面,并且挑选平面角处的节点作为坐标原点,图5中3038即可用作坐标原点。指定 xy 平面后,即可运用查询定位点按钮将图中每个节点的坐标都定位出来。图5中节点3043坐标快速显现为(-67,1516,1000)。

  观测点可暂定1个,后角度至少2 个。观测点和后角度应挑选通视条件好的当地,为了确保定位的精度,三点两两之间的间隔应适中,以10~40m为宜。 即若这3个点作为观测点时,桁架空间一切贯穿节点都可以定位到,不呈现被型钢柱遮住视野的状况。观测点和后角度的选取如图6所示。

  2.2.3  三维空间坐标分解为二维平面坐标

  树立与结构操控网既统一又独立运用的操控网后,运用全站仪在组装场所上放出桁架节点放样的地上投影线。将鸿沟杆分段(拼接)点、腹杆贯穿处作为操控特征点,在组装渠道内放出各特征点 (杆件中心线交点)的地上投影点,最终将规划的三 维坐标转换成独立坐标系。组装前在地上放样划线,做出地上放样轴测图。

图6 观测点和后角度选取暗示

图6 观测点和后角度选取暗示

  运用全站仪在组合架设置点准确测定胎架方位,做出十字线。 胎架搭设结束后,用水准仪校对胎架上部调理构件顶面高度,确保同一水平构件下部一切胎架顶平;并用水准仪确认特征点胎架的标高,依据理论数据对胎架进行调整,使差错在微调 范围内。

  每个节点的高程暂时不必考虑,等用节点放样结束后,只需求用吊锤、手拉葫芦、水准仪操控即可,操作简略准确。

  2.2.4  空间节点定位放样施工

  确认好半榀管桁架的大致摆放方位,在组合架 场挑选适宜方位选取观测点,再定出其他2个后角度,则具有了节点定位放样的条件。全站仪放样流程如图7所示。

  2.3  三维空间方位复测校核及差错消除

  运用钢尺检测单个待拼构件的长度、断面的几许尺度,依据深化规划图,将下弦杆、上弦杆及腹杆吊上胎架按构件编号放好,确保待拼构件的方位准确后暂时固定,吊线锤检测弦杆分段拼接点的平面方位并调整。 桁架组装流程:

  ①第1 步  制造预 组装胎架,胎架下端装置下弦杆,上端装置上弦杆;

  ②第2步  依据桁架地上投影线,放置组装胎架,与地上的预埋钢板焊接;

  ③第3步  装置下弦杆,依据 地样将预弯好的弦杆分段进行装置并固定于胎架;

  ④第4步  装置上弦杆,依据地样将预弯好的弦杆分段进行装置并固定于胎架;

  ⑤第5步  装置腹杆:腹杆按从中心往两头、先装直腹杆再装斜腹杆的次序装置,当多根腹杆一起交于一节点,且一起相贯时,腹杆按大管径和壁厚优先装置。如图8所示。

  构件调整固定后,依据待拼构件上的点位符号及地上投影点,运用钢尺、线锤进行检测,用点焊固定并将检测数据记载保存,与规划图纸比较剖析, 如构件不符合要求,则进行调整。待符合要求后再按焊接工序将构件固定。

图7 放样工艺流程

图7 放样工艺流程

图8 桁架组装放线进程暗示

图8 桁架组装放线进程暗示

  3、 施工技能研讨总结

  本研讨使定位丈量与管桁架加工渠道杆件就位焊接的协作愈加简洁高效,可及时满意现场钢结构拼焊施工需求。选用惯例办法每天只能丈量定位20~30个贯穿节点;选用本研讨技能丈量,贯穿节点丈量定位速度每天可到达50~60个,作业功率得到进步,施工进度快。

  该钢结构组装空间定位丈量的施工技能研讨选用独立坐标系空间定位丈量办法,首要凭借核算机辅佐软件AutoCAD三维独立坐标东西进行模仿施工,从而使全站仪、高精度水准仪等首要设备的投入降低了50%,很多节省了设备、人力的投入。 在经费上,项目经理部原丈量费用预算投入50万元,该施工技能研讨使费用降低到28余万元。

  4、 结语

  六盘水凉都体育中心主体育场上部房顶选用大跨度悬挑网架,选用独立坐标系空间定位丈量办法的施工技能对钢结构进行空间三维定位丈量,极大地进步了作业功率,圆满完结了凉都体育中心工程的钢结构管桁架定位丈量作业。并且确保了不规则钢结构三维空间准确认位,到达修建物安稳的修建结构以及完美的修建作用。该独立坐标系下钢结构组装空间定位丈量研讨不只适用于凉都体育中心主体育场的钢结构组装空间定位丈量工程,还可拓宽运用于与其相似的大型结构杂乱钢结构组装定位丈量的施工。

二维码
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