多曲面焊接球形网架拼装精度研究

刘成林

摘要：本文就多曲面焊接球形网架拼装精度进行阐述，采用了先进的球心定位装置及胎架固定方式。本技术是以中铁十七局集团建筑工程有限公司承建的吉林市人民大剧院钢结构工程为依托，根据现场实际条件，在施工中摸索和总结出的一种提高多曲面焊接球形网架拼装精度的施工工艺，通过现场实践，取得了较快的施工速度和良好的经济和社会效益。

关键词：隔一焊一、剛性连接、球心定位

Abstract This paper expounds the assembly accuracy of multi-surface welding spherical mesh frame，and adopts the advanced spherical center positioning device and tire frame fixing method.This technology is based on the construction of Jilin City People's Grand Theatre Co.，Ltd.，according to the actual conditions，in the construction of a improve the precision of multi-surface welding spherical mesh assembly construction process，through the site practice，has achieved rapid construction speed and good economic and social benefits.

Keywords The Wang Guo-wei，rigid connection and the center of the center

引言

本技术是以中铁十七局集团建筑工程有限公司承建的吉林市人民大剧院钢结构工程为依托，在施工中摸索和总结出的一种提高多曲面焊接球形网架拼装精度的施工工艺[1]。

1 工程概况

本工程位于吉林市东山区江湾大桥南端东侧，总建筑面积为37007.98m2，最高点标高约36.3m，最低点约9.5m，屋面为不规则双曲面，屋面水平投影约18600 m2，屋面上部屋面为网壳，下部屋面以双层焊接球网架为主，屋面为不规则曲面[2]。

2 多曲面焊接球形网架拼装施工方法[2]11-13

2.1 编制专项焊接方案

1、根据网架结构设计特点及现场实际情况，焊接采用隔一焊一及由中间向两边的顺序进行。

2、改进了焊接工艺

弃用手工电弧焊，使用热输入量小的二氧化碳气体保护焊，采用小焊道多道多层焊接方法以减少收缩量[3]。

3、改进后的焊接专项方案进行针对性技术交底，先进行项目部管理人员交底，再进行焊接作业人员交底[4]。

2.2 加强网架拼装胎架稳定性

1、对胎架立杆的底座钢板相互间用钢条进行进行刚性连接，并用嵌入钢筋头对钢垫板与混凝土硬化地面进行固定。

2、在立杆的设置过程中用靠尺进行垂直度测量，待定位牢固后再用靠尺和挂线进行复查，保证立杆的垂直度不超过2mm[5]。

2.3 改进测量方法

1、本项目网架拼装定位方法采用“球定位杆”的方式[6]。本QC小组经过研究出一种球体中心点定位装置，能精确定位球体中心且操作简单便利[7]。

2、改进后的焊接球中心点定位测量方法如下：

球体中心点定位装置，包括圆形托盘和十字水平管：圆形托盘1由一个5mm长160*5圆管，一块10mm厚直径160mm钢板焊接而成，焊接后对圆形托盘下底和上平面进行打磨。

圆形托盘上平面采用磁性吸附一个十字水平管，作为水平调节装置。

圆形托盘上平面中间标记有中心点十字丝，作为托盘中心点标示。

具体施工步骤如下：

把圆形托盘放置与球体（钢结构焊接球）上;采用磁性吸附十字水平管于圆形托盘上平面;调整圆形托盘位置，直至十字水平管十字两个方向都居中;架设全站仪棱镜于中心十字丝中点，采用全站仪打的水平坐标即中心点的水平坐标。

3 优越性分析

制定最佳焊接顺序，整体焊接累积变形控制在规范要求的10mm以内。

通过将胎架立杆底座与地面锚固，使垂直度偏<1mm，拼装过程中胎架变形量<2mm。

现场技术人员及技术工人发明一项球体中心定位定位装置，配合全站仪进行精确测量，误差控制在1mm以内。

4 效益分析

经核算，每拼装一榀网架可节省费用约5500元，36榀网架按此法实施，共计创造经济效益达19.8万元。

5 结束语

该技术在本工程钢结构施工得到了很好的实际运用，本工程钢架架的施工质量得到了一致好评，为公司以后类似项目提供了技术支持。

参考文献

[1]谭中富，孙焕纯.空间桁架结构拓扑优化设计的线性规划方法.工程力学，2002，9（4）：19-23.

[2]钱令希.工程结构优化设计[M].北京：水利电力出版社，2001.

[3]中华人民共和国行业标准.空间网格结构技术规程[J].JGJ7-2010，2010，33-35

[4]钢结构设计手册编写组.钢结构设计手册（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003

[5]高立人（译）.空间网格结构[M].北京：中国建筑工业出版社，2004

[6]张其林.索和膜结构[M].上海：同济大学出版社，2002

[7]沈世钊.悬索结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1997