鸟巢焊接技术专题汇报.pptVIP

国家体育场（鸟巢）工程焊接技术的 专题汇报 一、工程概况二、工程特点三、施工方案简介四、难点分析五、钢结构焊接变形及残余应力的分析与对策六、焊接技术及焊接工艺评定七、焊接顺序八、焊接坡口形式与尺寸 九、超高强钢特厚板焊接技术十、层状撕裂问题分析十一、铸钢件焊接技术十二、科技创新及攻关 一、工程概况 国家体育场位于奥林匹克公园中心区的南部，主体建筑紧邻北京城市中轴线，并与国家体育馆和国家游泳中心相对于中轴线均衡布置。 国家体育场工程是北京奥林匹克公园内的标志性建筑，也是北京最大的具有国际先进水平的多功能体育场，国家体育场成为奥林匹克运动留给城市的宝贵遗产。 国家体育场主体钢结构工程屋面外形呈双曲马鞍状，整体结构形状内互相纺织成一个完整曲面。主体钢结构由主屋盖结构、屋顶次结构、竖向立面结构组成。钢结构总量约为40000吨，具有建设规模宏大、结构形式复杂、建设工期短、建设标准高、制造安装难度极大、焊接量大、安全隐患多、施工风险大等特点。 　　　　国家体育场看台的放射状混凝土框架结构与环绕它们并形成主屋盖的空间钢结构完全分离。空间钢结构由24榀门式桁架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，其中22榀贯通或基本贯通。结构组件相互支撑、形成网格状构架，组成体育场整体的“鸟巢”造型。所有钢结构构件形成结构及建筑外形。 　　工程±0.000标高相对于绝对标高为43.50m，钢结构屋盖呈双曲面马鞍型，南北向结构高度为40.746m，东西向结构高度为67.122m。屋顶主结构均为箱型截面，上弦杆截面基本为1000mm×1000mm，下弦杆截面基本为800mm×800mm，腹杆截面基本600mm×600mm，腹杆与上下弦杆相贯，屋顶矢高12.00m。竖向由24根组合钢结构柱支撑，每根组合钢结构柱由两根1200mm×1200mm箱型钢柱和一根菱形钢柱组成，荷载通过它传递至基础。立面次结构截面基本为1200mm×1000mm，顶面次结构截面基本为1000mm×1000mm。 1、钢结构设计重量 主桁架：12720吨 组合柱：12548吨 次结构：11670吨 楼 梯：4137吨 马 道：800吨 合 计：41875吨 2、钢材型号厚度 　　钢板的最大厚度100mm。当钢板厚度≤34mm时，采用Q345钢材；当钢板厚度≥36mm时，采用Q345GJ钢材；少量厚钢板采用Q460、S460ML钢材。局部采用铸钢件。 　　厚度分布： 　　·组合钢柱除少量棱形柱底部和顶部为90~100mm，其余为50~80mm，另外两根方形斜柱板厚绝大多数为30、25、20mm。 　　·桁架上弦杆个别段为50mm外，其余均在40mm以下，大多数为30、25、20mm。 　　·桁架下弦杆个别段为50、42mm外，其余绝大多数为20mm。 　　·腹杆为20、14、10mm，多数为10mm。 　　　·次结构板厚最大36mm，绝大部分为20mm以下。 3、钢材性能 二、工程特点 1、工程规模大，构件吨位重 ·马鞍形钢屋盖长轴约333m，短轴约280m；内环长轴约182m，短轴约124m；矢高12m。 ·组合钢柱最大重量约重520t，每延米最重约10t；主桁架每延米最重约3t。 2、节点复杂 ·主结构均为大截面箱型构件，节点在空间汇交多根杆件；次结构节点复杂多变、规律性少。 主桁架典型K型节点 3、施工难度大 　　·钢结构与混凝土结构施工交叉作业，必须从安全、质量、功能、工期、造价等方面综合考虑，选择最优施工方案。 　　·钢结构制作方面，参与制作的单位多，加工制作的精度要求高，加工周期短，施工图非常规表达，节点设计复杂，且非一致，无法流水线生产。 　　·钢结构工厂加工、多杆件汇交节点设计、现场以及高空组拼制作、钢屋架安装临时支撑的设计布置、吊装、焊接、安装测量、工况计算与实现难度大； 　　·钢构件呈不规则形状，局部扭曲，截面不断变化，加工难度大； 　　·钢结构现场组拼、安装精度要求高，精度控制实现难度大； 　　·由于杆件组拼的桁架均为曲面，且设计要求曲线变化平滑自然，对焊工水平、焊接设备、组拼胎架要求很高； 　　·空间交汇的节点，杆件多而复杂，部分交汇角度小；局部超厚钢板焊接、高强钢Q460钢焊接、铸钢件焊接等纳入专门的研究课题，采取有效的预控措施，确保焊接质量，现场焊接难度大。现场焊接工作量大，焊材总消耗量约两百吨， 　　·部分钢构件组拼而成的刚架为不规则曲面，对此巨型钢结构组拼和安装实施三维测量控制，确保组拼、安装的精度难； 　　·针对钢结构复杂多变的曲线、曲面造型，必须通过计算机模拟制作、安装工况。由于曲线、曲面很难用方程式表达，因此工况计算、建模工作量大。 　　·大跨度巨型钢结构屋盖，支撑数量