省级工法-复杂空间大曲面异形钢结构施工工法.pdfVIP

复杂空间大曲面异形钢结构施工工法 1.前言 复杂空间大曲面异形钢结构体系，存在杆件节点和支座多、构造 复杂、焊接量大、施工难度高等问题，我司在实际项目中遇到下列施 工难点：支座采用焊接铰支座焊接操作空间小，无法满足制作与安装 工艺的要求，且存在质量安全隐患，而采用锥管和半球支座节点形式 时锥管小头与大头截面削弱较多，不能达到等强，锥管位置设置插板 补强造成锥管及制作为焊缝重叠严重，焊接残余应力较大，影响结构 受力，且管径大、管壁较厚、构件密集、结构杆件受力大，构件直接 相互干涉严重，加工制作安装难度均很大；大空间大曲面钢结构桁架 结构复杂，吊装杆件数量多，重量大，现场工期排布以及管理困难， 容易造成交叉作业混乱，吊装效率低，返工率高。 针对上述问题，我司预先通过tekla 软件建立三维模型，将大量 钢结构节点参数化，通过对各部分支座节点深化分析，优化后采用成 品铰支座，铸钢件整体铸造锥管、交汇处设置焊接球等方式解决支座 节点施工难点，运用BIMFILM 软件根据深化模型和分区吊装方案结 合周边环境进行全过程动画模拟，深化分区分阶段吊装方案，避免了 盲目施工后返工的问题，保障工程一次成优的质量要求，并在其他类 似项目当中得到推广应用，本工法已在浙江省科技信息研究院查新， 在所检浙江省级工法文献中未见报道，技术新颖先进。 2.特点 2.0.1施工效率高，经济效益突出。通过bim 辅助深化提前发现 图纸问题并制定出优化方案，避免后期返工，减少材料损耗，加快了 施工进度，缩短工期。 2.0.2 标准化程度高、作业安全。采用钢构件整体铸造、成品支 座、成品节点等标准化工艺，解决焊接困难、操作空间小、作业难度 大等问题。 2.0.3 质量可靠，构造合理。支座节点、相贯节点杆件交汇密集 处优化为焊接球 （半球）节点确保受力与构造要求。 2.0.4 全过程模拟深化，化繁为简。利用深化模型和BIMFILM 软 件结合整个施工空间制作全过程模拟动画深化分区分阶段吊装方案， 优化吊装节段和分区排布。 3.适用范围 本工法适用于空间异形钢结构桁架施工，也可适用于类似工况条 件下复杂空间结构的施工。 4.工艺原理 通过tekla structures创建BIM模型，标准节点采用节点库中的钢 结构节点，采用参数化方法快速、准确建立构件节点，非标准节点采 用人工智能参数化创建特殊节点，根据软件自动检测功能查看构件碰 撞情况，分析节点构造是否合理，进行深化设计，优化节点方案；结 合设计施工规范，在模型上直接进行节点方案比拟，模拟实际安装情 况，确定最终优化方案，通过软件自动生成构件、零件图，部分1:1 钢板加工图。 构件预制运至现场吊装，吊装采用小构件临时拼装成整体后，采 用大吨位汽车吊进行吊装的方式分区施工，运用BIMFILM 等软件将 深化好的构件模型图与施工场地环境以及拼装方案全过程通过三维 动画多角度模拟出来，优化各构件拼装顺序、杆件节段排序、分阶段 施工区域的排布以及特殊作业空间的施工方案。 根据优化后的方案把小型构件在临时平台上拼装成为一个较为 大型的节段结构，分阶段逐步吊装，采用成品铰支座、铸钢锥管半球 支座节点、密集相贯杆件半球节点形式，保证整体空间结构的稳定性。 5.工艺流程及操作要点 5.1工艺流程 施工操作流程图如图5.1所示 图5.1施工流程图 5.2操作要点 5.2.1施工准备 安装前,项目经理部及有关人员应提前到达施工现场进行安装前 各项准备工作，主要是熟悉现场的实际情况，诸如：场地情况、道路 运输、钢结构构件材料、安装机具等的堆放位置、电源位置等。 现场所用的主要施工设备为吊机、电焊机、工具车等，所用的检 测工具主要有：水准仪、经纬仪、钢卷尺等，其他如配电箱、线缆等， 其余小件手工具如安全帽、板手、管钳、螺丝刀等有各安装队准备。