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天津健康产业园自行车馆钢结构工程过程控制与管理.doc

泰然健康网
2025-07-08 13:49

PAGE PAGE 1 天津健康产业园自行车馆钢结构工程过程控制与管理　　摘要：天津团泊健康产业园自行车馆是一座可容纳3000人的专项体育建筑，钢结构部分已于2013年初竣工，将承办2013年东亚运动会和2017年全运会的自行车比赛项目。本工程为大跨度异形弦之穹顶结构，全国此类结构工程数量很少；主要构件为焊接球和钢管，总构件数超过10000件，二次深化和现场实际安装有很大的挑战性。本文介绍了此工程的几乎整个的过程管理控制，为以后大跨度异形弦之穹顶结构工程提供相关参考。　　关键词：弦之穹顶；二次深化；相贯线　　中图分类号：TU973+.13文献标识码：A文章编号：　　1工程概况　　天津团泊健康产业园自行车馆作为第六届东亚运动会的主要场馆，用地面积8.1７万平方米，总建筑面积2.82万平方米，建筑总高度40.2米，配备250米国际标准赛道，1830个固定座位，876个活动坐席，主体地上一层（无地下），局部三层。场馆整体造型类似于一个自行车比赛选手所戴德头盔，屋盖主体平面投影为椭圆形。屋盖周圈支撑在24个圆截面混凝土柱上，屋盖周围悬挑，局部落于6m标高的平台上。　　屋盖主体采用桁架和双层网壳组合的空间结构,网壳周边采用环向钢索弦支。屋盖从周边支撑向外设单层网壳悬挑延伸并局部向下延伸。屋盖周圈支撑在24个圆截面混凝土柱上。结构整体平面投影为椭圆形，长轴跨度126m，短轴跨度100m，矢高18m，柱顶支撑标高+19.000m。工程深化模型如下图图1所示。　　图1 　　2深化过程　　本工程由天津大学钢结构研究院设计，由天津中际装备制造有限公司进行二次深化设计，且由天津中际装备制造有限公司进行了制安一体的工程建设。　　此网架结构由焊接球和钢管组成，其中焊接球规格为250-800mm共计10种，总数目为2360个；钢管规格为外径60-325mm共计14种，总数目为8628根。　　由于每个焊接球为一个空间的网架连接节点，且此结构为大跨度异形结构，故每个球在现场实际安装过程中都需要用全站仪进行精确的空间定位，所以所有的焊接球和钢管必须散装入场，以达到减小误差，确保安装精度的目的。故每个球和每根杆件为一个构件。　　二次设计深化由天津中际装备制造有限公司技术研发中心历时一个半月完成，所选用的软件为prosteelv8i，此软件是一款基于autocad的一款插件，操作简单，功能性强。深化思路为将原设计提供的三围空间线性模型（如图2）和网架各个组成部分的编号投影平面图（如图3）进行合并，然后通过不同视角找出一一对应的三维线和其球杆编号，此过程繁琐复杂，容易出错，必须认真细心进行审查，几条线的交点为球节点，将全部焊接球添加以后，再进行杆件的加载、编号、校核、碰撞修改等一系列工作，完成模型的建立，最后出图。　　图2 　　图3 　　3杆件加工　　为节省工期，我厂在本工程中所用的焊接球全部为采购，故不做详细说明。　　3.1常规杆件的下料　　杆件下料不能安照软件模型的下料长度进行下料，因为做完差集后球与杆为紧密连接，无间隙，实际安装过程中一根杆件两端连接两个球（部分杆件为管管相贯），必须留出安装间隙（如图4）。　　图4 　　因此杆件的模型的下料长度必须减去两端的安装间隙，杆件的最终下料长度计算公式为：　　L--为两球设计中心距　　L1--钢管件加工长度　　R--空心球外圈半径　　a--钢管杆件内直径　　b--每道焊口组对间隙　　c--每道焊口焊缝收缩量（其值通过试验确定）　　常规无相贯口的杆件根据计算后的下料加工长度在相贯线数控切割机上可以进行精确切割和开坡口。　　3.2有相贯口的杆件　　相贯线切割机每次只能读取一个单个的cad文件，且每单个cad文件只能包含一根主杆件和其相贯的杆件，即每次都需要进行手工输入切割机。　　修改碰撞杆件是在整体模型中进行的，如果将每根相贯的杆件提取出来，那么本工程中相贯的杆件为1200多根，且需要保留和其碰撞的杆件，即需要在8628根杆件中提取2-6根不等数目的杆件，一共要提取1200多次，难度非常大。天津中际装备制造有限公司技术研发中心张永波部长对prosteelv8i这款软件进行了VBA的软件接口进行了二次开发，将这个棘手的问题决解，通过编程处理完成每个相贯cad文件的自动提取，如图5所示：　　图5 　　此cad单个文件是批量生成，且已经在我们加工厂的相贯线切割机上进行了验证，可以读取。　　特别提醒：管与管相贯的处理原则是当大直径管与小直径管相贯时切割小直径管，当两管直径相同时可随意选择。在安装时必须先安装无相贯口杆件，然后安装有相贯口杆件，这样能避免隐蔽焊缝。但是当以上两种情况发生冲突时，就是一个需要考虑的问题。如图6举例说明：　　图6 　　当出现图6中的情况时，