CN107363438A - 大面积焊接球网架结构拼装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大面积焊接球网架结构拼装方法，包括以下步骤：对整体网架结构进行分区；第一分区单元网架结构拼装；第一分区单元网架结构焊接；第一纵向分区网架结构焊接；第一纵向分区网架结构补空；第二纵向分区网架结构拼装、焊接及补空；第一纵向分区与第二纵向分区间网架结构补空；剩余纵向分区拼装、焊接及补空。本发明有效降低了焊接累计误差，充分释放焊接变形，降低和平滑焊接残余应力，抵消焊接收缩引起的几何偏差，可以有效提高网架的成形精度。同时，通过分区流水作业，有效提高了网架的整体作业效率。

Description

大面积焊接球网架结构拼装方法
技术领域
本发明属于建筑钢结构施工的技术领域，特别是涉及一种大面积焊接球网架结构拼装方法。
背景技术
焊接球节点网架结构由于其节点刚度大、受力性能好，被广泛地应用于大面积、大跨度结构中。但该类结构在拼装时，由于焊接量大，常易因焊接收缩变形导致网架结构拼装精度下降，尤其对于大面积、大跨度网架结构更为明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大面积焊接球网架结构拼装方法，降低焊接累计误差，有效防止焊接收缩变形。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种大面积焊接球网架结构拼装方法，包括以下步骤：
(1)对整体网架结构进行分区：根据网架结构形式特点和现场条件，将网架结构沿纵轴进行纵向分区，再将每个纵向分区进一步沿横轴进行横向分区，形成若干分区单元；
(2)第一分区单元网架结构拼装：根据有限元模拟分析结果，确定该分区单元网架构件的预偏移数值，根据预偏移数值，依次由中间向四周推进拼装该分区单元的下弦、腹杆和上弦构件，直至该分区单元构件拼装完毕；
(3)第一分区单元网架结构焊接：先由中心向四周推进焊接分区单元所有下弦构件，待下弦焊接变形充分释放后，再由中心向四周推进焊接所有腹杆和上弦杆件，与此同时按照步骤(2)拼装下一分区单元网架结构；
(4)第一纵向分区网架结构焊接：按照步骤(2)～步骤(3)沿纵轴方向由中间向两侧推进，依次拼装焊接第一纵向分区中的其他分区单元，直至该纵向分区网架结构全部焊接完毕；
(5)第一纵向分区网架结构补空：待第一纵向分区的各分区单元焊接变形充分释放后，沿横轴方向由中间向两侧推进，依次对分区单元之间进行补空并焊接，直至第一纵向分区单元焊接完毕；
(6)第二纵向分区网架结构拼装、焊接及补空：按照步骤(2)～步骤(5)依次拼装、焊接并补空第二纵向分区的网架，直至该纵向分区的网架全部拼装完毕；
(7)第一纵向分区与第二纵向分区间网架结构补空：待第二纵向分区单元焊接变形充分释放后，沿纵轴方向由中间向两侧推进，依次对第一纵向分区与第二纵向分区间进行补空并焊接；
(8)剩余纵向分区拼装、焊接及补空：按照步骤(6)～步骤(7)依次拼装、焊接并补空剩余纵向分区网架，直至整体网架结构完全拼装完毕。
所述步骤(1)中对整体网架结构进行分区时，各分区单元的纵横向榀数之差不大于2榀。
所述步骤(1)中对整体网架结构进行分区时，各分区单元的大小不大于10榀。
所述步骤(1)中对整体网架结构进行分区时，每个纵向分区间留有一榀杆件的间隙，作为补空安装，每个横向分区间留有一榀杆件的间隙，作为补空安装。
所述步骤(2)中所有构件均以点焊方式连接。
有益效果
本发明通过将整体网架结构进行分区拼装，减小一次连续焊接量，可有效降低焊接累计误差；通过在各分区单元间预留间隙，使各分区单元形成独立焊接区域，可有效释放分区单元间的焊接变形，同时通过合理的焊接顺序安排，可有效降低和平滑焊接残余应力；通过有限元模拟计算结果对构件定位进行几何预偏移，可以有效抵消焊接收缩引起的几何偏差；通过分区焊接，形成有效的流水作业，可以提高网架的整体作业效率。
附图说明
图1为本发明网架的整体结构示意图。
图2为本发明的施工技术流程图。
图3为本发明实施例网架分区及拼装顺序图。
图4为本发明分区单元杆件拼装定位预偏移示意图。
图5为本发明分区单元下弦焊接顺序示意图。
图6为本发明分区单元腹杆及上弦焊接顺序示意图。
图7为本发明实施例网架结构整体拼装、焊接及补空的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示的一种焊接球节点钢结构网架，整个网架平面尺寸为88m×96m，拼装面积为8448m2，网架采用焊接球节点正放四角锥钢网架形式，结构形式复杂，杆件空间定位要求高，现场焊接量大，网架整体拼装精度要求高。
如图3-7所示的一种大面积焊接球网架结构拼装方法，包括以下步骤：
(1)对整体网架结构进行分区，将网架结构沿纵轴进行纵向分区分为三个区，再将每个纵向分区进一步沿横轴进行横向分区分为三个区，形成九个分区单元。纵向和横向分区单元之间留有一榀间隙作为补空安装；
(2)根据有限元模拟分析结果，确定第一纵向分区的中间分区单元1网架构件的预偏移数值，根据预偏移数值，依次由中间向四周推进拼装该分区单元1的下弦、腹杆和上弦构件，直至该分区单元1构件拼装完毕，所有构件均以点焊方式连接；
(3)按照步骤(2)拼装分区单元2，同时焊接分区单元1构件；
(4)拼装分区单元3，同时焊接分区单元2构件；
(5)焊接分区单元3构件，待分区单元1，2和3焊接变形充分释放后，补空分区单元1与2以及1与3之间的构件间隙，补空时沿横轴方向由中间向两侧推进；
(6)拼装第二纵向分区的中间分区单元4；
(7)拼装分区单元5，同时焊接分区单元4构件；
(8)拼装分区单元6，同时焊接分区单元5构件；
(9)焊接分区单元6构件，待分区单元4，5和6焊接变形充分释放后，补空分区单元4与5以及4与6之间的构件间隙；
(10)补空第一纵向分区与第二纵向分区间的杆件，补空时沿纵轴方向由中间向两侧推进；
(11)拼装第三纵向分区的中间分区单元7；
(12)拼装分区单元8，同时焊接分区单元7构件；
(13)拼装分区单元9，同时焊接分区单元8构件；
(14)焊接分区单元9构件，待分区单元7，8和9焊接变形充分释放后，补空分区单元7与8以及7与9之间的构件间隙；
(15)补空第二纵向分区与第三纵向分区间的杆件，整个网架结构焊接完毕。
通过上述施工方法可以看出，本大面积空间焊接球网架精确拼装方法综合运用了网架分区、预留伸缩段、拼装预偏移及合理安排焊接顺序等多项技术，有效降低了焊接累计误差，充分释放焊接变形，降低和平滑焊接残余应力，抵消焊接收缩引起的几何偏差，可以有效提高网架的成形精度。同时，通过分区流水作业，有效提高了网架的整体作业效率。

Claims (5)

1.一种大面积焊接球网架结构拼装方法，包括以下步骤：
(1)对整体网架结构进行分区：根据网架结构形式特点和现场条件，将网架结构沿纵轴进行纵向分区，再将每个纵向分区进一步沿横轴进行横向分区，形成若干分区单元；
(2)第一分区单元网架结构拼装：根据有限元模拟分析结果，确定该分区单元网架构件的预偏移数值，根据预偏移数值，依次由中间向四周推进拼装该分区单元的下弦、腹杆和上弦构件，直至该分区单元构件拼装完毕；
(3)第一分区单元网架结构焊接：先由中心向四周推进焊接分区单元所有下弦构件，待下弦焊接变形充分释放后，再由中心向四周推进焊接所有腹杆和上弦杆件，与此同时按照步骤(2)拼装下一分区单元网架结构；
(4)第一纵向分区网架结构焊接：按照步骤(2)～步骤(3)沿纵轴方向由中间向两侧推进，依次拼装焊接第一纵向分区中的其他分区单元，直至该纵向分区网架结构全部焊接完毕；
(5)第一纵向分区网架结构补空：待第一纵向分区的各分区单元焊接变形充分释放后，沿横轴方向由中间向两侧推进，依次对分区单元之间进行补空并焊接，直至第一纵向分区单元焊接完毕；
(6)第二纵向分区网架结构拼装、焊接及补空：按照步骤(2)～步骤(5)依次拼装、焊接并补空第二纵向分区的网架，直至该纵向分区的网架全部拼装完毕；
(7)第一纵向分区与第二纵向分区间网架结构补空：待第二纵向分区单元焊接变形充分释放后，沿纵轴方向由中间向两侧推进，依次对第一纵向分区与第二纵向分区间进行补空并焊接；
(8)剩余纵向分区拼装、焊接及补空：按照步骤(6)～步骤(7)依次拼装、焊接并补空剩余纵向分区网架，直至整体网架结构完全拼装完毕。
2.根据权利要求1所述的一种大面积焊接球网架结构拼装方法，其特征在于：所述步骤(1)中对整体网架结构进行分区时，各分区单元的纵横向榀数之差不大于2榀。
3.根据权利要求1所述的一种大面积焊接球网架结构拼装方法，其特征在于：所述步骤(1)中对整体网架结构进行分区时，各分区单元的大小不大于10榀。
4.根据权利要求1所述的一种大面积焊接球网架结构拼装方法，其特征在于：所述步骤(1)中对整体网架结构进行分区时，每个纵向分区间留有一榀杆件的间隙，作为补空安装，每个横向分区间留有一榀杆件的间隙，作为补空安装。
5.根据权利要求1所述的一种大面积焊接球网架结构拼装方法，其特征在于：所述步骤(2)中所有构件均以点焊方式连接。
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