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上海世博阳光谷 钢结构施工精度控制技术 长江精工钢结构 （ 集团 ） 股份有限公司 姜峰 2009.10.21

上海世博阳光谷 钢结构施工精度控制技术 长江精工钢结构 （ 集团 ） 股份有限公司 姜峰 2009.10.21. 工程简介及结构特点 工程专用深化设计软件的应用 制作精度的保证措施 安装精度的分析与控制 钢结构工程典型图片 结论. 一、工程简介及结构特点. 世博阳光谷工程包含 1 、土建 2 、钢结构 3 、膜结构 三部分。 钢结构部分包含 6 个由三角形网格组成的单层空间网格结构“阳光谷”。 构件截面均采用小箱型，节点焊接连接。 除 SV4 外，各阳光谷均为轴对称结构，总用钢量 3022t 。. 膜结构. 钢结构“阳光谷”. 土建.

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上海世博阳光谷 钢结构施工精度控制技术 长江精工钢结构 （ 集团 ） 股份有限公司 姜峰 2009.10.21

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  1. 上海世博阳光谷钢结构施工精度控制技术长江精工钢结构（集团）股份有限公司姜峰2009.10.21上海世博阳光谷钢结构施工精度控制技术长江精工钢结构（集团）股份有限公司姜峰2009.10.21

  2. 工程简介及结构特点 • 工程专用深化设计软件的应用 • 制作精度的保证措施 • 安装精度的分析与控制 • 钢结构工程典型图片 • 结论

  3. 一、工程简介及结构特点 世博阳光谷工程包含1、土建 2、钢结构 3、膜结构 三部分。 钢结构部分包含6个由三角形网格组成的单层空间网格结构“阳光谷”。 构件截面均采用小箱型，节点焊接连接。 除SV4外，各阳光谷均为轴对称结构，总用钢量3022t。 膜结构 钢结构“阳光谷” 土建

  4. 一、工程简介及结构特点 结构特点： 1、呈下小上大的喇叭形，宛如盛开的白玉兰花； 2、构件截面种类多，共计有17种截面，包括□180x65x16x5～□500x140x30x40mm 等。 3、杆件截面小，重量轻，刚度相应较小；最小截面每米重量仅49kg； 4、节点及杆件数量众多，以SV3为例，共1776个节点，5168根杆件。 70mx90m 椭圆形 高41.5m 以SV3为例 12mx18m 椭圆形

  5. 一、工程简介及结构特点 • 深化设计方面： • 节点数量大且相似而不相同，传统手工深化设计易错不易查 • 加工制作方面： • 节点制作精度要求高 • 施工安装方面： • 安装施工中自重、焊接变形控制难度大

  6. 三维实体模型 构件方位调整完成 结构三维模型 节点参数化设置 节点自动生成 节点及构件图纸自动生成 二、工程专用深化设计软件的应用

  7. 二、工程专用深化设计软件的应用 典型节点深化设计图纸

  8. 二、工程专用深化设计软件的应用 牛腿局部坐标 （拼装用） 牛腿整体坐标 （安装用）

  9. 制作精度的保证措施 • 底板弯扭板件机械加工 • 端面机加工 • 三维坐标测量仪检测成品尺寸 • 工厂预拼装

  10. 三、制作精度的保证措施 1、底板弯扭板件机械加工

  11. 三、制作精度的保证措施 3、三维坐标测量仪检测成品尺寸 2、端面机加工

  12. 三、制作精度的保证措施 4、工厂预拼装 地面拼装成单元体 地面三层立拼

  13. 四、安装精度的分析与控制 • 安装精度的分析与控制 • 施工思路对比分析 • 施工方案概述 • 施工精度控制技术 • 测量控制技术 • 自重变形控制技术 • 焊接变形控制技术

  14. 杆件与牛腿贴合定位 安装单元 已安装结构 四、安装精度的分析与控制 • 施工思路对比分析 • 思路一：地面组拼成单元后，利用结构为多肢单层网壳结构特点，通过严格控制杆件及节点的制作精度保证其尺寸的准确性，采用杆件与牛腿端面贴合定位方式进行构件定位安装 • 优点： • 有效降低安装测量难度 • 充分利用多肢结构定位 • 缺点： • 不能消除安装累积误差 • 安装精度取决于制作精度

  15. 节点牛腿坐标控制点 安装单元 已安装结构 四、安装精度的分析与控制 • 施工思路对比分析 • 思路二（确定实施方案）：地面拼装成小单元后，利用安装单元顶部牛腿节点精确定位 • 优点： • 层层复核校正， 有效控制误差积累 • 将制作误差消化掉， 避免对安装产生影响 • 措施 • 划分尽量小的安装单元 • 有效控制自重变形影响 • 有效控制焊接变形影响

  16. 四、安装精度的分析与控制 • 施工方案概述 • 在阳光谷外部设置满堂脚手架作为支撑结构； • 谷体内部设置70/27固定式塔吊进行结构安装； • 钢结构单层空间网壳地面分片拼装为吊装单元； • 将吊装单元与已安装结构利用耳板连接初步固定； • 经过精确校正后，利用抱箍将吊装单元与支撑结构可靠连接； • 形成多层闭环结构后进行下层结构的对称焊接； • 逐层校正结构，并依次完成各层结构的安装。

  17. 四、安装精度的分析与控制 • 支撑体系布置 • 采用环式满堂脚手架支撑 • 脚手架成环形搭设 • 最大高度41.5m

  18. 四、安装精度的分析与控制 • 高精度测量技术 • 测量仪器： 本工程采用的全站仪精度高，其测角精度0.52“（一测回方向标准偏差），测距精度 1mm+1ppm。 保证在本工程中其测距误差可控制在1.05mm之内。 • 测量方法： 本工程采用了闭环测量方法，并结合土建工程情况采用谷外测量方法。 谷外测量法为对阳光谷结构周围10米混凝土楼层面上布设平台控制点，测量时全站仪以该点作为基准点，进行测量校核。

  19. 四、安装精度的分析与控制 • 自重变形影响 • 阳光谷结构从靠近地面的竖直方向逐步过渡为倾斜方向及悬挑方向，各高度范围内自重对结构变形的影响各不相同 • 阳光谷顶部大悬挑结构，安装过程中自重变形将导致结构偏离安装位置 • 解决措施 • 施工全过程计算分析 • 分析确定底部竖直、倾斜过渡、顶部悬挑各部分结构的自重变形对安装影响 • 对自重变形较大的倾斜及悬挑部位进行施工预变形措施

  20. 四、安装精度的分析与控制 地面拼装成“个”字形单元 • 合理的施工安装流程 • 施工安装分为三个步骤 • 地面拼装 • 吊装就位 • 精确校正 单元精确校正后利用抱箍固定 单元吊装就位 抱箍

  21. 合拢处 合拢处 偶数层焊接分区 奇数层焊接分区 四、安装精度的分析与控制 • 焊接变形控制难点 • 顶部为开口结构， 焊接收缩变形 积累影响大 三层已安装闭环位置 • 解决措施 • 逐层安装，闭环后焊接 • 平面分四区，对称施焊 • 奇数与偶数层分区间隔45度，减小累积变形影响 一层焊接位置

  22. 贴反射片 四、安装精度的分析与控制 • 焊接变形控制难点 • 单层网壳结构面外刚度弱， 焊接变形控制难度大 • 解决措施 • 焊接前后变形监测，根据事先确定的位置，利用全转仪对焊接前后各层的节点位置进行监测，并与理论安装坐标相对照 • 监测点选择：上部每层8点；下部每层4点

  23. 五、施工过程典型图片 柱底板及铸钢件安装 塔吊安装,柱脚锚栓安装 高空吊装 测量定位 吊装单元地面拼装

  24. 五、施工过程典型图片 吊装就位 精确调整定位 局部固定细节 三环安装闭合后底部焊接

  25. 五、施工过程典型图片 倾斜部位安装完成 下部竖直部分安装完成 悬挑部位安装完成 结构安装完成

  26. 六、结论 • 利用工程专用的深化设计软件进行结构中相似不相同的节点的深化设计，精确度高，保证了深化设计的精度； • 通过采用弯扭板件加工机械、节点端面机加工、成品节点三维坐标测量系统、单元预拼装等保证加工制作的精度要求； • 通过对施工安装过程中自重变形、焊接变形的各项分析与调整措施，并采取分段对称焊接、控制焊接变形积累等控制措施，同时采用“地面拼装安装就位精确校正”的安装顺序，通过对安装坐标进行层层校核，保证了结构的安装精度。

  27. 谢 谢！

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