一种环形罩棚复杂弯扭组件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种环形罩棚复杂弯扭组件，它包括罩棚弯扭构件和次肋杆件；罩棚弯扭构件由主肋本体、次肋牛腿连接件、幕墙杆件连接件、幕墙杆件、次肋牛腿和箱形牛腿等构成；所述幕墙杆件连接件、次肋牛腿连接件、次肋牛腿、幕墙杆件和箱形牛腿装焊于主肋本体的体侧；幕墙杆件装焊于幕墙杆件连接件上；次肋牛腿装焊于次肋牛腿连接件上；次肋杆件与次肋牛腿连接将两组罩棚弯扭构件连接在一起。本发明专利技术还公开了上述环形罩棚复杂弯扭组件的制作方法。本发明专利技术提供的一种屋盖空间钢结构体及其制作方法，解决了屋盖罩棚的梁主肋长、拱度较大、难以加工的问题，同时由于将整个屋盖罩棚拆分成多个屋盖空间钢结构体，加快了施工速度，缩短了施工时间，降低了施工难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢构件，具体是涉及一种环形罩棚复杂弯扭组件。
技术介绍
凤凰卫视传媒中心钢结构属超大跨度空间结构，钢结构屋盖由双向交叉双全 梁结构及竖向支撑系统组成，长约130m，宽约124m，由箱型截面构件(轮廓尺寸 700mmX500mm)形成的梯形网格构成，且构件具有不向程度的空间弯扭特征。凤凰 卫视传媒中心钢结构外表面为自由曲面，采用整体钢结构将办公楼和演播楼覆盖起来， 整体钢结构为双向交叉双全梁结构体系，外层(上层)钢梁为梯形箱梁截面，内层(下 层)钢梁为圆钢管截面。在办公楼部分钢结构附于混凝土结构上，在演播楼部分钢结构 支承于士0.0处的混凝土结构上，为减小钢结构的跨度，在演播楼顶部还设置了 15对摇 摆柱支承屋顶钢结构，在办公楼和演播楼东西两侧的连接部位，各有一个空腹结构。钢 结构位于两大功能区内外侧及顶部设有一个钢结构罩棚，罩棚底端坐落在士0.000 Fl楼 层上，顶端最大标高为+54m，钢结构投钢量约7000T左右。钢结构罩棚表面积约为27500平方米，重量达5200吨左右，分内外两层，各自 采用大小不等的梯形截面的弯扭箱型构件相互交叉编织而成，其顶部通过V型支撑与裙 楼和主楼的屋顶混凝土结构相连，建筑造型十分复杂。本工程中屋盖构件除少量为单曲形箱梁外，其余均为空间弯扭箱形结构，其施 工质量好坏，直接影响到本工程主体的建筑造型，由于屋盖构件的箱体壁厚从16mm 115mm厚薄相差较大，同时扭曲度非常大，加工成型和焊接变形较难控制，导致屋盖构 件的加工制作难度非常大，因此本工程中屋盖构件的制作工艺显得尤为重要。本工程中的屋盖构件与其他弯扭构件相比较存在的差异如下。1、截面形式国家体育场弯扭构件其截面为箱形1200mm*1200mm，昆明机场弯扭构件其截面为 矩形750mm* (2500mm-3800mm)，而本工程中弯扭主肋其截面为梯形，截面大小仅为 700mm*330mm*500mm，梯形截面相对于箱形截面更不易扭曲成形。2、弯扭参数国家体育场弯扭柱及昆明机场弯扭彩带构件每米的扭曲角度为2度左右，长度方向 的弯曲半径大于7米；本工程构件弯扭幅度较大，平均每米构件的扭曲角度达5度(即端口的相对偏转角 度)，且沿构件长度方向存在的弯曲半径较小(最小弯曲半径仅6米左右)。一根构件最 长近300米。3、构件板厚国家体育场弯扭构件板厚为20-80mm，昆机机场弯扭彩带板厚为25_90mm，而本 工程弯扭主肋最大板厚达115m，最小仅为16mm，由于结构受力较复杂，厚薄板交替频 繁，给板件加工及构件制作带来前所未有的加工难度。4、节点国家体育场弯扭构件上的附件较少，昆明机场弯扭彩带上基本无附件，而本工程梯 形弯扭主肋上，平台牛腿、门头梁牛腿、拱桥牛腿、次肋牛腿以及幕墙杆件等多种节点 形式并存，且节点繁多交错连接，空间连接形式复杂；次肋、幕墙杆件亦为空间扭转圆 弧管结构；幕墙杆件管结构位于主、次肋结构之间。所以，综上，要做好本工程，必须解决好屋盖构件的制作问题。
技术实现思路
专利技术目的为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种屋盖空间钢结构体， 该屋盖空间钢结构体的整体连接完成了凤凰卫视传媒中心屋盖的罩棚钢结构，同时本发 明中还提供了上述屋盖空间钢结构体的制作方法。技术方案为了实现以上目的，本专利技术所述的一种环形罩棚复杂弯扭组件，它 包括罩棚弯扭构件和次肋杆件；罩棚弯扭构件由主肋本体、次肋牛腿连接件、幕墙杆件连接件、幕墙杆件、次肋牛 腿和箱形牛腿等构成。所述幕墙杆件连接件、次肋牛腿连接件、次肋牛腿、幕墙杆件和箱形牛腿装焊 于主肋本体的体侧；幕墙杆件装焊于幕墙杆件连接件上；次肋牛腿装焊于次肋牛腿连接 件上；次肋杆件与次肋牛腿连接将两组罩棚弯扭构件连接在一起。本专利技术中所述主肋本体横截面为梯形；所述幕墙杆件为梯子形弯扭管结构；所 述次肋牛腿为弧形钢管构件。本专利技术还公开了所述环形罩棚复杂弯扭组件的制作方法，它的具体步骤为(1)先根据预拼装罩棚弯扭构件的实际投影尺寸，在地面上划出罩棚弯扭构件的 地面基准线；(2)在地面基准线上制作罩棚弯扭构件组装胎架，胎架标高定位采用全站仪进行精 确定位，确保胎架的标高误差小于0.5_ ；(3)在罩棚弯扭构件组装胎架上制作主肋本体，制作完成后，主肋本体与地面基准 线对齐定位；(4)主肋本体定位后，在本体上划出次肋牛腿连接件、幕墙杆件连接件、箱形牛腿 的安装位置线，并在对应位置装焊次肋牛腿连接件、幕墙杆件连接件、箱形牛腿，箱形 牛腿安装时对齐箱形牛腿的地面安装位置线；(5)将次肋牛腿装焊于次肋牛腿连接件上，次肋牛腿安装时对齐地面上的次肋牛腿 的位置基准线；(6)将幕墙杆件装焊于幕墙杆件连接件上，幕墙杆件安装时对齐幕墙杆件的地面安 装基准线；幕墙杆件安装完毕后，就完成了罩棚弯扭构件；(7)在地面上划出环形罩棚复杂弯扭组件的拼装地面基准线；(8)在环形罩棚复杂弯扭组件的拼装地面基准线制作环形罩棚复杂弯扭组件拼装胎架；(9)把两组罩棚弯扭构件并排吊装上环形罩棚复杂弯扭组件拼装胎架定位；(10)定位后，用次肋杆件与次肋牛腿连接，将两组罩棚弯扭构件固定在一起，即完成了环形罩棚复杂弯扭组件的预拼装；环形罩棚复杂弯扭组件预拼装的允许偏差要求 如图4所示。本专利技术中所述步骤(3)中，所述主肋本体为箱形，构成向箱形主肋本体的板件 为一块底板、一组内隔板、两块侧板和一块盖板，它的制作方法如下(a)在地面上划出主肋本体的地面基准线；(b)在地面基准线上制作主肋本体的组装胎架；(c)将主肋本体底板吊上主肋本体组装胎架进行定位，在底板上划出十字中心线作 为定位的基准，将底板的十字中心线与地面上的十字中心线定位点对应；(d)在主肋本体的底板上装焊主肋主体内部隔板； (e)装焊主肋本体一侧的侧板；(f)装焊主肋本体的盖板；(e)装焊主肋本体的另一侧侧板，即完成主肋本体的制作。上述制作方法中主肋本体的侧板、底板和盖板采取平面展开放样的工艺，即 将其板边空间轮廓线形展开为平面轮廓线形，从而板平面内的线形通过切割实现，切割 下料完成后，采用三星辊或油压机对其进行板平面外的成型；即以“三辊卷板机卷制成 形为主，局部配以油压机整形”。对于检测后发现加工成形精度不满足组装要求的壁板，进行重新校正加工，由 于壁板已经加工成型，因此油压机压制已不能达不到精度要求，所以需采用火工热加工 校正成形，以便能精确地保证壁板的加工精度。本专利技术中板件火焰加热弯曲的工艺要点如下1)弯曲加热时火焰温度宜控制在600-650°C，加热温度绝对不能过高，以防止产生 钢板过烧现象，而引起钢板的屈服强度明显降低，给工程整体质量埋下不必要的隐患；2)弯曲加热时，当钢板温度较高时，不能用水进行急冷，防止钢板内部生变化，同 时防止钢板脆性断裂情况的发生。3)弯曲加热时，壁板每次加热区域火焰烘烤部位不宜靠得太近，应间隔 100-200mm,且前后加热不得在同一部位进行；火焰加热采用局部打圈的方法进行，火 圈直径为60mm 20mm ；4)弯曲加热时，板件每次加热后，应在空气中自由冷却，并在壁板上以一定的间隔 时间均勻施加外力，让壁板缓慢成型。本专利技术中主肋本体的焊接时余量的加放要求为1、主肋本体中全熔透长度均加长50mm；2、主肋本体边缘与主肋本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形罩棚复杂弯扭组件，其特征在于：它包括罩棚弯扭构件（１）和次肋杆件（２）；罩棚弯扭构件（１）由主肋本体（１１）、次肋牛腿连接件（１２）、幕墙杆件连接件（１５）、幕墙杆件（１３）、次肋牛腿（１４）和箱形牛腿（１６）等构成；所述幕墙杆件连接件（１５）、次肋牛腿连接件（１２）、次肋牛腿（１４）、幕墙杆件（１３）和箱形牛腿（１６）装焊于主肋本体（１１）的体侧；幕墙杆件（１３）装焊于幕墙杆件连接件（１５）上；次肋牛腿（１４）装焊于次肋牛腿连接件（１２）上；次肋杆件（２）与次肋牛腿（１４）连接将两组罩棚弯扭构件连接在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志忠，胡海国，卢利杰，华建民，刘长永，吴云，张菊花，马志伟，刘小平，
申请(专利权)人：江苏沪宁钢机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32