目前大跨空间结构已成为建筑工程中结构体系最复杂、造型最优美、发展最活跃的结构类型之一,这对大跨空间结构的施工技术提出了很高的要求。大型空间结构施工方法的多样化和复杂化造成了施工阶段结构内力分布的复杂性和最终成型结构受力的可变性。为确保工程建设安全、经济、顺利地进行,在建造过程中按照客观实际条件选择合理的加工技术,确定合理的加工顺序尤为重要。本文以南昌赣鄱珍奇植物园钢结构工程为例,阐述其在加工制作管理阶段的关键施工技术及方法,为类似大跨空间结构制作提供参考和借鉴。
1、工程概况
南昌溪霞国家农业综合开发现代农业园,规划用地面积5.9万亩,主要包括精品农业展示区、农业科技园、百果园、百花园等建设内容。根据规划,先行启动8000亩农业展示区建设,集中精力建设其中核心区域即精品农业展示区3000亩,包含农业科技展示馆、珍奇植物园、中国盆景园、茶文化园以及假日酒店、度假山庄等十多个项目。
由江西富煌承建的南昌赣鄱珍奇植物园位于精品农业展示区南端,规划用地面积154亩,主体结构总体吨位约4400吨,建筑形态匠心独具技艺争先,由东向西展开,犹如蜻蜓立与场地中央。东西向总长约350米,南北向总长约150米,总建筑面积29100平方米,建筑高度21米。主体建筑由四部分组成:神秘雨林馆、梦幻花穹馆、奇异果蔬馆及科普展示中心。其中,神秘雨林馆、梦幻花穹馆、奇异果蔬馆,为三个单层大跨玻璃温室,内部打造热带雨林景观,功能为热带植物展示区。科普展示中心主要功能为:科普教育、多媒体展示以及互动体验等功能。
2、制作重、难点和关键施工技术
2.1箱型柱和椭圆拉索板加工
箱型梁结构长度为21m,单根重量为28.6吨,为结构的重要受力构件。此项目屋面结构全靠边柱及贯穿整个屋面的拉索受力,其中最重要的屋面主箱梁是90~100拉索板焊接而成,构件重、制作精度高、工艺复杂、制作难度较大。经公司焊接工艺评定和多方论证,最终采用拉索板加筋肋板采用三方全熔透焊缝顶部刨平顶紧,生产过程中严格按设计要求和规范规定,确保构件加工质量。
为保证制作的精度,加工前必须对原始控制线复核后再放样。为减少斜拉索在车间制作过程中的偏移及孔位的偏差,用钢板和型钢等材料制作刚性定位胎架,形成一个稳定且满足加工阶段刚度要求的体系。
2.2斜交钢拉索制孔加工关键技术
斜交钢拉索节点是结构中关键的节点,其构造特殊,孔内部存在较多的隐蔽焊缝和小夹角相贯焊缝。设计单位对该节点的连接焊缝非常重视,所有焊缝均要做到一级全熔透焊缝。而斜拉索两面与节点补强孔钢板间的两面夹角仅30°,故在深化设计时,将此类节点作为重点分析研究对象,结合以往类似工程的实践经验,针对小夹角相贯焊缝问题与设计单位进行了多次探讨,做了大量的分析计算工作并通过工厂反复焊接试验与评定,提出了保证节点焊缝可靠性的实施方案。
2.3钢结构在车间制造过程中的降本增效
植物园主体结构总体吨位约4400吨,其中100mm拉索板需镗孔直径有109、128、147、168、198、217mm的孔,为保证产品质量,控制变形,刻画出金属的质感,原此部分板件外加工,所需加工费用约22.8万元,加工周期长且另外还会产生一大笔运输费用。为减少制作成本,保证生产进度,在总经理乔东应的大力支持下,经论证研究,车间采购了一台便携式镗焊一体机,专门用来加工生产精度较高的钢结构产品,大幅度降低了企业生产经营成本,为该项目节约资金18万余元。
3、结束语
通过优化设计方案,细化工种工序,制定合理的施工方案,合理安排各专业的施工顺序等措施,达到了“技术创新、技术降本”的目的。降成本增效益江西富煌任重道远,上述工程实践证明,技术进步和管理创新是降本增效精益化管理的核心,江西富煌尝到了甜头得到了实惠,也将在未来的各类工程项目中大力推广运用,切实做到维护合同利润,争取边际利润。