原创《大跨度空间桁架高精度信息化安装技术》：本文是一篇关于桁架论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：大跨度空间桁架高精度信息化安装技术利用大型履带吊车的功率大、行动缓慢的工况特点,将各种杆件化零为整组成整体吊装分块进行安装.为使工程达到设计质量要求,合理安排工序,制定针对性技术措施,采用计算机仿真技术、三维空间定位测量技术、屋面桁架的拼装及吊装技术、分级卸载技术、对称焊接技术五点来实施.通过认真研究这一技术的适用性、施工方法,以及劳动组织管理,并对成本、经济效益进行分析比较,这一技术具有良好的使用推广价值.
关键词：大跨度；空间桁架；信息化；分级卸载；高精度
前言
近二十年来我国的大跨度空间结构得到了迅速的发展,结构形式不断创新,形态各异的空间结构在车站、体育馆、展览中心、航站楼等建筑中得到广泛应用.目前国内外其他车站采用的空间结构屋盖形式主要有箱型梁结构、管桁架结构、网架结构、网壳结构、索桁架结构、悬索结构等,空间结构形式向着受力合理、自重轻、造价低及结构形式多样的方面发展.大跨度空间桁架结构具有独立稳定、上部悬挑空间大,下部结构占用空间小的特点,能广泛运用于下部空间要求通畅,上部空间要求覆盖的公共建筑中,如以钢结构为主体的车站站房、车站雨棚、展览馆、体育馆等,尤其适用于大跨度大空间钢结构屋盖体系的安装施工.
1技术特点
大跨度空间桁架高精度信息化安装技术采取在地面拼装后整体吊装的方式,主桁架分块、次桁架分块及柱顶节点分别单独拼装成整体后进行吊装；分块吊装利用大型履带吊车的功率大、行动缓慢的工况特点,将各种化零为整组成的整体吊装分块进行吊装,减少了吊次和高空操作.该施工技术对主桁架的安装做了极高的精度控制,通过理论计算分析,安装构件在CAD中精确三维建模放样确定安装坐标,从而控制了整体桁架的安装精度.本施工中对称焊接技术的应用有效的保障了钢结构施工质量,分级卸载技术保障了钢结构的结构卸载安全,使得屋面钢结构既能有效的承受积雨、积雪、积冰等屋面荷载,也确保了屋盖结构能有效的承受一定震动荷载.
2工艺原理
依据施工图纸将整个钢结构体系划分为多个独立钢结构单元体,根据结构形式均拆分如节点、主桁架、次桁架等部分结构.安装时采用地面拼装后整体吊装法,结构分块增加了每次吊装吨位,减少了吊次,利用大型履带吊车的功率大、行动缓慢的工况特点,将各种杆件化零为整组成整体吊装分块.应用MIDAS/Gen V7.30结构软件进行力学模拟计算、工况分析,使用CAD中进行精确三维建模放样确定安装坐标,实现力学理论和工程实践相结合.
3工艺流程
钢构件分段进场―施工过程的仿真模拟―节点及主次桁架地面拼装焊接―临时钢支撑定位及固定―节点及主次桁架信息化分析、精确定位―节点安装―主、次桁架安装―高空多点对称焊接固定―探伤、验收―下一单元体的安装―全部安装且验收合格完成后卸载.
4操作要点
4.1仿真计算模拟
施工前理论分析采用有限元软件计算分析和计算机仿真技术.可以进行施工阶段分析,程序可将“死”单元逐次激活,模拟结构在整个施工阶段过程中的刚度和重力荷载变化.通过这种模拟方式,对施工过程中的分块吊装单元吊装变形、支撑形变、安装形变和卸载进行了仿真,为后续安装精度和质量创造了有利条件.
4.2设置临时支撑
结构安装用的临时支撑系统是整个结构安装的关键,如果支撑过多,则会影响支撑下部的混凝土结构的强度及工程经济性,如果支撑过少则对安装安全和质量带来不利的后果.临时支撑高度应使构件安放达到最佳受力状态,临时支撑顶部的就位胎架模板的座标定位尺寸用全站仪进行精确定位,以方便结构安装.
临时支撑体系设计和布置除满足其上部吊装分块的承重要求和定位精度外,还必须考虑其下部支撑面的结构现状.若临时支架均设置在地面或楼面上,由于受力较大,所以必须对混凝土和桁架梁相应结构进行计算并加强,确保结构不被破坏并保证吊装的安全.其支撑反力必须小于下部楼面（结构）的设计承载力.必要时尚需增设过渡梁,路基箱等工装,将其支撑反力转换到相邻的梁、柱上.或扩大其底部受力面积,其间必须经过严密的计算和反复比较,工作量和难度很大.
4.3主要分块的现场拼装
为满足吊装分块的需要,减少高空焊接工作量,需要整体吊装的构件要在现场就近进行拼装.各个构件都通过胎架设置—定位组装—焊接和探伤—矫正和检测等几个步骤稳步完成,此项工艺保证了构件拼装质量.以主桁架分段的地面拼装为例,流程如下：
拼装胎架设置―上下弦杆的定位组装―上下弦间腹杆的定位组装―焊接和探伤―焊后矫正检测.为确保结构的顺利吊装,在进行分块的拼装过程中必须对桁架及分块的拼装精度进行严格的控制；分块拼装时精度应满足《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）附录D：“钢构件预拼装的允许偏差”中的要求.拼装时,测量验收应贯穿各工序的始末,对各工序的施工测量、跟踪检测全方位进行监测.为保证拼装精确度,首先拼装场地必须压平压实,满足拼装荷载对地面压力的要求.拼装时采用钢路基箱作为主要受力平台,钢路基箱之间相互连接成一个整体,防止拼装胎架在拼装过程中产生较大的变形.在进行桁架及分块拼装过程中,还必须实时对拼装胎架的竖向标高进行沉降位移监测,防止由于胎架下沉导致构件拼装变形.
4.4高精度测量定位
大跨度空间桁架结构的空间特点,决定了其安装测量定位使用传统的轴线加高程定位的模式很难做到精确.针对空间结构高精度信息化安装定位的特点,控制轴线和高程控制网采用全站仪三维坐标测量方法,局部采用极坐标和直角坐标测量方法.采用全站仪三维空间定位测量技术对拼装焊接后的吊装单元进行全面监测,对于不符合或超差处进行必要的矫正.此技术有效的提高了组装及高空安装精度.
4.5对称焊接施工
焊接接头焊缝长度长,焊接量大,安装后焊接的焊接形变将直接影响到安装的精度和整个结构的安装质量.针对空间单元体焊接变形控制难的特点,单元体主桁架结构采用对称施焊,次桁架分块结构从里向外放射推进施焊技术.先焊接主桁架,主桁架焊接完经检查形变符合要求后再进行次桁架分块和主桁架的节点对接焊接.单元体之间焊接采用循序推进的原则,使整个屋盖结构的焊接应力均匀分布.
4.6钢结构临时支撑的分级卸载
首先对施工安装完毕和卸载完毕两种结构状态进行计算比较,以此两种状态下整体结构的应力分布、位移情况及支撑反力为基础,通过设定结构卸载施工计算原则,对整个卸载方案及过程进行分区、分步的有限元模拟计算.根据现有的结构卸载施工模拟计算结果,采用同区等距、分步实施的方法来卸载,按多次循环、微量下降的原则,来实现荷载的平稳转移.顶部的模板切割卸下,将屋面钢结构从支撑受力状态下,转换到自由受力状态的过程.例如在7、8、9轴全部安装、焊接完成后,进行第7轴的卸载；在第10轴安装完成后,进行第8轴的卸载,以此类推,直至全部结构卸载完成.
5结语
大跨度空间桁架高精度信息化安装技术,在国内尚属于前沿的钢结构技术,尤其是桁架分块形式的研究、临时钢支撑体系的研究,拼装及吊装和分块焊接质量的控制；临时钢支撑的设置和桁架的拼装及吊装需要极高的精度要求,须得到各方认可后方能施工.此项成果解决了许多技术研究课题.大跨度空间桁架在结构形式上存在诸多优势,如具有独立稳定、上部悬挑空间大,下部结构占用空间小等特点,能广泛运用于下部空间要求通畅,上部空间要求覆盖的公共建筑中.该技术在国内钢结构工程中的应用属于先进水平.在实际工程中已得到应用,具有良好的经济效益和社会效益.
参考文献：
[1]王秀丽.大跨度空间钢结构分析和概念设计[J].北京：机械工业出版社,200
[2]梁建智.结构吊装工程[J].北京：中国建筑工业出版社,2001
[3]王宏.大跨度钢结构施工技术[J].北京：中国建筑工业出版社,2015
[4]邓中美.大跨度建筑的空间形态和结构技术理念探析[D].武汉：武汉理工大学,2003：1-77
桁架论文参考资料：
结论：大跨度空间桁架高精度信息化安装技术为适合桁架论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关桁架多少钱一平方开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
