焊接球网架的拼装与三维定位

焊接球网架的拼装与三维定位

一、网架的组拼焊接顺序

在完成一个网格后进行统一焊接，同时进行下一个网格的组拼作业。

已经组拼焊接完毕正在

焊接正在

组拼正在

焊接正在组拼

拼装焊接流程示意图

焊接顺序为由中间向两侧展开，已利于结构内内应力的释放, 焊接时先焊接下弦球，再焊接上弦球。

二、网架地面拼装与精度控制

网架拼装工艺流程：成品杆件、焊接球进场→现场检验→网架地面整体拼装→拼装检验

根据图纸中球节点求出下弦球的Z 坐标和高差，再根据中心区要拼网架球的大小在地面上摆放砖垛，砖垛上分别测定中心十字线，用钢管定位环确定球节点的位置，并连接拼装节点间的杆件，形成下弦四边形单元网格，再用三根腹杆将上弦中心球定位，使上弦球中心与地面投影中心位置吻合，连接拼装的其它两根杆件，形成一个小单元基准控制点。每个区域的网架拼装时，每个区域的网架拼装时，都按“下弦——腹杆——上弦” 、“中间——两端（跨度方向） ——两端（非跨度方向）”的拼装顺序进行拼装。

摆放时，必须把钢球的规格与编号了解的心中有数，避免编号与实体

不符，而造成不必要的窝工或返工。拼装时，首先把下弦杆件与钢球点焊在一起，形成方框后，用钢尺、水准仪检测网架的几何尺寸，检查无误后，方可继续下格网架的拼装。

拼装下弦网格的同时，在地面上可以点焊“人字”，安装完上弦后，安装“人字”，然后安装网架上弦杆件。安装完一个网格后，用钢尺复测下几何尺寸，如无误后，依次类推继续拼装下个网格。直至网架拼装完毕。

三、拼装胎具搭建

本工程的地面整体拼装支垛采用砖支垛，摆放时利用经纬仪放线控制支垛位置，并用水准仪控制砖支垛高度，整跨最高砖支垛标高为500mm，且拼装前要把拼装时用到的钢尺、卷尺及经纬仪、水准仪等仪器进行精确校正。砖支垛详图见如下图所示,砖支垛抗压计算公式如下:

普通砖的抗压设计值为f=2.07MPa;

砖垛高为H=0.3米;

砖垛宽为B=0.24米;

β=η×H/B=1×300/240=1.25;

A=0.24×0.24=0.058m2;

N u=￠×β×A×η×f

=1×0.058×0.758×106×2.07×10-3×0.7

=65.9kN;

本网架总重量约为1250吨共计下弦球3142个，每个下弦球下面的砖受力为39.7kN＜65.9kN，完全满足拼装要求。

砖支垛详图

为了防止砖垛支撑位置下沉，砌筑砖垛前要对该位置进行夯实。砖垛砌筑完成后记录其标高，在网架拼装后对其下沉情况进行观测。每天派专人检查每个支垛的受力情况并将不受力的支垛用木楔子进行调整，保证每个支垛均在受力状态。

四、网架拼装方法

1、网架中心定位基准拼装定位

首先根据图纸中球节点的坐标求出各下弦球的Z坐标和高差，在根据中心区要拼网架球的大小在地面上砌砖垛，砖墩上分别测定中心十字线，并连接拼装节间杆件，形成下弦四边形单元网格，再用三根腹杆将上弦中心球定位，使上弦球中心与地面投影中心位置吻合，连接拼装其它二根腹杆，形成一个小单元基准控制点。

(1)网架下弦砖垛定位图

(2)将第一圈四个下弦球就位

(3)第一圈下弦杆就位，点焊固定

(4)一根腹杆摆放就位

(5)两根腹杆摆放就位

(6)中心上弦球与两根腹杆相对接，点焊固定

(7)以两个下弦球为轴心，将腹杆和上弦球旋转

(8)直到上弦球旋转到就位位置

(9)安装另外二根腹杆与上弦球定位准确后均点焊牢固

(10)将其他腹杆安装就位，并全部焊接完成

中心区球杆就位方法与顺序图

2、网架扩展拼接方法

中心区拼装焊接完成后，利用球和杆之间的相互定位逐渐向外扩展拼装，构件就位顺序与方法如下图所示。

杆件和球就位后先点焊固定，每个单元闭合后方可进行下一小单元的拼装。

(1)下弦球，杆件摆放好并点焊固定位置

(2)安装腹杆和上弦球并点焊固定

(3)以下弦球为轴心旋转，旋转至上弦球达到就位位置

(4)安装上弦杆

(5)安装其它的上弦杆

(6)

安装上弦环向杆

扩展拼接时球杆就位方法与顺序图

3、外扩拼装的精度保证

由于网架结构采用地面拼装的方法，在小拼单元拼装完成并对其安装精度检查合格后，利用连接在同一个焊接球上的三根杆件的长度作为控制指标，进行下一焊接球的空间定位。

由于在外扩过程中随着已拼装单元的面积不断变化，已经拼装完成的结构会因为吊点位置不变而发生一定的整体弹性变形，而由于各个小拼单元的相对刚度较大，所以网架局部不会发生变形，因此外扩时以一个焊接球对应的已安装好的另外三个焊接球为定位参照用杆件长度进行定位，不会对网架整体造成累积误差。在拼装过程中，需要严格控制网架杆件的下料长度，在下料时应充分考虑焊接间隙和焊接收缩对于下料长度的影响。外扩拼装好一部分小单元后，应及时利用网架三维模型在Autocad软件中将相应位置的坐标进行换算，以换算过后相对坐标位置对拼装的小单元安装精度进行复核，若出现偏差，则应在下一小单元中进行调整。

五、现场焊接

1、焊接质量要求

（1）所有焊工必须持合格证上岗。

（2）本工程网架焊接时，为防止焊接对网架几何尺寸和网架挠度的影响，采用先焊接下弦后焊接上弦、从中间往四周扩散焊接的顺序进行焊接。（3）焊缝应力求规整、美观，不得有凹陷、缺焊、咬肉、夹渣、气孔、未焊透等缺陷。

（4）除图中注明处外，焊缝质量等级应符合下列要求：

a）网架钢管与空心球的连接焊缝、空心球的对接焊缝应符合二级质量检验标准的要求。

b）一般角焊缝应符合三级焊缝质量检验标准的要求。

c）其余钢构件的全熔透对接焊缝应符合二级质量检验标准的要求。

d）要求探伤的焊缝应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345）和《钢结构工程施工质量验收规范》

GB50205-2001的有关要求。

e)每道焊缝100mm处应打上焊接钢印号。

（6）网架钢管与钢球的连接采用等强焊接。

2、本工程焊材选用

本工程的钢材材质为Q235B，手工电弧焊按设计要求采用E4303系列焊条。

3、球节点的焊接工艺

（1）定位焊

构件就位后先点焊牢固，如下图所示，定位焊一般为2～4处，定位焊前应检查管端是否完全吻合，坡口两侧是否有油污杂质，应清理干净后方可点焊，定位焊缝必须焊透，长度一般为30mm左右，根据管径大小而定，定位焊缝不宜过厚。