倍受大家關注的火炬的制作過程
      
                                  
                    
      作者：建筑鋼結構網(wǎng)    					
      
					時間：2009-12-22 20:46:58					[收藏]
      
               
      
                
      				
      				
      

               
      
               
        
				
        
主要內(nèi)容
        
一、工程概況
        
二、結構特點和技術難點分析
        
三、主火炬塔制作工藝
        
四、主要工藝保證措施
        
五、先進技術應用
        
六、工程質量、安全保證體系及保證措施
        

        

        
一、工程概況
        
•	工程名稱：國家體育場開幕式工程上空特種設備項目
        
•	工程地點：北京市朝陽區(qū)成府路南側，奧林匹克		   
        
•	公園中心區(qū)內(nèi)國家體育場“鳥巢”的東北部頂蓋上
        
•	設計單位：中國建筑設計研究院、總裝備部工程		   
        
•	設計研究總院聯(lián)合設計
        
•	建設單位：北京奧運會開閉幕式運營中心
        
•	監(jiān)理單位：中咨工程建設監(jiān)理公司
        
•	施工范圍：國家體育場開幕式工程上空特種
        
			   設備項目主火炬塔鋼結構制作安裝
        
•	施工工期：2008年1月到2008年7月。
        

        

        
主火炬塔結構形式
        
主火炬塔為空間異型不規(guī)則多曲面螺旋鋼管殼特殊藝術造型結構。高度32米，厚度6.8米，下部最大直徑處13.2米，整體藝術造型風格新穎、獨特。
        


        
主火炬塔結構形式
        
主火炬塔結構全部2000多個節(jié)點板、桿件長度尺寸及貫口形式無一相同，三維曲線變化無規(guī)律可循。在短短的3米內(nèi)同一根桿件上就有4?7個不同半徑，不同方向的曲率。
        


        
二、結構特點和技術難點分析
        
1、主火炬塔造型復雜，施工圖設計難度大。
        


        
2、單根桿件空間位置扭曲形狀不同，貫口形狀無一相同，下料程序復雜，難度大。
        


        
3、每根桿件曲率不同，空間扭曲不同，彎制成型難度大。
        


        
4、主火炬塔呈現(xiàn)空間螺旋扭曲，組裝胎具位置選擇難，胎具制作復雜。
        
上主體組裝7米標高定位模板
        
5、主火炬塔上部采用不銹鋼鋼管，下部為普通碳鋼鋼管，兩種鋼管間焊接質量要求高。
        


        
6、主火炬塔外表設計有蒙皮，外形尺寸精度要求高，制作難度大。
        


        

        
7、主火炬塔整體預拼裝困難，拼裝質量要求高。
        


        
8、受氣溫等因素的變化，使得安裝現(xiàn)場測量難度大，安裝基準定位較復雜 
        
9、由于安裝吊車必須在體育場外部站位，吊裝高度達55米，吊裝半徑達48米，最大吊裝重量達22.2噸，吊裝難度大。
        

        
三、主火炬塔制作工藝
        
1、施工圖設計
        
采用X-STEEL與AutoCAD等軟件共同進行施工圖的設計工作。
        


        
2、鋼管下料
        
采用PB660型相貫線切割機切割下料。
        


        
3、鋼管彎制
        
采用彎管機和液壓壓力機聯(lián)合進行鋼管彎制。
        


        
4、胎具搭設
        
利用設計軟件計算組裝胎具定位尺寸，胎具數(shù)控切割成型后用測量儀器進行胎具安裝。
        


        
5、鋼管上胎組對
        
用全站儀等測量儀器進行鋼管構件的安裝。
        


        


        
6、部件焊接
        
 

        
 

        


        
7、整體拼裝、焊接
        


        


        


        
8、拆分后涂裝
        


        
四、主要工藝保證措施
        
•	針對該工程施工技術重點、難點，主要采取了以下工藝保證措施：
        
1、從1、采用X-STEEL先進設計軟件進行空間建模，填補常規(guī)設計軟件功能不足，大大提高施工圖設計質量，利于施工。
        
2、按照構件空間位置扭曲形狀不同進行分類
        
    ①直管及二維空間管采用PB660型相貫線切割機直接切割出鋼管兩頭貫口。
        
    ②三維空間螺旋鋼管按照展開尺寸采用相貫線切割機進行下料并切割出單端鋼管相貫貫口，另一端我們采用相貫線切割機在直管上切割出其貫口形狀，然后依據(jù)此形狀制作樣板，在此管彎制完成后上胎組對前根據(jù)主管的角度、位置做出投影面確定好相貫口的位置和角度方向，用樣板劃出切割線進行切割，此法既保證了貫口的形狀尺寸，又提高了樣板放樣速度。
        
3、按照連接桿件曲率半徑、方向情況把每個管桿件的加工分解為兩步進行彎制，首先選用通過改造后的彎管機和液壓壓力機（配備專用胎具）進行平面、立面內(nèi)多個不同半徑的曲率加工；然后進行螺旋扭曲方向多個不同半徑的曲率精度加工，然后利用高科技的電腦XSTEEL軟件標注出每一根的螺旋桿件的三維坐標，逐根設置胎具，并在平臺上做出投影面進行檢查。
        
4、在深入分析研究主火炬塔結構，細致討論的情況下把本體結構劃分為上下兩個部分：以中部翻轉架為界限，翻轉架以上部分包括翻轉架為上主體，以下部分為下飄部分。
        
   ①上主體采用立式組裝胎具露天進行制作，此法可以較好的控制結構造型和焊接變形，工裝胎具用量較少。
        
  ②下飄部分采用臥式組裝胎具分5個單片在廠房內(nèi)進行制作，此法施工不受天氣變化的影響且可利用廠房內(nèi)部天車進行施工作業(yè)，并大大減少了高空作業(yè)風險。
        
5、在焊接施工前根據(jù)鋼管連接節(jié)點形式、鋼管類型、規(guī)格、采用的焊接方法及焊接位置等制定焊接工藝評定方案，編制焊接工藝評定指導書，按照規(guī)程規(guī)定要求進行焊接工藝評定，并將焊接工藝評定的施焊方法和施焊參數(shù)（包括焊接電流、電壓、熱輸入、預熱、后熱等）用于指導實際焊接施工。
        
6、采用數(shù)控切割機及全站儀等先進控制儀器進行胎具的制作和搭設，嚴格控制組裝精度和焊接變形，從單根桿件下料開始到整體預拼裝結束全面進行檢查控制。
        
7、制作主火炬塔整體預拼試驗支架，在其上進行主火炬塔上主體和下飄部分整體預拼裝。此法完全按照主火炬塔實際工作位置進行預拼裝，大大保證了預拼裝質量，有利于控制整體尺寸。
        
8、保證軌道梁托梁安裝后的水平度，是火炬能夠平穩(wěn)的行駛到“鳥巢”碗口邊緣成的關鍵問題。為克服重力變形、地質沉降、溫度變化等對主體結構的影響，采用方向與距離交匯法重新布設控制點，采用全站儀進行跟蹤測量，進行形變觀測，根據(jù)大量的數(shù)據(jù)積累，修訂托梁支座的數(shù)據(jù)，從而保證的托梁安裝的水平度。
        
9、根據(jù)吊裝的各項參數(shù)要求，選擇800噸汽車吊進行吊裝，對吊車行駛的通道、設備間等處進行受力后計算后進行合理加固，保證了吊裝工作的順利進行。
        


        


        
此外還采取了以下基本保證措施：
        
焊接施工前進行了較全面的焊接工藝評定，按評定合格的工藝條件及參數(shù)施焊。1Cr18Ni9Ti不銹鋼管焊接手工電弧焊采用A137（E347-15）焊條進行焊接，氬弧焊用不銹鋼管焊絲采用H0Cr21Ni10Ti。Q345B鋼管手工電弧焊采用E5015焊條進行焊接， Q345B鋼管CO2氣體保護焊采用ER50－6焊絲進行焊接。
        
根據(jù)鋼管構件形式編制了詳細的制作工藝。從鋼管下料、鋼管彎制、胎具搭設、單片組對和焊接、整體拼裝、整體焊接、除銹及涂裝等，每道工序都制定了質量控制要點，全面保證制作質量。　
        
五、先進技術的應用
        
1 、采用X-STEEL軟件對主火炬塔進行建模。
        
  建模完成后可直觀地進行觀察鋼管構件組裝焊接及相貫情況，能夠提供精確的桿件組裝位置坐標進行胎具搭設和鋼管上胎組裝等工作?？梢苑奖愕剞D化成AutoCAD格式進行零部件圖的施工圖設計工作，提高工作效率。
        
2 、采用數(shù)控相貫線切割機進行鋼管切割下料
        
 采用數(shù)控編程對每根鋼管桿件尺寸及貫口形狀進行切割下料。該方法操作簡單,工藝先進，切割精度和效率高。尤其是對各種復雜的鋼管貫口，更能體現(xiàn)其自動切割、高效切割和高質量切割的優(yōu)點。
        
3 、采用全站儀等測量儀器進行胎具精確搭設和鋼管構件精確組裝定位
        
  由于主火炬塔為空間異型不規(guī)則多曲面螺旋鋼管殼特殊藝術造型結構，采用常規(guī)測量手段難以保證其組裝定位及焊接精度，必須使用全站儀等高精度的測量儀器以保證制作施工質量。
        
4 、采用彎管機和液壓壓力機組合進行鋼管的彎制 
        
  按照連接桿件曲率半徑、方向情況把每個管桿件的加工分解為兩步進行彎制，首先選用通過改造后的彎管機和液壓壓力機（配備專用胎具）進行平面、立面內(nèi)多個不同半徑的曲率加工；然后進行螺旋扭曲方向多個不同半徑的曲率精度加工，然后利用高科技的電腦XSTEEL軟件標注出每一根的螺旋桿件的三維坐標，逐根設置胎具，并在平臺上做出投影面進行檢查。
        
5 、采用X-STEEL軟件對主火炬塔進行分析，確定合理的胎具位置
        
通過X-STEEL軟件確定胎具位置及通過其上各鋼管的位置坐標，保證鋼管上胎組裝精度。
        
6、使用全站儀、水準儀等布控一、二級控制點，通過對測量數(shù)據(jù)的對比分析設計托梁支座形式，保證軌道梁安裝的水平度。
        
六、工程質量、安全保證體系及保證措施
        


        
2 、質量保證體系
        
 建立了以組織、職責程序、過程和資源為一體的質量保證體系。
        
在組織結構上，建立由質量保證工程師直接負責，各專業(yè)責任工程師中間控制，專職檢驗員作業(yè)檢查，生產(chǎn)車間班組質量監(jiān)督員自檢、互檢的質量保證組織系統(tǒng)。
        
 認真執(zhí)行質量責任制，將每個崗位、每個職工的質量職責納入項目承包的崗位合同中，并制定嚴格的獎懲標準，使施工過程的每道工序、每個部位都處于受控狀態(tài)。
        
在資源配置上，選派技術好、責任心強的技術人員和工人在組對、焊接、端銑和預拼裝等關鍵工序的作業(yè)崗位上，并配備必要的測量儀器和檢測設備，每天召開生產(chǎn)和質量例會并組織質量分析，不斷改進施工質量。以超前管理、預防為主為原則。
        

        
3 、質量管理措施
        
 為充分保證本工程制作質量，滿足工期要求，我公司主要從以下幾個方面進行了加強管理。
        
①加強詳圖設計的管理。尤其在詳圖設計中要充分考慮體現(xiàn)制作加工、焊接、安裝的工藝可行性。
        
②加強技術交底工作。組織設計、質量管理、生產(chǎn)的相關人員進行詳細的技術交底，掌握施工中技術要求，加強關鍵點的控制。
        
③制定較詳細的加工工藝方案，方案有較強的可行性。         
        
④編制詳細的加工計劃，具體到每個部件的每個工序完成時限，責任落實到人，保證工期和質量要求。
        
⑤加強質量管理文件的落實，實行了三檢制質量管理辦法，加強工序之間的確認，加強全過程管理。
        
⑥細化了工程項目開工前、施工階段和竣工驗收階段的質量控制，明確了質量獎懲的方法和依據(jù)。 
        
通過上述措施的實施，使質量管理工作有序化、條理化，工程質量也得到了切實保證。

              
        				
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