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 1.1  屋蓋鋼結(jié)構(gòu)組成

 

沙特麥加高鐵站房為麥加-麥地那高鐵沿線最大車站

，鋼結(jié)構(gòu)由大廳鋼屋蓋

、站臺鋼屋蓋及附屬結(jié)構(gòu)組成。其中屋蓋結(jié)構(gòu)由傘狀單元沿縱橫向排列組合而成

，造型融入了伊斯蘭的拱門元素

，總面積約為10.94萬㎡。鋼結(jié)構(gòu)總用量約1.7萬t

，執(zhí)行BS/EN標(biāo)準(zhǔn)

。

 

候車大廳鋼屋蓋平面尺寸為216m×216m，由柱

、柱頭

、主梁、次梁

、邊梁和拉桿等組成

，包含60個27m長

、27m寬、24.7m高的大傘

，大傘柱網(wǎng)呈方形布置

，柱中心距為27m×27m，柱頂形成45°方向的拱結(jié)構(gòu)布置

，主梁拱跨度約38.2m

，拱頂最大標(biāo)高為24.7m；站臺鋼屋蓋平面尺寸為486m×135m

，由360個13.5m長

、13.5m寬、9m高的小傘組成

。大廳及站臺鋼屋蓋均采用樹狀柱結(jié)構(gòu)形式

，如圖1~5所示。現(xiàn)場連接均采用高精度尺寸控制的高強螺栓端板連接

。

 

大廳鋼結(jié)構(gòu)的伸縮縫位置

，基本單元之間的邊梁端部設(shè)置了速度阻尼器(LUD，見圖6)

，將邊梁端部連接起來

。承受突發(fā)負(fù)荷（如地震，風(fēng)）時LUD成為一個剛性連接裝置

，與結(jié)構(gòu)一起受力

；而在溫度引起的緩慢膨脹和收縮時，LUD允許構(gòu)件之間有相對移動

。LUD既保證了結(jié)構(gòu)的受力

，又釋放了溫度影響。

 

 

 1.2  空心異形截面形式

 

空心異形截面形式和尺寸如圖7~15所示

。

 

 2.1  鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工特點

 

2.1.1  構(gòu)件加工圍繞外觀AESS-4（AESS的含義是建筑外露鋼結(jié)構(gòu)）規(guī)定展開

，焊縫及表面修補痕跡不可見。這個要求對加工全過程（下料切割

、組立

、焊接、包裝等）提出了更高的質(zhì)量控制與工藝標(biāo)準(zhǔn)

。

 

（1）鋼材不允許存在鋼廠軋制商標(biāo)

，鋼印號或凸起標(biāo)示；

（2）禁止用咬印式起吊鋼材和構(gòu)件

；

（3）拼裝過程中禁止在構(gòu)件外露表面焊接臨時支撐

，嚴(yán)禁錘擊；

（4）最少的焊縫外露；

（5）對接焊縫寬窄一致

，筆直

，且打磨至與母材平齊，焊縫余高為零

；

（6）打磨沿焊縫長度方向

，垂直方向打磨易低于母材表面；

（7）在拋丸或噴砂后

，對可見缺陷采用焊接填充或打磨去除缺陷。

 

2.1.2  構(gòu)件之間采用內(nèi)嵌端板螺栓連接

，連接面貼合度需達(dá)到75%以上

，長度角度的精度控制是關(guān)鍵。

 

2.1.3  構(gòu)件截面組焊縫多

，除柱身外

，其余構(gòu)件腹板為彎扭件。

 

2.1.4  構(gòu)件內(nèi)部與MEP專業(yè)穿插作業(yè)

。

 

該項目構(gòu)件加工是集焊接

、精度與美觀的三統(tǒng)一，三者相互影響

，加工難度極高

。

 

 2.2  陰角縫與陽角焊加工細(xì)節(jié)

 

以柱和柱頭構(gòu)件為例，截面細(xì)部如圖16所示

，對于細(xì)部1和 2的加工分段和焊接部位的確定

，均有兩種方案：

 

方案一：陰角焊縫（細(xì)節(jié)1）要求成直線，且表面平整度暴露在光線下檢驗

，打磨難度異常大

；方案二：在小傘結(jié)構(gòu)后期加工中采用，避免了陰角焊縫打磨

，外觀更加美觀

，生產(chǎn)工效大幅提高。兩種方案效果比較如表1所示

。

 

表1  細(xì)部1

、細(xì)部2的方案一和方案二效果比較

 

 2.3  柱頭加工過程

 

柱頭采用分段流水+胎膜法進(jìn)行加工。柱頭分段為中心箱體部件和柱頭牛腿分別流水加工

。中心牛腿與內(nèi)部管道進(jìn)行裝焊

，牛腿單獨組焊，提高了生產(chǎn)效率

，降低了焊接變形和焊接內(nèi)應(yīng)力的積累

。整體拼裝時采用胎膜法，確保每一個柱頭的牛腿端板尺寸和方向一致，保證了柱頭的精度

，如圖17~20所示

。

 

 

 2.4  弧線瓦片的加工

 

瓦片外貼于柱、梁空心截面

，參與結(jié)構(gòu)承載

。柱上瓦片為直線型，柱頭和梁上瓦片為弧線型

。直線瓦片加工采用上下凹凸模具將鋼板壓制成型

，如圖21和圖22所示，上下凹凸模具直徑=圓管內(nèi)徑-2mm

，脫模后半圓瓦片回彈須滿足要求

。

 

弧線瓦片加工是在直線瓦片加工的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。彎弧過程需避免開口張開和瓦片折皺

，并計算管壁變薄的影響

。結(jié)合設(shè)計中截面構(gòu)造，先將直張瓦片與內(nèi)加勁板進(jìn)行全熔透焊接（見圖23）

，焊接24小時100%UT探傷后

，通過液壓千斤頂頂壓冷彎工藝進(jìn)行彎圓（見圖24），靠?div id="m50uktp" class="box-center"> ；《韧瑯有枰臃?mm余量用于抵銷彎弧構(gòu)件的回彈

。大傘柱內(nèi)MEP管道安裝與測試如圖25所示，圖26所示為大傘柱身和柱頭貼合組立

。

 

該項目按最高外觀標(biāo)準(zhǔn)AESS-4執(zhí)行

。除了加工過程中的工藝措施和質(zhì)量控制，針對項目特點

，精工國際研發(fā)了一整套焊縫表面磨平工具

，使表面質(zhì)量不完全取決于工人操作的熟練程度，而是可依靠工具控制（見圖27

、圖28）

。除銹和油漆后效果分別見圖29和30。

 

 

加工完成的AESS構(gòu)件

，成品保護(hù)至關(guān)重要

，包裝須滿足陸運至國內(nèi)碼頭-裝船-海運-卸貨-運至現(xiàn)場堆場-安裝等過程的多次吊裝和倒運要求，若在此期間產(chǎn)生磕碰等損害構(gòu)件表面的情況

，修補將產(chǎn)生大量費用和工時

。本項目構(gòu)件采用珍珠棉全覆蓋包裝保護(hù)，并設(shè)計了用于運輸?shù)闹^專用托盤

。

 

預(yù)拼裝

 

實物預(yù)拼裝是螺栓連接精度檢測與精度保障主要方法之一

，對端板螺栓連接結(jié)構(gòu)尤其重要，項目中同時采用了3D掃描電腦預(yù)拼裝技術(shù)。預(yù)拼裝不只是檢測長度

、也同時檢測旋轉(zhuǎn)角與扭轉(zhuǎn)角的匹配

。圖31是三個大傘一起預(yù)拼裝的實景，長81m

、寬27m

。圖32是兩個小傘一起預(yù)拼裝的實景，長13.5m

、寬27m

。預(yù)拼裝后，再進(jìn)行除銹

、油漆

、包裝等工序。

 

來源：精工國際

組委會聯(lián)系方式 

項目一組

盧毅                                        殷鋒  

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黃祺

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項目二組 

李健銘                              梁建林  

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