世博軸陽光谷是由矩形截面桿件構成的單層網架鋼結構，此種結構無論構件的制作還是安裝難度都非常大因此在施工過程中應用了多種特殊機械設備和施工技術。介紹了陽光谷施工過程中應用的關鍵技術。
關鍵詞：網架；節點；彎扭；測量
1 工程概況
2010年上海世博會世博軸上錯落有致地分布6個特征標志性很強的陽光谷，以滿足地下空間的自然采光，陽光谷頂端與膜結構頂蓬相連，是世博軸的標志性建筑之一（圖1）。陽光谷結構體系均為三角形網格組成的單層網架鋼結構，網架單元由節點和桿件組成，每個單元面層鋪設有三角形玻璃幕墻。
每個谷體型不一，其中4號谷為旋轉對稱體，其余均為軸對稱體。每個陽光谷高度均為41.5 m，谷
底部最大直徑約20 m，頂部最大直徑約90 m。6個谷總面積為31 500 m2，共有桿件30 738根、節點10 348個，桿件大多采用焊接箱型截面（部分為實心矩形截面），截面高度范圍為180～550 mm.寬度為60--120 mm，桿件長度為1.0--3.5 m；節點大都為多牛腿焊接箱體（部分為多牛腿實心鑄鋼件），桿件和節點材質力Q345-B。
2 工程特點和難點
2.1 制作特點和難點
節點采用彎扭牛腿型節點，也就是方管匯交的節點區由鋼板焊接而成，其中節點區的上翼緣板與下翼緣板采用整體下料，牛腿區段的上下翼緣板均為彎扭板件，從牛腿端口到節點核心區平滑過渡，腹板保持平面不彎扭。圖2為節點的牛腿編號示意。整個陽光谷沒有一個節點的幾何參數是相同的，如何精確地制作出1萬多個各不相同的節點是陽光谷鋼結構制造中最難的部分。
2.2 安裝特點和難點
陽光谷為不規則的單層網架空間結構，且上半部分為大懸挑結構，平面外剛度相對較弱，同時桿件與節點的對接全部為全熔透一級焊縫，這對現場測量定位、整體結構穩定、現場焊接變形的控制要求很高；在焊接完成后如何從由支撐承載為主過渡到完全由自身結構承載也是一大難點。
3 制作關鍵技術應用
陽光谷鋼結構制作中各個節點是核心部件，工藝最為復雜，難度也最大。節點的整個加工工藝可大致分為28道工序（圖3），其中翼板數控彎扭成型回火去應力處理、四維數控端銑、三維坐標儀測量等4道工藝是常規鋼結構加工行業內很少應用且科技含量非常高的技術工藝，這些工藝也是陽光谷節點加工的關鍵技術。尤其是數控彎扭成型、四維數控
端銑這兩道工藝是專門針對本工程研制開發的，三維坐標儀測量在常規建筑鋼結構行業內也鮮有應用。節點制作難點及針對的關鍵技術歸納如下：
1)如何高效率實現節點牛腿上下翼板的精確彎扭——采用數控彎扭機加工關鍵技術；
2)如何消除節點中大量焊縫產生的殘余應力——采用回火爐消應力關鍵技術；
3)如何保證牛腿的長度和端面的角度與設計要求相符——采用四維數控端面銑切關鍵技術；
4)如何檢測成品節點每個牛腿幾何參數與設計要求相符——采用三維坐標儀測量關鍵技術。
3.1翼板數控彎扭機加工關鍵技術
此道工藝是節點制造最富創新的技術之一，整套工藝和相關機械設備完全是根據陽光谷節點研制開發的，特別是其中的數控鋼板彎扭機在國內屬首創。下面詳述其具體技術工藝。
3.1.1 彎扭前準備
1)根據下料前數控切割機所標識的中心點及定位孔坐標，劃鉆定位孔。
2)在翼緣板定位工作臺上，以上、下翼緣板的定位孔（定位孔誤差不大于0.5 mm）為基準，用U型對位裝置，對牛腿上、下翼緣板進行定位，并組裝中心加強板。翼板與隔板組焊后如圖4所示。
3)中心加強板與上、下翼緣板焊接固定后，要以上翼緣板的上平面為基準面測量各端面與上翼緣板的相關尺寸以及上、下翼緣板的等高度（等高度誤差不大于0.5 mm）。
4)尺寸控制要求：中心加強板與上、下翼緣板的
垂直誤差不大于1。，中心定位孔誤差不大于0.5 mm，等高度誤差不大于0.5 mm。
3.1.2 彎扭工藝
1)彎扭的核心設備為專門針對本工程研發的數控鋼板彎扭機。
2)調整數控扭彎機夾頭的中心位置，井測量校正扭曲機橫梁兩側與工作平面的零點位置，要求扭曲機橫梁兩側實測誤差不大于0. 05 mm。
3)將上、下翼緣板對位工件與數控翼緣板扭曲夾持臺夾緊，用直角尺調正U型工作臺使上下翼緣板對位工件垂直，鎖緊工件。
4)移動工件夾具，使上翼緣板1號牛腿翼緣板插進彎扭夾頭內10 mm。調整好左右夾持塊以及上下夾持塊，使其位于居中位置�？刂埔砭壈宓呐で鷻M梁的垂直度，繼而夾緊夾持頭，數控將記錄上下調整后的數據，以便計算機自動給予補償。
5)點燃氧氣一乙炔烘槍，對需扭彎的牛腿在翼緣板根部上、下表面30～50 mm范圍進行同步加熱，加熱溫度要控制在700～800℃，整個加熱區呈均勻的暗紅色時，方可啟動數控扭曲機進行扭曲加工，如圖5 圖7所示。
6)開啟數控扭彎機控制器，讓扭彎機對1號牛腿翼緣板進行自動扭彎。扭曲成型2 min后方可松開夾緊工具。
7)扭曲后的尺寸控制要求：翼緣板分度角為±0.5。、俯仰角為±1.5。、扭轉角為±1.5。、高度為±1 mm、寬度為±l mm。
3.2節點回火爐消應力關鍵技術
由于節點內外焊縫較多，且比較集中，焊后殘余應力的消除也將作為一個關鍵工序。采用回火來消除焊后殘余應力，回火采用加熱爐形式。
回火I藝：500℃為4h，保溫th；650℃為3h，保溫1.5 h;700 0C為2h，保溫15 h，再爐冷。溫度控制曲線如圖8所示。
3.3四維數控端面銑切關鍵技術
此道工藝是節點制作最為精密的一道_[序，端面精加工的精度直接關系到節點牛腿端面的角度參數和牛腿的長度，整套工藝和相關機械設備也完全是根據陽光谷節點研制開發的，如圖9所示。
具體技術工藝如下：
1)對已焊接好的節點進行檢測，檢測時將節點放置于工作平臺上的測量夾具上，用千斤頂調整好上翼緣的基準，分別對各個牛腿的控制點進行檢測。
2)將測量結果與圖紙提供的牛腿銑削前的坐標值進行比較，以判定該節點是否合格。并用劃針劃出控制點的加工線。、
3)在檢測合格后．上四軸數控端面銑床進行銑削加工，如圖10所示。
4)銑削后的質量控制要求：分度角為±0.5。，俯仰角為±0.5。，長度為±0.5 mm。
3.4 三維坐標儀測量
采用了三維坐標測量儀，對節點做最后的精確測量，以確定彎扭后上下翼板的幾何參數、端銑前后節點幾何參數、精度是否符合設計要求，如圖11、圖12所示。儀器測量精度為E一(1.5～2.8)+3.0L／1 000，L單位為mm，E單位為“m。
具體測量步驟如下：
1)三維坐標測量儀對節點精確測量必須在潔凈無塵的室肉進行，測量室室溫在(20±2)℃。
2)清潔節點表面和三維坐標測量儀工作臺表面，安裝夾具，檢查三維坐標測量儀的工作電壓及氣壓狀態是否正常。
3)將被測量節點的定位孔對準安裝夾具定位銷軸，安裝至夾具上，下方用3個支撐千斤頂支撐。
4)按測量要求對各牛腿的控制點一一測量，最后用專用軟件來處理數據，以確定被測量節點的幾何精度。
4 安裝關鍵技術應用
陽光谷安裝工藝主要簡分為9道工序（如圖l3所示），其中腳手架支撐系統、節點坐標測量控制、焊接變形控制、支撐系統卸載等4道工序是陽光谷安裝的關鍵技術。
4.1 支撐系統關鍵技術
支撐系統的合理牢固與否直接關系到整個結構的穩定和精確度，因此采用安全可靠的滿堂腳手架支撐作為主體支撐系統，結合矩形鋼管截面設計和
制作了專用的支撐夾具（圖14、圖15），用以固定鋼結構和腳手架之間的連接。特制支撐夾具與腳手架通過腳手架標準扣件連接，夾具桿件和陽光谷之間可自由轉動。每個陽光谷共用了800余套支撐夾具，由于構造簡單、使用靈活，給鋼結構的安裝同定帶來了較大便利。
4.2 小單元吊裝關鍵技術
陽光谷結構由三角形網格單元組成，節點和桿件的比例為1：3，為了保證安裝精度和提高工作效率，采用“個字形”小單元吊裝，即1個節點接3根桿件的方法（圖16、圖17）。采用這種方法吊裝的優點有：小單元重量較小，對吊裝機械設備的起重能力要求小，便于操作人員靈活安裝；測量和調整安裝單元時可以對每個節點進行控制，保證將每個節點安裝的實際坐標與設計坐標誤差降到最低限度。
4.3 節點坐標測量控制關鍵技術
陽光谷鋼結構呈空間不規則變化，桿件錯綜復雜，節點定位難度大，結構為閉合體系，相對精度要求高。節點坐標測量工作主要有節點安裝定位測量、安裝矯正測量、焊接變形監測、卸載撓度監測、安裝完畢驗收測量等。
為了避免放樣誤差的積累，在安裝時必須對每個節點進行測量控制，在每圈結構合龍后再對每個節點進行復核矯正測量。施工測量遵循“由整體到局部，先控制后細部”酌原則。
為了保證測量的精度，全部測量采用高精度全站儀（精度1mm+l×10-12 m）。吊裝調整小單元時采用原廠小反光棱鏡（頂部可采用原廠大反光棱鏡），其余節點測量工作采用優質反光貼片做為目標測量坐標工具，如圖18 -圖21所示。
當構件吊裝時主要測量的坐標參數為節點頂部端面中點坐標，但是當上部構件安裝后，下部節點的端面已被覆蓋，因此可在節點的翼板中心附近粘貼反光片，確定節點位置精確定位后就可讀取反光片位置的坐標值。此反光片也可作為后續焊接變形監測、卸載坐標監測的目標點。
長沙天鴻鋼結構各種鋼結構工程制作、加工及安裝·輕型鋼結構廠房,鋼結構房屋,鋼結構平臺設計安裝；·活動房,彩鋼房.彩鋼板組合房屋,凈化車間,輕鋼彩鋼房,移動活動房；·鋼結構材料制造加工；原材料生產加工；·銷售：彩鋼瓦、紅泥浪板瓦、夾芯瓦、HCZ型鋼、金屬材料、化工原料批發零售；
公司名稱：浙江長沙天鴻鋼結構(浙江長沙天鴻鋼結構，天鴻鋼結構)
地 址：浙江省長沙市濱海工業園區
電 話：0575-88679929 13777331328
聯系人：唐經理
網 址：http://www.bingzuan.com.cn
長沙鋼結構 長沙鋼結構廠房 浙江鋼結構公司 長沙活動板房 溫州天鴻鋼結構廠房
