三維空間球體底座安裝技術

姜旭鋒 張曉華 王 粲

（山東萊鋼綠建發展有限公司，上海 普陀 200061）

1 工程概述

本鋼結構工程主體為三個正球體相連結構，球體直徑為38.6m，內部中空無支撐結構，球體內部設有中心平臺及連橋在標高15.9m處球體橫向聯系桿件相連，球體底座與球體弧形柱為銷軸連接形式。每球體按20等分，每18°設置弧形鋼柱與頂部北極圈相互連接形成球體結構，橫向主聯系桿件為箱型結構，分別設置在6.9m、15.9m、22m標高處，其余次聯系桿件主要為圓管結構。三個球體結構用鋼量約為1620噸，每單體球用鋼量約為540噸，主要材質為Q345B及Q345GJ。弧形鋼柱截面主要為：BOX500×400×16mm，柱間箱型聯系桿件截面主要為：BOX600×400×16mm。

三維模型圖

2 三維空間球體底座安裝工藝原理

球體底座布置圖

該技術便于空間較為復雜的地腳螺栓螺栓及底座安裝，將空間結構的坐標轉化為可直接測量、檢查的點線，只要將控制點、線的數據明確，根據工裝上明確的數據進行定位即可，操作人員操作方便，可增加工裝數量，同時作業，確保了安裝質量的同時也確保了安裝的效率。底座安裝控制點較為復雜，安裝分步驟進行，先對地腳螺栓進行定位，底座安裝需要在地腳螺栓澆筑完畢后，混凝土達到強度后，進行安裝。因此需要按底座的各項安裝控制點的要求，制作工裝，在地腳螺栓定位時即可體現底座的安裝狀態，以此來確保地腳螺栓澆筑完畢后對底座安裝質量的保證。

3 工藝流程及操作要點

繪制工裝加工圖——檢查工裝加工尺寸——地腳螺栓與工裝組裝——安裝位置放線——組裝件放入安裝位置——安裝找正 （中心、標高、角度等）——定位完畢——地腳螺栓加固——工裝拆除——地腳螺栓定位復查——混凝土澆筑——底座就位——底座找正——地腳螺栓緊固——二次灌漿——底座復驗

3.1 底座安裝的主要控制點

底座安裝定位的主要控制點為：底座銷軸孔中心坐標、銷軸孔中心到球體圓心的半徑、底座與水平面的角度、底座水平度、底座與圓相切的垂直度、與地腳螺栓的配合關系。如圖示：

3.2 工裝制作

根據底座的各項控制點的要求，使用鋼板及圓鋼等材料進行加工制作。如圖示：

3.3 測量放線

根據安裝要求進行測量放線，放線內容：球體圓18°分度線，標高控制點，球體中心點等。如圖示：

3.4 地腳螺栓與工裝組裝

地腳螺栓與工裝組裝時需注意地腳螺栓頭部露出長度及地腳螺栓墊板與工裝模板的接觸面。如圖示：

3.5 定位調整

對組合件進行定位調整，主要控制點為：銷軸中心點至球體中心點半徑距離，銷軸中心點的標高、工裝的底板與水平面的角度、工裝中心線與10°分度線的關系、工裝水平度等。使用測量儀器為：水準儀、經緯儀、盤尺、水平等。如圖示：

3.6 地腳螺栓加固

組裝件調整完畢后，對地腳螺栓進行加固，工裝拆除前檢查地腳螺栓加固情況，達到要求后拆除工裝。

3.7 底座安裝

地腳螺栓澆筑完畢，達到強度后，底座安裝前將地腳螺栓調整螺母調整至要求位置，底座就位后，對底座安裝位置進行復查，復查方式與上述過程相同，合格后交下工序二次澆筑。

4 工藝控制措施

1）根據底座尺寸與地腳螺栓規格、尺寸，制作工裝。工裝所需的板件應數控下料滿足尺寸要求，板件需平整，地腳螺栓孔需數控制孔，組裝時需嚴格控制尺寸，滿足使用要求。加工完畢后需復查尺寸，合格后方可使用。

2）測量控制線的設置，18°分度線需按順時針和逆時針分兩次放線，吻合后方可使用。四周布置四個標高點，滿足安裝時的需要。設置球體中心線，便于底座與球體中心線半徑測量。

3）組合件安裝測量過程中，測量用具、儀器需通過鑒定，滿足使用要求。

4）地腳螺栓加固需加固穩妥后方可拆除工裝。

5）底座就位前，調整螺母需調整一直，確保底座角度與水平度。

6）地腳螺栓墊板需在二次澆筑前焊接完畢。

5 結語

運用該技術，成功的解決了該種類型底座安裝的困難，化繁為簡，大大的提高了安裝效率，安裝質量，經后續安裝實踐證明，該方法簡潔、有效。