高空钢桁架（共7篇）
高空钢桁架 篇1
1 工程概况
某工程总建筑面积75 000 m2, 其中钢结构屋面约2 430 m2, 钢结构屋面由钢管主桁架、支撑桁架和屋面檩条组成空间结构体系。主桁架截面呈等腰倒三角形, 跨度54 m, 设计长达59 m, 沿长度方向呈拱形, 重达18 t。间距9 m, 共4榀, 采用规格为ϕ299×14, ϕ245×12, ϕ133×6, ϕ127×4和ϕ89×4的Q345B无缝钢管组合而成。次桁架跨度为27 m, 间距15.6 m, 共4榀。主桁架安装固定在混凝土柱子的牛腿上, 一端牛腿高度为30 m, 另一端为36 m, 建筑屋顶平面见图1。
大跨度钢桁架高空安装的常用方法是采用吊车直接吊装就位。当钢桁架安装位置位于吊车工作半径之外, 无法用吊车直接吊装时, 传统做法为:搭设满堂脚手架, 并在脚手架上将各杆件现场拼装。但这一传统方法所消耗的时间长、投入的劳动力大, 构件连接处的截面几何尺寸、垂直度、弯曲矢高、拱度以及焊接质量等都比在地面拼装难控制, 而高空滑移施工方法则巧妙地改变了这一传统做法, 不但不用搭设满堂脚手架, 节省了大量周转材料和劳动力, 而且可以大幅度缩短施工工期, 并且能更有效地保证大跨度钢桁架的拼装质量, 从而又好又快地满足设计和施工的各项要求。
2 工艺原理
在钢桁架设计位置两侧的结构梁 (梁上事先设有预埋件) 上分别安装两根钢轨, 并安装专用钢结构小车。首先, 用大吨位吊车将已在地面整体拼装好的大跨度钢桁架 (钢桁架应适当加长, 以满足安装需求) 吊至预先安装好的两辆小车上。然后, 通过两辆小车在钢轨上的滑移将桁架平移至安装位置。最后, 利用在柱顶安装的两根独立抱杆 (独立抱杆与事先预埋好的铁板铰接) , 并用手拉葫芦配合滑轮组将桁架吊起, 然后将加长部分的桁架割掉, 并按设计要求将桁架安装就位。
3 施工工艺流程
3.1 施工准备
1) 根据钢桁架两端结构梁定位, 确定钢轨位置, 并根据钢轨位置在结构梁上安装100 mm×300 mm×10 mm预埋件, 间距300 mm。轨道铺设长度满足地面吊车工作半径和桁架安装需求。同时, 在钢桁架两端的柱顶上安装700 mm×700 mm×20 mm预埋件 (用于安装独立抱杆) 。另外, 安装缆风绳的预埋件也应事先确定并预埋。2) 按图进行轴线、标高的复核, 并进行记录。待作业面结构混凝土浇筑后, 经过一定时间养护, 对预埋件进行找平, 对预埋螺栓进行清理。在梁的预埋件上安装牢固规格为22 kg/m的钢轨。3) 当轨道安装完成后, 即可安装已经设计制作好的小车 (见图2) , 小车的设计应满足钢桁架的搁置需要, 确保稳固。4) 拼装场地。选择合理位置, 有利于拼装及起吊。拼装前对拼接场地进行平整夯实, 最好采用混凝土进行硬化处理。在拼接节点位置放置20 mm厚钢板 (有利于拼装的质量和进度) , 在钢板上焊接简易门架, 并确保门架有足够的稳定性和刚度。
3.2 地面拼装
1) 利用简易门架调正水平, 并用水准仪监测。用角钢或其他辅助焊件点焊固定桁架, 使之稳定。2) 吊第二节桁架与第一节连接, 利用简易门架和手拉葫芦调整标高, 并用水准仪监测, 用弦线调正垂直, 用角钢或辅助件点焊固定桁架、点焊腹杆。3) 用同样方法吊第三节桁架与第二节连接, 待整体拼装完成后进行整体定位尺寸的检测, 符合技术要求并经相关人员签证同意后, 进入下一道工序。
3.3 起吊
1) 考虑到单榀桁架重量大、高度高、长度长, 选用一台300 t汽车吊。吊车的工作情况如下:主臂伸长60 m, 其最大工作半径20 m, 最大起重量为23.7 t。吊索选用直径为22 mm, 6×37+1钢丝绳。2) 吊点确定:使用一根6 m长铁扁担, 铁扁担选用250 mm×450 mm×10 mm×14 mm的H型钢。在桁架上部确定8个吊点, 在铁扁担的下部平均做成4个吊耳。将钢丝绳绑于桁架的两个相对的节点上, 同时绑定相应的一个吊耳, 并且用麻袋做好节点保护工作 (吊点布置见图3) 。3) 用大吨位吊车, 将单榀钢桁架整体起吊, 并将钢桁架两端分别安放在事先安装就位的小车上。注意钢桁架的端部搁置在小车上必须待稳固后, 方可移动小车。
3.4 滑移
1) 同时滑动两边小车至指定位置。2) 小车滑动应匀速。3) 两端小车滑动应尽可能同步。4) 应安排专人统一指挥桁架两端小车的滑移工作。
3.5 独立抱杆吊装
1) 选用ϕ219×6×5 000的独立抱杆, 将其安装在柱顶的预埋铁板上, 并在抱杆上安装手拉葫芦和滑轮组。然后通过手拉葫芦配合滑轮组将桁架吊起 (见图4) 。2) 设专人指挥, 两端抱杆吊装操作应步调一致。3) 将桁架两端的多余长度切割掉, 端部采用同型号钢板予以焊接封闭。4) 将桁架缓慢放下, 使主弦杆两端搁置在钢支托上 (钢支托事先已与牛腿预埋件连接固定) , 并安装就位。5) 第一榀吊装就位后, 用缆风绳和手拉葫芦临时固定、找正。6) 开始吊装第二榀钢桁架, 待第二榀吊装到位后马上吊装此桁架和安装檩条, 用点焊把两轴的桁架连成一个整体, 待找正、检验合格后, 焊接固定。7) 采取上述方法将各榀主桁架形成整体后, 再将次桁架连接起来, 形成整体的屋面桁架系统, 待找正、检验合格后, 施焊主桁架和次桁架的节点。
4 质量与安全控制要点
4.1 质量控制
1) 精心测量, 特别是主桁架的地面拼装, 必须严加控制, 使其水平度、垂直度、弧度等相关技术指标达到设计及规范要求。另外, 主桁架定位轴线的确定非常重要, 支座放线时要用整根钢尺丈量, 防止因分尺而产生积累误差。 2) 拼装前将拼装节点位置处的场地进行平整夯实, 并放置20 mm厚钢板, 确保地面平整度, 有利于拼装质量控制。此外, 在垫置的钢板上焊接简易门架, 并确保门架有足够的稳定性和刚度。拼装时, 可利用简易门架调正水平。3) 整体拼装完成后必须进行整体定位尺寸的检测, 待通过相关各方的复验并签证后, 方可进入下道工序。4) 焊接需注意:a.主弦杆的对接焊缝采用衬套焊, 其优点是有利于拼装, 有利于焊接质量的保证;b.按焊接顺序进行焊接, 以控制焊后变形;c.焊接完成后, 需放置一段时间, 再进行焊缝检测。对焊缝须进行超声波探伤检查, 确保焊缝质量100%合格。5) 吊装前, 合理确定吊点, 同时选择一定强度和尺寸的铁扁担。对吊点、铁扁担、吊索等起吊系统和钢桁架本身进行计算复核, 确保起吊安全, 控制钢桁架变形。6) 小车的设计制作应符合设计钢桁架的形状, 满足其搁置需要, 保证稳固, 控制其变形。7) 第一榀桁架吊装就位后, 应及时用缆风绳和手拉葫芦临时固定、找正。待第二榀桁架吊装到位后马上吊装次桁架和安装檩条, 用点焊把两榀桁架连成一个整体, 以减少其变形。
4.2 安全措施
1) 作业前, 对全体人员进行详细的安全交底, 参加安装的人员要明确分工, 利用班前会、小结会, 结合现场具体情况提出保证安全施工的针对性措施。2) 高空作业要系好安全带, 手用工具要入工具袋, 并且应穿上绳子套在安全带或手腕上, 防止失落伤人。3) 构件起吊时吊索必须绑扎牢固, 绳扣必须在吊钩内锁牢, 严禁用吊钩挂构件。此外, 吊机吊装区域内, 非操作人员严禁入内, 把杆垂直下方不准站人。4) 桁架两端牛腿处为吊装作业面和焊接作业处, 按规范应搭设安全通道挂好安全网, 作业平台须铺板。5) 吊装时, 必须严格遵循吊装规程进行操作。认真检查节点绑扎是否牢固, 绑扎位置是否正确, 有无做保护处理。起吊时相关人员必须就位, 一切行动听指挥。6) 桁架在小车滑移前, 必须先把桁架在小车上固定好。滑移时, 要注意“稳”字, 在轨道上做好5 cm一道的标记, 并设专人指挥, 达到两边小车移动步调一致, 防止发生偏移。7) 卸下桁架前, 检查抱杆是否安装牢固, 桁架与滑轮组的连接是否可靠, 确保没问题的前提下, 才能慢慢起吊。在桁架慢慢放下时, 做好各项安全措施, 并用缆风绳拉住桁架, 防止向下滑移。8) 索具、吊具要定时检查, 不得超过额定荷载。
5 结语
本大跨桁架安装工程由于采用了高空滑移施工技术, 既尽可能地避免传统高空拼装法容易产生的一系列质量问题, 确保了钢桁架安装质量, 又使施工工期缩短近一个月。同时也因无需搭设满堂脚手架, 节约了材料和所需人工劳动力, 社会效益和经济效益较显著。该施工技术的成功实施可为以后同类工程的设计和施工提供决策依据和技术指标。
摘要：结合某工程实例, 在分析常规安装方法缺点的基础上优选高空滑移法, 并详细介绍了此施工技术的工艺原理和施工工艺流程, 总结了主要质量和安全控制要点, 指出该施工安装技术的诸多优点在类似工程中具有良好的推广应用前景。
关键词：高空滑移,钢桁架,大跨度,安装,施工技术
参考文献
[1]GB 50205-2001, 钢结构工程施工质量验收规范[S].
[2]GB 50300-2001, 建筑工程施工质量验收统一标准[S].
[3]薛勇, 刘芳.浅析大跨度钢桁架整体提升过程中的安全措施[J].山西建筑, 2008, 34 (12) :164-165.
高空钢桁架 篇2
面对日益涌现的大跨度、高空作业,特别是对重量大、需整体施工的钢桁架等构件,传统的使用塔吊、大型吊机等进行吊装作业的施工技术,需要将钢桁架等一次吊装就位,无法进行远距离的运输,其已不能满足一些工程的施工技术要求。因此,大力发展大跨度、超重钢桁架高空推移施工技术,对解决此类桁架远距离推移施工、提高施工安全性、保证施工质量等有极大的帮助。
1. 高空推移施工技术
所谓高空推移施工技术,是在高空施工作业中,利用液压推进器沿着预设轨道将所需构件推进、移动到构件安装位置的施工技术。液压推进器由轨道、轨道夹具、液压伸缩器、转轴等4各部分组成。
1.1 液压推进原理如下图所示:
1.2 液压推进器工作时步骤如下:
轨道夹具紧紧夹持轨道(如图1)→液压伸缩器液压驱动伸长(如图2)→需推动物体向前移动(如图2)→液压伸缩器伸长至设定长度→轨道夹具松开→液压伸缩器驱动收缩至设定长度(如图3)→轨道夹具紧紧夹持轨道→下一个推移循环。
2. 工程情况
本工程为宁波文化广场四标段项目钢结构工程的屋顶钢桁架。钢桁架共有3榀,对称分布在屋面上,中间钢桁架安装顶标高为30.130m,两端钢桁架安装标高为29.875m,安装高度距离地面约30m。桁架全长34.138m、高4m、重量约33吨,由焊接H型钢组成,最大截面尺寸800×400mm,最小截面尺寸300×400mm,详见图4。
钢桁架安装时,两端通过预埋件与混凝土梁连接,并搁置在混凝土梁上,跨度33.5m。施工时,钢桁架最大推移距离23.65m,详见图5。
3. 施工技术分析
鉴于桁架跨度大、施工操作面小,仅能够利用桁架两端的钢梁位置进行施工作业。因此,采用在钢桁架两端设置液压推进器推移桁架的施工方法。
施工流程为:轨道安装→钢桁架吊装至起始推移位置→液压推进器安装并连接钢桁架→液压推进器启动、推移钢桁架至安装位置→拆除液压推进器设备并返回起始位置、钢桁架就位安装→下一榀桁架推移。
3.1 轨道安装
轨道安装前,需在混凝土梁内预埋与H型钢立柱位置相对应的锚板,在混凝土凝固后,先将H型钢立柱与锚板焊接,并用水准仪测量各个立柱上表面的标高,确定其在同一水平面上之后,再将找平用的H型钢放置在立柱上并焊接牢固。最后将轨道放置在H型钢上面,调整其平整度、水平度后,用压板压牢(压板焊接在H型钢上)。
3.2 钢桁架吊装至起始推移位置
在轨道安装完成后,使用液压提升器将钢桁架吊装至起始推移位置,并检查钢桁架的平直度、焊缝质量、变形量等是否符合设计、施工质量要求。
3.3 液压推进器安装并连接钢桁架
在钢桁架各项性能检测完成后,安装液压推进器。安装时,先放置夹具,再安装与钢桁架连接的转轴,最后安装液压伸缩器。
3.4 液压推进器启动、推移钢桁架至安装位置
在设备安装完成后,先启动夹具,使其与轨道夹牢以防止夹具滑动,再启动液压伸缩器,利用液压伸缩器的伸长将钢桁架推移挪动,最终将桁架推移至安装位置后停止液压推进器工作。
3.5 拆除液压推进器设备并返回起始位置、钢桁架就位安装
在液压推进器停止工作后,先拆除与钢桁架连接的转轴,再拆除液压伸缩器,最后将夹具返回至起始位置。
在拆除与钢桁架连接的转轴后,即可对钢桁架进行安装。安装时,先利用液压千斤顶将钢桁架向上顶起,使其脱离轨道,再将轨道移除,最后慢慢释放液压千斤顶压力,使钢桁架平缓地落在钢梁上并与预埋螺栓对齐安装。
4. 工程施工重点、难点分析及对策
5. 施工优点分析
采用大跨度、超重钢桁架高空推移施工技术,主要有以下优点:
5.1 施工作业所需作业面小,机械设备占用场地小;
5.2 施工机械设备体积小、重量轻、结构简单,安装方便;
5.3 液压推进设备推力大,可广泛应用于推动大重量的钢构件、物品等;
5.4 施工作业不受建筑物高度限制,可广泛用于高层、超高层建筑施工;
5.5 不受构件跨度、重量等限制,可广泛应用于各种施工条件;
5.6 采用计算机同步控制系统,可同步控制多个推进器工作,并对其中任意一个推进器进行定向的操作控制。
6. 结语
高空钢桁架 篇3
关键词：下弦临时辅助桁架,高空桁架,散件组拼
1 工程概况
1.1 工程简介
某钢结构工程施工内容包括A~D轴交1~21轴所有钢结构内容,主要有仓顶41.5 m跨梯形屋架、14~15轴仓间连廊。仓顶标高48.5 m,仓顶混凝土柱顶标高57.5 m,41.5 m跨梯形屋架立于混凝土柱顶。14~15轴仓间连廊主要由HJ1、HJ2、GJ1等构件组成的多层空间体系,GJ1位于HJ1之上,檐口标高64.4 m。14~15轴仓间连廊下方设有地下输送廊道。
建筑立面如图1所示,14至15轴之间为HJ1、HJ2组成的输送廊道,廊道两端为粮食筒库,筒库上设有库顶房。
1.2 仓间廊道简介
廊道横立面如图2所示,桁架HJ2上弦标高48.5m,与HJ1下弦组成楼面,楼面浇筑混凝土100 mm;桁架HJ1高6 m,上弦标高54.4 m,四榀HJ1之间设有垂直、水平支撑,及连系钢梁,构成楼面。HJ1立面如图3所示。
2 施工技术难点
仓间连廊最重的构件为HJ1,共4榀,每榀HJ1重达63 t,安装高度54.4 m,且必须跨外吊装,吊装机械选用较大,吊车资源有限;HJ2单榀最重9.5 t,与HJ1的重量悬殊较大,与HJ1间隔吊装,只能采用吊装HJ1的机械,单位重量构件机械台班利用率低,成本较高;由于HJ1为上承式,桁架高6 m,其稳定性全依赖其间的垂直小桁架,安装过程的稳定性须加以考虑;HJ1侧向刚度大,焊接变形控制较难,不利于HJ1之间的构件安装。
3 安装方案概述
每两榀HJ2在地面组焊成一个栈桥形式,减少高空作业量,同时提高大型吊装机械使用效率。
HJ1分件吊装,降低吊装机械起重量要求。HJ1下弦下方增设临时腹杆弦杆,形成临时辅助桁架,支撑HJ1的上部杆件。
先中间后两侧,先将中间HJ2栈桥吊装,后吊装临近的HJ1下弦(辅助桁架),之间连系梁同步安装,形成稳固的体系后,安装HJ1腹杆、上弦,及HJ1间的垂直稳定桁架;向外扩展,安装HJ2、HJ1直至结束。
4 高强螺栓穿孔率的保证
(1)逐步加载挠度及对穿孔率的影响分析HJ2安装立面如图4所示。
先安装两侧钢柱①,后安装临时桁架②,安装斜腹杆③,直腹杆、上弦④,斜腹杆⑤,最后安装直腹杆、上弦⑥。HJ1腹杆、上弦杆的安装过程即是辅助桁架的荷载逐步加载过程,必然产生挠度变形,影响到节点高强螺栓穿孔率。全部自重荷载下挠度12 mm;变形挠度导致节点垂直位移、水平位移;作为整体制作的桁架,垂直方向位移同步,垂直位移影响有限,主要考察水平方向位移影响情况。
各安装步骤前后挠度值及水平位移影响见表1。
(2)挠度影响螺栓穿孔应对措施
步骤④产生的1.70 mm的水平位移反映在斜腹杆斜向影响-1.3 mm,而反映在斜腹杆一端为-0.65 mm,螺栓孔径比螺栓大1.5 mm,对安装步骤④的穿孔率影响不大。
而对于步骤⑤的上弦两端节点位移影响为-2.43 mm,必须采取措施予以解决。首先必须消除制孔质量对穿孔率的影响。4榀HJ1的制孔必须放样配制,消除焊接变形导致的原始误差。制作时按常规对桁架起拱。通过连接板孔位调整以顺应节点存在的位移偏差,保证实际安装时螺栓穿孔率;钢柱随之的偏差在规范允许范围内。
为防止理论计算与实际操作存在的偏差,利用库顶洞口,通过钢丝绳葫芦对HJ1两侧钢柱施加外拉力,平衡并减少自重荷载条件下挠度,确保实际安装时螺栓穿孔率。
5 总结
高空钢桁架 篇4
大跨度钢管蟉架, 在钢结构加工工厂里只能先制作散件, 到施工现场安装时需要大量的支撑胎架、大量的高空作业, 会占用过多的施工场地, 增加相应的管理成本, 并且质量、工期和施工安全都没有保障。
我国北方某火车站在改造施工中, 需要对站房房顶大跨度蟉架结构进行高空拼装。本工程结合以往蟉架拼装经验, 采用格构柱式蟉架结构, 减少了一部分钢材用量和材料成本, 解决了以往散件拼装成本高、工期进度及施工安全没有保障的问题, 取得了不错的经济效益。
1 工程概况
我国北方某火车站改造工程, 包括天桥、站房、雨篷以及地下通道这四个部分。 站房为框架剪力墙结构, 抗震防裂为8 度, 横向宽度约为63m, 纵向长度约为242m, 以上进下出模式进行设计。 在该站房二楼, 为层高13m的候车厅, 主要构件为圆钢管。具体参数如图1 所示, 总体拼装流程如图2 所示。
2 屋面桁架安装难点
在该车站钢结构屋面中, 其4~9 轴同12~19轴以对称方式进行布置, 所使用的构件类型也完全相同, 即由两块完全相同屋面同连拱共同对该车站的候车大厅屋面进行组成, 整个钢结构屋面重量为935t。 在该桁架安装中, 存在着一定难点:
第一, 由于桁架对现场加工条件和运输设备的要求很高, 因此只能在专业加工厂中加工并拼装完毕后, 才能运输到现场进行焊接;
第二, 如果以整体方式进行吊装, 则需要具有较大吨位的起重设备, 这就需要对较大的吊装场地进行提供。 而如果以整体提升方式进行施工, 则需要在具有专业提升设备以及提升塔架的同时具有合适的拼装场地。而无论是整体提升还是整体吊装, 都需要混凝土在达到一定强度之后才能进行;
第三, 当钢构件同钢管桁架形成整体受力体系之后, 单榀钢管桁架所具有的剖面为四边形状态, 在同屋面杆件没有形成整体体系前, 桁架可能会出现受力变形的情况, 阻碍和制约桁架吊装工作的顺利进行;
第四, 在钢管桁架中, 其相贯节点包括有空间以及平面类型, 且具有较为复杂的相贯节点以及相贯线构造, 在现场进行定位往往存在着较大的难度;第五, 钢管桁架在相贯节点方面也具有着较为复杂的特点, 且在焊缝质量以及焊接方面也存在一定的难度。
3 高空分段拼装技术
在对多种方案进行比选之后, 该工程使用了高空分段方式对钢管桁架进行拼装, 即先对支撑平台进行搭设, 以此对操作以及承重功能进行实现, 通过起重机械的应用将钢管桁架构件以分段的方式吊运到支撑平台之后, 再在高空将这部分构建在拼装、焊接之后形成具有稳定特征的体系。 而当安装完构件以及桁架之后, 再对该支撑平台进行拆除。 在施工中, 我们使用QTZ63 塔式起重机作为拼装工作所使用的起重机械。 在对构件位置进行确定时, 在严格按照施工规范的同时根据现场实际对焊接以及吊装进行实现。
4 支撑平台建设
在本工程中, 使用准φ48mm*3.5mm钢管对脚手架进行搭设, 在上方对45mm的脚手板进行铺设, 共同对高空拼装支撑平台进行组成。 同时, 其使用单榀钢管桁架中心线为基准进行对齐, 所搭设的平台长62m, 宽12m。
4.1 脚手架设计
该桁架重量为120t, 平台面积为745m2, 在支撑中其受到来自桁架的自重荷载为1.48k N/m2。 考虑到构件实际在堆放中可能存在的不均匀系数, 脚手架在设计时我们以1.7k N/m2进行计算, 活荷载方面对一台电焊机以及2 名工作人员取2.5 k N/m2, 风荷载即基本风压0.65 k N/m2。 在脚手架布置方面, 按照临时支撑结构设计图 ( 详见图3) 及作业流程 ( 如图4 所示) , 其横向排距以及间距为1m, 步距1m, 高12m。 在上述各项参数设定之后, 使用PKPM软件对荷载情况进行了校核, 经校核所使用的钢管扣件能够满足施工安全性要求。
4.2 脚手架搭设
在对脚手架进行搭设时, 首先进行测量放线工作, 并进行垫板的安装。 之后, 在对底座安放完毕后对管进行树立, 并对扫地杆进行设置。 当对水平杆搭设完毕后, 对剪刀撑以及脚手板进行搭设, 并对栏杆以及脚板进行搭建。 在布设设计方面, 从该站点2 层混凝土楼板区域进行搭设, 并在脚手架外围底部对安全网进行挂满, 使用缆风绳在满堂架内侧绑扎。 在作业层外围, 我们对防护栏杆进行了设置, 一共有两道, 分别为1.2 以及0.6m。在栏杆根部位置, 对挡脚板进行了设置, 其高度在17cm以内。而在作业层下方, 则对水平网进行了架设, 往上每隔五步设隔层平网, 施工层设随层平网。
5 钢管桁架拼装
5.1 总体部署
在整体布置方面, 桁架不同构件根据其实际吊装次序的不同将其分为5 段, 并通过塔式起重机的应用将其吊装到支撑平台之中, 按照图5 所示, 在对下弦杆件进行吊装之后再对下弦杆件进行拼装与焊接。 之后, 对中弦杆件进行吊装、拼装以及焊接, 之后再对中弦杆件同下弦杆件间的腹杆进行拼装、焊接。 只有将钢管桁架焊接成一个整体后, 才能焊接支座连接位置, 如此可保证两者之间的受力体系良好。当拼装、焊接两榀位置钢管桁架后, 再拼装与焊接其他杆件。
5.2 胎架测量
要想确保最终的拼装质量符合要求, 对钢管桁架进行胎架的定位以及测量是必要的。 在正式开始拼装工作之前, 应先对桁架胎架进行一个全面的测量及校正, 然后在杆件搁置位置建立控制网格, 基于此进行钢管桁架胎架的定位以及测量工作。
5.3 弦杆拼装
在高空对所有分段进行拼装时, 需要先对桁架的弦杆进行吊装, 并根据分段定位线以及胎架底线进行定位, 在钢管内部对衬管进行设置之后在桁架主管端部位置对4块耳板进行焊接, 使其作为我们后续对接过程中的连接耳板。当钢管段就位之后, 则可以将对接器把紧, 在固定好主管之后将耳板做好割除以及磨平工作。
5.4 腹杆拼装
按照图5 所示, 在对弦杆安装完成之后, 则可以对腹杆进行拼装。 在对腹杆进行安装时, 需要按照从中间向两边的方式进行, 以此更好地对装配积累误差进行控制, 并做好胎架中心线的制定, 避免出现随意对相贯线接口进行切割的情况。
5.5 焊缝质量控制
对于钢管桁架来说, 由于其构件以不同的强度以及角度进行焊接, 在焊接质量以及焊接技术方面则具有着较高的要求, 在此种情况下, 相贯线端部位置的坡口加工则成为了一项非常重要的工作。 在该施工内容中, 我们使用了HID-900MTS以及HID-600EH相贯线切割机, 并严格按照AWS标准中要求对坡口程序中的参数进行设定, 保证所切割的坡口能够对焊接需求进行良好满足。 支管壁方面, 当主管同支管间夹角在45°以上、或者当壁厚在6mm以上时开坡口, 而如果两者间夹角在25°以内、或者壁厚在6mm以下时, 则不可以开坡口。
相贯节点焊缝方面, 我们以无间隙方式进行施工, 且在两个侧面、端部以及趾部都具有坡口, 焊缝相当于熔透的组合焊缝, 在局部区域1~2mm以及内壁内凹区域, 不能够全焊透, 且木材同焊缝接头很难实现强度连接。对此, 我们以补强角焊缝的方式进行施工。 根据相关加工经验, 当管壁在9mm左右时, 在将角焊缝尺寸增加4mm左右时, 则能够对未焊透问题进行较好的解决, 且能够对等强度连接条件进行满足。 对此, 我们从焊缝量测熔透焊缝过渡到角焊缝, 并将焊脚尺寸增加到钢管1.5 倍壁厚, 在焊接完成24h之后对其进行超声波探伤检测。
5.6 钢构件涂装
在内容安装中, 要按照从两边向中间的方式进行现场涂装施工, 并通过电动工具的应用做好构件表面铁锈、灰尘、油污、毛刺以及焊渣的清除, 在对钢结构基层处理完毕之后, 需要对底漆进行及时的涂刷, 保证每一层底漆涂刷的时间应当在5h以内, 如果由于其他原因使涂刷时间超出了最长间隔, 则需要先使用细砂纸对前漆进行打毛, 在对上方所存在的杂质、尘土进行清除后再进行涂装。 而在每次进行通涂之前, 也需要对边角、焊缝以及不易喷涂的部件进行预涂。 检测方面, 要使用干膜测厚仪以及湿膜测厚仪, 在喷涂油漆之后使用设备进入到湿膜到底材后进行读数, 并在工作完成后使用干膜测厚仪进行检测。
6 支撑平台拆除
工程的扣件式脚手架, 对桁架的高空拼装提供了支撑平台, 通过将该平台的拆除, 则能够将桁架从之前的施工状态转变为设计状态, 且在此过程中桁架内部不同构件也会产生内力的重新分布。 在此情况下, 就需要在该项工作开展之前对合理的拆除顺序进行制定, 在对钢管桁架支座稳定性进行保证的同时保证设计状态同实际构架受力情况能够得到良好的吻合。
6.1 拆除原则
对支撑平台的拆除, 就代表着桁架的卸载, 也是一种荷载转移的过程。 在该转移过程中, 由于结构最终受力同施工受力具有着不一致的特征, 对此, 在拆除时则需要做好控制, 避免出现局部杆件应力集中以及结构局部受损的情况。 通过一定的施工验算, 我们可以了解到, 在对支撑平台进行卸载的过程中, 支撑架由中间向两侧卸载相比由两侧向中间卸载, 屋盖桁架结构的变形量要小, 对此, 我们以从中间向两侧的方式对卸载方案进行确定。 在支架关键支撑点部位, 则通过全站仪的应用在现场进行观测, 通过对支点轴力变化的检测保证桁架以及临时支架的安全。
6.2 拆除措施
根据现场情况以及桁架受力特点, 我们将该支撑平台划分为4 个区, 以分区、分段的方式进行拆除。 在以1-2-3-4 顺序进行拆除的同时, 按照从上到下、东西对称、南北对称的方式进行拆除。 在安装过程中, 也需要对支撑平台做好沉降检测, 保证其垂直度以及支撑架沉降情况都能够满足要求, 以此对拼装焊接质量作出保证。 在对支撑平台进行拆除之前, 要在桁架弦杆位置对监测点进行设置, 每榀桁架对称布设10 个。 在第一区支撑点拆除完毕后, 在3h后进行观测, 在对观测数据记录后再继续对下一区进行拆除。
7 施工效益分析
本文所述火车站大跨度钢桁架高空拼装作业取得了良好的施工效果, 现场拼装过程中仅仅利用塔吊进行安装作业, 不到十天就完成了桁架安装, 且安装合格率为百分之百。 该安装方法不仅缩短了大跨度钢桁架的安装时间, 还大大降低了安装成本, 受到了业主和监理的一致青睐。
①人员方面:该火车站站房蟉架高空拼装的技术和工艺虽然不同于普通蟉架安装工程, 但人员安排与普通蟉架工程一样 ( 详见表1) , 不需配备其它技术人员, 所以相比之下人力成本并未增加。
②材料方面:与满堂支架拼装技术相比, 该火车站站房高空拼装采用的是格构柱临时支撑体系, 所用钢材比满堂支架结构少很多, 节省了大约2 万元的材料成本。
③高空拼装采用整体吊装方案, 即在地面完成预拼装后直接整体吊装到位, 与普通蟉架工程相比, 高空拼装不仅节约施工场地, 而且蟉架安装进度比较快, 工期还不足10 天, 合格率100%, 不需返工, 仅拼装作业环节就直接节省了3 万元的管理费用。
8 结论
本文所述火车站站房大跨度钢管桁架高空拼装技术, 不仅操作简便、工艺简单, 且受到施工影响非常小, 能够在保证工作质量的同时起到了节约工期的效果, 取得了不错的经济效益。 在现实条件下, 可以根据不同安装工程的作业要求, 合理调整高空拼装技术的技术要素和参数设置, 使其能够广泛应用于更多工程领域。
摘要：高空拼装大跨度钢构椼架是目前技术难度较大的钢构施工项目。本文结合普通椼架拼装经验, 针对火车站站房椼架施工要求, 特别采用了格构柱式椼架结构, 减少了一部分钢材用量和材料成本, 解决了以往散件拼装成本高、工期进度及施工安全没有保障的问题, 取得了不错的经济效益。
关键词：火车站站房,大跨度钢管桁架,高空拼装技术
参考文献
[1]颜承志.大跨度钢管桁架的施工工艺[J].山西建筑, 2007 (28) :161-162.
[2]王杰, 王俊平, 王治辉.空间钢管桁架几何尺寸对其内力变化的影响[J].科学技术与工程, 2010 (03) :812-814.
[3]田雨华, 郑江华, 苏立亮, 张有为.大跨度钢管桁架施工技术[J].钢结构, 2012 (01) :64-68.
[4]田凯.芜湖海螺湾钢管桁架设计和分析[J].工程与建设, 2013 (02) :196-197.
[5]康震.大跨度拱形钢管桁架制作安装实例介绍[J].城市建筑, 2013 (04) :66-68.
高空钢桁架 篇5
“八桂绿城·云顶印象”1#、9#楼工程位于广西南宁市壮锦大道,工程建筑面积55 254.74 m,建筑物总高为111.39 m;结构类型为框剪结构。
本工程由4座塔楼组成:中部2座塔楼较高,每座31层(不包括跃层);两端2座塔楼较矮,每座27层。以建筑物长度方向中轴线为界,可将本工程划分为2栋楼:1#楼#9*楼,分别由31层的塔楼和27层的塔楼组成,并由2个巨大的混凝土拱门把2栋楼连接在一起。拱门2标高87.200～96.200 m。经计算拱门2的跨度达13 m,其线荷载达30 kN/m。
施工特点为:①拱门2高度较高,其板底标高为86.920 m。②荷载大,其梁与板的荷载超过30 kN/m。③落地架支撑高,难度大,如搭设落地架,其高宽比不符合规范要求。
2 支撑方案的选择
施工跨度如此之大、荷载如此之重的混凝土构件在广西尚属罕见,无施工先例可参照。选用何种支撑方案既能确保安全、质量,又能确保工期,是施工面临的一大难题。如果按常规采用扣件式钢管满堂脚手架平台支撑方案,搭设的支架高度为87 m,搭设耗用钢管数量大,搭设工期长,无法满足成本和工期的要求。而且,其高宽比过大,无法保证其稳定性。而采用悬空挑平台支撑方案,虽然使用的钢管较少,安装方便,节省工期,但因该大梁混凝土构件跨度大、荷载重,使得施工过程中支撑系统的刚度及挠度难于控制。最后经研究决定,采用高空平台和钢组合桁架梁(下称钢桁架)支撑方案,避免了上述2种方案的缺点,同时具有制作、安装方便,自重较轻,整体性好,省时、省工、省料等优点,是最佳方案。
3 高空平台加钢桁架支模设计
(1)选择在24层楼面搭设操作平台,梁轴线方向的钢管作主梁,工字钢面上搭设纵横间距为1 000 mm的钢管并满铺脚手板,同时以钢管为支承梁搭设满堂脚手架。平台部分不作详述。
(2)用于次梁支模和钢桁架安装。确定模板方案选用两榀桁架构件的支撑体系,具体如下:钢桁架截面尺寸为800 mm×1500 mm×13 200mm,上下弦杆选用L 140 mm×12 mm,腹杆及水平连接杆选用L 90 mm×10 mm及L 80 mm×10 mm的角钢焊接而成(见图1)。经过设计院电算符合要求。
(3)在26层楼板两端预埋钢板并与桁架大脚加劲肋焊接连接,安装桁架后在两榀桁架上铺设工字钢,即在桁架上部架设间距0.733 m、16#的工字钢,在工字钢搭设立杆作模板支撑。同时,在工字钢搭设支撑立杆,形成模板支撑体系。经pkpm安全计算软件合格。
(4)拆除桁架采用室内拖动拆解法。即用卷扬机拖动桁架并分解桁架进行拆除。
(5)钢桁架两端架设在26层标高81.37 m楼面边梁上,并与26层楼面上处预埋的铁板焊接固定。为加长其桁架架设长度,可加至14.866 m,并在梁底架设工字钢顶撑。计算按搭设在边梁上进行。经验算,其边梁抗弯、抗挠、抗裂缝均满足要求。
4 钢桁架、平台主梁工字钢的制作加工
本文重点详述钢桁架的制作加工工艺。平台主梁采用15 m长18#工字钢,其制作加工工艺比较简单,本文不再加以叙述。
4.1 钢桁架制作
(1)桁架制作时按施工图先把上下弦搁在台座上,采用钢尺和经纬仪对上下弦的相对位置和水平度进行控制,并点焊相对固定。接着在上下弦外侧面上用墨线标明腹杆的位置,先按照墨线标明焊接节点板,然后采用点焊的方法把腹杆与上下弦临时固定好。施焊之前,先对照施工图再复核一遍,检查弦杆与弦杆之间、弦杆与腹杆之间的相对位置和长度,以及腹杆的焊缝尺寸是否均与施工图相符,如符合施工图要求即可施焊。按二级焊接施工,焊条采用E43型。
(2)钢桁架中间要求起拱35 mm。
(3)在桁架安装前须对桁架进行静载试验及探伤试验,合格后方可进行起吊、安装。
4.2 钢桁架的吊装设备及吊装方法
(1)钢桁架采用结构施工阶段使用的塔吊整体吊装。吊装时两点起吊,水平下落。经计算,钢桁架每榀自重为3.7 t;塔吊最远起吊安全重量在1.9 t,同时起吊满足要求。
(2)平台18#工字钢每根(12 m)重量0.289 t,采用结构施工阶段安装的80 t·m塔吊吊装,逐根吊装。吊装时两点起吊,对角水平下落,就位焊牢后松吊钩。
(3)钢桁架梁的吊装:一塔吊、二塔吊用4根钢丝绳分别固定在桁架两端距离2.88 m、5.76 m位置预留出的起吊耳环上。塔吊同时起吊与安装。楼面上工人对桁架进行辅助牵拉。
(4)钢桁架制作要求几何尺寸准确,熔透二级焊接,孔距准确,因此选择在机修车间内制作,以严格保证质量。
4.3 钢桁架安装
(1)预埋铁板。钢梁采用10 mm厚钢板制作,宽840 mm,预埋件钢板尺寸850 mm(长)×200 mm(宽)×8 mm (厚),预埋在26层63轴—X轴梁上,9-1轴—X轴梁上放2块。其中心线与梁轴线重合并与桁架支座对应。桁架端与铁板连接采用焊接,焊脚尺寸为8 mm。
(2)检查和复核焊缝质量、梁面标高和轴线、起拱量等符合设计和规范要求后,进行工字钢搭设及焊接(起拱量制作时检查)。安装钢桁支座角钢型芯必须在梁中线位置重合。安装前必须施压,荷载检验合格后方可安装使用。
(3)安装钢。每根工字钢与角钢点焊固定,其偏差不大于1 cm。16#工字钢安装在钢桁架上,间距0.733 m,位置必须与桁架节点对应(如图2、图3所示)。
(4)施焊时防止热效应,采取跳焊方法进行。焊接过程必须按有关规范根据施工图上的焊脚和焊缝尺寸进行施焊。在两品桁架内增设2道“×”形剪刀撑,以增强平台的刚度和稳定性。
(5)桁架段间的连接件采用一次组对成型,整体焊接,角焊缝焊脚尺寸为8 mm。部分焊接如图3所示。
5 桁架拆除主要操作方法
(1)先拆除模板及满堂脚手架,再拆除工字钢。
(2)利用在27层楼面楼板两端预埋钢丝绳吊钩,桁架两端用动力卷扬机进行支座的支撑,保持桁架一端稳定,另一端用滑轮拖动桁架,每拖动桁架3节,对桁架进行分解。然后,利用卷扬机缓缓下落整体桁架。桁架拆除方法见图4。
(3)氧割桁架,工人必须在桁架受力稳定后再进行氧割桁架。
(4)在拆除桁架前,须拆除下落途中的外架及升出的构筑物;桁架下落中必须保持稳定,不允许左右晃动。
6 混凝土浇筑
框架梁KL2713及相关次梁混凝土等级均为C30,采用商品砼。砼浇筑分4层进行,首次浇筑从标高86.92 m浇筑到标高89.570 m (XL-1底部),第二次浇筑到标高90.370 m(XL-1顶部),第三次浇筑到标高92.370 m (XL-2底部),可利用XL-1进行承重。经计算XL-1达到70%强度即可承重。第四次浇筑到标高93.370 m (XL-2顶部),最后浇筑建筑标高93.37 m以上的女儿墙。采用一台塔吊同时开始浇筑可满足混凝土连续施工的要求。混凝土分层振捣,控制混凝土层厚不大于30 nmm,达到预期效果。
7 结语
刍议钢桁架吊装施工安全技术 篇6
钢结构具有施工方便、工期短、效率高的优点, 但其加工后的整体提升过程存在高空作业、起重量大、危险性高的缺点, 加强这一环节的安全技术措施, 是钢结构工程施工的重中之重。下面重点论述钢桁架整体提升过程中的安全技术措施。
1 起吊过程的安全措施
1.1 建立安全警戒区
针对起升过程中可能造成危害人身安全及影响起吊过程正常进行的区域范围建立警戒区, 设置专人把守, 明确统一负责并建立24 h值班制度。起吊过程严格限制施工现场人员流动。
1.2 高空安全作业措施
高空防护作业区域应建立健全安全防护设施、做好防高空坠落的防范措施。起吊前搭设完成高空组对区域脚手架。
1.3 钢结构吊装安全措施
1) 严禁酒后作业和在工地吸烟, 并服从现场管理人员指挥。严格按照“十不吊”规定进行指挥, 并做好每天对工人班前安全交底。2) 结构吊装人员进入施工现场, 要戴好安全帽、系好帽带、穿好工作服、工作鞋。高空作业 (2m以上) 须系好安全带。专业人员佩戴专职标志。信号工的旗、哨或对话机要随身携带。3) 严禁起重机超负荷作业。在构件起吊时, 要在合理位置绑扎溜绳。在构件起吊离地面50cm处时, 起重工应再次确认构件绑扎牢固后, 方可起升。构件起吊的速度不可过快。构件起吊时构件上严禁站人或放零散未装容器的构件。4) 信号指挥者言语、信号应和塔吊司机保持一致, 指挥要口齿清楚, 塔吊司机要听从信号工指挥。5) 钢构件就位应缓慢下落。下落放置时, 人员应扶在构件外侧, 不得将手扶在构件与地面、构件与构件的连接面, 放置楔铁时手应握住垫铁两侧, 并且手不得放在或伸入构件下方。
1.4 安检措施
定期进行安全检测, 预防完善起吊过程中的安全检测、预防措施。1) 起吊工程中千斤顶应有专人监测并通过步话机及时通报运行情况。严防千斤顶打滑等失效情况。2) 监测油泵工作情况, 出现过热、漏油、输出压力不稳时应及时通报, 经总指挥同意后统一停车, 严禁单方自作主张单独停车。3) 起吊工程中桁架两端增设稳绳, 以防钢桁架晃动保证起升过程的平稳进行。4) 起升到位后杆件焊接时, 做好钢绞线的防电弧烧伤和钢绞线及锚件做好绝缘工作。
为保证起吊工程的顺利进行, 本着安全第一、预防为主的原则, 在起吊前应做好应急防范准备, 制定相应的防范措施。
2 钢桁架提升时的安全围护措施
钢桁架在提升前, 牛腿及与之相连的钢桁架构件上预先分别搭设操作防护脚手架, 并满挂安全网, 钢桁架上预先焊好爬梯, 待提升完成后, 将同一层上的脚手架连成整体, 形成安全通道和安装、焊接操作平台。脚手架与钢柱、钢梁抱成稳定整体, 并预铺部分脚手板, 脚手板与脚手架应绑扎牢固。
3 提升期间的钢桁架悬停措施
提升期间的钢桁架悬停包括夜间悬停及不利气候时悬停。由于钢桁架提升的速度为6m/h, 每天结束的时间也应考虑方便钢桁架夜间悬停的位置, 提升期间的钢桁架悬停时须采取有效的稳固措施。悬停点的稳固采用Φ16钢丝绳, 在钢桁架每端的弦杆第一个节点处分别设置2根钢丝绳, 另一端与建筑结构连接。连接点采用同样规格的钢丝绳, 钢丝绳采取穿门洞环抱中间混凝土墙体的方式。
4 桁架就位后安全措施
4.1 建立安全防护区。
针对桁架就位后两端处的构件安装与焊接工作, 对可能造成危害人身安全及影响操作工作正常进行的区域范围建立防护区, 设置明显的标识, 严禁无关人员进入防护区内。操作过程中严格限制施工现场的人员流动。
4.2 消防措施。
CO2气体保护焊, 作业前先预热15min。开气时, 操作人员必须站在气瓶嘴两侧。CO2气体预热时的电压不得高于36V。CO2气瓶应放在阴凉处, 其最高温度不超过30℃, 并应放置牢靠, 不得靠近热源。气焊点火时不能对人, 燃烧的割炬不能随手放置。乙炔气瓶必须装有防火装置。氧气表、乙炔表及割炬上不得沾有油污、油脂。氧气瓶和乙炔瓶要保持10m以上的距离, 搬运氧气、乙炔瓶时不应碰撞, 乙炔、氧气瓶不能同车运送。氧气、乙炔瓶严禁物体打击, 要有防雨、防晒措施, 乙炔瓶须立放。构件堆放场区用麻绳围好做警戒标志, 严禁非作业人员进入。工完场清。工作完毕后将氧气、乙炔瓶关闭好。检查作业场地, 确无火灾危险后, 方可离开。
4.3 高空安全作业措施。
进入高空作业, 要系好安全带并将其挂在安全绳上或者将安全带系牢固, 随身的工具要挂好或放入工具包中。高空作业时上下传递工具应用绳索绑好递送, 严禁抛撒。在高空区域内, 任何零散的小构件及物品、工具、容器, 均不得随手乱放, 一定要挂好或放在容器内并将容器固定好。6级以上大风、雨、雪、浓雾阻碍视线天气, 严禁吊装作业。操作人员严禁在钢梁上直立行走, 必须要通过时安全带必须挂在梁的安全绳上, 脚要踩下翼缘, 手扶上翼缘而过。焊接和安装就位人员在高空进行操作时, 必须穿好劳保用品, 系好安全带。其余要求同1.2安全措施要求。
5 提升期间用电保障措施
在提升期间必须保障用电。每边提升设备的电源采用专用电源线。现场安排专业电工值班负责现场供电及安全用电。特殊原因停电时对提升设备进行停电保护措施。桁架高空就位焊接时应确保焊接回路仅形成于钢桁架和预埋牛腿间, 其地线与预埋牛腿接触应保证可靠导电, 同时做好下锚及钢绞线的绝缘。电源线严禁破皮外露。电焊工工作要戴齐面罩、手套、鞋盖。电焊机的一次电源线, 拆、接须由电工完成。电焊机需有接地保护。遇有雷电天气, 严禁电焊作业, 雨、雪天气, 禁止露天电焊作业。在电气焊施工前应清除施工点的易燃物。
6 设备故障排除措施
1) 液压系统泄漏:更换相应密封圈;2) 控制阀卡涩:清洗控制阀, 清洁油液;3) 异常情况紧急报警:在每个吊点设置有紧急停机按扭, 一旦出现异常情况可以实现全系统停机。
7 结语
“安全第一、预防为主”。钢桁架整体提升过程中各个环节的安全技术措施, 从起吊、提升、就位安装各个环节以及临时用电、消防、设备等各方面都显得极其重要, 对同类工程的施工安全起一定的参考和借鉴作用。
摘要：施工过程中加强各环节的安全防护措施, 才能在钢桁架整体提升过程中确保安全事故为零的良好效果, 才能保证圆满地完成工程任务。本文主要针对吊装安全施工的若干措施作出了分析。
关键词：吊装,施工安全,安检,措施
参考文献
独立悬挑钢桁架支撑与吊装技术 篇7
施工方案设计
主要施工条件
该项目位于旅游区,广场北侧进场仅一条6m宽的水泥路面,不能满足大型起重机的组装与安装期间其他车辆通行,需在宽度方向拓宽至10m,长度方向不小于130m。拼装场地需平整硬化,划分区域见平面布置图1所示。拼装及堆放区域内土方进行压实后,上部浇筑30mm厚C20混凝生并找平。750t履带起重机主吊装区域行走道路宽16m,地基承载力为0.16～0.20MPa,并出具相应的地基承载力报告,满足要求后方可吊装。根据施工方案,临时支撑胎架需穿过看台预留孔。临时胎架最大支反力达273kN,支撑基础需满足要求。
重难点分析
对临时支撑基础进行专业设计,确保基础稳定,根据软件计算出支撑反力。支撑胎架制作、安装过程中,严格按正式二程控制施工质量,在施工过程中定期进行基础沉降观测,确保支撑体系稳定性在可控范围内。
因场地受限,主起重机不能在两侧或在看台前方吊装,只能在北侧作业,因此,加大了主起重机的吊装作业半径,最大达76m。主桁架吊装采用750t全超起配重工况,主臂48.8m,起落式副臂64m,超起后回转半径18m,HJ-l.a、HJ-2a吊装需使用390t全超起配重,HJ-3a、HJ-4a吊装需使用210t超起配重,吊装就位作业半径最大达76m。750t起重机对地整体压力达1300t,地基稳定是涉及设备及人员安全的重中之重,地基处理后进行相关的压力试验。主桁架吊装就位落钩前,支撑胎架顶部设置调节柱,严格控制安装标高,确保变形量在有效控制范围内。
临时支撑方案设计
在钢管桁架全长的2/3处位置设置临时承重支撑胎架,胎架顶部设置操作钢平台,以约束钢管桁架自由端。由于临时支撑胎架设置位置与看台有交集,考虑看台的混凝土结构部分设计时均未包括该载荷,且该载荷较大,应在±0.000地面单独设置临时支撑胎架混凝土基础,基础上设置预埋件,以承载上部重量。与看台交集处需预留洞口,作为临时支撑胎架4根立柱穿过之用。
鉴于上述条件、难点的原因,拟采用搭设非标节和标准节组合形式格构架支撑方案,具体方案如下:①支撑胎架安装前,混凝土基础、看台预留洞口等应具备安装条件。②根据支撑胎架的设计计算,格构胎架平面尺寸为2.5m×2.5m,立杆截面尺寸为Φ299×8,横杆截面尺寸为H200×200×12×8,斜杆截面尺寸为角钢100mm×10mm,材质均为Q235B。顶部平台结构主要采用HW500×200×16×10轧制H型钢,材质Q235B,杆件和平台件均选择全熔透焊接。③支撑胎架由2.5m×2.5m×5m底座节、顶端节组合而成,底座节、顶端节均熔透焊接。④底座与基础预埋件焊接定位后，节与节之间以芯轴定位,销轴加防脱销连接,直至达到规定高度。⑤现场作业时仍要重视对胎架进行必要的临时加固处理,进一步降低环境不利因素对胎架的影响,在看台两侧处各2个支撑(HJ-1a、HJ-2a、HJ-1、HJ-2主桁架支撑)拉缆风绳,地锚选用已有建筑物的立柱,并征得相关单位同意,其余支撑胎架在与看台预留孔处设置固定件与看台连接以增加支撑胎架的稳定性,支撑胎架示意图如图2所示。
吊装方案设计
吊装地基处理
根据总平面图,划定场地处理范围,主要分4大块区域,见图3地基处理平面布置图,针对吊装参数,重点处理该区域。
桁架HJ-1a在本次吊装设备吊装中就位作业半径最大,而且是最先吊装的钢结构,750t履带起重机在此区域组装完毕后开始吊装。根据CAD模拟起重机组装及吊装站位,重点对750t主吊装站位处地基进行处理,具体见地基处理范围图。地基处理完毕后可用超起配重做静压实验,检验地基稳定性。
该吊装工程地基处理进行了专业设计,吊装前我方检查第三方地基检验报告是否满足要求,否则不能吊装。根据现有场地平面布置,优化吊装方案,合理布置主起重机站位,并考虑750t履带起重机不同超起配重的起重性能,合理布置桁架拼装位置,尽量减少吊装过程的行走和频繁倒运路基箱的工作,提高作业效率的同时,减少了地面硬化的范围,大大节省施工成本。
前3榀吊装地基要求最高,750t履带起重机本体重830t,超起配重390t,单榀桁架重67t,吊索具重10t,总重1297t,路基箱横向铺设,两履带起重机下方铺设8块路基箱,平均对地压力0.097MPa,由于吊装过程产生动载荷和履带前后不均衡受力,取1.8倍系数,即所需地基承载力不小于0.175MPa,建议吊装地面承载力不小于0.20MPa,不带超起作业区地基承载力不小于0.18MPa,超起配重安装作业区地基承载力不小于0.16MPa。局部区域承压力不足考虑在级配碎石中添加水泥、沙,加水固化后提高其承压力,所有吊装区域地面水平度小于5/1000。大型设备吊装采取路基板横向铺设的方法可进一步减小其对地压力。
为减少750t履带起重机的使用成本,主起重机进场前在现场使用80t履带起重机预拼装3榀,主起重机具备使用条件后,安装临时支撑胎架后,可直接开始主桁架的吊装,在一定程度上节省了大型履带起重机的使用成本。
先吊装最远跨HJ-1a桁架,依次从远到近吊装,以便腾让出作业空间。
吊装计算
吊装采用8个吊点,构件质量为67.7t,吊装夹角按最不利角度45°计算,每个吊点最大拉力F=[67.7/8]/cos45°=12.0t=117.6kN。
选用Φ36.5mm,长40000mm左右钢丝绳8根,对折使用,两侧4个吊点使用4根短绳扣对折绕过主桁架主管,绳头一端用17.5t卸扣与主吊索连接,另一端使用20t手动葫芦调节。钢丝绳破断拉力总和Fg=931.5kN,不均衡系数α=0.82,安全系数K=8。
Φ36.5mm钢丝绳对折使用后许用拉力:T=0.82×931.5×2×0.75/8=143.2kN>117.6kN,满足吊装要求,其中,0.75为钢丝绳对折后的折减系数。
根据计算软件缆风绳侧向力最大50kN,选用Φ18.5mm钢丝绳,破断拉力219kN,不均衡系数α=0.82,安全系数K=3.5,T=219×0.82/3.5=51.3 kN>50 kN,满足要求。
桁架吊装
先吊装HJ-1a和HJ-2a桁架后,然后及时安装之间的连杆,之后每吊装一榀桁架后安装之间的连杆,确保整体稳定。HJ-4与HJ4a、HJ-3与HJ-3a、HJ-2与HJ-2a、HJ-1与HJ-1a基本对称布置,吊装起吊和就位半径各不相同,吊装索具及应力分析数据相同,可参照上述软件分析的参数。
胎架试压检查及沉降观测
每个主桁架吊装定位完毕后,拧紧3个支座基础共36套地脚螺栓,该螺栓规格已超规范,按计算实际拧紧力矩6881N.m。确保胎架顶部支撑稳定后,750t主起重机缓慢落钩,检查支撑基础沉降及变形(胎架下层量小于5mm),胎架垂直度是否满足要求(垂直度22/1000),观察30min以上,无异常后摘钩。如观测到上述数值超过范围,750t履带起重机暂时不落钩,检查支撑基础和支持等胎架的垂直度,纠正符合要求后落钩,观察30min以上,无异常摘钩。
卸载与支撑胎架拆除
主桁架吊装结束,各桁架间连杆安装完毕后,经业主、监理、总包等相关单位联合检查确认后开始卸载。通过对卸载点的支撑反力、位移变化和结构构件内力变化进行计算分析,选取对结构主要构件内力、变形产生较小影响和支撑胎架承载能力要求相对较低的卸载方案。本项目考虑从中间向两侧同时对称卸载,每次切割调节柱10mm左右,使用千斤顶配合切割作业,切割后注意观察屋面变形量是否满足设计要求。
依据国家行业标准《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010) 3.5.1 Page 15规定,对于悬挑结构,在使用性能状态下,容许扰度值不应大于1/125。本工程采用法国方面的方案,结构扰度达到600mm(1/69,业主提供文件超过中国规范要求近1倍。经过长时间、多角度、全方位的分析设计,最终将结构扰度控制到1/155,达到了中国规范要求。最大悬挑42m,即最大扰度不大于42000×1/155=271mm。
切割调节柱前,在各主桁架前端顶部设置标高,记录标高值。每次切割过程中使用测量仪记录下沉量,同时专人观察焊接球、主桁架重要焊接部位、预埋基础、预埋螺栓等有无异常,发现问题及时停止。正常切割后所有支撑点腾空胎架上支撑点约10mm,静置24h后,再次观察屋面下沉量,如整体下层量在271mm内,即满足设计要求下图为切割柱示意图4所示。