超高大跨度

2024-11-06

超高大跨度（精选3篇）

超高大跨度篇1

摘要：以某商务中心主建筑楼为例, 重点介绍了超高大跨度模板支撑施工技术, 并对高支模工程进行了检测, 检测数据表明, 其支撑体系设计是合理的, 为今后超高大跨度楼板支撑施工提供了参考依据。

关键词：超高大跨度,模板,支撑体系,施工技术

随着现代建筑结构的不断发展和创新, 高速发展的工业对建筑规模要求的不断提高, 给建筑工程施工也提出了新要求。尤其是现在许多建筑工程都有向上发展的趋势, 越来越多的超高建筑结构在不断增加, 而在建筑工程的施工过程中, 给建筑工程模板支撑施工技术也提出了更高的要求, 特别是对于超高大跨度模板支撑体系的施工难度也增加了许多。而近些年, 也出现了由于建筑工程的模板支撑施工不到位而引起的建筑工程垮塌等安全事故, 这样的重大安全事故不仅造成了重大经济损失, 而且也给社会的稳定带来了一定的安全隐患, 以至于影响建筑业的整体发展。这主要是因为在过去的建筑工程高支模施工过程中缺乏比较完善的理论设计和数据分析作支撑, 以至于在具体的施工过程中出现了差错。因此, 笔者以某商务中心主建筑楼为例, 重点分析了该主体楼在超高大跨度模板支撑施工技术方面的运用。

1 工程介绍

某商务中心主建筑楼工程总面积为76 532.3 m2, 地上共30层, 建筑面积为63 234.4 m2, 地下共2层, 建筑面积为13 297.9 m2。建筑高度为133.7 m, 建筑物的底层高度为6.7 m, 第2层~第3层的层高为7.1 m, 而第4层~第28层的平均层高为3.5 m, 29层~30层的层高为3.9 m, 1层大厅 (2) ~ (5) /~轴间设有串层, 即1层与2层之间无梁板遮挡, 为中空状态, 而第3层的 (2) ~ (4) /~轴间设劲性梁, 结构空间的跨度达到了21.1 m。在每5层要设一个中庭, 高支模面积为148.2 m2。

2 超高大跨度模板支撑施工技术分析

2.1 高支模的排架设置

超高大跨度模板支撑施工必须要保证工程各排架的稳定性, 这是高支模施工的基础设施建设, 必须首先予以确认。模板支撑的排架搭建必须要按照工程施工方案的要求来进行。首先, 要确保排架的立杆间距和水平拉杆的间距一直保持在其控制的范畴, 拉杆要保持纵横两个方向拉设的均衡性, 尤其要把握好纵向的扫地杆的设立, 在模板横梁底部要设置与地面保持平衡的剪刀撑, 在超高大跨度的高支模的排架架设过程中, 为了保持其稳定性, 还要在排架的中部即离地200 mm的位置设置一道以稳定超高排架的水平位置的剪刀撑。还要保证横梁底部的安全扣件全部都能安装到位, 即扣件螺丝扭紧的扭力应该控制在44 N·m~65 N·m。模板排架与墙体以及框架结构支撑柱之间的拉结一定要十分牢固, 以此来为高支模施工的展开打下坚实的基础, 如图1所示。

2.2 控制梁的跨中挠度

为保证大跨度高支模施工顺利进行, 还要善于计算其跨中挠度, 它主要受建筑结构主体的荷载形式、与结构主体相适应的荷载系数、梁截面的抗弯性以及梁的跨中弯矩等因素的影响。要保持大跨度模板支撑的稳定性以及为了修正自重沉降而采取的提前增加跨中高度等, 就要善于采用最科学、最合理的方法———“起拱”来有效减小梁的跨中挠度。起拱是在荷载系数、模板建材、梁的横截面跨度等条件已经确定的前提下, 将跨度中间部位的高度尺寸加大到适当比例, 以此来改善梁横截面的视觉景观, 并且将一部分纵向的荷载压力转化为底座的水平力, 均衡梁在横向和纵向上的荷载压力, 可以有效防止梁因压力失衡而产生裂缝和崩裂等现象。

2.3 跨梁模板安装

超高大跨度高支模板支架的搭建, 需要根据模板之间的支撑间距、底部搁楞平放间距与模板支撑的整体方案来确定, 要为模板上下层的立杆支架铺设一定数量的木垫板, 使支撑作用更加完善。在该工程的铺设中, 要根据高支模的方案和相关规定来确定模板安装的具体数值要求。对于类似这样超高大跨度的支撑模板的安装, 当跨梁模板的结构跨度大于4 m时, 必须将跨梁施工的起拱值保持在1/1 000~3/1 000之间, 如果起拱值超出这个区间, 跨梁模板安装的安全性就会产生问题。此项工程建造工程的超高大跨度跨梁如果按照2/1 000来进行起拱, 起拱值就应该在4 m~6 m。如此高的起拱值给超高大跨度模板的拼接提出了非常高的要求, 从起拱的横切面数值计算来看, 起拱对角线的偏差值必须控制在2 mm以内, 而其长度、宽度以及高度的几何偏差值也不能超过2 mm。之所以要求如此严格, 是为了保证工程跨梁模板安装的安全性。

2.4 高支模的混凝土浇筑

超高大跨度高支模的混凝土浇筑工作是一项非常重要的工作, 应该严格按照混凝土浇筑的相关要求来进行, 首先要对浇筑混凝土的厚度进行严格的控制, 要充分考虑支撑模板的荷载量, 防止过高的堆载。其次, 在混凝土浇筑的过程中, 还要严格控制相关设备和施工人员的荷载压力, 不能过于集中, 应该按照相关浇筑要求和顺序进行规范化的混凝土浇筑。在浇筑过程中, 要把握振捣的频率, 一定要保证混凝土能够振实, 防止出现因振捣时间过长而出现类似胀模等现象。

2.5 高支模支撑模板的拆除

在工程进入到拆除模板的工序时, 一定要按照施工企业的拆模标准来进行, 在拆除超高大跨度模板时, 要先从底层模板开始拆除, 上面的支撑模板体系要先保留。拆除梁模, 应该从跨中向两端进行拆除。该工程的高支模板必须要在混凝土强度达到100%以上后, 才能进行拆除。而对于该工程的中庭部分的模板拆除, 则应该继续增加剪刀撑, 以此来使高支模荷载压力向下层楼板的转移以及能够更好地保障混凝土模板支撑的安全性。

该建筑的高支模工程于2012年1月23日完成。根据对高支模工程的检测数据显示, 其支撑体系设计是合理的, 因此, 可以得出超高大跨度模板支撑施工技术方案在实际工程施工中是具体可行的。

参考文献

[1]邓东宁.高大模板支架施工技术[J].科技促进发展 (应用版) , 2010 (10) :95-96.[2]陈志栋.超高大跨模板支撑体系施工技术[J].甘肃科技, 2009 (24) :77-78.[3]程烁.论某工程大模板高架支模施工技术[J].广东科技, 2011 (16) :69-70.[4]林叶榛, 高支模.大跨度模板支撑体系的设计与施工[J].工程质量, 2009 (7) :29-30.

超高大跨度篇2

山西省农科院农业科技信息与会议中心 (A1楼) 工程, 位于太原市龙城大街, 为龙城大街上的地标建筑, 建筑面积22600.9m2, 地上10层, 总高45m。该工程南北为混凝土板式塔楼, 两塔楼靠钢结构连接形成2~10层, 35m高的采光大厅, 采光大厅东西两侧10层各有一榀140t的钢结构连廊。该连廊通过在塔楼外墙的悬挑钢结构牛腿与塔楼连接, 且牛腿支座处放置抗震球型铰支座, 使其有了更好抗震性能。

2 施工难点及难点分析

施工场地紧张, 不宜停放大吨位吊车的钢结构吊装工程。

该工程的连体钢桁架跨度为30m, 高度为45m, 单榀自重为140t, 节点多, 制作工艺复杂, 焊缝要求高, 吊装困难。

3 方案设计 (施工方案确定)

根据其自重单榀为140t、节点多、工艺复杂、焊缝要求高等特点, 成功采用“预拼装拆分吊装技术”, 在保证拼装位置的同时减轻吊装重量。在施工过程中通过对材料选择、放样号料、预拼装及焊接等过程控制, 解决以往吊装过程及制作过程中的诸多难点。

4 材料选用

汇总钢结构制造使用的所有的钢材、焊接材料 (焊条、焊丝、焊剂) 、栓钉及锚栓、螺栓等明细表;作好原材料进厂的验收工作, 原材料的规格、型号、材质单符合设计和有关现行标准要求, 原材料要有生产厂的出厂质量证明书。做好钢材的复验工作。

5 关键施工技术 (施工要点)

5.1 施工工艺流程

首先对图纸进行审核, 由设计院配合完成图纸放样项目部提采购计划, 完成材料和设备的购置;选择有经验的施工班组, 对工人完成培训;连体桁架确定在工厂加工, 拼装, 节省现场场地及汽车吊台班;在工厂对原材料进行切割, 焊制成受力配件;按照深化图纸按1:1的比例在拼装平台上放实样, 各受力构件按放样位置放置并组装;将桁架组装好后将桁架上的节点处梁柱接口处编号, 再将各配件拆下, 只剩下两榀单片跨度为30m的受力骨架;单片受力骨架运至施工现场, 用汽车吊装到位;主骨架安好后, 再拼装连接次梁, 最后完成桁架的安装, 进行后续工程的施工。

5.2 操作要点

5.2.1 桁架拆分

由于单榀桁架有140t重, 在工厂将预拼好的桁架拆分成两个单体30m的受力骨架, 减轻吊装重量, 单体受力骨架每榀30t。

5.2.2 抬吊到安装位置

由于安装位置较高45m, 跨度为30m, 用两台300t汽车吊将单体受力骨架抬吊到安装位置进行安装。

5.2.3 将桁架拼成整体

待每榀桁架的两个单体骨架吊装就位后, 现场配合1台130t汽车吊安装连接梁, 将其桁架拼成整体。东西两个桁架均用相同的方法吊装

5.2.4 吊装前准备工作

在吊装开始前, 先在支撑牛腿上放控制线, 并安装抗震球形支座, 支座上盖也弹十字控制线, 并将上下各4个抗震球支座调成一个平面, 并与钢牛腿焊接牢固。

5.2.5 工厂预拼装, 拆分技术

在加工厂用工字钢铺成拼装平台, 并在拼装平台上按1:1比例放实样, 将受力梁柱构件按实样放置拼装。由于该桁架梁柱较多, 且多数为不规则斜梁, 所以须对每个连接口编号, 保证拆分后再次安装准确。拆分下的梁端均设安装螺栓, 以方便施工现场高空拼装。将桁架连接梁拆下剩下左右两片单体受力骨架, 该单体骨架的挠度经验算满足吊装要求。

5.2.6 受力骨架吊装防变形技术

单片受力骨架重30t, 长30m。在吊装过程中容易侧向变形, 因此在吊装前须对单片骨架的主梁进行加固, 加固方法为将主梁侧面补焊一块16厚的钢板, 使其形成箱型。同时用两台汽车吊抬吊, 每个吊车设两个吊点。

5.2.7 抗震球形铰支座安装技术

抗震球形铰支在安装前先在支座上弹十字线, 支座十字线要和牛腿上的十字线重合, 保证支座滑移方向和受力方向一致。支座就位后, 对支座进行调平, 保证桁架的8个支点平平的放置到位。最后将支座底板与牛腿焊牢, 再吊装钢结构。由于桁架的牛腿支点较多, 在保证多个支座在同一水平上的同时, 也要保证桁架本身支点到支点的尺寸准确。单片受力骨架吊到位后必须将骨架支点与铰支座上盖板焊牢, 保证受力骨架的稳定。

6 质量安全控制措施

6.1 质量控制措施

制定工程质量的总目标, 根据总目标分解制定各阶段的质量目标。签订各级责任状进行责任目标逐级分解, 建立健全各项质量目标责任制度, 做到措施落实, 责任到人, 以保证实现工程质量目标。

过程控制是实现工程质量目标的关键, 因此我们要严格按照国家有关施工和验收规范、规程及设计图纸组织施工, 强化过程控制。坚持以预防为主, 预防与检验相结合;围绕工序质量, 进行动态控制;抓关键工序, 如主体结构、装修等主要分部分项工程, 对其要建立质量管理点, 实行重点控制和特殊管理。

施工前, 项目部要组织有关人员编制施工组织设计及专项施工方案, 提出本工程的质量控制点及相应的控制措施;施工过程中要保证产品质量处于受控状态。

严格控制主体、材料供应、现场文明、施工管理, 由专人负责, 做到目标落实, 奖罚分明。

质检人员必须严格执行三检制, 实行质量一票否决制。每道工序必须由质检员跟踪检查, 发现问题及时纠正, 合格才能进行下道工序的施工, 进而保证各分项、分部工程的质量, 最后保证单位工程质量符合要求。

建立整个施工过程的质量监控系统。在有质量保证能力的厂家购买施工中所需原材料, 做到不合格产品不允许进场;使用前必须对有关原材料进行试验和检验, 合格后才能使用;施工中严格执行各专业工程施工质量验收规范, 贯彻企业标准, 使各工序均处于受控状态, 过程中要形成质量记录, 定期进行质量分析, 对质量问题及时发现、纠正;开展PDCA循环, 提高质量管理水平。现场人员必须持证上岗。

施工资料:工程管理与验收资料 (C0) 、施工管理资料 (C1) 、施工技术资料 (C2) 、质量控制资料 (C3) 、施工质量验收资料 (C4) 、工程安全和主要功能核检资料 (C5) 均要详细真实, 做到及时性与同步性, 满足竣工验收要求。

6.2 安全控制措施

参加施工的所有人员必须严格遵守有关安全生产规程;吊装人员都必须持证上岗, 应熟练掌握起重机的性能、使用范围及操作步骤, 熟知本工程的安全操作规程, 参与吊装人员要相互熟悉指挥信号;起重机械要有可靠有效的超高限位器和力矩限位器, 吊钩必须有保险装置;行走的路面轨道要坚实、平整、无积水;要经常检查起重机械的各种部件 (钢丝绳、吊钩、绳卡、卡环、花篮螺丝、铁扁担) 是否完好, 检查有无变形、磨损、裂纹等异常情况;检查吊装作业周围环境及起重范围内有无障碍;吊装前要对进行试吊, 试吊合格后才能进行吊装作业, 遵守起重机械“十不吊”规定;吊装时, 所吊物体不得在民房街巷、高压电线上空有施工现场办公设施上空旋转, 如受限必须在上述范围吊物旋转, 需采取严密的防护措施;吊物起吊悬空后, 如果出现不安全异常情况, 指挥人员应指挥危险部位的人员撤离, 排除险情后再行施吊;吊装中突然停电或发生机械故障, 应指挥吊车将重物慢慢的落在地面或楼面适当的位置;

7 实施效果分析

该技术实用、简单、节约施工成本;完成了安装位置较高且单榀较重的钢桁架的吊装;解决了现场施工场地紧张, 无法用大吨位吊车整体吊装, 且吊车停放场地的下面为车库, 在停放吊车处还必须对车库顶板加固的困难;该工法解决了如整体吊装, 还必须在现场用吊车将其拼成整体, 延长工期, 且同时无法保证整体就位的困难;运用该运用技术施工的每榀桁架两端的支座各有4个钢牛腿支撑, 每个牛腿上安放一个抗震球形铰支座, 且要保证桁架的4个支撑点同时平稳的放在铰支座上, 施工过程安全可靠;解决了用传统的方法安装须搭设重型脚手架的问题, 节约了工期和成本。

8 结语

超高大跨度篇3

关键词：钢结构,吊装,高空散装,测量控制

随着建筑理念的不断更新, 火车站无站台柱雨棚逐渐采用大跨度、复杂空间钢结构作为主体结构系统。建筑的功能多样化和美观要求引发了钢结构施工技术变革, 这些变革不仅仅是施工技术上的简单更新, 更多是创新出多样化的施工工艺, 比如整体吊装、整体滑移、计算机辅助模拟技术等等, 推动传统的施工技术向跨行业、高科技领域迈进。针对不同的施工要求和特点, 采用因地制宜的吊装方法, 有利于顺利施工。

1吊装方案的选择

1.1吊装施工技术比对

滑移工艺是利用能够控制同步的牵引设备, 将分成若干个稳定的结构沿着设定的轨道, 从拼装位置水平移动到设计位置的施工工艺。该工艺要求结构平面外刚度大, 需要铺设轨道, 多点牵拉时同步控制难度大。

整体提升技术是根据各作业点提升力的要求, 将若干液压千斤顶与液压阀组、泵站等组合液压千斤顶群, 采用计算机同步控制的液压千斤顶作为动力设备, 保证提升或移位过程中大型结构的姿态平稳。

高空无支托拼装施工技术是将结构合理分段、选择吊装顺序, 使施工过程无需搭设支撑平台, 利用结构自身刚度形成稳定单元, 通过不断扩大单元接装, 最后形成整体结构。

高空散装施工技术的施工原理是根据结构特点, 选择合理的吊装顺序, 分段搭设承重脚手架, 单根杆件吊装至设计位置高空对位焊接。缺点是由于高空焊接难度大影响施工进度, 优点是适用于超大、超宽的钢结构以及交叉施工中。

1.2方案选定

此单体工程为某车站无站台柱雨棚工程, 设计纵向四个轴线, 轴线间距分别为81.2 m, 22 m, 70.9 m, 横向12个轴线, 轴线间距36 m, 共492 m, 总建筑面积为69 666 m2。该工程主体结构采用空间钢管桁架结构。轴钢立柱均为钢管混凝土直柱, 轴钢立柱为600 mm的V形柱, 两头采用铰接结构。主桁架梁采用空间正“Δ”管桁架结构, 两下弦杆间距12 m, 高6 m;横向采用宽11 m、高4 m的折板桁架连接保证结构稳定。此单体工程主体钢构件属超大、超宽结构, 如采用滑移、整体吊装方案, 选用合适的吊装机械进行吊装时就位和操控都比较困难, 占用场地大, 而且在机械费用方面也不经济。现结合施工现场实际施工条件和环境, 同时考虑多家施工单位交叉施工, 尽量减小对合作单位的影响, 因此对主桁架梁采用更为经济、方便施工的高空散装方案。施工中严格控制主桁架梁的焊接质量和尺寸精度, 根据场地情况和结构受力进行承重点设置, 保证结构不变形, 不发生大的挠度。

2吊装施工的技术设计

2.1桁架梁高空散装的测量控制

1) 测量标识和永久性观测点的设置。主桁架梁高空散装前搭设承重支架和相应的操作平台。吊装时在承重支架上设置承重头, 在弦杆上设置测量标识, 精确控制轴线和标高尺寸。支架拆除前, 在主桁架梁跨间车站轨道正线上方的两侧下弦底部焊接三角钢板作为永久性观测点。

2) 测量控制。初步控制:吊装前将弦杆在承重头上的轴线位置和标高尺寸 (含起拱高度:大跨度钢结构在拼装时提前预留的高度) 控制点引至胎具上。精确控制:主桁架梁弦杆吊装放置承重头上后, 测量人员利用全站仪控制弦杆的直线度和标高, 通过承重头支撑游托调整标高, 利用焊接定位块控制轴线尺寸。

在主桁架梁腹杆拼装完成后, 复测轴线的偏差及承重头位置下沉情况, 及时跟踪测量和调整。承重支架拆除后, 全面复测主桁架梁标高及下挠情况, 为次桁架梁及檩条安装提供数据。

2.2承重支架及操作平台搭设

根据施工组织设计, 按照主桁架梁承重头设置位置搭设承重支架。因考虑运输方便、搭设便捷, 承重支架采用扣件式48×3.5普通脚手架钢管搭设 (见图1) 。搭设高度为桁架梁下弦以下500 mm～600 mm至实际地面高度, 承重支架承重立杆采用双立杆, 双立杆上部插入游托, 游托上放置16号工字钢对桁架下弦杆进行支撑。在吊装前预先调整好游托的标高, 且考虑下沉因素, 游托标高要比实际需要的标高高2 cm。承重支架所有立杆下部安放底座, 且底座下垫有枕木, 承重支架基础承载力必须满足受力要求, 并比自然地面高5 cm。承重支架之间设操作平台连接, 操作平台铺满厚度不小于50 mm的木跳板, 板宽200 mm～300 mm, 并将木跳板绑扎牢固。操作平台周围搭设1.2 m的护栏, 护栏中部搭设一道水平杆, 底部设置高20 cm的踢脚板。护栏上设置安全网。

2.3桁架梁吊装计算与校核

以上弦杆吊装为例进行计算与校核。

1) 起重机的选择。已知上弦杆构件长约20 m, 重量加上吊钩等不超过8 t, 按8 t计算。查100 t吊车特性曲线可得回转半径为15 m时起重机的起重量为9.7 t, 吊臂长度可达44 m, 就位高度不超过26 m, 完全满足吊装要求。

2) 钢丝绳的校核。Qj=K动×K不动×Q=1.1×1.2×8=10.56 t。

其中, Qj为钢丝绳所受的拉力;K动为动荷载系数;K不动为不动荷载系数;Q为静荷载 (构件及吊钩的重力) 。

所选钢丝绳为6×37+1 24 mm-170 MPa, 其破断拉力约为35 800 kg。每根钢丝绳实际所承受的拉力F=0.5 Qj/sin60°=6 097 kg, 安全系数K=P破/F=35 800/6 097=5.87, 所选钢丝绳满足要求。其中, P破为钢丝绳破断拉力。

同理可得, 下弦杆吊装计算与校核根据长约20 m, 重量加上吊钩等不超过6 t, 选用50 t吊车, 当回转半径为10 m时起重机的起重量为10.06 t, 吊臂长度可达32.85 m, 就位高度不超过20 m, 完全满足吊装要求, 选用钢丝绳为6×37+1 24 mm-170 MPa满足要求。

经过计算校核, 再通过绘图模拟施工现场吊车就位位置及可伸出臂长 (见图2) , 进一步验证所选吊车能满足使用要求。

3结语

此单体工程无站台柱雨棚的超大、超宽钢结构吊装工作是一项技术性强、涉及面广、各相关环节相互制约性强、现场不确定因素多、安全隐患多的工作, 需要精心设计和严密组织。

1) 优化设计吊装方案是提高吊装工作效率、产生经济效益的最重要环节, 吊装设计人员需对吊装方案作多方案比较, 从中筛选最优设计方案。2) 吊装施工设计人员必须全面了解所选吊车的特性。3) 吊装施工设计中采用了计算机辅助设计和模拟技术, 快速精确, 行之有效。4) 吊装中采用精确的测量控制方法。

参考文献