安裝公司大跨度組合式超重偏心坡角度鋼結構整體同步頂升施工技術交流(50頁).pdf
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上傳人:Le****97
編號:1348143
2025-04-23
50頁
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1、目錄 一 工程概況 三 關鍵技術 四 BIM應用演示 五 網架頂升仿真技術分析 八 效益分析 二 工程特點 七 相關科技成果 現場實施情況 六 工程概況 1、項目簡介 工程名稱 天津一汽豐田汽車有限公司泰達工廠12萬輛新能源車項目-總裝車間擴建工程 工程地點 天津市經濟開發區第九大街81號。建筑占地面積 17460.37m2 建筑層數及高度 主體為單層,局部設二層空調機房,高度19.50m 建筑類別 工業生產廠房 結構類型 斜放四角錐網架、門式輕鋼結構 建設單位 天津一汽豐田汽車有限公司 設計單位 機械工業第九設計研究院有限公司 監理單位 長春一汽建設監理有限公司 施工單位 中國建筑第六工程局2、有限公司 工程概況 1、項目簡介 工程概況 2、網架簡介 工程特點 場地受限、工期緊 工程重點、難點 頂升同步控制 在頂升過程中,網架的偏移和傾斜對頂升支架的受力狀態都有不同程度的影響,還會影響網架結構自身的受力狀況,使構件應力產生重新分布,對結構頂升和結構自身都極為不利。應力比控制 整體頂升過程模擬及應力比控制,結構在成型之前其邊界條件及荷載條件與設計差異較大,經計算應力比較小,還是監測重點。實際施工控制應力比不超過0.8。頂升就位后嵌補 網架頂升至就位標高后,需進行高空嵌補鋼柱位置網架,因此,嵌補順序為模擬計算分析的難點。網架重量偏心 本工程三單元網架東側設有門式剛架空調機房,整體頂升重量3、約680t,其中,接近2/3的重量集中在空調機房區域,由此造成網架重量不均衡。兩種連接方式 網架包含螺栓球及焊接球,一根桿件兩端連接方式為栓接和焊接,連接處質量控制和檢查為本工程控制重點。關鍵技術 1、頂升基礎 工況條件 關鍵技術 相關照片 場地土質差,頂升基礎利用工程樁及地坪形成整體永久結構。在滿足頂升地基承載力的同時,加固補強地坪結構,將頂升基礎設置在地坪樁上。利用液壓同步頂升動荷載極小的優點,以及頂升架采用標準節和吊具可以重復利用的特點,可以使頂升臨時設施用量降至最少,有利于施工成本控制。關鍵技術 2、桿件加固變為永久加強 工況條件 關鍵技術 相關照片 網架頂升改變網架自身受力狀態,將加4、強桿件替換成永久結構加強桿件 在無法滿足頂升要求時,使需要加強或加固的桿件數量最少。利用仿真模擬技術,模擬網架整體頂升時的應力以及變形,根據計算結果加固桿件,將網架中受力變形大的桿件替換成永久結構加強桿件,滿足整體頂升需求,抵消頂升過程中自重應力產生的變形,使其形成穩定的整體以便頂升。關鍵技術 3、網架頂升十字托梁設計施工 工況條件 關鍵技術 相關照片 斜放四角錐網架上弦球的正下方存在下弦桿件,無法直接頂升上弦球。設計采用型鋼十字托梁帶球托支頂網架上弦球,十字托梁的每個懸挑端分別支頂一個上弦球節點,避免了液壓千斤頂無法直接支頂上弦球節點的問題,亦可避開網架的下弦桿件的阻擋。上弦球與頂升架上部十5、字托梁球托支座鉸接,使其原支撐點一變四,在一定程度上分散頂升反力,支撐受力更加穩定。關鍵技術 4、三鉸支座設計解決網架重量偏心 工況條件 關鍵技術 相關照片 網架設計自身重量偏心過大 設計上弦球與球托鉸接,頂升架與十字托梁鉸接,千斤頂采用萬向頂托板頂升,形成三處鉸接支撐,可以防止頂升過程中因頂升架發生偏斜造成的千斤頂損壞。有效消除頂升過程中網架重量偏心的影響,使各頂升點的頂升反力相對均勻,保證網架整體頂升穩定。關鍵技術 5、利用頂升架初始節調整網架坡度 工況條件 關鍵技術 相關照片 網架兩側坡差高度達到1.8m,坡度為3%。利用不同高度的頂升架初始節調整適應網架坡差,進而確立同步頂升水平面。通6、過頂升架初始節調整網架坡度,有效保證了網架頂升過程平穩,避免了高空調整網架坡度的安全風險。頂升同步性好,勞動強度低,效率高,施工安全,能夠加快工程進度,降低施工成本。關鍵技術 6、PLC多點同步頂升液壓系統 工況條件 關鍵技術 相關照片 網架頂升分為三、四兩個單元,頂升面積分別為5040,8400,頂升過程必須保證同步,否則將存在傾覆風險 采用PLC多點同步頂升液壓系統,利用終端多組千斤頂來達到平衡、安全與高效的網架頂升目的。實現智能自動化數控。根據網架特性設計計算機PLC信號處理與液壓系統,輸入外部監控設施的位移信號,輸出液壓系統油量控制信號,利用終端多組千斤頂來達到平衡、安全與高效的網架頂7、升目的,其頂升和降落精度誤差不超過0.5mm。關鍵技術 7、網架頂升過程纜風繩設置 工況條件 關鍵技術 相關照片 現場多風,網架與頂升架必須進行有效拉結,使兩部分形成整體 頂升架體,采用雙道斜拉倒掛柔性纜風繩與網架下弦球進行鎖定,使頂升架體與網架形成整體,頂升過程的安全性有保證。網架四個角,分別沿兩個方向用纜風繩及手拉葫蘆與相鄰鋼柱拉結,隨頂升高度升高進行調整。技術分析 1、支頂部位的選擇 本工程網架高度為2.42.7m,網架按3%找坡??紤]到用于大噸位頂升的自鎖式液壓千斤頂的初始長度和行程通常都較大,若選擇支頂網架下弦球節點,則網架在散拼時必須在其下方預留液壓千斤頂及配套頂升設備的安裝空間,8、最大散拼高度將會超過5m,低空作業安裝施工不便。因此,為盡可能減小網架結構的地面散拼高度,選擇支頂網架上弦球節點,將液壓千斤頂及配套頂升設備的安裝空間包含在網架高度范圍內,同時按最低點為零層板墊層頂標高-0.25m進行拼裝。技術分析 2、頂升點位置優化 網架頂升點的數量和位置直接影響到網架結構在頂升施工過程中的安全性,因此,有必要針對網架的頂升點數量和位置進行優化分析。普通網架由于荷載相對均勻,桿件和球節點的布置也相對均勻,相應的,頂升點布置也應該相對均勻。然而本工程的網架,由于三單元網架東側存在局部二層的設備機房門式鋼架,荷載較大,大直徑的焊接球節點集中分布在網架支座附近和門式鋼架范圍內。同9、時,門式鋼架在網架頂升前完成安裝,隨著網架結構一同頂升,整體頂升重量約680t,其中,接近2/3的重量集中在網架東側1/3的部分。因此,本工程網架的頂升點布置也偏向東側。技術分析 3、頂升工況分析 不考慮壓桿穩定時,桿件應力水平較低,最大壓應力僅為80.8MPa;考慮壓桿穩定后,桿件最大應力為327.5MPa;應力比超過0.8的桿件有6根,超限桿件集中分布在頂升點附近的受壓腹桿;網架節點最大撓度21.5mm;最大頂升反力為653.8kN。技術分析 4、嵌補工況分析 網架嵌補工況的分析結果與頂升工況類似,但是由于嵌補桿件和球節點的加入,網架剛度和應力發生重分布,應力比超過0.8的桿件有8根。因為10、嵌補工況的8根應力比超限桿件包含頂升工況的6根,故桿件加強措施應以嵌補工況為準,加固或加強8根桿件。技術分析 5、分步卸載分析 網架支座安裝完成后,進行20個頂升點同步卸載,千斤頂同步、穩定、緩慢下降,卸載過程中按荷載和位移雙控制同步,直至完全卸載。分步卸載分析時,分別按照千斤頂的卸載位移量為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7mm、10mm、15mm、18mm進行分析。卸載過程中,各頂升反力越來越小,頂升托梁陸續與網架脫離而退出工作。050100150200250300350400450024681012141618卸載位移(mm)頂升力(kN)頂升點1頂升點2頂升點3頂升點4頂升點511、頂升點6頂升點7頂升點8頂升點9頂升點10頂升點11頂升點12頂升點13頂升點14頂升點15頂升點16頂升點17頂升點18頂升點19頂升點20020040060080010001200024681012141618卸載位移(mm)支座反力(kN)永久支座1永久支座2永久支座3永久支座4永久支座5永久支座6永久支座7永久支座8永久支座9永久支座10永久支座11永久支座12永久支座13永久支座14永久支座15 現場實施情況 A 施工作業前必須編制施工方案 B 施工方案必須按規定審批或論證 E 施工方案完成后必須經驗收合格方可進入下道工序 D 施工過程中必須按施工方案施工 C 施工作業前必須進行安全12、技術交底 現場實施情況 方案編制、內部審批 專家論證 建科委備案 頂升前條件驗收 技術交底 現場實施 經專家論證后,根據專家組提出的論證意見進行方案修改,修改后,專家組組長簽訂意見,報建科委辦公室備案 經條件驗收后,按照條件驗收各方提出的意見進行現場調整,調整后由項目部組織現場技術交底及安全交底。方案經監理審批合格后,將項目基本信息表上傳至天津市建科委郵箱報備,由建科委指定專家組組長及成員并確定專家論證時間,組織相關單位參加專家論證。根據論證修改后方案組織實施,網架拼裝完成及頂升設備全部安裝調試完成后,邀請專家組組長、兩名專家及相關參建單位負責人組織現場條件驗收 方案編制、內部審批 專家論證 13、建科委備案 頂升前條件驗收 技術交底 現場實施 方案編制完成后,經公司、工程局內部進行評審,根據評審意見修改后,報送業主、監理進行審批 方案編制、內部審批 專家論證 建科委備案 頂升前條件驗收 技術交底 現場實施 現場實施情況 現場實施情況 網架采取地面拼裝整體同步頂升的施工工藝,屋面檁條、空調機房主鋼構件均在地面拼裝完成。網架拼裝過程采取從中間向兩側逐網格延伸,先下弦、后上弦的工作順序。網架焊接完成后組織驗收,本工程為二級焊縫,根據規范要求對焊縫進行20%抽檢探傷,為保證頂升安全,現場對焊縫進行100%探傷自檢。網架拼裝完成后,在網架四周設置四個檢測點,用于頂升過程中監測與控制。現場實施情況14、 現場實施情況 本工程液壓系統采用超高壓63MPa泵站為各個自鎖式千斤頂提供動力,每個泵站通過同步比例閥可為20臺自鎖式液壓千斤頂提供動力。經優化分析及反復試算,三、四單元網架均設20個頂升點?,F場實施情況 三單元網架有兩點頂升重量為66.5t、66.7t,其余頂升點頂升重量均小于60t,液壓千斤頂取0.6的折減系數,因此三單元選擇18臺100噸液壓千斤頂,2臺120噸液壓千斤頂,可滿足頂升需求?,F場實施情況 四單元網架各頂升點位頂升重量均小于22.8噸,液壓千斤頂取0.6的折減系數,四單元選擇20臺100噸液壓千斤頂,可滿足頂升需求?,F場實施情況 網架拼裝后經驗收合格,頂升設備進場,包括:頂15、升架、液壓油缸、液壓泵站、頂升架底座、中央控制臺等設備,設備進場后由項目部組織進場設備驗收,驗收包含設備外觀質量,檢測報告,經檢查確認無誤后,組織頂升設備安裝調試。調試主要分為空載調試及荷載調試。現場實施情況 經頂升前條件驗收合格后,解除鋼網架與地面的所有連接,認真檢查頂升系統的工作情況(液壓千斤頂、頂升支架、同步頂升系統、檢測系統等);網架四角,分別沿兩個方向用纜風繩及手拉葫蘆與相鄰鋼柱拉結,保證頂升過程網架穩定;現場實施情況 經檢查無誤后開始第一步頂升,待網架離開地面5cm時,懸停2小時,觀察地基沉降情況、下部的頂升支架是否正常、有無嚴重的偏斜、網架桿件有無彎曲現象、網架支座離開地面是否等16、高等,根據沉降情況及各項檢查結果進行調整,調整完成后再將網架二次試頂升10cm,再次懸停2小時以上,檢查整個頂升系統的情況,對網架桿件、頂升架及油缸情況進行檢查,經檢查無誤后方可進行下一步正式頂升施工。現場實施情況 試頂升經檢查確認一切正常后,開始正式頂升,在頂升過程中每次頂升20cm,頂升到一個標準節后應對網架進行檢測,網架各個頂點標高差距不得大于1.5cm。在正式頂升過程中,頂升高度超過標準節高度5cm,將網架四角的纜風繩拉緊,確保網架及頂升支架穩定后,作業人員在頂升架位置進行標準節安裝。安裝后通過液壓千斤頂將頂升架回落至頂升架底座,液壓千斤頂回落至新增加標準節底部頂緊,繼續頂升,反復上述17、步驟,直至頂升至設計標高。頂升至設計標高后,將頂升架底部支墊牢固,液壓千斤頂回落,確保網架全部由頂升架支撐受力。在安裝至第三節及第七節標準節后,斜拉倒掛柔性纜風繩與網架下弦球進行鎖定,使頂升架體與網架形成整體。現場實施情況 現場實施情況 網架頂升至設計標高高出30cm后,進行網架支座處嵌補,嵌補包括螺栓球網架及焊接球網架,為了確保嵌補施工安全,嵌補過程中,全部使用升降車進行人員高空操作,吊車輔助配合進行安裝,全部嵌補完成后,因嵌補部位桿件及球為主要受力點,因此進行第三方100%探傷無損檢測,全部點位檢測合格后方可進行下一步網架整體回落?,F場實施情況 經無損探傷檢測全部合格后,進行網架整體回落,18、回落前,將液壓千斤頂全部回頂,將頂升架最底部一節拆除,觀察網架及頂升架穩定性。靜置1小時后,經檢查無誤,開始頂升架回落,每次回落高度不超過10cm,且每次回落后,檢查頂升架及網架受力情況,直至回落至柱頂支座處,待網架全部落座完成后,頂升架繼續回落,直至網架與頂升架分離?,F場實施情況 網架與頂升架分離后,將液壓千斤頂繼續回落,先拆除千斤頂,拆除過程中,利用吊車吊鉤將頂升架頂部吊牢,拆除千斤頂,千斤頂拆除后,利用升降車將倒拉纜風繩拆除,由作業人員與吊車配合將頂升架整體拆除,吊放至地面,對頂升架進行分解,頂升作業完成。效益分析 通過網架整體同步頂升技術通過網架整體同步頂升技術,比原始的施工方法減少高19、空拼裝焊接比原始的施工方法減少高空拼裝焊接作業量,縮短了施工工期作業量,縮短了施工工期,提高了施工安全性,減少了大型施工機械施提高了施工安全性,減少了大型施工機械施工臺班、人工等費用,同等條件下,網架整體同步升方式節約費用工臺班、人工等費用,同等條件下,網架整體同步升方式節約費用85.385.3萬元萬元 傳統施工方法按理想狀態考慮,兩個班組傳統施工方法按理想狀態考慮,兩個班組3030人計,工期至少人計,工期至少9090天,天,利用網架整體頂升,作業班組利用網架整體頂升,作業班組2323人組織流水施工,共用人組織流水施工,共用6161天完成,工天完成,工期提前期提前2929天。天。對于門架及網架20、組合式坡角鋼結構,在地面整體拼裝完成,然后整對于門架及網架組合式坡角鋼結構,在地面整體拼裝完成,然后整體頂升就位法節約了工時,材料費,設備費,并滿足施工工藝、質量、體頂升就位法節約了工時,材料費,設備費,并滿足施工工藝、質量、安全、進度及成本等多方面的整體控制的要求。安全、進度及成本等多方面的整體控制的要求。效益分析 相關科技成果 網架整體同步頂升施工技術在本項目的成功應用,在保證施工安全、質量的同時,節約工期、降低成本、獲得行業內外的一致好評。該工藝已申報受理兩項發明專利,10項實用新型及工法一項,相關發明創造推動網架體系進一步發展,對類似工程具有指導和借鑒意義。相關科技成果 相關科技成果 21、相關科技成果 序號 專利 類型 狀態 1 大跨度組合式超重偏心坡角鋼結構整體同步頂升設備 發明專利 已受理 2 大跨度組合式超重偏心坡角鋼結構整體同步頂升施工工法 發明專利 已受理 3 一種用于鋼結構網架安裝的十字托梁 實用新型 已受理 4 一種隱性的設備基礎 實用新型 已受理 5 一種用于高處作業的平衡梁 實用新型 已受理 6 一種用于鋼結構網架整體同步頂升的裝置 實用新型 已受理 7 一種自適應可調節避讓式頂升架 實用新型 已受理 8 一種組合式多用途雙球鉸頂升架 實用新型 已受理 9 一種自適應偏心可調托梁 實用新型 已受理 10 一種可降低作業面的深入式液壓頂升裝置 實用新型 已受理 11 一種可更換外撐的調節球托 實用新型 已受理 12 一種傘骨固定式柔性可調網架頂升單元 實用新型 已受理 工法 1 大跨度組合式超重偏心坡角鋼結構整體同步頂升施工工法 申報中 匯報完畢匯報完畢 謝謝 謝謝 !