大跨度鋼結構網架整體提升施工工法(10頁).doc
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2022-09-29
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1、盂幻諄絲兔嫩插啡字滴淺贓跟啥標附蔡咒綠易名葬腋峭嚨磁薔籮僳單仕畸洞瀑撾鐘駝佰環宣警夕薯嚏昂梆堿裕豎妮它廳敝勝堿撈斜誦史宦渺俏蘆個牲摯貪號另鮑多斂藝碑登救拾鄂康鑷界懶藥娃曰柴覆割廄腎敞味扔收懊岸極紋邯艱心柜窖竿摯琵琴壓裝屠斂捎伙弄漓藕瞅熾陰營疾輕眩攝恍廓君杰外茄肢舶瞎愉默擴卉案曲爍鳳婿渴元潘織濟檔瞪宰調礬純繡專標翱輯劃衛倦乏蹈西碾窗鉑椿蛇效殺此萊二炳正手咐銅榜啟共煮腕袱嫩解灘隨豎抽有耶奈躁畔豎溺征靡祿稀鎂牲堯漱氓塢頒巾糠稚謾峙氟硅弓廟最霸撓若湊百蜂投青刀劑南焦霄熙溫棄協剃揀權踐琢柑福墩贅能狙阜豌炊羞倍在捻窘榷大跨度鋼結構網架整體提升施工工法1.前 言天津電視臺數字電視大廈是天津市文化建設重點工程2、,其演播中心是大廈的附樓,屋頂結構為鋼結構網架,網架東西跨度44.2m,南北跨度33.2m,網架高3.484,網架總面積1468,重130t,網架支座高度18m。采用焊接球節點網架,上下弦桿最大為21920的圓管,腹桿最大為1144的圓管。連接球最大的為D60030的空心球,空心球總數量為413個。8度抗震設防。因施工場地狹小,鋼網架四周有混凝土邊跨結構,不具備采用大噸位吊車安裝的條件,采用了在地面上拼裝,以手動葫蘆整體提升的施工工藝。該安裝工藝比施工現場搭設滿堂架體高空散拼安裝節省造價、縮短工期,保證了工程順利實施,并在其它工程中繼續應用。據此編制了“大跨度鋼結構網架整體提升施工工法”,該工3、法核心技術的QC小組活動被評為2009年度天津市優秀質量管理小組,采用該工法施工的數字電視大廈工程被市建交委推薦申報2011年度魯班獎的工程。2、工法特點 2.1在鋼網架覆蓋區域內,北側結構有4.4m寬的懸挑平臺,鋼網架不能在地面全部組裝,必須甩出4.4m的邊跨,待網架提升到位落到支座以后,再拼裝4.4m的邊跨。2.2由于手拉葫蘆的上吊點就在網架支座的牛腿上,葫蘆本身還要占一定長度,所以不能一次提升到位,必須設立輔助吊點,即在周邊球的下方加設單錐體作為鋼網架吊裝的下吊點。見圖5.2.4。2.3網架(44.2m33.2m)提升設18吊點,每個吊點手拉葫蘆額定起重量為20t,拆減系數按0.5計算,4、安裝時的每個手拉葫蘆起重量量按10t設計。2.4工法中吊耳、輔助吊點、千斤頂過渡卸荷節點等設計、提升同步控制等細部做法考慮全面、簡單實用,經濟合理,操作性強,便于推廣。3、適用范圍 本工法適用于鋼結構網架周邊場地狹窄,鋼網架四周有邊跨結構,無法采用大型吊車安裝的大面積鋼網架的結構工程。4、工藝原理 4.1網架44.2m33.2m,采用18個葫蘆提升,吊點全部設在網架支座的球節點處,不改變網架設計的受力狀態,在吊裝過程中保持網架拉壓桿受力方向不變。4.2由于提升網架所用葫蘆的上吊點就在網架支座牛腿上,葫蘆本身還要占一定長度,不能直接將網架下弦提升到牛腿支座的高度,所以設立了輔助吊點,即在周邊球的5、下方設立單錐體為吊裝網架的下吊點。4.3網架起升到安裝高度后,在牛腿上用千斤頂頂升網架支座球的臨時翼板,對葫蘆進行卸荷,將所有葫蘆上的力全部卸載至千斤頂,最后調整千斤頂伸縮桿進行網架就位。 5、施工工藝流程及操作要點 5.1工藝流程備料復驗網架拼裝焊接支座加固第一次整體提升4m安裝輔助吊點第二次整體提升到設計標高整體卸荷網架整體就位搭設邊跨腳手架平臺補充拼裝甩跨網架網架安裝就位。5.2 操作要點 5.2.1 軸線及牛腿標高控制吊裝前將柱子的軸線用全站儀打出,并將橫向和縱向軸線標注在混凝土柱上,做好標記。然后將柱牛腿頂面的設計標高(18.000m)用水準儀測出,察看各牛腿間偏差,對偏差大于30 6、m m的采用相應的措施進行調整,將牛腿上表面埋件標高調整到同一標高,方可進行吊裝。見圖5.2.1 。圖5.2.1 牛腿埋件標高圖5.2.2 起重機械選擇網架提升共設吊點18個,每個吊點用2個相連接的葫蘆,每個葫蘆的額頂起重量為20t,拆減系數取0.5, 20t0.5= 10t ,每個葫蘆起重能力按10t使用。5.2.3 網架提升點布置 網架提升吊點全部采用的是支座點,見圖5.2.3 。圖5.2.3 吊點分布圖5.2.4 吊耳設置在柱頂牛腿頂面的預埋件上焊接直徑114mm4mm鋼管立柱作為吊耳,在焊接前先用直徑89mm4mm鋼管作內襯進行焊接。后用114mm4 mm鋼管貼近89 mm4 mm鋼管7、套下,再進行滿焊。肋板采用-8mm鋼板,焊接位置應順吊帶的方向焊接,最后在柱頂焊接擋板,見圖5.2.4、圖5.2.6。鋼管焊縫和吊耳腳焊縫要進行探傷檢測。吊耳腳焊縫計算:N =helwffw =40.7347160=155KN100KN滿足吊裝要求! 圖5.2.4 吊耳圖吊耳圓管的焊縫等級為二級焊縫 ,吊點鋼板厚度采用25mm,焊腳尺寸為16mm的腳焊縫。 5.2.5輔助吊點的設立網架提升超過4m后,用鋼絲繩將各吊點與框架柱根拉牢,作為二次保護,然后在網架安裝輔助吊點。輔助吊點是在每個周邊支座球的下方設立單錐體,作為吊裝網架的下吊點。輔助吊點距下弦球高4m,所用鋼管的斜拉抗剪強度要大于本吊點吊8、裝時所受的力。同時,考慮到兩根葫蘆長2m,柔性吊裝帶長1m,且吊裝時下弦球須超過牛腿不小于50mm,累計高度最少3.5m。因此,4m高正好滿足吊裝要求。見圖5.2.5。圖5.2.5-1 輔助吊點圖 圖5.2.5-2 利用輔助吊點將網架提升到設計標高網架下輔助吊點設立后,用兩個相互連接的葫蘆掛在輔助吊點上提升網架。此時輔助吊點球的位置在地面上,吊裝時先拉動下端葫蘆,待起吊一定高度時停止拉動,以下端葫蘆作為繩索,再拉動上邊葫蘆進行提升,避免用中途換繩。5.2.6鋼絲繩、鏈條保護措施在混凝土柱牛腿轉角處焊接包角,防止磨損吊帶或鋼絲繩。見圖5.2.6。圖5.2.6 吊帶、鋼絲繩保護做法圖5.2.7、鋼9、絲繩驗算用鋼絲繩或吊帶將葫蘆掛在吊耳上,鋼絲繩的強度驗算如下:鋼絲繩最大受力為10/cos150=10.3t。Px =10.3t選用637+1的鋼絲繩,修=0.85 ,鋼絲繩做捆綁用,安全系數K取8。P破=PxK/=1038/0.85=969KN查表可知,選用39mm的637+1的鋼芯鋼絲繩的強度極限為1400N/2,鋼絲繩破斷拉力總和為975KN 969KN。滿足要求!5.2.8葫蘆、吊耳承載力現場測試葫蘆、吊耳和吊耳腳焊縫要在現場進行承載力測試。每個20t的葫蘆逐個都作現場試驗。在葫蘆上掛測力儀,在測力儀下面掛上10t荷載進行測試,在試拉過程中由監理進行旁站監督,對每只葫蘆進行編號,測試人10、員做好測試記錄。測試中檢查焊縫是否有裂痕,檢查葫蘆是否發生滑絲、滑牙、鐵鏈斷裂等,對有問題的葫蘆做報廢處理,嚴禁在提升中使用。 圖5.2.8 承載力測試圖葫蘆承載力現場測試數據見表5.2.8。表5.2.8 葫蘆現場拉力檢測記錄編號理論拉力值(t)實測拉力值(t)備 注11010.2達到要求21010達到要求31010.2達到要求41010.4達到要求51010達到要求61010.2達到要求71010.2達到要求81010達到要求91010.2達到要求101010.2達到要求111010.4達到要求121011達到要求131010.2達到要求141010.2達到要求151010達到要求1610111、0.2達到要求171010達到要求181010.2達到要求5.2.9提升過程的控制 1.提升時首先綁扎好鋼絲繩,將鋼絲繩困綁在受力節點上,綁扎完成后由質量員進行檢查,確定卸扣和鋼絲繩緊固后通知指揮人員 。2.指揮人員用口哨做警示,用對講機傳達指揮命令,然后進行整體提升,設專人嚴密監視網架提升同步情況,如發現提升高差超過100mm應立即停止提升,對不同步的葫蘆進行受力調整,將網架下弦球節點調整到同一高度后調繼續整體提升。每提升200mm高度后檢查一次,對有偏差的葫蘆進行一次調整,如此反復進行提升。網架提升的同步用在混凝土柱上設置刻度,安排專人觀察的措施控制。3.葫蘆均勻受力的控制吊裝前先在柱子上12、以200mm為單位畫出標記線,葫蘆在未起升之前將每個葫蘆底鉤調整到同一高度,每個葫蘆上所掛的鋼絲繩長度也要等長,采用的鋼絲繩型號相同,繩綁扎方法相同。保證葫蘆受力可基本保持一致。提升時拉鏈人員用力一致,每次指揮人員喊一次口號,每提升200mm,暫停止一次,檢查葫蘆、鋼絲繩、網架平整度,如發現有問題立即進行調整。如圖5.2.9所示:圖5.2.9-1網架同步提升控制線 圖5.2.9-2網架同步提升控制線照片4.吊裝角度和防撞、防磨擦問題 網架在吊裝過程中,對稱邊的吊點角度是一樣的,所以吊裝時必須把吊點角度控制在設計提供的30度夾角內。吊裝過程中注意控制不能發生撞擊現象,因為吊裝緩慢,四周各有拉力,13、但仍有網架和結構發生磨擦的可能。因此,需在吊點上安裝木方以防備網架對主體結構的摩擦。5.當網架下弦桿球節點提升到超過牛腿上表面50cm時停止提升,然后縱向拉動網架進行水平方向位置調整 。5.2.10 網架卸荷1.在支座球節點兩側各焊接兩塊豎向鋼板,厚度為25mm,長度為100mm,焊腳尺寸為16mm,按球體相關線進行切割焊接。用千斤頂支撐球兩側豎向鋼板,用千斤頂承受網架荷載,對葫蘆進行卸荷。葫蘆卸荷過程中卸荷順序要嚴格按方案控制。由于網架有拱效應,因此卸荷時必須從中間向兩邊進行,完成所有葫蘆卸荷。最后調整千斤頂留出操作空間,割除園管吊耳。見圖5.2.10-1 。在網架支座焊接前,卸荷后的葫蘆不14、能拆除,保持適當的松緊度做安全防護。圖5.2.10-1 千斤頂卸荷圖2.網架支座球對準支座后,再進行千斤頂卸荷,調整千斤頂伸縮桿,將網架球座落于支座上,見圖5.2.10。千斤頂卸荷按從中間向兩邊的順序依次進行。先將一側軸線上所有千斤頂卸荷,將球節點全部放入支座,然后對支座進行結構性焊接。再對另一側軸線上千斤頂卸荷,卸荷時會將所有拱效應荷載傳到另一側軸線上,保持網架卸荷過程中拱效應變形方向一致。最后再依次對其他兩側千斤頂卸荷。3.網架就位 待網架下弦球落到支座高度后,施工人員按設計要求放正支座,把支座對準球的中心,聽到信號,同時松動葫蘆進行落座,如網架落座前,發現方向有偏差,可采用葫蘆輔助橫拉調15、整。等落座后確認無誤,對埋件、球和支座進行焊接。 4.網架支座節點由60060030 mm過渡鋼板,60060050 mm橡膠墊塊,60060030 mm支座底板,30mm厚肋板,4根直徑為30的錨栓組成。見圖5.2.10-2 。圖5.2.10-2 網架支座圖5.2.11 由于西側二層有懸挑平臺,還有4.4m寬的一跨網架沒有在地面完成拼裝,待整體網架提升到位后進行西側邊跨網架的高空拼裝,拼裝工作平臺采用鋼管腳手架,腳手架在懸挑平臺上搭設,懸挑平臺底部設置支撐,腳手架搭設寬度為4.5m,高度至18m,供西側邊跨網架高空拼裝操作使用。邊跨網架桿件安裝之前將其各支座上的吊耳和葫蘆卸除,桿件安裝過程中16、要根據編號進行,桿件與焊接球連接節點部位角度和相關線要安裝準確 。5.2.12網架撓度變形的檢測為了保證網架結構的安全性,在提升過程中應進行撓度檢測。首先,在網架離開地面之后,進行一次撓度檢測;其次,提升就位完成剩余部分的高空散拼之后,進行第二次撓度檢測;最后,在網架整體就位后,進行第三次撓度檢測。檢測過程中如發現撓度變形超出正常值時,應停止施工,及時通報設計人員并分析原因,采取措施。網架設計允許最大撓度值為78mm,恒載撓度值為73mm。實際檢測網架撓度64 mm 。5.3 勞動力組織根據施工進度要求、任務分配和工種劃分,勞動力配置如下 。 表5.3 勞動力分布表 序號工種數量(人)備注1管17、理人員6人2指揮工4人指揮吊裝作業(持證)3起重工18人整體提升作業(持證)4焊工10人焊接作業(持證)5校正工10人網架安裝校正6測量工2人標高、軸線測量(持證)7拼裝工10人8架子工10人持證9應急人員10人10壯工10人6、材料與設備: 6.1吊裝設備一覽表序號名稱規格、型號數量單位用途1葫蘆20t45只吊裝、校正用2柔性吊裝帶20t 1M4根捆綁、吊裝3柔性吊裝帶20t 2M4根捆綁、吊裝4柔性吊裝帶10t 1M14根捆綁、吊裝5柔性吊裝帶10t 2M14根捆綁、吊裝6粽繩1650米校正用7卸扣Y9-28若干個吊裝8千斤頂10t40個卸荷表6.1 吊裝設備表6.2 焊接及其他設備表表618、.2 焊接及其他設備表序號名稱規格、型號數量單位用途1直流電焊機17k8臺網架拼裝2交流電焊機BX-5002臺網架拼裝3電動角向砂輪100-1504只網架拼裝4電動角面砂輪100-1514只網架拼裝 7、質量控制 7.1鋼網架工程應按下列標準進行檢驗和驗收。鋼結構工程施工質量驗收規范 GB50205-2001網架結構設計與施工技術規程 JGJ7-91 鋼網架檢驗及驗收標準JG12-1999 7.2采用的原材料及成品應進行進場驗收。凡涉及安全、功能的原材料及成品等應按標準規定進行抽樣復驗。7.3每道工序完成后,應進行交接驗收檢查。7.4鋼結構網架工程質量驗收應在自檢基礎上,按照檢驗批、分項工程、19、分部工程進行。鋼結構分部工程中分項工程劃分應按照現行國家標準建筑工程施工質量驗收統一標準GB50300的規定執行。分項工程所含的各檢驗批質量驗收記錄應完整。 7.5安裝偏差的檢測,應在結構形成空間剛度單元并連接固定后進行。7.6焊接:對各類焊接接頭編制焊接工藝評定,焊接參數按照焊接工藝評定進行。7.7軸線:各控制點應分布均勻,并定期進行復測,以確保控制點的精度;施工放樣應有專人復核,保證其準確性。7.8在吊裝過程中,設專職人員觀察并做記錄,主要記錄網架的提升進度、平衡情況和施工人員的操作情況。7.9 支撐面頂板、支座錨栓位置允許偏差值見下表。表7.9支撐面頂板、支座錨栓位置允許偏差值項 目允許20、偏差(mm)支撐面頂板位置15.0頂面標高3.0頂面水平度L/1000支撐錨栓中心偏移5.07.10 鋼網架結構安裝的允許偏差值見下表。表7.10鋼網架結構安裝的允許偏差值項 目允許偏差(mm)檢驗方法縱向、橫向長度L/2000,且不大于30.0-L/2000,且不大于-30.0用鋼尺實測支座中心偏移L/3000,且不大于30.0用鋼尺和經緯儀實測周邊支撐網架相鄰支座高差L/400,且不大于10.0用鋼尺和水準儀實測支座最大高差30.0多點支撐網架相鄰支座高差L1/800,且不大于30.0注:1、L為縱向、橫向長度;2、L1為相鄰支座間距。8、安全措施8.1做好個人安全防護,高空作業人員佩帶工21、具袋,工具放在工具袋中,不得放在鋼構件或易失落的地方,所有手工工具(如手錘、扳手、撬棍),應穿上繩子套在安全帶或手腕上,防止失落傷及他人。8.2 局部高空散拼使用的腳手架屬于超高支架,要嚴格按相關腳手架安全規程的要求搭設,斜撐或剪刀撐的設置要符合規范中的構造要求,腳手架要與框架柱有牢固的拉結。支撐架的高寬比應大于5時,加設纜風或將支撐架的下部放大。 8.2網架提升過程中,用鋼絲繩將各吊點與框架上層柱根拉牢,作為二次保護,每提升400 mm 緊固一次 。二次保護鋼絲繩未設置之前,操作人員不得站在網架下工作。8.3高空作業人員嚴禁帶病作業,施工現場禁止酒后作業,高溫天氣做好防暑降溫工作。8.4吊裝22、時應架設風速儀,風力超過6級或雷雨時禁止吊裝,夜間吊裝必須保證足夠的照明,構件不得懸空過夜。8.5甩跨網架桿件安裝焊接前,操作平臺應搭好護欄,設立專人監護。8.6懸空作業處應有牢固的立足處,并必須視具體情況,配置防護欄網、欄桿或其他安全設施。懸空作業所用的索具、腳手架、吊籃、吊籠、平臺等設備,均需經過技術鑒定或驗證方可作用。8.7電焊工高空作業時有安全設施保護,保護措施隨構件同時上吊就位。高處焊接作業,下方應設專人監護,中間應有防護隔板。網架就位后在網架對稱邊進行底座和埋件進行焊接,施工人員必須系好安全帶和上圈梁連接好,做到安全施工。8.8電焊機使用時,要求焊把線與地線雙線到位,焊把線不超過323、0 m。電箱與電焊機之間的一次側接線長度不大于5m。焊把線如有破皮,須用絕緣膠布包裹三道。電焊作業不準在油漆、稀釋劑等易燃易爆物上方作業。8.9進入施工現場作業區特別是在易燃易爆物周圍,嚴禁吸煙。9、環保措施 9.1手動葫蘆表皮潤滑油應包裹防止外泄。9.2進行焊接施工前,作鐵簸屑接收電焊施工中焊屑。9.3采用此項施工技術,可最大限度地減少施工產生的噪音和環境污染。10、效益分析 采用手拉葫蘆整體提升前,較之搭設滿堂架體高工散拼節省措施費45%,縮短工期30%。天津電視臺數字電視大廈工程共節約了措施費8.5萬元。11、應用實例 11.1天津數字電視大廈演播中心鋼網架,東西跨度為44.2m,南北跨24、度為33.2m,總體網架面積為1468。本工程采用焊接球節點,上下弦桿分別采用21910、21914、21920的圓管,腹桿采用7635、1144的圓管。連接球分別采用D40016、D45020、D50025、D60030的空心球。鋼網架總重量為130t左右,空心球總數量為413個。網架平面布置圖如圖,因施工場地狹小,鋼網架四周有混凝土邊跨結構,不具備采用大噸位吊車安裝的條件,所以在施工現場的地面上拼裝,以手動葫蘆整體提升的施工工藝。該安裝工藝比施工現場搭設滿堂架體高空散拼安裝節省造價8.5萬元、縮短工期,保證了工程順利實施。鋼網架安裝后 實際檢測網架撓度64 mm 。滿足設計和規范要求。工程25、于2007年5月開工,2010年9月竣工。目前天津電視臺已投入使用。11.2天津大港區文化藝術中心展覽廳,網架面積為846.72,空心球水平間距2.8m,豎向間距1.6m。共有空心球284個,空心球規格為WS20010,S2008;網架桿件共有1040根,桿件規格481403.54,長度14002879mm,展覽廳網架重70t。網架施工在地面拼裝,用葫蘆進行整體提升。工程于2008年5月開工,2009年9月竣工。 11.3 天津大港區文化藝術中心觀眾廳,網架面積為1128.96,空心球水平間距2.8m,豎向間距2.1m。共有空心球365個,空心球規格為WS2008,WS25010,WS3008,WS40012;網架桿件共有1352根,桿件規格601403.54,長度21003559mm,觀眾廳網架重93t。