某航站樓鋼結構屋蓋施工技術施工組織設計.doc

20某某工程目 錄第一章 工程概況及特點1第一節(jié) 工程特點1第二節(jié) 工程概況1第二章 施工方案選擇3第三章 施工組織情況及施工工期4第四章 鋼結構制作技術5第五章 鋼結構焊接技術6第六章 鋼結構安裝技術7第七章 鋼街架單元整體滑移施工技術9第一節(jié) 滑移軌道的設計安裝9第二節(jié) 施工階段的結構驗算9第三節(jié) 桁架的橫向穩(wěn)定控制措施9第四節(jié) 桁架的整體穩(wěn)定控制措施9第五節(jié) 多頭牽拉同步控制措施12第六節(jié) 滑移單元的組成12第七節(jié) 滑移前準備工作13第八節(jié) 滑移13第九節(jié) 滑移過程結構應力監(jiān)控14第十節(jié) 滑移過程位移計算機監(jiān)控15第八章 鋼結構測控技術16第一節(jié) 桁架組裝測控技術16第二節(jié) 變形觀測16第九章 工期控制18第十章 質量控制19第十一章 實施效果2020 第一章 工程概況及特點第一節(jié) 工程特點結構截面變化多。其截面大小由中部的3m3m變化到兩端及懸挑部分為1.5m1.5m,而且根據截面受力不同,上弦管(245無縫鋼管)有6種不同厚度、下弦管(299無縫鋼管)有5種不同厚度變化。節(jié)點設計復雜,桁度要求高,拼裝難度大。由于桿件種類多達21種,而設計采用的節(jié)點形式全部為相貫焊接接點,不可避免地將會造成節(jié)點處構造空間過小,給節(jié)點定位桁度提出很高要求(設計允許節(jié)點偏差2mm),拼裝難度大。結構受力形式獨特,不同于國內一般常見形式。采用四叉柱帽桿支承體系,使結構安裝時不能按常規(guī)由下到上進行施工。焊接量大,焊接檢測困難。相貫焊接全部采用手工電弧焊和C02氣體保護焊,焊接坡口的制備難度極大,并且設計要求進行UT探傷檢測,國內尚無相應規(guī)范和要求。UT無損檢測項目內容包括:柱帽桿錐桿段與直線段的環(huán)縫;柱帽桿錐桿段與下弦和支座半球的相貫縫。半球體與支座板的坡口焊縫。上下弦桿件的對接焊縫。各榀腹桿的相貫焊縫。檁條對接、檁條支撐焊縫。由于樓板結構水平受力,因此在進行鋼屋蓋施工前已完成了底層樓板施工,使大噸位吊車無法進入施工作業(yè)面。第二節(jié) 工程概況機場二期航站樓鋼結構屋蓋工程由16榀鵬翼形桁架構成,通過柱帽桿支承在三排混凝土柱頂之上,如圖7-6-1,鵬翼形架投影長度135m,基本截面為底、高均為3m的倒置等腰三角形,上弦最大標高25.436m,下弦最低標高13.8m,全部采用材質為Q235B或20號鋼的無縫鋼管和高頻焊管以相貫線焊接而成,每榀桁架重量為55t,鋼結構總重約2800t(含屋面板),屋蓋投影總面積為26325m2。第二章 施工方案選擇根據工程特點及工期要求，以及施工現場實際，本著既要保證工期質量，施工技術先進，還要為國家節(jié)約開支，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經濟效益的原則，經多方研討，反復比較，采用工廠管件加工、現場分段制作吊裝、高空分榀組裝、分單元等標高滑移、逐單元累積就位的施工方案。第三章 施工組織情況及施工工期采用高空分榀組裝、單元整體滑移施工工藝，16榀桁架均在邊榀桁架兩側胎架上組裝，完成兩榀后架滑出胎架一個柱距，讓出胎架即可進行下一榀組裝，組成一個單元長距離滑移到位。吊裝、焊接、滑移、屋面板安裝可交叉進行，平均5d安裝一榀，總工期只用100d，就完成了鋼結構屋蓋的安裝施工。第四章 鋼結構制作技術(l)根據施工圖進行圖紙深化和細部設計工作，細部設計的主要內容有：主架分段。胎架制作。單件部件放樣下料。主桁架組裝。吊裝吊點位置。高空拼裝。配合安裝技術措施等。(2)采購原材料，驗收后進行噴砂處理，保養(yǎng)底漆。(3)利用大噸位液壓彎管機把架弦管制成需要的弧形，用三維自動切割機制作工程所需要的馬鞍形相貫接口，并制出所需要的坡口。(4)構件編號、打包運到現場，接施工總平面圖指定位置堆放。(5)進行鋼桁架分段制作。在總平面圖規(guī)劃的場地內鋪設底基板，調整水平，相互搭接，并打插樁固定。根據放樣的線型、放線、劃樣、標出節(jié)點、接縫及分段兩端位置線。樹立胎架數處，作出弦桿的安裝位置。吊裝、放置上、下弦桿，校正線型與胎架切合，盡量采用可拆裝的活絡夾具固定弦桿。將各節(jié)點位置自底基板引入弦桿，安裝撐桿及腹桿。合理安排焊接程序，自中間向兩端，對稱施焊，焊后進行100%外觀檢查，環(huán)縫焊接進行l(wèi)00%超聲波檢驗。校正變形，割去分段余量，修正坡口放入襯管；距分段端口約100mm用型材固定，保持斷口形狀呈等腰三角形，利于大合攏吊裝。上弦平面適當吊點部分加強，防止吊離胎架時扭曲失穩(wěn)。存放于合適堆場，擱置平穩(wěn)，不重壓。第五章 鋼結構焊接技術(1)焊接方法的選擇:航站樓鋼屋蓋結構安裝中焊縫達13萬延長米,其中大量焊縫為厚壁錐管的環(huán)焊縫和相貫焊縫,焊口組對形狀復雜,單個接頭施焊量大,而且大多處于結構下方、斜下方及懸空部位,焊接工期緊、工程量大、施工難度高,經綜合比較手工電弧焊和C02氣體保護焊的優(yōu)缺點后,采用了手工電弧焊和C02氣體保護焊相結合的特殊焊接方法。(2)焊接工藝:通過分析兩種焊接方法的特點,并經過多次現場模擬實驗,制定出本工程混合焊接的工藝指導書,包括接頭形式、焊接環(huán)境、焊前防護、焊前清理、焊前加熱、焊接、焊后處理等。(3)焊接質量保證措施:采用手工電弧焊封底, C02氣體保護焊填充和蓋面。選擇焊接電流時,盡可能避開飛濺率高的電流區(qū)域,再匹配適當的電壓。正式施焊時，焊槍盡量垂直,以獲得高質量的焊縫。氣體流量要適當加大,以提高其抗干擾的能力。搭設防風雨棚以減少自然氣候對焊縫質量的影響。(4)焊接檢驗:焊縫探傷由具有直級以上檢測資格人員進行,探傷儀為具有良好的穩(wěn)定性,適應用室外檢驗的脈沖反射式數值超聲波探傷儀,所有焊縫探傷檢測全部合格。第六章 鋼結構安裝技術1、工藝流程：四叉柱帽桿是整個結構直接承力桿件，其安裝形位的準確，不僅有利于減少接點受彎，而且可以改善架下弦受力，避免各種水平荷載對整個屋蓋結構節(jié)點產生附加彎矩，為此先安裝上部桁架結構，再安裝柱帽桿。2、承重架搭設：在建筑物1415軸之間和15軸至塔吊軌道之間土0.00地面上,在架分段處搭設承重胎架。承重胎架在樓板處應對樓板進行加固。承重胎架采用483.5普通腳手架,搭設高度為桁架下弦下皮以下500800mm,承重胎架底部滿鋪腳手板,并設掃地桿和剪刀撐。3、具式小鋼架搭設：工具式小鋼架作為桁架定位用,架吊裝到小鋼架里定位后立即用腳手架加設剪刀撐后,才可以摘除塔吊吊鉤,防止小鋼架變形造成誤差。工具式小鋼架搭設示意見圖7-6-4。4、鋼桁架吊裝:鋼桁架由設在胎架外邊的H3/36B行走式塔吊按四、五、六、三、二、一的順序進行高空組對,即從中間向兩邊吊裝,這樣從中間開始吊裝不僅可以減小整體誤差,而且可以避免由于曲線桁架分段兩端不等高,水平分力導致桁架移位,影響安裝桁度。5、柱帽桿吊裝:由于柱帽桿不能利用塔吊直接吊裝,因此采用塔吊-爭人工倒鏈傳遞的方法,利用人工倒鏈就位安裝柱帽桿,塔吊進行下一道工序的吊裝,縮短安裝周期。由于柱帽桿兩端是錐形管,而且留有加工余量,柱帽桿在桁架下弦桿上的就位非常困難,常規(guī)方法是在弦桿上劃線放樣給出相貫圓,但不適用于本工程。為此，采用定三個相貫圓中心,在桁架下弦-桿劃出相貫圓長徑和短徑,在柱帽桿上找出相垂直的兩條截面直徑并投影到柱帽桿外表面,安裝定位時,柱帽桿外表面四條線應對應桁架下弦桿上相垂直的相貫圓長徑和短徑,方便、快捷、準確。(6)檁條和其它構件安裝:在柱帽桿安裝的同時,利用塔吊以及操作胎架和工具式小鋼架,進行檁條和其它構件安裝第七章 鋼街架單元整體滑移施工技術第一節(jié) 滑移軌道的設計安裝滑移軌道的造型及設計:經過反復的方案優(yōu)化和設計驗算,本工程滑移軌道采用了雙工字鋼上下弦、槽鋼腹板組合鋼桁架軌道,在E、H軸支座處的滑移軌道側翼加大面積鋼管檁條翼緣,增加其側向剛度,抵抗桁架對該處滑移軌道產生的外推力。滑移軌道沿A、E、H軸通長布置,并延伸至15軸外側?；栖壍婪侄沃谱?、安裝,一個柱距為一段,固定在鋼筋混凝土支承柱的預埋鋼板上?；栖壍朗疽庖妶D7-6-5。第二節(jié) 施工階段的結構驗算利用先進的有限元設計軟件SUPER-84進行施工階段的結構承載力驗算,驗算結構在不同的滑移單元、不同荷載狀況、不同施工約束條件下構件的強度、穩(wěn)定性、整體桁架的下撓、位移,以及驗算桁架支座在A、H軸預偏對結構的影響。第三節(jié) 桁架的橫向穩(wěn)定控制措施桁架在胎架上進行組裝時,A、H軸的半圓球底座在水平方向向內預偏,落放時靠桁架重力作用產生的水平側移復位。俯架單元滑移時,在A、E、H軸每個支座點的柱帽桿半圓球底板后加導向凹凸?jié)L輪,用以限制桁架過大的水平位移,并將桁架的水平推力傳遞到軌道上。在每榀俯架的AE軸、EH軸間牽位水平拉桿或鋼絲繩,限制桁架的外漲。第四節(jié) 桁架的整體穩(wěn)定控制措施在桁架單元滑移前增設前后支撐,通過增加支承點的方式來增加其穩(wěn)定性。同一軸線相臨柱帽桿底座及對應的下弦桿位置用大剛度檁條沿水平方向焊接連接,使桁架、柱帽桿、水平拉桿形成穩(wěn)定的三角形剛體。各軸均設多個牽掛點同時牽拉,以減小各牽掛點的局部牽拉力及柱帽桿、水平拉桿的拉力,增強其穩(wěn)定性。多頭牽拉同步控制措施:桁架單元滑移采用3臺卷揚機在A、E、H軸同步牽拉系統,滑移過程中三軸摩擦阻力及牽拉力不同嚴重影響其同步,因此采取如下措施來保證滑移同步。采用改裝的3臺JJM-10卷揚機,設計專用的控制柜,3臺卷揚機既可以同時啟動又可以單獨工作及收編。在3條滑移軌道上設置刻度標尺,每50毫米一格,1m為一大格,柱距12.8m為一個控制單元,3條軌道不同步超出限值,即作相應的?；幚?設計滑輪組機構,在減小單繩牽拉力的同時,也減小3臺卷揚機牽拉力的差距?；茊卧慕M成:將16榀桁架分成4榀、5榀、5榀、2榀共4個滑移單元,由第15軸開始向第軸方向牽拉,14榀為第一單元,59榀為第二單元,1014榀為第三單元,1516榀為第四單元?；魄皽蕚涔ぷ?滑移軌道安裝完成,并經砂紙打磨、均勻涂抹黃油。限位凹凸?jié)L輪已安裝完畢。牽拉系統已布設完成。卷揚機試機運轉無誤,控制開關正常使用。10)滑移:試滑移:在拼裝平臺上進行第一單元2榀桁架的拼裝、焊接、檢測無誤后,落放在滑移軌道上。.加裝前后支撐,且用口360X2008鋼管檁條連接支座及柱帽桿底座,形成剛性整體。布設牽拉系統?；魄跋葐泳頁P機分閘系統,拉緊鋼絲繩,經檢查確認元誤后,試滑移。為保證滑移同步,在3條滑移軌道上派專人觀測軌道的刻度標尺及水平偏差,并及時通知總控制臺。f.滑移一個柱距即l2.8m,?；?在AE、EH軸柱帽桿間加裝鋼絲繩夾緊。g.繼續(xù)滑移一個柱距即12.8m,將柱帽桿底板用限位卡的方式在13軸柱頭準確定位以確保之后桁架柱帽桿的拼裝質量。第一單元滑移:a.在拼裝平臺上進行第3榀桁架的拼裝、焊接、檢測,通過柱帽柱、檁條與前2榀桁架組成整體后落放在軌道上。.拆除前2揣桁架的后支撐。c.在柱帽桿半圓球底座間加裝口3602008鋼管糠條連接,布設牽拉系統。d.將第3榀俯架滑移一個柱距,在軸處準確定位,讓出拼裝平臺。.拼裝第4榀桁架,與前3榀俯架構成第一滑移單元,進行長距離滑移,每滑移2個柱距調整一次鋼絲繩、滑輪組,直至滑移到軸位置。拆除前支撐,將牽拉點調整至后三榀銜架柱帽桿底座板處,重新布設鋼絲繩、滑輪組。g.將第一滑移單元頂推到設計位置,準確無誤后按設計要求固定支座,割除軌道,安裝屋面板等。第二、三單元滑移與第一單元基本相同。第四單元拼裝:第四單元即第15榀、16榀桁架在拼裝平臺上拼裝、焊接、檢測后,直接落放就位,其安裝偏差控制在允許范圍內后,固定支座,割除軌道,安裝屋面板等。(9)滑移過程結構應力監(jiān)控:滑移是一個動態(tài)系統,滑移過程銜架的約束條件、荷載情況、力學模型與使用階段的設計約束條件、荷載情況、力學模型均有很大區(qū)別,其受力比較復雜,影響因素很多,而這些影響很難通過計算得到準確的結果。因此,非常有必要進行滑移過程桿件內力的連接監(jiān)控,以驗證滑移施工的合理性,并通過監(jiān)控防止滑移過程中一些復雜因素對結構產生破壞。1)選最具代表性的1012榀三榀桁架由軸12.8m的滑移單元作為測試對象,進行第l2榀桁架落放應力測試,以及第1l、l2榀桁架滑移過程的應力測試。2)在最具代表性的1012榀桁架60m跨的下弦桿、腹桿、柱帽桿、滑移軌道下弦及半圓球底座水平拉桿處布設24個測點,在測點中心的平臺上設l個測控臺。采用日本產TV08數據采集系統配彩色噴墨打印機,單向應變片若干。測試步驟:.測點處貼好應變片,封膠固定,用電源線引向測試監(jiān)控臺,編號并接通數據采集系統。.測試第12榀桁架落放后各測點的應力值,符合設計計算值后開始滑移。c.進行滑移全過程的應力監(jiān)控,計算機控制系統每30s自動采集一組數據,如發(fā)現應力值超過限定值,停滑調整。d.從現場測試結果看,桁架在滑移過程中應力絕對值變化最大約占屈服強度設計值的13%左右,且滑移到位后桁架構件應力值恢復較好。(10)滑移過程位移計算機監(jiān)控:滑移過程是一個連續(xù)的運動過程,為了提高監(jiān)控精度,本工程采用計算機位移監(jiān)控系統進行了滑移全過程的位移、牽拉點同步、支座水平偏移的測量控制。1)在滑移單元的前方安置一個觀測臺,在牽掛點的附近設3個觀測點,觀測臺上安置l臺瑞士產萊卡TC2000全站儀,每個觀測點處安1個棱鏡。2)進行從開滑到停滑的全過程監(jiān)控,間隔30s掃描1次,測出3點的同步偏差，水平位移軌跡以及高程變化線,如發(fā)現觀測參數超過限定值,?；{整。3)通過測試發(fā)現滑移過程的偏差均小于限定值。第五節(jié) 多頭牽拉同步控制措施桁架單元滑移采用3臺卷揚機在A、E、H軸同步牽拉系統,滑移過程中三軸摩擦阻力及牽拉力不同嚴重影響其同步,因此采取如下措施來保證滑移同步。采用改裝的3臺JJM-10卷揚機,設計專用的控制柜,3臺卷揚機既可以同時啟動又可以單獨工作及收編。在3條滑移軌道上設置刻度標尺,每50毫米一格,1m為一大格,柱距12.8m為一個控制單元,3條軌道不同步超出限值,即作相應的?；幚怼ＴO計滑輪組機構,在減小單繩牽拉力的同時,也減小3臺卷揚機牽拉力的差距。第六節(jié) 滑移單元的組成將16榀桁架分成4榀、5榀、5榀、2榀共4個滑移單元,由第15軸開始向第軸方向牽拉,14榀為第一單元,59榀為第二單元,1014榀為第三單元,1516榀為第四單元。第七節(jié) 滑移前準備工作滑移軌道安裝完成,并經砂紙打磨、均勻涂抹黃油。限位凹凸?jié)L輪已安裝完畢。牽拉系統已布設完成。卷揚機試機運轉無誤,控制開關正常使用。第八節(jié) 滑移1、試滑移:在拼裝平臺上進行第一單元2榀桁架的拼裝、焊接、檢測無誤后,落放在滑移軌道上。加裝前后支撐,且用口360X2008鋼管檁條連接支座及柱帽桿底座,形成剛性整體。布設牽拉系統?；魄跋葐泳頁P機分閘系統,拉緊鋼絲繩,經檢查確認元誤后,試滑移。為保證滑移同步,在3條滑移軌道上派專人觀測軌道的刻度標尺及水平偏差,并及時通知總控制臺?；埔粋€柱距即l2.8m,?；?在AE、EH軸柱帽桿間加裝鋼絲繩夾緊。繼續(xù)滑移一個柱距即12.8m,將柱帽桿底板用限位卡的方式在13軸柱頭準確定位確保之后桁架柱帽桿的拼裝質量。2、第一單元滑移:在拼裝平臺上進行第3榀桁架的拼裝、焊接、檢測,通過柱帽柱、檁條與前2榀桁架組成整體后落放在軌道上。拆除前2揣桁架的后支撐。在柱帽桿半圓球底座間加裝口3602008鋼管糠條連接,布設牽拉系統。將第3榀俯架滑移一個柱距,在軸處準確定位,讓出拼裝平臺。拼裝第4榀桁架,與前3榀俯架構成第一滑移單元,進行長距離滑移,每滑移2個柱距調整一次鋼絲繩、滑輪組,直至滑移到軸位置。除前支撐,將牽拉點調整至后三榀銜架柱帽桿底座板處,重新布設鋼絲繩、滑輪組。將第一滑移單元頂推到設計位置,準確無誤后按設計要求固定支座,割除軌道,安裝屋面板等。3、二、三單元滑移與第一單元基本相同。4、第四單元拼裝:第四單元即第15榀、16榀桁架在拼裝平臺上拼裝、焊接、檢測后，直接落放就位,其安裝偏差控制在允許范圍內后,固定支座,割除軌道,安裝屋板等。第九節(jié) 滑移過程結構應力監(jiān)控滑移是一個動態(tài)系統,滑移過程銜架的約束條件、荷載情況、力學模型與使用階段的設計約束條件、荷載情況、力學模型均有很大區(qū)別,其受力比較復雜,影響因素很多,而這些影響很難通過計算得到準確的結果。因此,非常有必要進行滑移過程桿件內力的連接監(jiān)控,以驗證滑移施工的合理性,并通過監(jiān)控防止滑移過程中一些復雜因素對結構產生破壞。選最具代表性的1012榀三榀桁架由軸12.8m的滑移單元作為測試對象,進行第l2榀桁架落放應力測試,以及第1l、l2榀桁架滑移過程的應力測試。在最具代表性的1012榀桁架60m跨的下弦桿、腹桿、柱帽桿、滑移軌道下弦及半圓球底座水平拉桿處布設24個測點,在測點中心的平臺上設l個測控臺。采用日本產TV08數據采集系統配彩色噴墨打印機,單向應變片若干。測試步驟:測點處貼好應變片,封膠固定,用電源線引向測試監(jiān)控臺,編號并接通數據采集系統。測試第12榀桁架落放后各測點的應力值,符合設計計算值后開始滑移。進行滑移全過程的應力監(jiān)控,計算機控制系統每30s自動采集一組數據,如發(fā)現應力值超過限定值,?；{整。從現場測試結果看,桁架在滑移過程中應力絕對值變化最大約占屈服強度設計值的13%左右,且滑移到位后桁架構件應力值恢復較好。第十節(jié) 滑移過程位移計算機監(jiān)控滑移過程是一個連續(xù)的運動過程,為了提高監(jiān)控精度,本工程采用計算機位移監(jiān)控系統進行了滑移全過程的位移、牽拉點同步、支座水平偏移的測量控制。在滑移單元的前方安置一個觀測臺,在牽掛點的附近設3個觀測點,觀測臺上安置l臺瑞士產萊卡TC2000全站儀,每個觀測點處安1個棱鏡。進行從開滑到停滑的全過程監(jiān)控,間隔30s掃描1次,測出3點的同步偏差，水平位移軌跡以及高程變化線,如發(fā)現觀測參數超過限定值,停滑調整。通過測試發(fā)現滑移過程的偏差均小于限定值。第八章 鋼結構測控技術第一節(jié) 桁架組裝測控技術激光控制點位的布置：根據土