大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)胎架滑移工法.doc

大 跨 度 屋 蓋 鋼 結(jié) 構(gòu) 胎 架 滑 移 工 法申報(bào)資料 中建三局鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝工程公司 深圳建升和鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝工程有限公司大 跨 度 屋 蓋 鋼 結(jié) 構(gòu) 胎 架 滑 移 工 法一、前言 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛，大跨度空間結(jié)構(gòu)蓬勃發(fā)展，建筑師的設(shè)計(jì)越來越大膽，表現(xiàn)在：跨度越來越大，造型越來越新穎、別致，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。同時(shí)現(xiàn)代人生活節(jié)奏增快，市場(chǎng)條件瞬息萬變，導(dǎo)致業(yè)主對(duì)工期的要求也越來越高。傳統(tǒng)的施工工藝已無法滿足施工的需要，各施工單位采取各種手段進(jìn)行施工改革：增加大型機(jī)具設(shè)備，改革管理體制，增加勞動(dòng)力及勞動(dòng)時(shí)間，但所有這些方案都無法使施工條件得到根本上改變。于是施工工藝上的變革成為必然，滑移、整體提升、架橋接裝等以往用于橋梁、構(gòu)筑物建造的工藝開始應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)的施工中，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。深圳建升和鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝工程有限公司近年來不斷的在這些工藝的基本思路上，結(jié)合了工程本身的特點(diǎn)推陳出新。99年通過分段高空組裝、分片桁架滑移工藝成功安裝了深圳機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建航站樓并獲得了國(guó)家級(jí)工法后，又分別于99年和2002年采用胎架滑移工藝和曲線整體滑移工藝成功施工了沈陽桃仙機(jī)場(chǎng)航站樓和廣州新白云機(jī)場(chǎng)航站樓，總結(jié)了一整套關(guān)于不同施工條件下滑移施工的思路和方法。本胎架滑移工法就是以桃仙機(jī)場(chǎng)為藍(lán)本制作的。二、工藝特點(diǎn)21大跨度桁架體系直接就位在設(shè)計(jì)位置，支座安裝精度易于保證。22行走式塔吊和胎架沿同一方向同步退吊。整個(gè)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)吊裝僅由兩臺(tái)以下行走式塔吊和一組胎架即可完成。 23可充分利用桁架下部的樓面或地面結(jié)構(gòu)，降低了結(jié)構(gòu)的安裝高度，同時(shí)不需要大量的腳手架及腳手架搭拆人員，降低了設(shè)備投入成本。 24采用該工藝使屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、組對(duì)、焊接、測(cè)量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重復(fù)進(jìn)行，即可提高屋蓋的安裝質(zhì)量、改善施工操作條件，又可以增加施工過程中的安全性。三、適用范圍本工法適用于復(fù)雜支承條件的大跨度單跨、多跨空間桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，最適用于跨度不超過兩個(gè)行走式塔吊臂長(zhǎng)之和、多榀桁架相同、單榀桁架重量大、支座情況較為復(fù)雜的空間桁架、網(wǎng)架體系。四、工藝原理大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)胎架滑移工法概括起來是：結(jié)構(gòu)直接就位在設(shè)計(jì)位置，垂直起重設(shè)備和胎架沿屋蓋結(jié)構(gòu)組裝方向單向移動(dòng)，通過滑移胎架和行走吊機(jī)完成屋蓋結(jié)構(gòu)的安裝。將屋蓋鋼結(jié)構(gòu)按照榀數(shù)和網(wǎng)格數(shù)分成若干單元，單元可在胎架移走后形成穩(wěn)定的受力體系，在滿足此條件下盡量減少每單元桁架及網(wǎng)格數(shù)，但不得少于兩榀桁架或兩個(gè)網(wǎng)格；各單元按照吊車的起重能力又分為若干段。沿桁架垂直方向設(shè)置行走式塔吊和胎架滑移的軌道。根據(jù)單元的劃分制作滿足所有單元組裝的可搭拆胎架，胎架需要連接成一個(gè)整體，通過卷揚(yáng)機(jī)牽拉將胎架移動(dòng)到屋蓋單元的設(shè)計(jì)位置。吊機(jī)行走至組裝單元就近位置，順次將需要的分段吊裝至滑移胎架上，拼裝焊接成單元后，拆除滑移胎架支撐，將組裝單元直接落放在設(shè)計(jì)支座位置。以卷揚(yáng)機(jī)為動(dòng)力源，通過滑輪組將胎架沿軌道空載滑移至下一組裝單元位置，通過調(diào)節(jié)、修改形成下一單元的組裝胎架，與樓面或地面做臨時(shí)固定。塔吊行走至本組裝單元就近位置拉點(diǎn)處牽拉進(jìn)行等標(biāo)高滑移，待滑移單元滑移到設(shè)計(jì)位置后，拆除滑移軌道，固定支座。如此逐單元拼裝，分片滑移，直至完成整個(gè)屋蓋的施工。概括起來該工法為：高空分片組裝、單元整體滑移、累積就位的施工工藝。五、工藝流程滑軌布置牽拉機(jī)具準(zhǔn)備滑 移 胎 架 安 裝吊 機(jī) 準(zhǔn) 備結(jié)構(gòu)單元分段吊裝結(jié)構(gòu)單元脫離滑移胎架滑移胎架至下一結(jié)構(gòu)單元拼裝位置倒運(yùn)滑軌系統(tǒng)修改胎架滿足該單元結(jié)構(gòu)拼裝吊裝兩個(gè)單元間結(jié)構(gòu)吊機(jī)退移至下一單元就近位置吊裝上一單元屋面板等拆除軌道及胎架拆除塔吊及收尾測(cè)量、校正安裝、螺栓連接、焊接滑移工作流程圖六 、施工要點(diǎn)61 滑移胎架的設(shè)計(jì)、制作、安裝及穩(wěn)定性控制611滑移胎架豎向支撐體系可采用格構(gòu)式型鋼柱、桁架體系，也可采用普通鋼管腳手架，胎架及鋼格構(gòu)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。經(jīng)計(jì)算可承擔(dān)自重、拼裝桁架傳來荷載及其他施工荷載，并在滑移時(shí)不產(chǎn)生過大的變形。612胎架設(shè)計(jì)需要易于搭拆，必要時(shí)根據(jù)高度作成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，可通用。613胎架的下部底盤需要用型鋼或鋼管作成，整體胎架固定在鋪設(shè)于樓面的型鋼格構(gòu)架上剛度滿足胎架空載滑移的需要，底盤下部設(shè)有滾輪可在樓面、地面布置的軌道上滾動(dòng)滑移。詳見圖。614滑移胎架可在每一個(gè)連接上部結(jié)構(gòu)拼接點(diǎn)處單獨(dú)設(shè)置，也可通過通過過渡胎架及橫桿連成整體。615 滑移胎架的胎架的頂部平臺(tái)既可作為支撐平臺(tái)，同時(shí)可兼做操作平臺(tái)，面積根據(jù)操作空間定。62滑移軌道的設(shè)計(jì)、鋪設(shè)和倒運(yùn)621滑移軌道沿屋蓋結(jié)構(gòu)下部的樓面（地面）通長(zhǎng)設(shè)置。但因?yàn)榛壙傻惯\(yùn)，使用時(shí)只需要同時(shí)鋪設(shè)滿足三個(gè)單元安裝的滑軌長(zhǎng)度。材料按三個(gè)結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度準(zhǔn)備。622根據(jù)上部荷載和樓面（地面）承載力確定樓面（地面）是否需要加固處理。胎架滑移軌道盡量設(shè)計(jì)在下部有梁的位置，避免直接鋪設(shè)于樓板上。623滑移軌道采用普通鐵軌，選型根據(jù)上部荷載確定。624為了緩沖摩擦力對(duì)下部結(jié)構(gòu)的影響，可在滑軌下部鋪設(shè)枕木，枕木的間距根據(jù)滑移荷載和鐵軌選型計(jì)算確定。6. 3多頭牽拉同步控制 在本工工法的滑移方案中采用二臺(tái)以上卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的牽拉軸線處同時(shí)牽拉的牽拉系統(tǒng)，如因牽拉支座處摩阻力及牽拉力不同影響滑移同步，施工就應(yīng)采取相應(yīng)的措施來保證滑移同步。631采用二臺(tái)以上改裝卷揚(yáng)機(jī)，設(shè)計(jì)專用的控制柜，多臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)既可以同時(shí)啟動(dòng)，又可以單獨(dú)工作糾偏。632 在滑移軌道上設(shè)置刻度標(biāo)尺。每5cm一格，1m為一大區(qū)格，各柱間為一個(gè)控制單元，多條軌道上同時(shí)向卷揚(yáng)機(jī)控制總臺(tái)報(bào)數(shù)，如不同步值超出限值，即可作相應(yīng)的?；幚?。633合理設(shè)計(jì)滑輪組機(jī)構(gòu)，在減小單繩牽拉力的同時(shí)，盡量減小各臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽拉力的差距。64變形觀測(cè)641結(jié)構(gòu)下?lián)献冃斡^測(cè)在每榀桁架組裝完畢之后，對(duì)所有觀測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行第一次標(biāo)高觀測(cè)，并做好詳細(xì)記錄，待主桁架脫離承重架之后，再進(jìn)行第二次標(biāo)高觀測(cè)，并與第一次觀測(cè)記錄相比較，測(cè)定主桁架的變形情況。642承重胎架沉降變形觀測(cè)由于主桁架靜荷載及腳手架自重影響，組裝胎架將出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象，需在主桁架標(biāo)高控制時(shí)作相應(yīng)的調(diào)節(jié)對(duì)策.即根據(jù)胎架的沉降報(bào)告相應(yīng)的進(jìn)形標(biāo)高補(bǔ)償,以保證主桁架空間位置的準(zhǔn)確性.643組裝胎架傾斜變形觀測(cè):為保證測(cè)量平臺(tái)上所測(cè)放中心線，控制節(jié)點(diǎn)在水平位置上的準(zhǔn)確性，每次單元組裝滑移完畢之后，需通過激光鉛直儀將樓地面已經(jīng)做好永久標(biāo)記的激光控制點(diǎn)垂直投測(cè)到測(cè)量操作平臺(tái)上。建立新的單元組裝測(cè)控體系，并用全站儀進(jìn)行角度和距離閉合。65計(jì)算與分析651結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析根據(jù)結(jié)構(gòu)單元的劃分進(jìn)行單元結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析， 分析組裝、拆除滑移胎架前后、連接結(jié)構(gòu)完成前后的單元受力，必要時(shí)增加臨時(shí)支撐體系以增加其穩(wěn)定性。662胎架的承載力計(jì)算根據(jù)施工方案的要求單元拼裝胎架需要承擔(dān)桁架荷載、施工臨時(shí)活荷載及腳手架胎架自重?；茣r(shí)還需要根據(jù)滑移速度進(jìn)行慣性力和風(fēng)荷載的計(jì)算。以此為根據(jù)進(jìn)行胎架構(gòu)件設(shè)計(jì)、滑移軌道布設(shè)、底盤設(shè)計(jì)和牽引設(shè)備布置。653樓面承載力驗(yàn)算：以設(shè)計(jì)要求樓面允許活荷載為極限荷載，如胎架傳至樓面荷載超過此極限，需要對(duì)樓面進(jìn)行加固。加固可采用鋼管支撐，鋼管布置及選型根據(jù)計(jì)算定。七、主要機(jī)具、設(shè)備 行走式塔吊或履帶吊：一臺(tái)或兩臺(tái) 卷揚(yáng)機(jī)：改裝 單門滑輪：2T，5T，10T 雙門滑輪：2T，5T，10T 螺旋千斤頂：10T，30T 倒鏈：2T，5T，10T拼裝胎架腳手架鋼管及連接件：至少可拼裝二榀桁架或二個(gè)網(wǎng)格的網(wǎng)架。八、勞動(dòng)力配備勞動(dòng)力需要根據(jù)工程的用鋼量、面積、結(jié)構(gòu)規(guī)模和允許展開的作業(yè)面，下表為工程量為2000t左右的勞動(dòng)力需求建議：序 號(hào)類 別單 位數(shù) 量1管理人員人152鉚 工人304電焊工人105架子工人156油漆工人127電 工人38測(cè)量工人49探 傷人210機(jī)操工人611起重工人1012普工人33合 計(jì)人140九、質(zhì)量控制91滑移過程的質(zhì)量控制911控制卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速，保持滑移速度在30cm/min以下，盡量減小動(dòng)態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。912同步控制及水平偏差控制 各滑移支座軸線偏移 控制目標(biāo)時(shí) 發(fā)出警告 計(jì)算極限偏移量時(shí) 停滑 各軸線支座間不同步 50mm 時(shí) 不間斷修正 100mm 時(shí) ?；?胎架滑移時(shí)，滑移單元到位前應(yīng)采取限位措施，限位精度控制在10mm以內(nèi)。92結(jié)構(gòu)單元拼裝精度控制結(jié)構(gòu)單元安裝允許偏差序分項(xiàng)允許偏差（mm）1主架支座中心偏移L/3000 且302相臨支座高差L1/900 且303支座最大高差304主架縱向、橫向長(zhǎng)度L/2000 且305單元間距L/20006跨中垂直度H/250 7桿件彎曲矢高L2/1000 9跨中下?lián)螸/2509 3結(jié)構(gòu)單元的穩(wěn)定控制在胎架滑移施工時(shí)，胎架需要重復(fù)使用，因而在屋蓋未形成整體結(jié)構(gòu)，就將胎架撤離結(jié)構(gòu)單元，尤其是開始施工時(shí)的第一個(gè)單元，結(jié)構(gòu)單元往往穩(wěn)定行不足，需要加強(qiáng)控制。931進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐帧?32將單元結(jié)構(gòu)桁架及網(wǎng)格間所有結(jié)構(gòu)連接件全部連接好，支座按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行固定好后，方可將滑移胎架滑走。933如結(jié)構(gòu)單元無法滿足穩(wěn)定要求，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行加固。934安裝第一個(gè)單元時(shí)，在結(jié)構(gòu)單元兩側(cè)（剛度較弱方向）增加數(shù)道纜風(fēng)，以增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和抗風(fēng)能力。必要934必要時(shí)需要對(duì)薄弱結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試：通過計(jì)算分析選擇主要受力構(gòu)件、焊接節(jié)點(diǎn)、臨時(shí)加固構(gòu)件、臨時(shí)支撐構(gòu)件作為測(cè)試對(duì)象，進(jìn)行焊接、支座安裝、胎架支撐拆除前后過程的應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試。以控制胎架滑移后未形成整體屋蓋局部結(jié)構(gòu)單元是否滿足受力要求。應(yīng)力測(cè)試采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配備打印機(jī)，測(cè)點(diǎn)編號(hào)并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接好，進(jìn)行滑移全過程的應(yīng)力監(jiān)控，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)每30秒鐘自動(dòng)采集一組數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)力值有超過限定值的，通報(bào)指揮臺(tái)，采取相應(yīng)措施，選各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力較大、較小及突變數(shù)據(jù)組打印。十、 安全注意事項(xiàng)因本工法有高空作業(yè)，大噸位、大體積構(gòu)件運(yùn)動(dòng)作業(yè)的特點(diǎn)，因此施工中除嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及地方有關(guān)安全操作規(guī)程外，還應(yīng)認(rèn)真?zhèn)€貫徹執(zhí)行下列特殊的安全保證措施：101組裝胎架是本工法實(shí)施的主要場(chǎng)所之一，滑移單元的組裝、焊接、測(cè)量、油漆均在胎架上完成。因此，拼裝胎架應(yīng)連成整體，使其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均可滿足施工操作及安全需要，各胎架間鋪設(shè)走道板，胎架及走道板下滿鋪安全網(wǎng)。 102 胎架滑移前，應(yīng)認(rèn)真檢查各部位，以防局部產(chǎn)生障礙，影響結(jié)構(gòu)和胎架滑移，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大內(nèi)力和造成人員傷亡。103 滑移時(shí)應(yīng)派專人對(duì)滑移過程的軌道、滑移單元的變形，滑移單元的水平偏移，各牽拉點(diǎn)的同步偏差進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。104鋼結(jié)構(gòu)是良好導(dǎo)電體，四周應(yīng)接地良好，施工用的電源線必須是膠皮電纜線，所有電動(dòng)設(shè)備應(yīng)裝漏電保護(hù)開關(guān)，嚴(yán)格遵守安全用電操作規(guī)程。105滑移過程中如遇臺(tái)風(fēng)、大雨等惡劣氣候影響時(shí)，應(yīng)中斷滑移，將支座點(diǎn)鎖固在最近的柱頂。十一、工程實(shí)例及效益分析 沈陽桃仙機(jī)場(chǎng)航站樓擴(kuò)建之主航樓鋼屋蓋大跨度曲線空間桁架安裝，采用了塔吊退吊，胎架滑移工藝，現(xiàn)工程已順利完工，由于采用了該胎架滑移方案使本工程無論在經(jīng)濟(jì)效益、提高技術(shù)水平，還是在縮短工期等諸方面都取得了明顯的效果。1、 可將總長(zhǎng)96.4m桁架安裝速度提高到