高級工程師論文

1、.申報論文（高 級）題目：大跨度雙層廊道型鋼桁架結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)單 位：北京城鄉(xiāng)中昊建設(shè)有限責(zé)任公司 姓 名：同平武課題方向：大跨度鋼桁架吊裝 2013 年 6 月 14 日摘 要本文介紹了大跨度雙層廊道型鋼桁架結(jié)構(gòu)受到現(xiàn)場條件狹窄的限制,不能采用整體吊裝,也缺少高空單件散裝拼裝的條件,最終選擇了采用預(yù)搭臺架,主桁架分段吊裝和次桁架散裝相結(jié)合以及千斤頂調(diào)整卸載的安裝技術(shù)方案,成功完成安裝工程的典型經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：大跨度 雙層廊道 鋼桁架 吊裝 安裝技術(shù)目 錄摘 要II緒 論1一、工程概況2二、吊裝方案的比較選擇2三、鋼桁架安裝方案41、搭設(shè)支撐塔架52、現(xiàn)場拼裝53、桁架吊裝6（1）、鋼柱吊裝。6（

2、2）、下弦鋼梁吊裝。6（3）、下弦鋼梁XXGL就位。7（4）、依次吊裝腹桿FG2。8（5）、依次吊裝中弦ZXGL。8（6）、依次吊裝腹桿FG1。9（7）、以此方法吊裝其余桁架構(gòu)件，整體結(jié)構(gòu)吊裝完成。9（8）、樓承板安裝。9（9）、屋面板安裝。10四、桁架的調(diào)整及卸載101、千斤頂?shù)倪x擇102、千斤頂?shù)闹гO(shè)和調(diào)整103、桁架卸載11五、現(xiàn)場焊接方案111、安裝焊接準(zhǔn)備工作11（1）、桁架焊接前工藝準(zhǔn)備11（2）、桁架焊接前材料準(zhǔn)備112、焊接方法的選擇113、焊接程序124、現(xiàn)場典型焊接節(jié)點應(yīng)力變形控制125、現(xiàn)場高空焊接的質(zhì)量控制14結(jié) 論15參考文獻(xiàn)16附 錄17桁架結(jié)構(gòu)臨時支撐胎架施工分析

3、17一 臨時支撐胎架工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)分析17二、臨時支撐胎架非工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)分析19.緒 論近年來鋼結(jié)構(gòu)建筑憑借其綜合造價低、大空間、抗震性能好等優(yōu)點迅速發(fā)展，尤其在公共建筑和大型場館等公用設(shè)施中得到廣泛應(yīng)用。而桁架結(jié)構(gòu)是一種由桿件通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的支撐橫梁結(jié)構(gòu)。由于在荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強(qiáng)度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度，故適用于較大跨度的承重結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)，因此大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架在屋架、廊道以及其他工程中的應(yīng)用非常廣泛。大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架的施工方法與建筑物的幾何尺寸、建筑材料、施工條件以及現(xiàn)場環(huán)境等因素有關(guān)，需要綜合考慮和

4、確定最終的施工方案。大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架的施工中常見的問題需要結(jié)合諸多因素進(jìn)行具體分析：大跨度桁架安裝同時涉及分段及吊機(jī)的選擇、施工測量定位、支撐架體的設(shè)置、桁架的吊裝及安裝、卸荷等多種施工工藝，而桁架的吊裝及安裝方法的選擇是整個施工過程的關(guān)鍵。本文所涉及的工程根據(jù)現(xiàn)場條件，經(jīng)過方案比較選擇，最終選取了高空拼裝，現(xiàn)場拼裝焊接的方案，既縮短了加工制作、運(yùn)輸周期，加快施工速度，也保證了工程質(zhì)量。所有可以作為成功案例加以推廣應(yīng)用。一、工程概況本工程為北京南苑某建筑工程局部，廊道桁架標(biāo)高26.8米37.00米，支座標(biāo)高26.80米，桁架最大跨度約29.00米，最大截面高度約9.85米，最大寬度8.50米，

5、樓承板標(biāo)高32.45米，樓承板由栓釘固定在桁架梁上。結(jié)構(gòu)采用鋼板焊接十字柱、H型鋼桁架梁柱、鋼管與焊接球作撐桿、滑動鉸支座及不滑動鉸支座、樓承板、屋面等組合而成。如圖1-1所示。 圖1-1 雙層廊道型鋼桁架結(jié)構(gòu)效果圖二、吊裝方案的比較選擇本工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝非常復(fù)雜，尤其是主桁架的吊裝，由于主桁架單榀長度較長、重量重，且外形尺寸較大，且受現(xiàn)場古樹的限制，吊裝難度極大，吊裝方案的優(yōu)劣直接影響到工程質(zhì)量、工期和安全。因此選擇經(jīng)濟(jì)可靠、快速并有可操作性的吊裝方案，選擇合適的吊裝機(jī)械，確定合理的吊裝順序，尤為重要，本工程主桁架擬采用整體吊裝或分段吊裝，次桁架采取高空散裝進(jìn)行安裝，下面是鋼結(jié)構(gòu)廊道幾種吊裝方

6、案的比較。方案一：桁架整體吊裝法采用300噸吊車作為主桁架吊裝設(shè)備，現(xiàn)場搭設(shè)地面拼裝平臺，桁架上下弦及豎向腹桿整體制作，將桁架組拼為整體進(jìn)行吊裝。其余腹桿散件采用50噸吊車依次高空拼裝架。方案二：桁架高空拼裝法采用80噸吊車作桁架吊裝設(shè)備，首先吊裝十字柱，下弦桁架梁可在地面拼裝為兩部分依次吊裝，并搭設(shè)高空作業(yè)承重平臺，頂部架設(shè)千斤頂用以支撐桁架并調(diào)整標(biāo)高及卸載。腹桿及散件在地面預(yù)拼后吊裝到桁架梁上。主要吊裝設(shè)備經(jīng)濟(jì)、技術(shù)對比表：項 目方案一方案二主要吊裝設(shè)備1臺300噸吊車1臺50噸吊車1臺80噸吊車輔助吊裝設(shè)備高空作業(yè)承重平臺1座輔助措施2組地面拼裝胎具2組地面拼裝胎具可行性可行，能很好的保

7、證安裝安全、質(zhì)量，縮短施工周期。施工場地及與土建方交叉施工需協(xié)商解決可行，能很好的保證安裝安全、質(zhì)量桁架高空施工量較大，措施量大，安裝周期較長。經(jīng)濟(jì)性每臺車臺班費(fèi)約3.5萬元，總費(fèi)用約10.5萬元每臺車臺班費(fèi)約0.6萬元，總費(fèi)用約6.0萬元從以上表格內(nèi)主要吊裝設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來看，二者主要吊裝設(shè)備的總費(fèi)用相差不大，而從技術(shù)角度看，方案二優(yōu)于方案一，故本方案選擇方案二，即采取80噸吊車作為主要吊裝設(shè)備的高空拼裝法。根據(jù)桁架的自身特點和現(xiàn)場情況，吊點距離吊車中心位置的距離在18米左右，最大起吊高度于標(biāo)高37.00米處，80噸吊車需伸出44.00米桿。吊裝設(shè)備站位及吊裝半徑示意圖如圖1-2所示。圖

8、1-2 80噸吊車站位平面圖三、鋼桁架安裝方案本工程主要鋼構(gòu)件為H型鋼梁、十字鋼柱、鋼管做腹桿、壓型金屬板等，桁架考慮使用80噸吊車散件安裝。鋼構(gòu)件拼裝本著就安裝作業(yè)點區(qū)域進(jìn)行拼裝，以減少構(gòu)件的二次倒運(yùn)。即：部分鋼梁、腹桿拼裝在施工現(xiàn)場安裝作業(yè)點處進(jìn)行拼接，其余散件在高空拼裝。1、搭設(shè)支撐塔架支撐塔架搭設(shè)在桁架正下方D軸位置上，規(guī)格為：8.50米6.00米搭設(shè)標(biāo)高26.50米，在塔架支撐面上植 化學(xué)栓固定塔架，塔架頂部鋪設(shè)施工平臺，如圖21所示。平臺上需配備墊塊、千斤頂?shù)容o助工具，以便于對桁架進(jìn)行調(diào)整、卸載。 圖2-1 支撐塔架示意圖2、現(xiàn)場拼裝在場地允許的情況下，盡量多的拼裝主桁架備用吊裝，

9、以節(jié)省吊裝設(shè)備的使用周期。如圖2-2 所示。圖2-2 桁架構(gòu)件拼裝示意圖3、桁架吊裝桁架吊裝前支撐架必須搭設(shè)完畢，平臺作業(yè)面、千斤頂?shù)炔荚O(shè)準(zhǔn)備完成后方可起吊。具體吊裝順序如下：（1）、鋼柱吊裝。鋼柱吊裝，如圖2-3所示。圖2-3 鋼柱吊裝示意圖（2）、下弦鋼梁吊裝。吊裝地面拼裝好的下弦鋼梁XXGL，如圖2-4 所示。圖2-4 XXGL吊裝示意圖（3）、下弦鋼梁XXGL就位。下弦鋼梁就位，如圖2-5 XXGL所示。圖2-5 XXGL就位示意圖（4）、依次吊裝腹桿FG2。腹桿FG2吊裝，如圖2-6所示。圖2-6 FG2吊裝示意圖（5）、依次吊裝中弦ZXGL。中弦鋼梁ZXGL吊裝，如圖2-7 所示。

10、圖2-7 ZXGL吊裝示意圖中弦鋼梁吊裝完畢后，對桁架進(jìn)行各項復(fù)測 、校正，避免安裝誤差積累。（6）、依次吊裝腹桿FG1。腹桿FG2吊裝，如圖2-8 所示。圖2-8 FG1吊裝示意圖（7）、以此方法吊裝其余桁架構(gòu)件，整體結(jié)構(gòu)吊裝完成。（8）、樓承板安裝。鋼結(jié)構(gòu)施工完畢，驗收合格后安裝樓承板, 按照排版圖紙在各層主次鋼梁上，標(biāo)注組合樓板位置線, 按照組合樓板位置線，鋪設(shè)各層樓面組合樓板。（9）、屋面板安裝。四、桁架的調(diào)整及卸載1、千斤頂?shù)倪x擇由于在施工過程中，千斤頂處于很大受力狀態(tài)，液壓千斤頂將出現(xiàn)回油現(xiàn)象，所以本工程選用螺旋千斤頂，根據(jù)施工受力分析可得，千斤頂規(guī)格不得小于15噸，且在同一位置設(shè)

11、置不得少于2個千斤頂。2、千斤頂?shù)闹гO(shè)和調(diào)整千斤頂布置在桁架下弦，在千斤頂上作出觀測標(biāo)記線或固定指針，便于在調(diào)整標(biāo)高時，操作人員用鋼尺觀測升降行程。如圖2-9所示。圖2-9 千斤頂支設(shè)位置示意圖3、桁架卸載根據(jù)桁架結(jié)構(gòu)施工分析可得，桁架的變形量僅為2.8mm，因此卸載時采用一次卸載到位的方式進(jìn)行。五、現(xiàn)場焊接方案1、安裝焊接準(zhǔn)備工作（1）、桁架焊接前工藝準(zhǔn)備桁架焊接前應(yīng)對工程中使用較多的或有代表性的接頭形式進(jìn)行工藝評定試驗，試驗結(jié)果應(yīng)達(dá)到設(shè)計和規(guī)定要求。（2）、桁架焊接前材料準(zhǔn)備采用的焊接材料和焊接設(shè)備技術(shù)條件應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，性能優(yōu)良。清渣、氣刨、焊條干燥和保溫等裝置應(yīng)齊全有效。2、焊接方法的

12、選擇1）、手工電弧焊手工電弧焊主要用于定位焊接、打底焊接、支座與埋件焊接和一些焊接工作量小,CO2氣體保護(hù)焊接難于施工的位置；針對仰焊位置，宜采用手工電弧焊。2）、 CO2氣體保護(hù)焊現(xiàn)場所有弦桿對接、腹桿與弦桿、坡口焊縫全部采用CO2氣體保護(hù)焊，對于焊接量大容易施工的位置均采用CO2氣體保護(hù)焊。3、焊接程序焊前檢查裝焊墊板、襯管定位焊焊接檢驗填寫作業(yè)記錄表。4、現(xiàn)場典型焊接節(jié)點應(yīng)力變形控制對接焊如圖5-1，管球焊接方向順序如圖5-2。圖5-1 對接示意圖圖5-2 管球?qū)禹樞蚴疽鈭D （1）、先在仰焊位置由A、B焊工分別立向上或向左、右方向焊接，焊接時要求基本同步。 （2）、 A、B焊工第一道焊

13、接完畢，進(jìn)行打磨修整后繼續(xù)第二道焊接。 （3）、每兩層之間的焊道接頭應(yīng)相互錯開，兩名焊工焊接的焊道接頭也要注意每層錯開，每道焊完要清除焊渣和飛濺，如有焊瘤和焊接缺陷要鏟磨清理后再焊，焊接過程中要注意檢測和保持層間溫度。（4）、焊接工藝參數(shù)見下表 手工焊焊接工藝焊條直徑焊接姿勢焊接工藝參數(shù)焊接電流（A）電壓（v）3.2mm仰焊立焊俯焊80-100100-130120-15024-264.0mm110-130120-160150-18024-26CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝焊絲直徑（mm）焊接姿勢焊接參數(shù)氣體流量（L/min）電流（A）電壓（V）速度（mm/min）1.2仰焊200-23024-301

14、50-50020-80立焊220-26026-34150-5005、現(xiàn)場高空焊接的質(zhì)量控制（1）、焊接作業(yè)區(qū) 風(fēng)速當(dāng)手工電弧焊超過8m/s、氣體保護(hù)電弧焊及藥芯焊絲電弧焊超過2m/s時，應(yīng)設(shè)防風(fēng)棚或采取其它防風(fēng)措施。（2）、焊接作業(yè)區(qū)的相對濕度不得大于90%。（3）、當(dāng)焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時，應(yīng)采取加熱去濕除潮措施。（4）、焊接作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度低于0時，并由焊接技術(shù)責(zé)任人員指定出作業(yè)方案經(jīng)認(rèn)可后方可實施（5）、焊接作業(yè)區(qū)環(huán)境超出上述規(guī)定但必須焊接時應(yīng)對焊接作業(yè)區(qū)設(shè)置防護(hù)棚并制訂出具體方案，報監(jiān)理工程師確認(rèn)后方可實施。（6）、定位焊必須由持相應(yīng)合格證的焊工施焊，所用焊接材料應(yīng)于正式施焊相當(dāng)。定

15、位焊預(yù)熱溫度應(yīng)高于正式施焊的預(yù)熱溫度。當(dāng)定位焊焊縫上有氣孔或裂紋時必須清除后重焊。（7）、面缺陷超過相應(yīng)的質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)時，對氣孔、夾渣、焊瘤、余高過大等缺陷應(yīng)用砂輪打磨、鏟鑿、鉆、銑等方法去除，必要時進(jìn)行焊補(bǔ)；對焊縫尺寸不足、咬邊、弧坑未添滿等缺陷進(jìn)行焊補(bǔ)。（8）、經(jīng)無損檢測確定焊縫內(nèi)部存在超標(biāo)缺陷時進(jìn)行返修，返修應(yīng)符合和保持層間溫度。結(jié) 論通過實踐證明了整個安裝方案的科學(xué)性、合理性，尤其在安裝定位與塔架支撐及卸荷方面，完全與設(shè)計計算相吻合，卸荷后主拱下?lián)狭糠显O(shè)計要求，其在安全性和實用性方面均得到了有力的證明。大跨度水平鋼結(jié)構(gòu)的吊裝安裝,經(jīng)常會遇到安裝條件受限制的情況, 尤其像該工程廊道桁架整體長度較大、重量大，必須達(dá)到技術(shù)上和安全上切實可靠可行，質(zhì)量上有保證，所以吊裝方法、安裝方法以及現(xiàn)場焊接方法的選擇就顯得非常重要。參考文獻(xiàn) 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50205-20012 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50017-20033 碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/700-20064 直縫電焊鋼管 GB/T13793-20085 結(jié)構(gòu)用無縫鋼管 GB8162-19996 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差 GB/T17395-20087 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 GB1591-2008附 錄 桁架結(jié)構(gòu)臨時支撐胎架施工分析根據(jù)鋼桁架安裝方案，鋼桁架下弦現(xiàn)場對接位置設(shè)置臨時支撐