大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法1.前言近年來鋼結(jié)構(gòu)建筑憑借其造價低、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。而拱形結(jié)構(gòu)因其大空間、造型新穎、美觀等特點，受到諸多建設(shè)單位的厚愛。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)拱落地長度較長，土建結(jié)構(gòu)為混凝土梁板時，主拱安裝宜采用分段安裝，由拱腳向上組裝，最后在頂部中間合龍。結(jié)合205.44米大跨度空間拱形鋼結(jié)構(gòu)的安裝進(jìn)行施工總結(jié)，形成了本工法。2.特點2.1 土建結(jié)構(gòu)為混凝土梁板，上部為箱形變截面鋼結(jié)構(gòu)主拱，主拱生根于四個拱腳基礎(chǔ)；2.2 在混凝土頂板上設(shè)置支撐塔架（同時作為操作平臺），混凝土頂板下局部設(shè)滿堂紅架體支

2、撐；2.3 采用分段吊裝、現(xiàn)場拼裝焊接。3.適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑工程中大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝工程。尤其適合土建主體結(jié)構(gòu)為混凝土框架梁板，上部為大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)的工程。4.工藝原理主拱安裝在能同時滿足設(shè)計分段要求和運輸要求的前提下，采用分段制作、運輸和安裝。為確保整體空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，主拱的安裝需穿插在其他結(jié)構(gòu)梁安裝的同時進(jìn)行，主拱的安裝順序是從四個主拱腳向上進(jìn)行安裝，最后在頂部中間合攏，主拱安裝的同時，及時進(jìn)行主拱和屋面拱之間的拉桿支撐的安裝。5.施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程建立測量控制網(wǎng)及測量控制 主拱支撐架體設(shè)計 主拱吊裝及安裝 卸荷 5.2操作要點大跨度鋼拱安裝同時涉

3、及分段及吊機的選擇、施工測量定位、支撐架體的設(shè)置、鋼拱的吊裝及安裝、卸荷等多種施工工藝，而鋼拱的吊裝及安裝是整個施工過程的關(guān)鍵。5.2.1建立測量控制網(wǎng)及測量控制1GPS點的交接及復(fù)核根據(jù)GPS點的成果，制定點位精度的復(fù)查，具體測量步驟：根據(jù)GPS點的布局，在施工區(qū)域邊布設(shè)二級控制網(wǎng)，按閉合導(dǎo)線的觀測方法，計算出導(dǎo)線精度，再根據(jù)計算出的點位精度，如果GPS點的成果符合施工要求即可使用，反之要對導(dǎo)線實行平差后才可使用；對水準(zhǔn)點的復(fù)查，采用國家二級水準(zhǔn)的要求進(jìn)行復(fù)查，在施工區(qū)域內(nèi)按施工需要布設(shè)若干固定的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，對布設(shè)的水準(zhǔn)點實行聯(lián)測。建立施工控制網(wǎng)（有軸線控制樁），形成統(tǒng)一布局（見圖5.2.1

4、）。圖5.2.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝測量控制網(wǎng)5.2.2施工中的測量控制1主拱跨度大，對于四個主拱與地面接觸點的控制精度要求相對高，在二級導(dǎo)線的基礎(chǔ)上用極坐標(biāo)法放樣出四個接觸點，建立一矩形導(dǎo)線閉合環(huán)，用距離、角度復(fù)核精度；2主拱為斜平面主拱，在測量控制上采用直角相交觀測法；3主拱采用分段安裝，在二級控制基礎(chǔ)上布置方格網(wǎng)，對桁架節(jié)點進(jìn)行控制，詳見圖5.2.2：圖5.2.2 主拱定位平面布置圖 4高程測量依據(jù)現(xiàn)場的已知水準(zhǔn)點，在施工場區(qū)內(nèi)測設(shè)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，水準(zhǔn)點的密度應(yīng)為100m左右一個，水準(zhǔn)路線構(gòu)成附和路線，以便校核，觀測精度要滿足四等水準(zhǔn)的要求，閉合差要小于=±20mm或=±60mm

5、。（L為線路長，以千米計；n為測站數(shù)。）5變形觀測在確認(rèn)施工安裝準(zhǔn)確后，以安裝監(jiān)測所測定的每個標(biāo)志點的實際坐標(biāo)和高程作為基準(zhǔn)值。以后每隔2周按安裝監(jiān)測時用同精度的觀測方法對標(biāo)志點進(jìn)行觀測，計算出坐標(biāo)和高程與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而確認(rèn)鋼架頂部的變形情況。直至建筑物封頂看不見標(biāo)志點后，變形觀測結(jié)束。5.2.3 主拱支撐架體設(shè)計1根據(jù)鋼拱結(jié)構(gòu)體系分折，并結(jié)合設(shè)計結(jié)構(gòu)的節(jié)點詳圖，首先安裝周邊的鋼柱及鋼柱間的連梁，然后安裝中間拱和屋面梁，在主拱未能形成三角形桁架之前，整個屋面鋼結(jié)構(gòu)的中間部分荷載全由中間拱來支撐，所以首先在中間拱下方設(shè)置支撐，并根據(jù)混凝土柱網(wǎng)間距在中間拱下方每個混凝土柱柱頂設(shè)置承重支撐架。

6、主拱為主要受力桿件及結(jié)構(gòu)體系的主支撐構(gòu)件，在分段吊裝時自重必須外加支撐體系來完成，所以在主拱的投影弧線上同樣根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱位置、間距等設(shè)置底部承重支撐。其位置盡量選在每兩橫軸中間附近，即在各撐桿與斜主拱相交點附近，主拱下各支承架設(shè)置在每兩軸中間，既能符合斜主拱承重定位拼裝要求，也滿足各撐桿的安裝施工。主拱下支撐固定詳見圖5.2.3-1。每個支承架搭設(shè)前，需首先安裝完畢該跨的屋梁，并將該處支承架上部臨時采用檁條將支承架與屋梁連接固定，必要時將支承架頂端用攬繩與屋梁上的檁托板拉牢，以確保支承架上部穩(wěn)定性，同時在支承架屋梁與樓面之間中部也用攬繩與樓面錨固板拉牢固定，攬繩上應(yīng)設(shè)有手拉葫蘆以便于調(diào)

7、節(jié)，并在支承架下部焊上ø48短鋼管，用腳手鋼管將支承架下部連結(jié)牢固，確保支承架體的整體穩(wěn)定性。2針對工程的結(jié)構(gòu)特點及施工順序和方法，同時結(jié)合現(xiàn)場的施工環(huán)境，合理選擇支撐架體的形式及規(guī)格。一般可采用格構(gòu)柱架體支撐，該格構(gòu)柱以6m為一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（見圖5.2.3-2），并可根據(jù)不同的主拱安裝形式，以及施工順序進(jìn)行支承架的布設(shè)，見圖5.2.3-3。鋼結(jié)構(gòu)主拱支撐架體設(shè)置平面圖及圖5.2.3-4鋼結(jié)構(gòu)支撐架體立面圖。圖5.2.3-1 主拱支撐架頂平臺及固定示意圖 圖5.2.3-2格構(gòu)柱節(jié)點圖5.2.3-3主拱支撐架體設(shè)置平面圖圖5.2.3-4支撐架體立面圖3.樓面上支承架不一定在混凝土梁上，為確

8、保將支承架上的荷載直接傳遞到混凝土梁上，在每個支承架下垂直于混凝土梁方向設(shè)置兩根200×200mm，長度不小于4m的工字鋼，每根工字鋼兩端均要搭在混凝土梁上方，以確?；炷亮菏芰?。對座落在地面上的支撐架,在現(xiàn)場根據(jù)施工需要進(jìn)行制作,并在支架位置澆筑2000×2000×200mm混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)配筋為12200雙層雙向網(wǎng)片,確保支架均勻受力，并在支承架四周設(shè)置鋼管樁，便于支承架的錨固。主拱支承架下支座見圖5.2.3-5、主拱支承架底部基礎(chǔ)圖見5.2.3-6。為確保樓板不受力，在樓板底部支撐塔架下局部設(shè)置滿堂紅架體支撐。圖5.2.3-5主拱支承架下支座詳圖圖5.2.3

9、-6主拱支承架底部基礎(chǔ)圖4.主拱與地面呈一定角度，定位控制難度較大，必需根據(jù)主拱傾斜角度，在兩個方向設(shè)置帶角度的定位支托，以使主拱的定位準(zhǔn)確，主拱定位支座見圖5.2.3-7：圖5.2.3-7主拱定位支座5.2.4主拱吊裝及安裝：1.分段及吊機的選擇根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，結(jié)合鋼構(gòu)件的總重量，進(jìn)行吊裝機械的選擇及分段數(shù)量。首先考慮吊裝機械的一般起重量，工作半徑，并結(jié)合鋼拱總重量，底部混凝土柱的柱距等，確定鋼拱分段數(shù)量及尺寸，根據(jù)單體重量最大時的起重參數(shù)，進(jìn)行吊機的選擇。2.安裝總體流程：1）首先進(jìn)行鋼柱及鋼柱之間的連梁安裝，具體如圖5.2.4-1流程圖一：2）為了使屋面結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的體系，所以對

10、兩端第二段中間拱進(jìn)行安裝，并進(jìn)行兩端屋面梁和鋼柱的拼裝安裝，同時對兩端屋面梁之間的連梁和水平剪刀支撐進(jìn)行安裝，具體如5.2.4-2流程圖二： 圖5.2.4-1流程圖一 圖 5.2.4-2流程圖二3）進(jìn)行下一段屋面結(jié)構(gòu)梁安裝，同時做好吊裝主拱梁的安裝準(zhǔn)備工作；具體如5.2.4-3流程圖三：4）進(jìn)行主拱梁的安裝，同時安裝相應(yīng)部位連梁，并在樓面上進(jìn)行鋼柱和屋面鋼梁的拼裝，具體如5.2.4-4流程圖四： 圖5.2.4-3流程圖三 圖5.2.4-4流程圖四5）依此類推進(jìn)行剩余主拱的安裝，詳見圖5.2.4-5流程圖五、圖5.2.4-6流程圖六、圖5.2.4-7流程圖七。 圖5.2.4-5流程圖五 圖5.2

11、.4-6流程圖六圖5.2.4-7流程圖七 6）進(jìn)行靠內(nèi)側(cè)主拱梁吊裝合龍，具體見圖5.2.4-8流程圖八：7）進(jìn)行靠外側(cè)屋面梁及鋼柱等安裝，并進(jìn)行靠外側(cè)主拱梁合龍詳見圖5.2.4-9流程圖九： 圖5.2.4-8流程圖八 圖5.2.4-9流程圖九5.2.5卸荷1總體思路 在卸荷前，整個鋼結(jié)構(gòu)荷載分別由鋼柱、支撐架及主拱承擔(dān)，卸載時支撐架上所承受的荷載逐漸過度到鋼柱和主拱上，最終形成穩(wěn)定的承載體系。卸載過程是使屋蓋系統(tǒng)緩慢協(xié)同空間受力的過程,此時整個屋蓋系統(tǒng)的內(nèi)力重新分布,并逐漸過度到設(shè)計狀態(tài)。在卸載時應(yīng)遵循“變形協(xié)調(diào)、卸載均衡”的原則,采用從中間向兩邊逐步卸荷的施工方案,先卸載中間拱的支撐架，卸完

12、后再進(jìn)行主拱的卸荷，兩榀主拱應(yīng)同時由中間向兩端進(jìn)行。2卸荷具體施工過程：1）在主拱下各支撐架的支撐點的H型鋼梁上設(shè)置型號為QL50的50噸螺旋千斤頂，支撐點上設(shè)置一個。2）在每個螺旋千斤頂?shù)捻敳坷?19的鋼管做套筒，再在鋼管的頂部做與拱架角度相同的支托做為臨時支撐。3）調(diào)節(jié)螺栓千斤頂?shù)母叨?，使支托支撐在拱架的底部，頂緊到位。4）在每根H型梁千斤頂?shù)穆湮惶幵O(shè)置鋼板卡碼，固定千斤頂，防止千斤頂在支撐H型鋼梁上滑落和失穩(wěn)，具體見圖5.2.5-1、5.2.5-2：圖5.2.5-1弦桿臨時支撐設(shè)置示意圖圖5.2.5-2弦桿臨時支撐落位示意圖5）待所有支撐點上的臨時千斤頂支撐到位、頂緊后，按照從中間到兩

13、邊的順序逐漸拆除原臨時的支撐，讓主拱逐步落位在千斤頂支托上。6.材料與設(shè)備本工法使用的材料主要有格構(gòu)柱架體、200×200mm工字鋼、鋼架管、鋼板卡碼、219的鋼管、舊橡膠輪胎等；主要采用的機具設(shè)備有：履帶吊機、汽車吊、千斤頂、手動葫蘆、全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼絲繩、安全繩、網(wǎng)、對講機等。7.質(zhì)量控制本工法施工質(zhì)量控制須嚴(yán)格按GB 50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范中相關(guān)驗收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。7.1勞動力組織到位，配備測量人員4名，負(fù)責(zé)安裝定位；電焊工20名，負(fù)責(zé)現(xiàn)場焊接拼裝；質(zhì)檢員2名，負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查。7.2現(xiàn)場的控制點和主控線在移交前，必須經(jīng)監(jiān)理等單位對現(xiàn)場的控制點和主控線進(jìn)

14、行復(fù)合并確認(rèn)。7.3主拱的控制點和主控線的設(shè)置完成后，同樣須經(jīng)相關(guān)單位進(jìn)行復(fù)合并確認(rèn)。7.4在主拱的安裝過程中，相關(guān)單位必須同時旁站監(jiān)控，以確保預(yù)埋件的安裝就位的準(zhǔn)確性。7.5吊裝第一段箱型梁時，以箱型底柱的垂直線為基礎(chǔ)進(jìn)行安裝、垂直度校正。垂直度調(diào)整好后，箱型梁接頭部位上、下，左、右進(jìn)行點焊，再復(fù)測箱型梁和箱型底柱的垂直度，確保無誤后，然后在箱型梁的兩端用鋼支撐把箱型梁撐住以保證箱型梁的穩(wěn)定性，最后再對對接坡口進(jìn)行全溶透焊接。在箱型梁標(biāo)高控制上，選用在每個支撐胎架的頂部安裝一只20T液壓千斤頂，以調(diào)節(jié)箱型梁的標(biāo)高，吊裝后面的箱型梁以同樣的方法進(jìn)行施工。兩根箱型梁安裝結(jié)束后，再安裝兩根鋼梁間的

15、支撐桿件，以確保箱型梁的穩(wěn)定性。7.6每吊裝完一段箱型梁，對其進(jìn)行測量、復(fù)核無誤后再進(jìn)行加固、焊接。7.7嚴(yán)格按照焊接工藝評定報告和建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ 81 2002。焊接前進(jìn)行坡口除銹、打磨。箱形梁施焊時，由于箱型梁截面大，焊接量比較大，焊接過程中為防止箱型梁變形，采用兩人對面同時焊接，然后再進(jìn)行上、下坡口焊接。對于拉桿與箱形梁焊接時，也應(yīng)由兩人由上至下對稱施焊。7.8設(shè)計要求全焊透的一級焊縫采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應(yīng)采用射線探傷，其內(nèi)部缺陷分級及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級法GB1135或鋼熔化焊對接接

16、頭射線照相和質(zhì)量分級GB3323的規(guī)定。要求一級焊縫100%探傷。7.9焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。每批同類構(gòu)件檢查10%，且不少于3件。7.10主拱安裝應(yīng)符合以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項 目允許偏差卸荷完成后最大下?lián)狭坑稍O(shè)計計算得出（本工程42mm）定位軸線L/20000，且不超過3mm箱性截面高度±2.0mm箱形截面寬度±2.0mm8. 安全措施8.1起重機的行駛道路，必須堅實可靠。起重機不得停置在斜坡上工作，也不允許起重機兩個履帶一高一低。8.2安裝時搭設(shè)穩(wěn)固可靠的臨時工作平臺。并嚴(yán)防高空墜落事故發(fā)生。8.3施工用電嚴(yán)格遵循用電規(guī)程，保證安全

17、用電。8.4焊接作業(yè)場地不得有易燃易爆物品。電焊機外殼必須接地良好，電源的拆裝應(yīng)由電工進(jìn)行，應(yīng)設(shè)單獨的開關(guān)。焊鉗和把線必須絕緣良好，連接牢固。8.5防止高處墜落，操作人員在進(jìn)行高處作業(yè)，必須正確使用安全帶。安全帶一般應(yīng)高掛低用，即將安全帶繩端掛在高的地方，而人在較低處操低。8.6安裝過程中遇大風(fēng)季節(jié)（6級以上），應(yīng)立即停止吊裝、焊接等其它施工項目。對已安裝結(jié)束還沒焊接的箱型梁，在遇到大風(fēng)時箱型梁兩端用落地鋼支撐撐住鋼梁，兩端再增設(shè)兩根攬風(fēng)繩以減少風(fēng)力對鋼梁的風(fēng)荷載。焊接前再對鋼梁的標(biāo)高、垂直度進(jìn)行測量，復(fù)測無誤后在進(jìn)行焊接。8.7在支架卸荷過程中，必須對主拱架的變形情況進(jìn)行全程跟蹤觀測，并做詳

18、細(xì)記錄，應(yīng)避免突變情況的產(chǎn)生。9.環(huán)保措施9.1嚴(yán)格控制人為噪音，進(jìn)入施工現(xiàn)場不得高聲叫喊、亂吹口哨、限制高音喇叭使用，最大限度的減少擾民。施工噪音遵守建筑施工場界噪聲限值（GB1252390）。9.2加強對施工現(xiàn)場粉塵、噪音、廢氣、廢水的監(jiān)控工作，及時采取措施消除粉塵、噪音、廢氣、廢水的污染。9.3保持施工機械的整潔。電纜、氣割帶、風(fēng)帶等沿施工臺架成束之下而上拉放。并應(yīng)捆扎牢固。10.效益分析主拱吊裝采用分段吊裝施工技術(shù)，施工較為方便，工序交叉影響少，保證了施工質(zhì)量，加快了施工速度，提高了工作效率，節(jié)省了人工開支，從而降低了工程造價。10.1節(jié)省人工費、機具租賃費、縮短工期帶來的效益縮短工期合計按33天計算。人工費節(jié)約：33天×90人×70元/天=元機具租賃費33天×20000元/天=元合計：86.79萬元。10.2社會效益本工法所涉及的內(nèi)容在不同程度上解決了目前國內(nèi)大跨度拱型鋼結(jié)構(gòu)安裝的空白，為目前國內(nèi)同類型鋼結(jié)構(gòu)的最長跨度，對安裝中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行較全面、細(xì)致的研究，實現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合