某展覽中心大型鋼結構安裝方案桁架龍門架提升

目錄第一部分安裝方案一、工程概況………2二、工程特點………2三、鋼構件布置…………2四、安裝整體思路…………………4五、構件單重明細…………………4六、塔架組成………6七、主桁架拼裝……………………8八、鋼構件吊裝……………………10第二部分計算分析一、概述……………15二、結構在原始荷載下內力………15三、起重機數(shù)據(jù)……………………17四、起重機在樓面行走計算………20五、起重機在樓面起吊計算………24六、龍門架計算……………………28七、龍門架在樓面起吊計算………32八、結論……………36第一部分安裝方案一、工程概況××××××會展中心—展覽中心位于××××××××市××區(qū)，本工程是××市××區(qū)政府的一號工程，本工程鋼結構總重量約為14000t，總建筑面積約為112115.7m2。二、工程特點本工程主體為混凝土框架結構，鋼結構為主體分部工程的子分部工程，分布在本工程四個場館的頂層。鋼結構分布位置廣，桁架跨度大、結構形式截面形式復雜多樣，單個構件自重大，最重接近38噸；主桁架構件長，水平距離為86m，導致加工廠制作后運輸困難，故采用分段制作運輸方法，這樣就帶來鋼結構安裝時，施工現(xiàn)場拼接節(jié)點多；安裝高度高，最大安裝高度51.000m，由于一層為砼結構，且一層有樓面，砼結構設計時未考慮大噸位吊車上樓面作業(yè)的施工荷載，故展館主桁架安裝時采用龍門架提升的方法。三、鋼構件布置1、平面布置圖2、剖面圖3、側立面圖：四、安裝整體思路安裝方向由南往北，由里往外裝。第一步先將鑄鋼件安裝好；第二步利用25噸的吊車將主桁架的胎架搭設固定好，胎架搭設時得考慮龍門架的搭設位置；第三步利用25噸的吊車將龍門架在主桁架的安裝位置搭設固定好，龍門架搭設時得考慮主桁架的提升；第四步仍利用25噸的吊車將分段主桁架吊放于胎架上，進行整體拼裝；第五步利用龍門架提升整體主桁架，用25噸吊車起吊斜柱；第六步用25噸吊車依次吊裝次桁架、邊梁、抗風桁架、聯(lián)系桁架等。五、構件單重明細構件號主規(guī)格單重KG備注CHJ61[]180*8849.22KFHJ1[]250*2000*82501.95KFHJ2[]250*2000*81700.93LXHJ4[]200*1550*8606.04LXHJ2[]200*1550*8564.32LXHJ3[]200*1550*8204.80LXHJ7[]200*1550*8831.82LXHJ6[]200*1550*8739.78XZ11PD450*1442427.43XZ12PD450*1442442.49XZ21PD450*1442468.14XZ22PD450*1442483.19XZ41PD450*1442426.02XZ42PD450*1442275.78XZ31PD450*1441555.70XZ51PD250*100274.64XZ52PD250*100274.64ZHJ2[]200*10027457.866主桁架分成四段，單單體最重8.90噸ZHJ1[]200*10012568.100ZHJ1a[]200*10012568.100KFHJ3[]250*2000*82562.62KFHJ3a[]250*2000*82562.62kFHJ9[]250*2000*81809.33kFHJ9a[]250*2000*81809.33kFHJ4[]250*2000*82656.84kFHJ4a[]250*2000*82656.84kFHJ5[]250*2000*82595.93kFHJ6[]250*2000*82507.27KFHJ7[]250*2000*82330.87KFHJ8[]250*2000*82099.48KFHJ8a[]250*2000*82099.48六、塔架組成標準支撐架以3m為一標準節(jié)，橫截面為2m×1.5m的斷面。用φ150/115*6無縫鋼管、80*6角鋼組成。塔架底座采用200*200*8*10及200*200*8*12的H型鋼，吊裝使用時以兩個塔架為一組龍門架，上端用500*300*8*12的H型鋼連接，中間安裝20噸手拉葫蘆。兩組塔架之間的距離七、主桁架拼裝鋼構件由工廠下料，切相貫口、坡口、組對、焊接、噴漆、構件標識（打鋼印）、報檢合格后發(fā)運到現(xiàn)場進行整體拼裝。1、拼裝場地：BC館12m標高處有樓面，故在樓面上鋪設拼裝胎架。鋪設胎架時需考慮主桁架拼裝時標高高的一端靠近2-A1軸，低的一端延伸到館外拼裝。胎架鋪設由南向北布置。拼裝場地準備地樣描點劃線拼裝場地準備地樣描點劃線拼裝胎架、焊接地樣報檢胎架報檢桁架下料，拉彎待拼裝報檢合格桁架胎架整體拼裝整體提升前準備焊接報檢合格3、ZHJ-1、-1a、-2放樣坐標點及尺寸大樣4、ZHJ-1-1a、-2桁架預拼平面胎架尺寸標注5、ZHJ-1-1a、-2桁架預拼平面組拼尺寸大樣6、ZHJ-1-1a、-2桁架整體預拼胎架立面尺寸大樣7、ZHJ-1-1a、-2桁架整體預拼胎架示意8、ZHJ-1-1a、-2桁架整體預拼立面八、鋼構件吊裝1、吊裝設備龍門架兩組，一組高度24m，重6.2T，另一組高度18m，重4.5T；20T倒鏈兩臺，主要吊裝ZHJ2，兩組龍門架是用28節(jié)標準節(jié)組裝而成；25T吊機兩臺，負責吊裝斜柱、ZHJ1、鑄鋼件、次桁架、抗風桁架等自重較輕的構件。ZHJ2在標高12m樓層上按軸線間距拼裝到位，龍門架在吊裝前，上端用倒鏈和攬風繩拉好，下腳拉在鑄鋼件底部，檢查安全可靠后，方可起吊。2、吊裝順序：以軸線為單元，每個單元構件吊裝如下鑄鋼件安裝完成→ZHJ-2提升到預裝位置→斜柱吊裝→ZHJ-2安裝→檢測、校正→斜柱安裝→次梁安裝→ZHJ-1安裝→中間次梁安裝→檢測、校正→下個單元3、具體步驟先用25噸吊車將鑄鋼件吊裝就位，檢查無誤后焊接固定完成；用龍門架把ZHJ-2提升到預裝位置；用25T吊機起吊兩側斜柱，將ZHJ與斜柱銷軸連接好，斜柱與鑄鋼件臨時固定，進行測量檢查ZHJ-2軸線、標高、垂直度都符合設計要求，無誤后進行斜柱與鑄鋼件的焊接固定。安裝完成后，進行次桁架及抗風桁架的吊裝，次桁架及抗風吊裝就位、臨時支撐牢固后，用兩臺吊機起吊ZHJ1，ZHJ1提升到預定位置后，與次桁及抗風桁架進行臨時固定，測量檢查ZHJ1、相應的次桁架及抗風桁架的軸線、標高、垂直度都符合設計要求后，無誤后進行ZHJ1與次桁架及抗風桁架間焊接固定，待焊接固定好后，吊機方可松鉤。4、焊接鋼結構焊接須符合《建筑鋼結構焊接規(guī)程》（JGJ81—2002）的規(guī)定。（1）、焊接材料應符合標準和要求并附有質量保證書，入庫前應對焊接材料進行檢查；如規(guī)范有要求或有疑義，應按要求進行復驗。（2）、焊接材料根據(jù)材質、種類、規(guī)格分類堆放在干燥室，焊條不得有銹蝕、破損、臟物，焊絲不得有銹蝕、油污，焊劑不得混有雜物。（3）、焊工應按工程要求領取合格的焊材，領取的焊條置于保溫筒中，隨用隨取。（4）、焊接材料在使用前應按材料說明書規(guī)定的溫度和時間要求進行烘焙和儲存，可按國家要求執(zhí)行：（5）、焊條烘干后應放置于110～120℃的保溫箱中存放、待用；使用時應置于保溫筒中隨用隨??；烘干后的低氫焊條在大氣中放置時間超過4小時應重新烘干；焊條重復烘干次數(shù)不宜超過2次。（6）、在正式焊接施工，應根據(jù)《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81-2002的規(guī)定，新做焊接工藝評定試驗或者使用已有的焊接工藝評定報告做覆蓋。（7）、施焊前，對焊工進行培訓，培訓合格準許上崗，否則禁止焊接，焊工應檢查焊接部位的組裝情況和表面清理的質量，如不符合要求，應修正合格后方能施焊；（8）、嚴禁在焊接區(qū)以外的母材上打弧、熄弧，焊縫區(qū)外的斑痕應通過磨光完全清除，并在需要時按焊接工藝對其進行修補；（9）、多層和多道焊時，應嚴格清除焊道或焊道間的焊渣、夾渣、氧化物等，清理可采用砂輪、鑿子及鋼絲刷等工具進行；（10）、從接頭兩側進行的全焊透焊接，在反面開始焊接之前，采用適當?shù)姆椒ǎㄌ寂?、鑿子等）清理根部至正面完整焊縫金屬為止，清理部分的深度不得大于該部分的寬度；（11）、每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不應超過焊道表面的寬度；（12）、焊縫應連續(xù)施焊，一次完成。焊完每一道焊縫后及時清理，發(fā)現(xiàn)缺陷必須清除后再焊。只要能保證熔敷焊縫金屬的深度至少等于最終焊縫厚度的1/3，焊接工作可以在必要時中斷。（13）、焊接盡可能采用平焊焊接和平焊蓋面，加筋板、連接板的端部焊接應采用不間斷圍角焊，引弧和熄弧點位置距端部應大于10mm，弧坑應填滿；（14）、焊道不在同一平面時，應由低向高填充；（15）、多道焊的接頭應錯開，多層焊應在端部作出臺階；（16）、焊縫的根部、面層和邊緣母材不得用尖錘錘擊。5、焊縫檢驗（1）、一級焊縫不得存在未焊滿、根部收縮、咬邊和接頭不良等缺陷。一級焊縫和二級焊縫不得存在表面氣孔、夾渣、裂紋和電弧擦傷等缺陷。二級焊縫的外觀質量除應符合以上要求外，還應滿足《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81－2002。（2）、焊縫焊腳尺寸應符合《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81-2002第七章表7、2、4－1中有關規(guī)定。（3）、焊縫余高及錯邊應符合《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81-2002第七章7、2、4－2中有關規(guī)定。6、焊縫檢測按設紙要求全溶透焊縫進行超聲波無損檢測，其內部缺陷檢驗應符合下列要求：⑴一級焊縫應進行100％的檢驗，其合格等級應為現(xiàn)行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質量分級法》（GB11345）B級檢驗的Ⅱ級及Ⅱ級以上。⑵二級焊縫應進行抽檢，抽檢比例應不小于20％。其合格等級應為現(xiàn)行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質量分級法》（GB11345）B級檢驗的Ⅲ級及Ⅲ級以上。⑶對不合格的焊縫，根據(jù)超標缺陷的位置，采用刨、切除，砂磨等方法去除后，以與正式焊縫相同的工藝方法進行補焊，其核驗標準相同。第二部分計算分析一、概述鋼結構吊裝主要有以下部分組成：25T吊車在樓面吊裝柱子；25T吊車在樓面吊裝龍門架；吊車分段吊裝主桁架，主桁架在樓面拼裝；通過龍門架起吊主桁架。具體步驟見施工方案。主要需要計算復核數(shù)據(jù)有：a吊車在樓面行走時，樓面承載力。b吊車在樓面起吊構架，包括起吊柱子，龍門架，分段主桁架。其中分段主桁架最重，不超過9t，即吊車吊裝一段主桁裝架時承載力。c龍門架吊裝主桁架時，塔架自身承載力。d龍門架吊裝大梁時，樓面承載力。計算思路：12m樓板為井字梁樓蓋受力體系，柱網(wǎng)間距為18m，梁間距為3m，并對原結構進行簡化，抽取一部分進行計算。由于施工時受力點不確定，通過影響線，找到最不利受力位置。通過軟件對井字梁施工受力進行內力計算，與原設計荷載用下的內力進行比較。如果小于原設計荷載下內力，則結構可以不加固，否則需要加固。二、結構在原始荷載下內力原設計有8KN/m2均布活載，在均布活載下（未考慮50mm建筑做法，做為是施工荷載安全儲備考慮），彎矩圖如下：（為了便于觀看，只取中間一個18mx18m表示）：計算模型在8KN/m2活載下彎矩圖（三維）在8KN/m2活載下彎矩圖（三維）從以上數(shù)據(jù)可以看出，主梁最大彎矩為1025KN·m，最大負彎矩為2016KN·m；次梁最大彎矩為180KN·m，最大負彎矩為365KN·m。三、起重機數(shù)據(jù)3.1汽車吊選用徐工25T汽車吊，基本參數(shù)如下。類別項目單位參數(shù)

Parameteer尺寸參數(shù)整機全長mm10700整機全寬mm≤2500整機全高mm3550輪距mm4000軸距一、二軸mm2110二、三軸mm2110前懸mm2930后懸mm1540重量參數(shù)行駛狀態(tài)總質量kg28000軸荷前軸kg14000后軸kg14000主要性能

參數(shù)最大額定總起重量量t25最小額定工作幅度度m3轉臺尾部回轉半徑徑m≤3.32最大額定

起重力力矩基本臂kN·m(21.5t×4..5m)最長主臂kN·m(2.5t×7m))最長主臂+副臂kN·m(2.15t×144.7m)支腿距離縱向m6.325橫向m6.2起升高度基本臂m≥28.2最長主臂m≥36.6最長主臂+副臂m8.93.2起重機支腿反力計算本次計算按起吊最大荷載不超過9t考慮，且最大回轉半徑按不超過4m考慮，因汽車吊前后軸重相等，構件偏后，吊車前后支腿反力按0.45，0.55分配。為計算方便支腿間距按6mx6m考慮。式中G1——起重機自重；G2——起吊貨物重量；Mx、My——起吊貨物轉化的力矩在x、y方向的分力矩，如圖，當==，即臂架垂直于支撐平面的對角線AC時，達到最大值，此時為最小值G1=28tG2=9t作業(yè)最大回轉半徑按6m考慮，==,則四、起重機在樓面行走計算起重機在自重情況下行走，荷載由四個車輪承擔。偏安全按兩點集中荷載考慮，并考慮1.2動力系數(shù)。P=1.2×14×10=168KN對于次梁來說，最不利位置如下圖：次梁最不利計算模型（起重機在樓面行走）彎矩圖（三維）彎矩圖（平面）對于主梁來說，最不利位置如下圖：主梁最不利計算模型（起重機在樓面行走）彎矩圖（三維）彎矩圖（平面）小結：起重機在樓面行走，對主梁產生最大彎矩為388KN·m，最大負彎矩為450KN·m；對次梁產生最大彎矩為154KN·m，最大負彎矩為88KN·m，均小于活荷載產生彎矩，所以說起重機在樓面行走是安全的。五、起重機在樓面起吊計算起重機在起吊9t桁架時，四個支腿反力見3.2節(jié)，并乘以1.2動力系數(shù)分別為：173KN，122KN，49KN，100KN。對于次梁來說，最不利位置如下圖：次梁最不利計算模型（起重機在樓面起吊）彎矩圖（三維）彎矩圖（平面）對于主梁來說，最不利位置如下圖：主梁最不利計算模型（起重機在樓面起吊）彎矩圖（三維）彎矩圖（平面）小結：起重機在樓面吊裝時，對主梁產生最大彎矩為349KN·m，最大負彎矩為457KN·m；對次梁產生最大彎矩為149KN·m，最大負彎矩為90KN·m，均小于活荷載產生彎矩，所以說起重機在樓面吊裝9t以下構件是安全的。六、龍門架計算龍門架兩組，一組高度24m，重6.2T，另一組高度18m，重4.5T；20T倒鏈兩臺，主要承擔主梁吊裝。兩組龍門架是用28節(jié)標準節(jié)組裝而成，標準節(jié)尺寸2m*1.5m*3m，用φ150/115*6無縫鋼管、80*6角鋼制成，如下圖。6.1龍門架軸力：計算按24m一組考慮，自重為6.2t，考慮扁擔梁及手拉葫蘆按0.8t考慮，27t主桁架由四個塔架共同承擔，最重一個可按8t計算。則每個塔架受力為：N=1.2×(6.2+0.8+8)×10=180KN6.2塔架截面屬性：分肢為4根φ150×6鋼管，橫綴條為φ115×6鋼管，斜綴條為L80×6角鋼，材質均為Q235B。A=4A1=4×2714=10856m2IX=A1hx2=2714×9252=2.322×109m4IY=A1hY2=2714×6752=1.237×109m4ix=(IX/A)1/2=462mmiy=(IY/A)1/2=338mmλx=LX/ix=48000/462=104λy=LY/iy=24000/338=71換算長細比：λ0x=(λx2+40A/A1X)1/2=105λ0y=(λy2+40A/A1y)1/2=736.3截面驗算：軸力N=1.4×1880=2522KN強度:σ=N/A==2520000/108856=233.2N/mmm2整體穩(wěn)定：σ==N/φA=44..3N/mmm2<[σ]查表得：φ=0..5236.4橫綴條