江蘇框架結(jié)構(gòu)大廈內(nèi)超大型桁架吊裝施工技術(shù)總結(jié)

框架結(jié)構(gòu)內(nèi)超大型桁架吊裝技術(shù)【摘要】結(jié)合某具體工程，針對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)作業(yè)空間有限和鋼結(jié)構(gòu)桁架較龐大等條件限制，詳細(xì)介紹采用不同型號(hào)汽車吊和桅桿相結(jié)合方法解決鋼桁架吊裝的施工技術(shù)，該工法簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)可為相關(guān)工程應(yīng)用提供借鑒?！娟P(guān)鍵詞】框架；內(nèi)部；鋼桁架；吊裝；施工技術(shù)前言隨著人民生活質(zhì)量的日益提高和建筑技術(shù)水平的快速發(fā)展，人們對(duì)城市中民用建筑的空間及造型要求也越來越高。鋼結(jié)構(gòu)因在制作上不受截面形式的限制，本身結(jié)構(gòu)又輕便，所以在混凝十結(jié)構(gòu)內(nèi)部搭建鋼架結(jié)構(gòu)及大跨度頂棚的項(xiàng)目日趨增多。而在這類項(xiàng)目的安裝過程中，塔吊因其使用范圍和起重量不能滿足鋼結(jié)構(gòu)的吊裝要求，大型吊機(jī)則受到道路、場(chǎng)地以及費(fèi)用較昂貴等因素影響，因此如何解決鋼結(jié)構(gòu)吊裝問題是施工安裝的關(guān)鍵技術(shù)。本文結(jié)合具體工程，在闡述所提工法的工藝原理后詳細(xì)介紹解決混凝土框架內(nèi)部鋼桁架吊裝的施工技術(shù)，并對(duì)該工法的特點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié)。1工程概述XXXX大廈地處南通經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)核心地段，其北側(cè)為XX路，東側(cè)為XX路，西側(cè)為XX路，南側(cè)為規(guī)劃中的開發(fā)區(qū)市民中心景觀廣場(chǎng)，地理環(huán)境優(yōu)越。建筑物總體布局分為南北中三區(qū)，北區(qū)為5層弧形裙樓，主要功能為銀行、市民中心、400人報(bào)告廳、城市規(guī)劃展示館、企業(yè)文化展示館、多功能廳及配套的餐廳和廚房；南區(qū)為32層主樓，主要功能為辦公及會(huì)議中心；中區(qū)為一個(gè)5層通高的四季大廳，作為主樓和裙樓的共享大廳。圖1XX大廈平面圖圖2XX大廈現(xiàn)場(chǎng)照片鋼結(jié)構(gòu)桁架：如圖3、圖4，本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)桁架主要有三部分，位于D區(qū)2-C～2-E軸，橫跨2-19～2-22軸，共6榀：HJ-1、HJ-2、HJ-3位于三層，跨度33.9m，上下弦中心線高2m，重18.8T；HJ-4，上穿四、五、六層樓面，跨度32.9m，上下弦中心線高9.150m，重75.5T；HJ-5位于六層，頂標(biāo)高23.400m，桁架高2.2m重32T。圖3鋼結(jié)構(gòu)桁架平面圖圖4鋼結(jié)構(gòu)桁架立面圖圖5鋼結(jié)構(gòu)桁架現(xiàn)場(chǎng)照片2工藝原理在需要安裝的混凝士結(jié)構(gòu)上預(yù)留足夠大的通道（軸線2-F的標(biāo)高9.65m的混凝土梁需待提升完成后再澆筑施工），鋼桁架分段制作，通過汽車吊將構(gòu)件吊運(yùn)到混凝土結(jié)構(gòu)樓面上，鋼桁架通過自制提升架、提升牛腿，將桁架整體提升就位后與已經(jīng)就位的的鋼桁架端部進(jìn)行空中焊接。同時(shí)，用中型汽車吊將小型汽車吊及構(gòu)件運(yùn)送到混凝土結(jié)構(gòu)樓面上，在混凝土結(jié)構(gòu)樓面上用小型吊機(jī)對(duì)小構(gòu)件進(jìn)行安裝。圖6軸線2-F的標(biāo)高9.65m的框架梁后再澆筑照片3施工技術(shù)3.1吊裝順序本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)桁架共6榀，安裝時(shí)高空作業(yè)多，施工有一定的難度，只有采取合理的安裝方案，才能確保施工工期、安全、質(zhì)量、和經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)分析討論，鋼桁架提升次序?yàn)椋篐J-4單榀提升→HJ-5整體提升→提升梁頂標(biāo)高23.15m的鋼梁→整體提升HJ-1、HJ-2、HJ-3→提升梁頂標(biāo)高9.65m的鋼梁。這樣減少高空拼裝和焊接工程量，減少了大量的支撐降低了成本，有效的提高了工作效率，確?？偣て诘膶?shí)現(xiàn)。①.HJ-4的吊裝拼裝完成后采用鋼絞線進(jìn)行提升，由于HJ-4為弧形桁架，跨中需增設(shè)吊點(diǎn)，使桁架側(cè)向穩(wěn)定，以兩端柱子為主吊點(diǎn)，中間在HJ-4與HJ-5的節(jié)點(diǎn)附近各增設(shè)一個(gè)輔助吊點(diǎn)。桁架先吊裝勁性鋼柱，并預(yù)留牛腿，待勁性柱外包混凝土及周邊混凝土梁施工養(yǎng)護(hù)后，開始吊裝桁架。圖7HJ-4吊裝示意圖HJ-4提升就位后，輔助吊點(diǎn)不卸載，待HJ-5及次梁安裝完畢后卸載，為更好的保證HJ-4的平面外穩(wěn)定，將HJ-4下弦的北側(cè)次梁全部安裝，次梁采用汽車吊吊裝，次梁的樓承板應(yīng)同時(shí)敷設(shè)，即方便工人施工，又能保證安全。②.HJ-5的吊裝HJ-5連接在HJ-4和混凝土柱之間，在HJ-4上要設(shè)吊點(diǎn)，利用先前的輔助塔架作為支點(diǎn)，另一端支在混凝土柱上?？紤]HJ-5的跨度大，側(cè)向穩(wěn)定性差，采用整體并行吊裝的方案，即將兩榀HJ-5用次梁連接，形成一個(gè)整體，雙HJ-5的拼接胎架做成順臺(tái)階坡度的斜面胎架。利用HJ-4的兩個(gè)輔助塔架整體提升。圖8整體雙HJ-5整體提升平面圖將兩榀桁架用次梁兩成整體吊裝，既保證了桁架自身的穩(wěn)定，又減少了高空焊接作業(yè)，做到了安全與質(zhì)量雙贏。圖9現(xiàn)場(chǎng)HJ4和HJ5的照片③HJ-1、HJ-2、HJ-3的吊裝HJ-1、HJ-2、HJ-3的跨度都較大，為保證各桁架吊裝時(shí)的側(cè)向穩(wěn)定，將此三榀HJ用次梁連為整體，進(jìn)行整體提升。在各桁架的中間設(shè)置輔助吊點(diǎn)。HJ-1的吊裝以兩端勁性柱為吊點(diǎn)，中間以兩榀HJ-5作為輔助吊點(diǎn)；HJ-2的吊裝以HJ-4作為輔助吊點(diǎn)；HJ-3靠汽車吊最近，以汽車吊作為輔助吊點(diǎn)如下圖所示，HJ-3所在位置的二層樓面的板突出軸線，2-22軸向2-21軸方向突出2.3m，2-19軸向2-20軸方向突出1.7m，導(dǎo)致HJ-3在此位置無法通過。圖10HJ-3所在位置的二層平面圖將無法通過的范圍內(nèi)的HJ截?cái)?，做懸臂梁，懸臂梁下用鋼支撐支托，在懸臂梁端部設(shè)置吊點(diǎn)，如下圖所示：圖11支撐示意圖圖12HJ-1\HJ-2\HJ-3上方拍攝的照片圖13HJ-1\HJ-2\HJ-3下方拍攝的照片3.2施工工藝鋼桁架的截?cái)?榀鋼桁架長(zhǎng)度均在30m左右，提升時(shí)將桁架截?cái)?，截?cái)嗟匿撹旒苷w提升就位后與已經(jīng)就位的的鋼桁架端部進(jìn)行空中焊接。每榀桁架的截?cái)鄨D如下（具體尺寸見CAD圖），需要注意的是在切口處并不是將鋼梁直接一切到底，腹板與翼緣的斷面不應(yīng)再同一平面內(nèi)，保證最后的焊縫不在同一垂直線上，保證剪切承載力。合攏段固定在提升段上，待提升完畢后再焊接到位。圖14鋼桁架HJ-4截?cái)嗍疽鈭D圖15鋼桁架HJ-5截?cái)嗍疽鈭D圖16鋼桁架HJ-1、HJ-2截?cái)嗍疽鈭D圖17鋼桁架HJ-3截?cái)嗍疽鈭D鋼桁架的分段和拼接（1）鋼桁架分段制作、運(yùn)輸與工地組拼鋼桁架構(gòu)件截面為H型鋼，由于構(gòu)件長(zhǎng)度較大，為保證現(xiàn)場(chǎng)組拼的精度，構(gòu)件需要在加工廠進(jìn)行預(yù)拼裝。無誤后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。每榀桁架的拼裝順序：下弦→腹桿→上弦。桁架上下弦分段之間用連接板拼接，桁架下弦設(shè)鋼板凳支墊點(diǎn)。桁架上下弦分段及支墊見桁架分段支點(diǎn)圖，鋼板凳盡量擱置在與柱頂對(duì)應(yīng)的位置，對(duì)于非柱頂位置，應(yīng)進(jìn)行地下室加固，使大部分荷載由柱直接傳遞到基礎(chǔ)。（2）桁架分段圖主桁架散件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，桁架上弦下弦的分段如下，腹桿截?cái)嗟奈恢靡娫O(shè)計(jì)圖。圖18桁架HJ-4分段支點(diǎn)圖圖19桁架HJ-5分段支點(diǎn)圖圖20桁架HJ-1、HJ-2分段支點(diǎn)圖圖21桁架HJ-3分段支點(diǎn)圖（3）桁架桿件拼裝采用汽車吊直接將散件吊裝到樓層鋼板凳上，選用70t汽車吊（QY70V）。桁架拼裝，汽車吊站位在2-E軸與2-F軸之間。對(duì)邊坡進(jìn)行回填、壓實(shí)，邊坡碎石回填土，平整、夯實(shí)，其強(qiáng)度達(dá)到10t/m2?？紤]到地下室剪力墻土壓力較大，設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)墻在滿堂腳手架穿過位置預(yù)留孔洞。汽車吊站位示意如下：圖22汽車吊站位平面示意圖（4）桁架桿件拼裝時(shí)防傾倒支架由于鋼桁架HJ-4高度達(dá)到9.9m，因此拼接時(shí)為防止傾倒，需要搭設(shè)防側(cè)支架。圖23HJ-4防側(cè)支架示意圖由于支承桁架的柱是勁性柱，外包混凝土，桁架與鋼柱相連，桁架的重量大，為保證鋼柱的穩(wěn)定，需先施工勁性柱柱混凝土及相連的混凝土梁，故桁架與勁性柱的節(jié)點(diǎn)部位應(yīng)先挑出牛腿，詳見下圖：圖24HJ預(yù)留牛腿圖為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，鋼桁架的吊裝需等勁性柱的混凝土施工并達(dá)到28d后進(jìn)行。此外，為了不影響汽車吊工作，報(bào)告廳F軸的混凝土梁暫不施工，需預(yù)留鋼筋。（5）HJ-4弧形桁架拼裝HJ-4為弧形桁架，上下弦弧梁由車間制作好，由于現(xiàn)場(chǎng)起重限制，需預(yù)留分段接頭，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼接。接頭節(jié)點(diǎn)如下圖：圖25HJ上下弦對(duì)接接頭節(jié)點(diǎn)圖HJ-4采用立式拼裝，拼裝示意圖如下：圖26HJ-4拼裝示意圖圖27HJ腹桿對(duì)接節(jié)點(diǎn)大樣圖如上圖所示，HJ下弦先按弧形軸線拼裝定位，再將腹桿焊接固定，最后安裝上弦。提升牛腿及提升塔架設(shè)計(jì)本工程鋼桁架HJ-4設(shè)置4個(gè)提升點(diǎn)實(shí)施整體提升，其余桁架設(shè)置2個(gè)提升點(diǎn)，根據(jù)Ansys建立的模型可以得到每個(gè)提升點(diǎn)的反力，最大反力位于HJ-4中間的提升點(diǎn)，達(dá)到42t，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)每個(gè)提升點(diǎn)布置1臺(tái)60t千斤頂。HJ-4中間提升點(diǎn)用鋼塔架作為提升支架，其余提升點(diǎn)在原桁架的上弦鋼梁上設(shè)置如圖的提升牛腿，提升支架構(gòu)件規(guī)格見表3.1，提升牛腿的尺寸見CAD詳圖。圖28提升牛腿構(gòu)造提升架相應(yīng)位置搭設(shè)腳手架，對(duì)地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固：采用Φ48×3腳手鋼管搭設(shè)，腳手立桿間距0.5m，梁下立桿間距0.3m，步距1.5m，頂部采用可調(diào)托。根據(jù)具體滿堂腳手架相關(guān)要求進(jìn)行搭設(shè)。表3.1提升支架的構(gòu)件規(guī)格格構(gòu)支撐架分配梁截面尺寸(m)分肢(mm)斜綴條(mm)水平綴條(mm)1(mm)2(mm)3(mm)1.2×1.24L80x6L45x5L45x5@1500200*150**8*10300*200**10*200400*300**10*200圖29HJ4吊裝格構(gòu)架4質(zhì)量控制4.1提升注意事項(xiàng)（1）提升前要進(jìn)行全面細(xì)致地檢查，保證鋼桁架與安裝胎架完全脫離。（2）試提升，鋼桁架脫離鋼板凳200mm后鎖定，觀察一整夜或12小時(shí)，測(cè)量鋼桁架的變形。（3）連續(xù)提升到位后，鎖定千斤頂，然后進(jìn)行水平方向的調(diào)整并加臨時(shí)固定，合龍時(shí)要先外側(cè)后內(nèi)側(cè)、先上弦后下弦。（4）提升速度控制在小于3.0m/h。4.2整體提升測(cè)量控制（1）試提升時(shí)桁架變形的測(cè)量鋼桁架拼裝、焊接完畢，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行試提升。桁架離開胎具300mm后，鎖定所有千斤頂，停留一夜或12小時(shí)，觀察桁架的變形情況。根據(jù)規(guī)范要求和本工程的實(shí)際情況，測(cè)量桁架的位移和垂偏變化情況，并和試提升前的結(jié)果對(duì)比。（2）整體提升過程中各點(diǎn)的監(jiān)控。試提升時(shí)要求采用逐漸上調(diào)油缸壓力的方法進(jìn)行分級(jí)加載，避免桁架產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中。在整體提升過程中，為防止發(fā)生意外，每個(gè)提升點(diǎn)位下安排一名人員監(jiān)視該點(diǎn)的行走情況，發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)位偏移、鋼絞線切斷、脫錨等現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)通知操作人員發(fā)出指令停止提升，進(jìn)行全面檢查和維修后再繼續(xù)提升。在提升過程中，配備經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀隨時(shí)觀測(cè)桁架的位移及標(biāo)高情況，確保提升過程的安全。（3）整體提升到位后水平位移的調(diào)整提升到位后，在鋼柱上焊接耳板，用5噸手拉葫蘆拉桁架調(diào)整位移，使其符合設(shè)計(jì)狀態(tài)，順利與鋼柱的牛腿合攏。合攏后測(cè)量整個(gè)桁架的標(biāo)高和位移，記錄桁架最后的安裝值。4.3整體提升合龍?zhí)嵘皆O(shè)計(jì)標(biāo)高后，千斤頂?shù)纳?、下錨盤全部鎖定，進(jìn)行桁架的合龍工作。為防止水平方向上由于風(fēng)的影響可能會(huì)發(fā)生微小的擺動(dòng)的發(fā)生，提升到位后，利用倒鏈固定桁架，然后進(jìn)行合龍。桁架合龍時(shí)，如果桁架偏移，利用千斤頂調(diào)整東西方向的位移，利用倒鏈調(diào)整南北方向的位移。合龍過程中可通過倒鏈調(diào)整各桿件的松緊程度，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度決定兩端的焊縫間隙。桁架合攏后安裝斜腹桿，拆除臨時(shí)支撐。4.4同步提升控制提升的同步性控制是提升法施工的關(guān)鍵。本工程設(shè)備簡(jiǎn)單，主要從一下幾個(gè)方面進(jìn)行同步提升的控制：（1）在鋼絞線上做好刻度標(biāo)記，每隔1m做一標(biāo)記，并在提升前記錄下各個(gè)千斤頂上夾片到最近刻度的距離，作為同步性控制的基準(zhǔn)；（2）油泵控制人員采用對(duì)講機(jī)，在統(tǒng)一的指揮下進(jìn)行提升。提升時(shí)，每個(gè)千斤頂位置均有施工人員觀測(cè)千斤頂上度量尺，油缸提升200mm后及時(shí)通知油泵控制人員關(guān)閉油閥；（3）夾具的回縮量因千斤頂而異，在提升一定數(shù)量的缸數(shù)后（1m刻度再次出現(xiàn)時(shí)），測(cè)量夾片到刻度的距離，依據(jù)提升前的記錄分析各提升點(diǎn)的同步性，對(duì)存在偏差的提升點(diǎn)進(jìn)行個(gè)別調(diào)整；（4）采用一臺(tái)油泵同時(shí)給6臺(tái)千斤頂輸油，另一臺(tái)油泵同時(shí)出油，這樣油泵的出油速度和油泵壓力相同，6臺(tái)千斤頂?shù)奶嵘俣瓤梢酝耆恢隆?.5桁架的卸載（1）桁架卸荷的前提條件a鋼桁架系統(tǒng)的焊接工作全部完成；b各種施工資料齊備，經(jīng)四方驗(yàn)收合格。（2）卸荷方法卸荷過程中總的原則是：要充分考慮到系統(tǒng)均勻受力——接近自由狀態(tài)下增加荷載，要求對(duì)稱同時(shí)卸荷，卸荷分級(jí)卸載，每次卸荷25%。a提升桁架卸荷采取每提升單元統(tǒng)一卸荷一次。在鋼桁架系統(tǒng)整體卸載前，應(yīng)先測(cè)量各支撐點(diǎn)的標(biāo)高。b卸荷順序采取千斤頂同時(shí)卸荷。③卸荷過程中的注意事項(xiàng)。a在卸荷時(shí)桁架兩邊各架一臺(tái)水平儀，隨時(shí)對(duì)主桁架變形進(jìn)行觀測(cè)，若出現(xiàn)不正常（主桁架標(biāo)高偏差過大）要及時(shí)報(bào)告技術(shù)及生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)，并停止作業(yè)，情況分析后，報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)及業(yè)主單位（卸荷時(shí)業(yè)主將組織設(shè)計(jì)單位到現(xiàn)場(chǎng)，以便出現(xiàn)特殊情況能及時(shí)進(jìn)行處理）確定方案后，繼