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大跨度钢结构吊装工法

大跨度管桁架拼装、吊装施工工法

1.前言

近年来随着钢结构的设计、施工工艺的不断进步,国内新建了大量大型钢结构建筑,钢结构的结构形式日益新颖,构造越来越复杂,结构跨度越来越大。随之而来的大跨度钢管桁架的结构吊装成为一大难题,选择合适的吊装工艺,对大跨度钢管桁架的顺利吊装尤为重要。为了避免传统吊装管桁架所带来的应力分布不均匀、结构容易弯曲变形等危害而带来的管桁架的变形开裂,并满足结构受力、构造和施工需要,因此采用新型吊装方式来起吊大跨度管桁架,减少在吊装过程中对管桁架的损伤。本工法针对大跨度钢管桁架的吊装着重介绍其。。。

2.工法特点

保证分段桁架对接拼装质量

2.1 减少在吊装过程中大型钢结构的应力集中问题

2.2 减少在吊装过程中结构物的弯曲变形

2.3 加快吊装进度,节省了吊装时间

2.4节省了吊装的人力与物力

3.适用范围

主要适用于体育场、会议厅、展览中心等大跨度钢结构建筑的管桁架吊装。

4.工艺原理

钢构件将在工厂内分段制作,然后运至施工现场进行组装成吊装单元。为确保桁架拼装质量,使分段桁架之间对接缝的吻合度,必须整体放样、制作胎架。地面拼装的质量好坏将直接影响高空分段拼装的质量,测量工作的质量是钢桁架高精度拼装的首要关键工作,测量验收应贯穿各工序的始末,对各工序的施工测量、跟踪检测全面方位进行监测。根据吊机的起重性能,尽量将桁架在地面扩大拼装单元,减少高空作业量,既可以减小高空作业的风险,又能使工程质量得到保证。合理的选择吊点,减少桁架在整体吊装过程中的变形。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1钢结构现场吊装总体思路及流程

大跨度钢结构吊装工法

5.2操作要点

5.2.1管桁架的拼装

1、现场拼装场地的要求

为了保证桁架现场组装的精度,防止构件在组装的过程中由于胎架的不均匀沉降而导致拼装的误差,组装场地要求平整压实、铺设200厚碎石垫层进行压实,再在上面铺设钢路基箱,

2、拼装胎架搭设要求

胎架高度最低处应能满足全位置焊接所需的高度,胎架搭设后不得有明显的晃动状,并经验收合格后方可使用。

为防止刚性平台沉降引起胎架变形,胎架旁应建立胎架沉降观察点。在施工过程中结构重量全部荷载于路基板上时观察标高有无变化,如有变化应及时调整,待沉降稳定后方可进行焊接。

3、桁架的地面拼装

桁架现场拼装时,根据胎架底线及分段定位线进行定位,先在钢构件端部焊接耳板,作为对接时连接耳板,对接后将耳板割除磨平。现场对接的临时耳板设置如下图所示:

大跨度钢结构吊装工法

大跨度钢结构吊装工法

现场对接耳板示意图

4、桁架拼装工艺

a 、平台及胎架支撑必须有足够的刚度,在平台上应明确标明主要控制点的标记,作为构件制作时的基准点。在平台(已测平,误差在2mm 以内)上划出桁架控制点的水平投影点,打上钢印或作好其它明显标记;

b 、用水准仪或其它测平仪器对对桁架的控制点的垂直标高进行测量,确保构件控制点的垂直标高尺寸符合图纸要求,然后用挂锤球或其它仪器(如经纬仪)的方法确保桁架上的控制点的水平投影点与平台上标的控制点重合,允许偏差在2.0mm 内。用角钢或槽钢等临时支撑将胎架进行固定,以免胎架在拼装过程中晃动,降低控制点的精度。

c 、用吊机将已对接好的弦杆按其具体位置放置在胎架上,固定定位块。再次用经纬仪、水平仪等仪器对桁架上的控制点进行测量,对有偏差的点通过调整调整块来确保弦杆位置的正确。

d 、确定主管相对位置时,必须放焊接收缩余量,结合本工程的实际情况,每个接头放1~1.5mm 。在胎架上对弦杆的各节点的位置进行划线;装配腹杆,并定位焊,对腹杆接头定位焊时,不得少于4点。

e 、定位好后,对主桁架进行焊接,先焊未靠住胎架的一面,焊好后,用吊机将桁架翻身,再焊另一面,焊接时,为保证焊接质量,尽量避免仰焊、立焊。在组装时,应按设计要求考虑桁架的预起拱值(在设计无要求时可按L/1500取值)。

5.2.2管桁架的吊装

1、格构柱安装工艺流程

大跨度钢结构吊装工法

2、格构柱吊装前准备

大跨度钢结构吊装工法

3、吊装方法

(1)格构柱运输到现场,起重机边起钩边回转边使柱子绕柱脚旋转而将格构柱吊起,起吊时应在柱脚下面放置垫木,以防止与地面发生摩擦,同时保证吊点、柱脚基础同在起重机吊杆回旋的圆弧上。

(2)格构柱吊装就位后,先进行初步的调整偏差,然后在两侧设置临时的固定缆绳。

(3)格构柱进行分段吊装,对接节点如图:

大跨度钢结构吊装工法

大跨度钢结构吊装工法

格构柱对接节点示意图

4.格构柱校正

①、格构柱的平面位置,在临时固定前,用千斤顶、正反螺纹撑杆,撬杠对格构柱底部顶、撑、撬使其准确就位。

②、格构柱的标高,在基础支撑面处理时就已调整完毕。格构柱本身的长度及各部位的加工已经质量检验认可,符合设计要求和规范规定,格构柱就位后的标高也应是符合设计要求的。

③、格构柱矫正的重点是垂直度。校正时,用两台经纬仪分别在横向轴线和纵向轴线观测格构柱的垂直度。柱子三面所弹中心线从顶部到底部是垂直线时,格构柱就

是垂直的。同时,格构柱底板上表面两边的中心线与基础上所画十字中心线对准时,

格构柱的位置就是准确的。若格构柱在纵、横两面都出现垂直度偏差时,先校正偏差

大的一面,后校正偏差小的一面;若两个方向偏差值相近,则先校正小面,后校正大面。校正方法可用敲打楔形垫铁法,撬杠顶平法。千斤顶、正反螺纹撑杆斜顶法等,依据现场实际情况选用。

④、格构柱校正时,还要考虑风力,尤其是气温的影响。

5.2.3桁架的吊装

1、桁架吊装工艺流程

大跨度钢结构吊装工法

2、桁架吊装前的准备

由于主桁架安装用大吨位履带吊整体起吊,吊点选择尤为重要,合理吊点会减少桁架在吊装过程中的变形。在这个安装过程中我公司会根据每榀桁架的不同特点,计算分析分析每榀桁架的合理起吊点。

3、桁架吊装顺序

桁架吊装时从有支撑跨开始,第一榀桁架吊装就位后,立即用缆风绳进行固定,第二榀桁架架吊装就位后,先用缆风绳固定,然后立即安装两榀桁架之间的次桁架、支撑、檩条等,然后进行测量校正。确保桁架的安装质量,紧接着的桁架安装时应避免多榀桁架跨中垂直度向同一方向倾斜。

4、桁架吊装方法

大跨度钢结构吊装工法

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当单榀桁架吊装就位后,在吊机摘钩前,立即在桁架两侧用缆风绳固定;

5、钢桁架的校正

桁架的测量校正主要包括以下几方面的内容:轴线位置偏移的测量校正、跨中垂直度的测量校正,桁架挠度的测量校正等。

大跨度钢结构吊装工法

6.材料与设备

6.1材料

材料主要有:氧气、乙炔、焊条、焊丝、手拉葫芦、卡扣、吊钩、起吊绳、捆绑绳、缆风绳。

6.2设备

大跨度钢结构吊装工法

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50t汽车吊性能表:

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7.质量控制措施

7.1吊装质量控制

钢构件的平面位置,在临时固定前,用千斤顶、正反螺纹撑杆,撬杠对格构柱底部顶、撑、撬使其准确就位。

钢构件的标高,在基础支撑面处理时就已调整完毕。格构柱本身的长度及各部位的加工已经质量检验认可,符合设计要求和规范规定,格构柱就位后的标高也应是符合设计要求的。

钢构件矫正的重点是垂直度。校正时,用两台经纬仪分别在横向轴线和纵向轴线观测格构柱的垂直度。柱子三面所弹中心线从顶部到底部是垂直线时,格构柱就是垂直的。同时,格构柱底板上表面两边的中心线与基础上所画十字中心线对准时,格构柱的位置就是准确的。若格构柱在纵、横两面都出现垂直度偏差时,先校正偏差大的一面,后校正偏差小的一面;若两个方向偏差值相近,则先校正小面,后校正大面。校正方法可用敲打楔形垫铁法,撬杠顶平法。千斤顶、正反螺纹撑杆斜顶法等,依据现场实际情况选用。

钢构件校正时,还要考虑风力,尤其是气温的影响。

7.2吊装允许偏差

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7.3加强质量管理

在吊装过程中,严格按照质量管理条例进行质量跟踪测量检查,对于不合格的工序不得进入下一道工序进行施工,坚持预防为主,对关键部位,薄弱环节,应精心施工,一丝不苟,防止质量事故的发生。

明确检验项目,检验标准、检验方案和检验方法,对保证项目、基本项目和允许偏差项目,认真做好原始记录、操作时间、条件、操作人等,对不合格做好标记,分别堆放,按规定堆放,按规定处理。

7.4确保测量工具合格、先进

现场拼装测量检测过程中必须确保测量工具二级以上检测单位检测合格,并

附有检测公差表,在实际测量过程中,应与该公差表一起进行测量换算,以保证测量的正确性,同时利用全站仪等先进测量仪器,所用的测量工具保证技术先进,且使用方便。

8.安全措施

8.1遵守下列安全规范、标准:

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001

《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

8.2吊装用操作平台必须按规范搭设,牢固可靠,并设置护栏。

8.3安装用吊耳必须经过受力计算,并双面角焊缝焊接,如有必要可采用全熔透焊接。

8.4施工前对相关施工人员进行专项安全技术交底并对施工方案进行详细讲解,做到人人熟知。

8.5吊装区域设置警戒线,严禁非工作人员人内。

8.6工人施工操作时必须佩戴好个人安全防护用品。

8.7吊装有必须检查吊索具可靠情况,发现隐患及时更换。

8.8大风及雨雪天气禁止相关施工作业。

8.9临时固定时四面的临时高强螺栓必须拧紧,并在校正完成后将四面夹

板与柱吊装耳板进行点焊固定。

9.环保措施

施工前对工程机械器具、材料和个人防护用品认真检查,并做好环保要求交底。尽可能采取低噪音的操作,夜间作业采取措施防止噪声及光污染。做好吊装过程中产生的固体废弃物回收处理措施。

10.效益分析

采用吊压法整体吊装大型钢结构,它使用机索具比较少,省工省时,操作简

单,索具连接精巧合理。长丰行政中心钢结构采用该方法吊装,其费用仅为普通吊法的1/2(指人工、机索具等的耗用)。提高了工效,又加快了安装进度,取得了明显的经济效益和社会效益。

11.应用实例

长丰行政中心大楼工程于200?年10月开工至2011年?月竣工,主楼展厅、天井、雨棚吊装~~~~~~~~~~(介绍下工程)。此次吊装采用本工法,吊装效果显著,吊装后钢构件均达到合格标准,以下为各阶段的照片: