大跨度管桁架结构滑移工法.docx
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大跨度管桁架结构滑移工法
大跨度管桁架结构滑移工法
一、前言
随着社会进步,大跨度空间结构蓬勃发展,跨度越来越大,造型越来越新颖、别致,对于安装施工提出的技术要求也越来越高。
由我公司承包的宁波国际汽车城中庭管桁架工程,由于跨度、重量及安装高度都比较大,且地处内庭,地下室顶板无法承受吊车吊装时所产生的冲击力,无法采用常规方法进行安装。
经过多种方案的分析和比较,最终确定了现场拼装,高空滑移到位的施工方法。
该管桁架采用无缝钢管及高频焊管通过焊接球连接而成,共10榀,单榀重约12吨,跨度为46米,安装高度为22.09米,最大滑移距离为
二、工法特点
(一)、大跨度桁架体系直接就位在设计位置,支座安装精度易于保证。
(二)、对起重设备、牵引设备要求不高,可用小型起重机或卷扬机,甚至不用。
而且只需搭设局部的拼装支架,如建筑物端部有平台可利用,可不搭设脚手架。
(三)、可充分利用桁架下部的楼面或地面结构,降低了结构的安装高度,同时不需要大量的脚手架及脚手架搭拆人员,降低了设备投入成本
(四)、采用该工艺使屋盖钢结构的吊装、组对、焊接、测量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重复进行,即可提高屋盖的安装质量、改善施工操作条件,又可以增加施工过程中的安全性。
三、适用范围
(一)复杂支承条件的大跨度单跨、多跨空间桁架或网架结构
(二)建筑平面为矩形、梯形或多边形等平面。
(三)支承情况可为周边简支、或点支承与周边支承相结合等情况。
(四)当建筑平面为矩形时滑轨可设在两边圈梁上,实行两点牵引。
(五)当跨度较大时,可在中间增设滑轨,实行三点或四点牵引,这是网架不必因分条后加大网架挠度,或者当跨度较大时,也可采用加反梁办法解决。
(六)现场狭窄、山区等地区施工;也适用于跨越施工;如车间屋盖的更换、
轧钢、机械等厂房内设备基础、设备与屋面结构平行施工
四、工艺原理
(一)、结构直接就位在设计位置,垂直起重设备和胎架沿屋盖结构组装方向单向移动,通过滑移胎架和行走吊机完成屋盖结构的安装。
(二)、将屋盖钢结构按照榀数和网格数分成若干单元,单元可在胎架移走后形成稳定的受力体系,在满足此条件下尽量减少每单元桁架及网格数,但不得少于两榀桁架或两个网格。
(三)、各单元按照吊车的起重能力又分为若干段。
(四)、沿桁架垂直方向设置行走式塔吊和胎架滑移的轨道。
(五)、根据单元的划分制作满足所有单元组装的可搭拆胎架,胎架需要连接成一个整体,通过手动葫芦牵拉将胎架移动到桁架单元的设计位置。
(六)、吊机行走至组装单元就近位置,顺次将需要的分段吊装至滑移胎架上,拼装焊接成单元后,拆除滑移胎架支撑,将组装单元直接落放在设计支座位置。
(七)、以手拉葫芦为动力源,通过滑轮组将胎架沿轨道空载滑移至下一组装单元位置,通过调节、修改形成下一单元的组装胎架,与楼面或地面做临时固定。
塔吊行走至本组装单元就近位置拉点处牵拉进行等标高滑移,待滑移单元滑移到设计位置后,拆除滑移轨道,固定支座。
如此逐单元拼装,分片滑移,直至完成整个屋盖的施工。
概括起来该工法为:
高空分片组装、单元整体滑移、累积就位的施工工艺。
检验合格、拆除塔吊及收尾
滑移工艺流程图
六、施工要点
(一)在平台上放地样,地脚放平后,在相应的部位打上膨胀螺栓,以起定位作用。
(二)在主桁架相对应的场地搭建组装胎膜,胎膜的搭建按下图进行:
脚手
架(胎膜)按(三-a)搭设后,沿桁架纵向设置5个测点,确定相应的标高位置(同时考虑安装的预拱1/500)。
(三-a)主桁架纵向胎膜
上弦测点标高
X
X
X
X
下弦测点标高
X
八
(三-b)主桁架组装截面图
(三)用经纬仪复合纵横轴线及标高,发现问题及时处理,并弹出桁架安装位置线;
(四)滑道做法:
用行车梁连接成整体,直接固定在管桁架底座的短柱上;
(五)关于水平力消除,可在滑移到位后,对准基准线钢球支座处,千斤顶卡在支座板上,逐步顶高;也可在预埋板上加定位螺栓或定位钢板;
(六)平移过程控制,采用单条滑移法,调整好高度,控制好速度,同时应时刻注意桁架变化情况;
(七)就位控制:
就位时应放松千斤顶使桁架支座缓慢落在弧形支座上,并控制好支座下落速度。
(八)下弦、上弦就位、调整后,将所有的副杆组装就位,点固焊接,用经纬仪和水准仪测量记录相应的数据,认为合格后进行焊接主弦和副杆的相贯线焊缝,焊接的顺序应按相应的焊接工艺规程进行,以防产生严重的焊接变形和桁架的扭曲变形。
(九)桁架油漆施工:
在桁架未离开胎架前,尽早按图纸设计要求对桁架进行底漆及中间层油漆的喷涂,面漆到桁架安装到位后统一喷涂。
(十)平移过程的控制:
1、轨道的固定方式:
轨道固定在10轴、17轴柱轴线上,用压板压住轨道的下翼板,并在原有地脚螺栓上将螺母拧紧固定。
同时将轨道焊接固定在预埋铁板和压板上。
固定方式见下图
(一)
压板
混凝土柱预埋铁板
/.一
2、轨道之间的连接:
轨道连接为刚接。
每段吊车轨道之间腹板用2个M16X5510.95高强螺栓连接固定,翼板焊接固定,滑移过程中节点位置用20#工字钢支撑。
支撑方式见下图。
图
(二)
3、轨道侧移的防止:
保证轨道与柱子预埋件上的连接牢固、可靠。
在走道
上用脚手架钢管支撑轨道,防止侧移
4、滑移接触面处理:
每个桁架支座底部焊接两条①20mm圆钢,与轨道平行放置,用以减少桁架支座与轨道的接触面积。
在滑移过程中添加黄油以减少接触面摩擦系数。
5、滑移动力的选择:
本方案滑移方法为两榀桁架同时滑移,为保证滑移过程中桁架的协调统一,两榀桁架4个支座为葫芦的牵引节点,每个节点都用5t的手拉葫芦牵引,共设4个手拉葫芦。
葫芦另一端用钢丝绳固定于10轴、17轴混凝土柱上。
摩擦力计算:
桁架自重约25T
钢的摩擦系数:
无润滑:
0.15;
牵引力:
0.15X25T=3.75TV5T;
有润滑:
0.1;牵引力:
0.1X25T=2.5TV5T
因此使用5T的葫芦作为牵引动力符合要求。
6、桁架滑移速度的控制:
由于桁架跨度大,指挥员在5层中间平台上对两侧的滑移速度进行协调控制,保证两边桁架支座在轨道上以相近的速度滑移。
两侧轨道上的工作人员需要听从指挥员的指挥,确保两侧的相对位移控制在
5cm以内。
7、桁架的变形控制:
桁架跨度大、重量大,在滑移中容易发生变形,因此采取了各项措施预防桁架变形。
1每两榀桁架上弦管由5根系杆连接固定;
2下弦4个支座间共设置4条对拉、斜拉钢丝绳索,用葫芦拉紧,防止桁架下弦向外侧展开,并确保轨道滑移平面的稳定性。
(十一)就位控制:
1、桁架到位后的安装:
桁架到位前,先对10轴、17轴侧的走道上方屋架梁进行加固,以20#工字钢作为支撑顶住梁端,点焊固定。
桁架滑移到位后,每个球支座上以一只10t的手动葫芦挂到屋架梁上,以葫芦牵引桁架进行提升吊装,一侧起吊需要2只10t葫芦。
2、吊装步骤:
117轴线上的两个球支座整体提升使桁架一侧离开轨道一定高度。
2桁架离开轨道后,将轨道卸下,清理预埋件上的污垢。
3按设计要求在支座上安装橡胶垫。
4将桁架整体下降到预埋支座上,定位以后拧紧地脚螺栓。
5同样方法吊装10轴线一侧
七、主要机具
机具设备表
序号
名称
规格型号
用途
1
起重机
根据构件重而
疋
杆件或拼装单兀安装
2
千斤顶
5,10,20,10t
调节拼装支点咼度
3:
螺旋式调节器
5〜10t
调节拼装支点咼度
4
交流弧焊机
42KVA
焊接球节点与焊缝焊接
5「
直流弧焊机
28KW
碳弧气刨修补焊缝n
6
小气泵
配合碳弧气刨用
7
砂轮
©100〜120
打磨焊缝
8「
全站仪
轴线测量
9
经纬仪
轴线测量
12
水平仪
标咼测量n
11
钢尺
测量
12
拉力计
30〜50m
测量
131
液晶测厚仪
10kg
空心球壁厚测量]
14
液晶温度计
焊接预热温度
15
拷枪
焊接预热
161
气割工具
17
倒链葫芦
根据牵引重量而定
网架滑行牵引
18
卷扬机
根据牵引重量而定
网架滑行牵引
八、劳动力组织
序号
类另S
单位
数量
1
管理人员
人
15
2
铆工
人
30
3
电焊工
人
10
4
架子工
人
15
5
油漆工
人
12
6
电工
人
3
7
测量工
人
4
8
探伤
人
2
9
机操工
人
6
10
普工
人
10
11
起重工
人
33
合计
人
140
九、质量要求
符合下列规范规程要求:
《钢结构工程质量验收规范》GB50205—2001
十、安全生产
1.管桁架现场拼装安全措施:
1胎架搭设过程中做好安全措施,每个胎架用角钢设置支撑,每个架子设置4个方向的斜撑,确保胎架的稳定性,防止倾倒。
2管桁架上下弦吊装就位过程中,用麻绳拴住管子的两头并拉住,防止吊装中管子旋转撞到其他物品伤人。
3R、P轴胎架上方设置钢丝绳作为安全母索,位置控制在上下弦中间,供施工人员组对焊接腹杆时使用。
施工人员上高空施工必须系好安全带,并扣在母索上。
4设置2具移动门式脚手架,作为管桁架上下弦对接施焊作业的平台,脚手架间用钢管连接。
因高度较高,设置4道缆风确保稳定。
5上弦铺设移动木板(50mm厚),作为腹杆安装时施工人员的作业平台。
使用时用铁丝将木板与上弦管捆紧固定。
6腹杆安装固定后,相邻2跟腹杆间焊接10#角钢,左右两侧基本保同一高度,上铺木板(50mm厚),用麻绳将木板与角钢捆紧固定,作为施工人员焊接腹杆的作业平台。
7定期检查安全带,发现破损立即更换。
8、遇刮风下雨天气,严禁施工人员上高空作业。
9、合理安放气割用气体,防止高空焊接火花溅落引起火灾。
10各类电线合理拉设,破损处用胶布粘好,防止漏电。
2.滑移现场具体安全措施:
1对工作人员进行专项安全教育,要求在滑移过程中必须听从指挥,不得蛮干乱拉。
2每天滑移前对葫芦、钢丝绳及相关扣件进行检查,发现问题及时处理。
3工作人员必须戴好安全帽,不准穿皮鞋或其他硬底鞋,防止在拉葫芦时滑倒伤人。
4滑移过程中需要有项目部专职安全人员监督。
5在桁架滑移区域禁止人员通行。
6遇刮风下雨天气,严禁施工人员上高空作业。
7油漆喷涂时,在桁架上设置钢丝绳作为母索,工作人员将安全带扣到母索上。
十一、环保措施
1.拼装现场材料、机具摆放整齐有续;
2.及时清理现场的各种包装带垃圾;
3.构件焊接时采取遮挡措施,防止焊花飞溅。
4.涂刷油漆时应防止油漆滴落到楼板上,对用完的油漆筒及油漆工具及时清理。
十二、效益分析
宁波国际汽车城中庭天面所覆盖的面积约为3800平方米,高度为23米如采用搭设满堂脚手架高空原位拼装,则需要钢管600吨以及大量的脚手板,工期需要2个月。
而采用高空滑移法,则不需要搭设脚手架,工期缩短为一个月,施工人员也大量减少,可节约工程费用约30万元。
十三、工程实例
1.宁波国际汽车城中庭天面46米跨管桁架。
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- 跨度 桁架 结构 滑移