福建大剧院桁架吊装方案.docx
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福建大剧院桁架吊装方案
福建大剧院钢结构工程
主台仓桁架
吊
装
方
案
福建省有限公司
钢结构工程分公司
福建大剧院A区主台仓桁架吊装方案
一、工程概况
福建大剧院A区的钢屋架,是由7榀桁架式屋架和水平支撑组成。
屋架的跨度为32.5m,规格为上弦双角钢200×24、下弦双槽钢[40a、腹杆双角钢L90×10、L140×10和L180×14;每榀重量约为17t,安装位置在舞台上方,标高为36.875m。
制作分2段,每片重约8.5t,现场拼接成整体吊装。
二、工程难点及指导思想
这7榀屋架的安装位置正处于A区的中心,距离吊装位置最近的后台也有40m以上,安装高度在36.875m,四周的墙体已浇注;设在东西两侧的塔吊要吊半榀屋架约8.5t至50m处,根本不可能。
我公司决定,桁架在地面拼装,用卷扬机平拉至舞台上,用设在剪力墙上的2根格构拔杆把屋架吊到安装高度,再采用滑移技术将屋架就位。
三、制作方案
1、放样
1.1放样前,放样人员必须熟悉施工图和工艺要求,核对构件及构件相互连接的几何尺寸有否不当之处。
如发现施工图有遗漏和错误以及其它原因需要更改施工图时,必须取得原设计单位的同意,不得擅自修改。
1.2样杆、样板制作时,应按施工图和构件加工要求做出各种加工符号、基准线、眼孔中心等标记,并按工艺要求预留加工余量,号上冲眼等印记并编号。
1.3放样和样板的允许偏差见表1。
表1放样和样板的允许偏差
项目
允许偏差(㎜)
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线
1.0
长度、宽度
长度0~+0.5宽度0~-0.5
孔距
±0.5
组孔中心线距离
±0.5
加工样板的角度
±20′
2、号料
2.1号料前,号料人员应确认材质和熟悉工艺要求,然后根据排版图、下料加工单、零件草图和计算机实样图进行号料。
2.2号料时应复核使用材料的规格,检查材料的外观,凡发现材料规格或材质外观不符合要求的,须及时报材料、质量、技术部门处理。
2.3母材须平整无损伤及其它缺陷,否则应矫正或剔除。
若发现钢板平面度超差,下料前必须矫正。
3、切割
3.1切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气,切割后表面应光滑无裂纹,熔渣和飞溅物应清除干净。
3.2切割后须矫正板材由于切割所引起的变形,然后标上零件所属的零件号,才能进行下一道工序。
4、屋架的组装
4.1按照图纸尺寸1:
1放地样,将起拱65mm考虑进去,然后组装胎架,胎架必须水平,用定位铁固定。
屋架在大剧院室外现场拼装,其位置见下图:
4.2将零件位置与地样对齐就位,并用角尺检验,定位焊住。
5、焊接
5.1焊工必须经考试合格并取得合格证书。
持证焊工应在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
5.2在工件两边各50mm内打磨干净,不得有油污,水等对焊接质量有影响的杂质。
5.3焊缝的外观必须符合规范,不得有飞溅、焊瘤、气孔等缺陷。
6、预拼装
6.1严格控制分段处的接头几何尺寸。
6.2所有需进行预组装的构件,必须是制作完毕经检查员检查并符合质量标准的单构件。
相同单构件,应能互换而不影响整体几何尺寸。
6.3检验合格后,方可进入下一道工序。
7、除锈涂装
7.1除锈必须达到图纸要求的等级,经检查合格后涂装。
7.2底漆刷两遍,漆膜厚度达到72µm,检查合格后,准许出厂。
四、运输方法
使用20t运输车,每车1榀,分2段平放运输。
考虑到每榀宽度为4.3米,构件长度为16.25米,若遇收费站不能通过,应事先进行联系,办好通行拆移手续。
运输时,在构件的四个角和中部两侧各绑红带示警。
五、安装现场屋架拼装
屋架进场拼装→屋架焊接→屋架-1.2米标高处吊装滑移→-1.2米~36.875m屋架吊装→屋架-1.2米标高处吊装滑移→屋架上下弦支撑安装→檩条安装→补漆、防火
1、屋架的拼装:
屋架进场前先布置好拼装平台,确保拼装质量。
屋架由A-D轴往A-G方向同时依次进场,在B塔与A塔之间塔吊处4米位置分层堆放拼装;我公司根据运输条件每天进场2榀,将分段一榀(2片)拉到场内拼装,按图纸要求起拱65mm。
方法,从屋架的两端拉线,接头处用卷尺检查起拱度,调整好起拱度后,将屋架找正,固定好,进行焊接。
焊接时,注意焊接顺序,防止变形。
屋架卸车及滑移位置路线图见附件二,构件堆放见下图:
2、屋架-1.2米标高处吊装滑移
标高在-1.2m层,在屋架滑移通道范围内,脚手架应拆除,不得妨碍屋架滑移。
屋架应以立式放在滑移用的支架上,屋架高度为4.3米,进入到大剧院的墙洞高度为5米,满足屋架立式进入高度。
屋架在-1.2米层楼板进行滑动时的面荷载为f施=[(17+3)×10×1.1]/(32×1.5)=4.58KN/M2,故其施工荷载远远大于所用时荷载,下需做临时支撑,临时支撑详下图:
屋架拼装焊接完成后用50吨吊车配合塔吊吊装到门洞位置进入滑轨位置。
进入滑轨位置后,安装支架防止屋架侧倒。
解开屋架上塔吊上的钢丝绳,此时50吨吊车上的钢丝绳不得解开。
将卷扬机牵引滑轮装置固定在舞台框架东南角上,将钢丝绳与屋架的一端栓牢,开卷扬机牵引,在滑移过程中,速度不能快,屋架两边安排工人调整滑移偏向;当屋架进入滑移轨道2/3时即A-5轴位置装上格构式拔杆上钢丝绳吊起屋架继续项当屋架全部进入滑移轨道后50吨吊车钢丝绳托钩,继续向A-9轴滑移直至安装位置(屋架地面滑移过程见附件一图)
滑移支架,能够承受构件重量,也能保证构件不会在滑移过程中倾斜或倒下。
支架构造如下:
共设8组支架,在支架之间,做四组能帮助滑移的滚轮,可用圆管放在地上当滚轮使用。
以下为50吨吊车参数
六、吊装方法
1、设计
采用φ114*4的圆管制作格构式拔杆。
拔杆起重力(kN)
拔杆高度
(m)
钢管尺寸
揽风绳直径(倾角45º)(mm)
起重机滑车组
卷扬机起重能力(kN)
直径(mm)
壁厚(mm)
钢丝绳直径(mm)
滑车门数
定滑轮
动滑轮
100
4
121
7
21.5
17
3
2
30
自制格构式拔杆高度的确定:
屋架上梁高度共700mm;滑轮组高度600mm;铁扁担高度350mm;钢丝绳高度1000mm;
H0=700+350+600+2000=3650mm 自制格构式拔杆简图: 拔杆验算附后。 由于结构计算时未考虑缆风绳此时结构已能满足结构稳定,但施工时我们需设缆风绳共3根φ20,此缆风绳仅为构造措施查表得每根钢丝绳公称抗拉强度为180KN可以满足使用要求 2、起吊钢丝绳的大小 设采用φ16mm以上的钢丝绳。 钢丝绳验算: P=(Q/2cos30º)*K 式中: P—吊绳的内力(K·N) Q—每件屋架的重力(K·N)85K·N K—起吊的重力系数,取1.5。 P=(85/2cos30º)×1.5=49K·N 吊索按下式计算: α·Fg≥K·P Fg—钢丝绳的破断力K·N α—考虑钢丝绳荷载不均的换算系数 α按钢丝绳为: 6股19丝——0.85;6股37丝——0.82;6股61丝——0.80 K—钢丝绳的安全系数: 取5~7; P—钢丝绳的拉力: K·N 现取K=6,设使用6股19丝钢丝绳,则α=0.85 则钢丝绳: Fg≥K·P/α=6×49÷0.85=346K·N 查表,得钢丝绳至少为φ26mm 3、拔杆的放置点及固定 屋架的长度为32.68米,而剪力墙的内墙净距为31.9米,即屋架的吊装必须是斜着向上吊,如果以屋架东面为基点时,西面与东面的斜度为8.6米。 拔杆应设在框架梁的东南角上,另一根拔杆设在西南角向北10.1米处,示意图如下: 拔杆的定位,示意图如下: 将拔杆与预埋螺栓连接,拔杆顶部用缆风绳固定,需拉3根缆风绳。 缆风绳固定位置如上图所示。 4、滑移轨道的安装 ⑴滑轨可固定于钢筋混凝土梁面的预埋件上,轨面标高应高于或等于屋架支座设计标高(钢管高度为140mm,预面埋件高度120mm故满足要求,)。 轨道接头处采用套管φ133×4.0连接套管长度100mm,当支座板直接在滑轨上滑移时,其两端应做成圆导角,滑轨两侧应无障碍。 在摩擦表面应涂润滑油。 为使屋架在滑移过程中不会偏移出轨道,我们采用定位卡扣措施,其做法详下图 ⑵屋架滑移可用卷扬机、倒链或钢索液压千斤顶、专业爬行器等,牵引时要防止突然滑移,根据牵引力大小及屋架支座之间的系杆承载力,可采用一点或多点牵引。 牵引速度不大于1.0m/min,牵引时可按滑动摩擦和滚动摩擦分别进行验算,取较大值: a)滑动摩擦 Ft≥μ1×ξ×GOK 式中: Ft—总起动牵引力; GOK—屋架总自重标准值; μ1—滑动摩擦系数,在轧制钢材表面,经除锈充分润滑,钢与钢之间取0.12~0.15; ξ—阻力系数,当有其它因素影响牵引力时,可取1.3~1.5。 0.15*1.5*17=3.825吨小于5吨葫芦的拉力满足滑移要求 b)当屋架滑移时,两端不同步值不应大于50㎜。 C)滑移轨道设置示意图: D)根据屋架的间距是3m,将圆钢管按3m一节分段,放 在剪力墙上,便于在屋架滑移到位后,可将圆钢管取出 E)为在滑移过程中轨道不滑移,我们采用固定的方法是,钢管每500mm固定角钢75×5用膨胀螺栓定位具体做法见下图: 5、滑移前的准备工作 ⑴土建的女儿墙不得建起,钢筋不得阻碍屋架滑移。 ⑵为保护地脚螺栓的牙不损坏,必须用螺帽旋上地脚螺栓,每一边的牙至少应旋两个螺帽。 ⑶土建剪力墙内脚手架位置应在屋架下弦以下1M位置 6、吊装过程 因为格构式拔杆高度5米,重量才800多公斤完全可以采用塔吊进行安装就位。 但塔吊高度必须在标高在42米以上(必须配合)。 我们选用3吨卷扬机其型号参数见下表,如下表所示3吨卷扬机尺寸较大不能放在剪力墙上故考虑定位在16米混凝土平台梁上下用φ53×2圆钢管临时支撑具体位置需与设计人员协商后制定。 按使用说明书中采用4根φ24地脚螺栓,我们考虑采用4根φ24的化学螺栓连接在混凝土梁上 2JK3建筑卷扬机 型号 2JK3 钢丝绳额定拉力(kn) 30 钢丝绳额定速度(m/min) 42 卷筒绳容量(m) 300 钢丝绳直径(mm) 15 电动机型号 YZR251-8 电动机功率(kw) 22 电动机转速(r/min) 715 外形尺寸(长×宽×高)(mm) 2550×1580×1230 重量(kg) 3400 两边拔杆分别吊屋架的两端,同时起吊,控制好卷扬机的速度,避免屋架两端受力不均。 屋架的起吊应由专人负责、指挥。 屋架的两端应系上麻绳,起吊时,地面工作人员拉住麻绳,以防止屋架在提升过程中碰到墙体。 当屋架提升到安装高度,转动拔杆,调整屋架位置,将屋架放在滑移轨道上。 在屋架的两端加上卡扣,防止屋架在滑移过程脱落; 滑移的牵引采用2台手拉葫芦,速度控制在1.0m/min内。 当屋架滑移至安装位置,用千斤顶将屋架顶起, 抽出圆钢管,放在地脚螺栓预埋件上,找平后固定住,用缆风绳拉住,当水平支撑装完后,才可松缆风绳。 按上述方法将所有屋架安装完毕。 安装方案图示见附件 七、质量保证 1、严格审图,对有疑问的地方,应马上与设计院联系。 2、对进厂的钢材要有材质保证书,并做到专料专用。 对不同材质的钢板进行标识。 3、严格进行工序控制,杜绝不合格产品流入下道工序。 4、经常检查焊接材料及焊剂是否符合图纸要求。 5、定期检查焊接材料烘烤记录。 6、对重要构件重点控制,检查施工是否符合工艺方案要求。 7、对等强度焊接要重点检查。 探伤时应对应焊缝号进行检验,焊缝号由图纸表示。 8、做好返修记录。 使不合格产品消除在制作过程中。 9、严格检查孔径、孔距,保证安装的穿孔率。 10、构件吊装前的检查要认真,不得让不合格的构件吊上去。 11、吊装时,严格控制好构件的标高。 八、安全施工保证措施 1、施工组织设计 施工组织设计应有针对性的安全技术措施,且经技术负责人审查批准。 施工过程中针对剪力墙四周内外各设-道施工通道通道用内外脚手架上模板铺设并各设一道栏杆扶手,通道处应有防滑措施,由于安装时屋架离地面较高,防止屋架配件高空坠落。 屋架施工完成后安装屋架上下弦系杆时剪力墙上两端挂安全绳用于安装工人在屋架上施工必须保证施工人员安全带扣在安全绳上以确保安全,上下弦系杆安装完成后在下弦铺设安装通道,在屋架吊装时吊装区域用警示带画出安全区域与吊装区域,非吊装人员不得进入吊装区域,屋架安全布置详下图: 2、屋架吊装前进行安全技术交底 进行全面地针对性的安全技术交底,交底履行签字手续。 3、特种作业人员持证上岗,操作证必须按期复审,不超期使用,名册齐全。 4、安全检查 ①屋架吊装前应对吊装设备进行全面安全检查,尤其重点部位。 如钢丝绳、格构式拔杆、卷扬机等。 ②安全检查有记录。 对查出的的隐患应及时整改,做到定人、定时间、定措施。 ③安全网和脚手架,认真做好验收合格挂牌制度(即“四验收”)。 屋面安全网与脚手架在未验收前,严禁进行屋架吊装。 5、屋架起吊过程中的安全检查: 当屋架在起吊一米高度时,全面对起吊系统再次进行安全检查。 6、安全保证措施 ⑴建立项目部安全保证体系,其体系及控制图见图9.1。 ⑵安全技术措施 ①“三安”安全保护措施 a.安全帽 ⅰ安全帽必须经有关部门检验合格后方能使用。 ⅱ正确使用安全帽并扣好帽带。 ⅲ不准把安全帽抛、扔或坐、垫。 ⅳ不准使用缺衬、缺带及破损安全帽。 b.安全带 ⅰ安全带须经有关部门检验合格方能使用。 ⅱ安全带使用两年后,必须按规定抽验一次,对抽验不合格的,必须更换安全绳后才能使用。 ⅲ安全带应储存在干燥、通风的仓库内,不准接触高温、明火、强碱强酸或尖锐的坚硬物体。 ⅳ安全带应高挂低用,不准将绳打结使用。 ⅴ安全带上的各种部件不得任意拆除。 更换新绳时要注意加绳套。 c.安全网 ⅰ从二层楼面起设安全网,往上每隔四层设置一道,同时,再设一道随施工高度提升的安全网。 ⅱ网绳不破损并生根牢固、绷紧、圈牢,拼接严密。 ⅲ网宽不小于2.6m,里口离墙不得大于15cm,外高内低,每隔3m设支撑,角度为45度。 ⅳ立网随施工层提升,网高出施工层1m以上。 网下口与墙生根牢靠,离墙不大于15cm。 网之间拼接严密,空隙不大于10cm。 ②安全用电 a.支线架设 ⅰ配电箱的电缆应有套管,电线进出不混乱。 大容量电箱上进线加滴水弯。 支线绝缘好,无老化、破损和漏电。 ⅱ支线应沿墙或电杆架空敷设,并用绝缘子固定。 ⅲ过道电线采用硬质护套管埋地作标记。 ⅳ室外支线应用橡皮架空,接头不受拉力并符合绝缘要求。 b.现场照明 ⅰ一般场所采用220V电压。 危险、潮湿场所和金属容器的照明及手持照明灯具,应采用符合要求的安全电压。 ⅱ照明导线应用绝缘子固定。 严禁使用花线或塑料胶质线。 导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。 ⅲ照明灯具的金属外壳必须接地或接零。 单相回路内的照明开关箱必须装设漏电保护器。 ⅳ室外照明灯具距地面不得低于3m;室内距地面不得低于2.4m。 碘钨灯固定架设。 要保证安全。 钠、铊等金属化物灯具的安装高度宜在5m以上。 灯线不得靠近灯具表面。 c.配电箱 ⅰ配电箱内应设置漏电保护器,选用合理的额定漏电动作电流进行分极配合。 ⅱ配电箱应设总熔丝、分熔丝、分开关。 零线接地接齐全。 动力和照明分别设置。 ⅲ配电箱的开关电器应与配电线或开关箱一一对应配合,作分路设置,以确保专路专控;总开关电器与分路开关电器的定额值、动作整定值相适应。 熔丝应和用电设备的实际负荷相匹配。 ⅳ金属外壳电箱应作接地或接零保护。 ⅴ配电箱与用电设备实行一机一闸一保险。 ⅵ移动开关箱严禁配有380V和220V两种电压等级。 e.接地接零 ⅰ接地体可用角钢、圆钢或钢管,但不得用螺纹钢,其截面不小于48mm2,一组两根接地体之间间距不小于5m,入土深度不小于2m,接地电阻应符合规定。 ⅱ橡皮线中黑色或绿/黄双色线作为接地线。 与电气设备相连接的接地或接零线截面最小不能低于2.5mm2多股芯线;手持式民用电设备应采用不小于1.5mm2的多股铜芯线。 ⅲ电杆转角杆、终端杆及总箱、分配电箱必须有重复接地。 ⅳ高层配电箱重设接地,必须从地下引入。 ③中小型机具使用措施 a.电焊机 ⅰ有可靠的防雨措施。 ⅱ一、二次线(电源、龙头)接线处应有齐全的防护罩,二次线应使用线鼻子。 ⅲ有良好的接地或接零保护。 ⅳ配线不得乱搭,焊把绝缘良好。 b.气瓶 ⅰ各类气瓶应有明显色标和防震圈,并不得在露天曝晒。 ⅱ乙炔气瓶与氧气瓶距离应大于5m。 ⅲ乙炔气瓶在使用时必须装回火防止器。 ⅳ皮管应用夹头坚固。 ⅴ操作人员应持有效证上岗操作。 ④防火安全 a.工地建立防火责任制,职责明确。 按规定专职防火干部和专职消防员,建立防火档案并正确填写。 b.按规定建立义务消防队,有专人负责,定期教育。 c.重点部位(危险仓库、油漆间等)必须建立有关规定,有专人管理,落实责任。 按要求设置警告标志配置相应的消防器材。 d.焊割作业应严格执行“十不烧”及压力容器使用规定。 e.危险品押运人员、仓库管理人员和特殊工种必须经培训和审证,做到持有效证件上岗。 九、人员配额 作业人员 人数 备注 吊车司机 1 吊车指挥 1 起重工 3 安装工 7 焊工 4 杂工 3 测量工 2 现场施工员 2 一十、设备清单 名称 台数 备注 16t汽车吊 1 自制拔杆 2 CO2气体保护焊机 2 交流电焊机 1 气割装置 2 10t机械式千斤顶 4 滑移用手扳葫芦5t 2 一十一、进度计划 安装构件名称 工日 备注 屋架共7榀,每榀1个半正常工作班 10.5 屋架水平撑 3.5 安装: 自制拔杆 2.5 安装: 滑移装置 1 合计 17.5 附件一(格构拔杆计算书)此计算书采用同济大学的钢结构计算软件3D3S8.0 说明: 节点荷载: =170×0.8=136KN,取150KN,水平节点荷载=150×tan20.82o=57KN 同济大学3D3S软件 ★★★★★计算书★★★★★ 工程名: 设计单位: 计算人: 计算时间: 08: 58: 2609/08/06 工程负责人: 检查: 审核: 一、计算简图 计算简图(圆表示支座,数字为节点号) 节点编号图 单元编号图 二、几何信息 各节点信息如下表: 节点号 x坐标(m) y坐标(m) z坐标(m) x向约束 y向约束 z向约束 绕x约束 绕y约束 绕z约束 1 1.061 0.098 4.000 2 0.261 0.098 4.000 3 0.261 0.898 4.000 4 1.061 0.898 4.000 5 0.261 0.898 0.000 √ √ √ 6 1.061 0.898 0.000 √ √ √ 7 1.061 0.098 0.000 √ √ √ 8 0.261 0.098 0.000 √ √ √ 9 1.061 0.098 2.000 10 0.261 0.098 2.000 11 0.261 0.898 2.000 12 1.061 0.898 2.000 13 0.261 0.898 3.000 14 1.061 0.898 3.000 15 1.061 0.098 3.000 16 0.261 0.098 3.000 17 1.661 -0.502 4.000 18 0.261 0.098 -1.000 √ √ √ √ √ √ 19 0.261 0.898 -1.000 √ √ √ √ √ √ 20 1.061 0.098 -1.000 √ √ √ √ √ √ 21 1.061 0.898 -1.000 √ √ √ √ √ √ 22 1.061 0.098 1.000 23 0.261 0.098 1.000 24 0.261 0.898 1.000 25 1.061 0.898 1.000 各单元信息如下表: 单元号 截面名称 长度(m) 面积(mm2) 绕2轴 惯性矩(x104mm4) 绕3轴 惯性矩(x104mm4) 绕2轴计 算长度 系数 绕3轴计 算长度 系数 小节点 释放 大节点 释放 1 热钢管121x7.0 1.000 2507 409 409 0.500 0.500 --- --- 2 热钢管121x7.0 1.000 2507 409 409 0.500 0.500 --- --- 3 热钢管121x7.0 1.000 2507 409 409 0.500 0.500 --- --- 4 热钢管121x7.0 1.000 2507 409 409 0.500 0.500 --- --- 5 热钢管63.5x3.5 0.800 660 30 30 0.500 0.500 --- --- 6 热钢管63.5x3.5 0.800 660 30 30 0.500 0.500 --- --- 7 热钢管63.5x3.5 0.800 660 30 30 0.500 0.500 --- --- 8 热钢管63.5x3.5 0.800 660 30 30 0.500 0.500 --- --- 9 热钢管63.5x3.5 0.800 660 30 30 0.500 0.500 --- --- 10 热钢管63.5x3.5 0.800 660 30 30 0.500 0.500 --- ---
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