精品建筑工程穹拱式钢屋架安装工法13页.docx
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精品建筑工程穹拱式钢屋架安装工法13页
穹拱式钢屋架安装工法
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目录
1.前言2
2.特点2
3.适用范围2
4.结构概况2
5.施工要求和特点2
6.施工成套技术构成3
7.工艺原理3
8.工艺流程4
9.操作要求4
10.机具设备8
11.劳动组织及安全8
12.质量要求9
13.效益分析10
14.工程实例10
1.前言
穹拱式钢屋架是现代工业建设项目中常见的轻型钢结构,常见于水泥工业中的堆场屋顶结构,其特点是跨度大,高空拼装作业多,安装精度要求高。
如何取得安装的科学、合理、优质、安全是本工法的目的。
通过对已有安装方案的对比、总结和完善,从而形成本工法。
本工法主要包括构件拼装、吊装和测量技术。
实践应用中在质量、安全、经济和社会效益等方面获得成功,同类型结构的安装都值得借鉴。
2.特点
2.1根据结构特点扩大地面拼装作业,减少高空作业,减小劳动强度;
2.2根据现场特点充分利用作业空间,拼装作业布置和施工顺序合理、紧凑,便于交通和吊装;
2.3设置测点用激光测距仪测量调整,提高安装精度,有利于保证安装质量;
2.4根据结构特点选择合理的吊装工艺,利用结构自身特点形成稳定的空间体系,便于组对,吊装合理、安全;
2.5吊装均采用小型吊车,无须专修道路,不影响拼装作业;
2.6施工节省大型吊车台班,便于操作,经济性好。
3.适用范围
本工法适用于穹拱式钢屋架、圆球形钢屋架以及其它同类型轻型钢屋架的安装施工。
4.结构概况
穹拱式钢屋架安装于呈正十八边形分布的钢筋混凝土立柱上,直径86.616m,低部安装标高6.2m,顶部安装标高27.6m。
屋架结构分三部分:
中心为H型钢压力环梁GJ5,直径2.5m,内径1.5m,重3.7吨,安装标高27.6m;外围为H型钢构成的正十八边形的拉力环梁GL1、1A,最大直径86.616m,重27吨,安装于混凝土柱顶上,标高6.2m;中间部分为均布的18榀屋架GJ1~4和横向连接的托架、斜撑等构件,每榀屋架重6吨,屋面为轻型钢檩条。
主框架之间的连接均采用扭剪型高强度螺栓联接。
5.施工要求和特点
5.1为保证安装结构的稳定性和受力均匀,设计要求制作、拼装尺寸均高于现行的施工及验收规范,并对安装提出了很高的要求,主框架安装不得高空焊接。
主框架主要构件安装要求见下表:
序号
安装项目
分项
安装要求
备注
1
GL
标高
+3mm
水平度
1/1000L
半径
+5mm
对径
0~-10mm
周长
0~-30mm
2
GJ5
标高
+20~0mm
3
GJ
长度
+10~0mm
高度
+5~0mm
4
TJ
长度
0~-2mm
5.2主框架安装根据结构特点分三部分安装:
外围环梁部分GL→中心环梁部分GJ5→屋架部分GJ1~4。
外围环梁GL和中心环梁GJ5安装调整符合要求后,再进行屋架部分GJ1~4的安装。
5.3整个施工过程必须高标准严要求,严格控制每道工序的施工质量,保证施工顺利。
5.4处于吊装位置的混凝土立柱中间的横梁先不施工。
6.施工成套技术构成
6.1构件拼装技术
6.2扭剪型高强螺栓施工技术
6.3现场测量及安装调整技术
6.4吊装组装技术
7.工艺原理
本工法根据钢屋架结构特点划分三部分安装:
(1)外围环梁GL部分:
安装标高6.2m,为便于调整在一个圆周上,有效的防止累计偏差,采用吊车分区段安装,最后闭合为一整体;
(2)中心环梁GJ5部分:
采用主拔杆直立整体提升到位,用中心承重平台支撑,并提供高空组对和调整中心位置的作业平台;
(3)屋架GJ1~4部分:
共18榀,为避免单榀屋架吊装侧向稳定性差,失稳倒塌现象,保证了吊装、就位的自身稳定性,提高组对精度和减少高空组对作业量,可根据结构特点组装成9个三铰拱架单元,一次吊装三个,分三次进行吊装,安装过程形成稳定的空间体系,保证结构的稳定性。
吊装时将屋架构件按顺序在地面上互成120°的三方向上分三次拼装,每次组对成三个大片的三角形拱架单元(尾部宽15m),端部利用主拔杆的三个摇头杆用卷扬机提升,尾部各用两台吊车配合提升的方法就位,高空先与外围环梁组对,再同时与同中心环梁对接。
空跨之间的安装为了避免横向移位的累计偏差,采用在对称方向上同时用吊车安装托架、斜撑等构件。
8.工艺流程
根据穹拱式钢屋架的结构特点,结构形式和安装需要,制定安装工艺流程如下:
9.操作要求
9.1施工准备
(1)库内地面及进厂道路回填,铺石子平整并夯实;
(2)根据计划备齐所需劳动力及工机具,满足现场需要;
(3)完成各工种的技术、安全培训及交底工作。
9.2安装准备
(1)柱顶预埋件交接验收完毕,复核并达到设计及规范要求;
(2)完成主要吊装构件的制作,包括GL、GJ及TJ等,并检查符合验收规范和拼装要求;
(3)完成扭剪型高强螺栓连接副的预拉力实验及摩擦面抗滑移系数复验,达到设计及规范要求
9.3现场测量定位
(1)根据平面布置定出地锚位置,缆风绳走向,拔杆、卷扬机位置和拼装、吊装作业位置等;
(2)外围环梁GL和中心环梁GJ5的位置精度影响整个安装质量,中心点的位置尤为重要,中心点位置偏差过大,不仅影响整个屋架构件的安装尺寸,造成安装困难,而且会使整个屋架结构受力不均匀,产生应力造成事故隐患。
先利用原有中心点,用激光测距仪测量柱顶埋件中心的距离,取平均偏差值,重找安装中心点,再测量各柱顶埋件中心的距离,使其满足安装要求,并标出安装基准线。
9.4GL安装、调整
(1)外围环梁将GL1和GL1A组装成一体,形式如右图,分区段用吊车直接就位,使GL1的连接板中心线与埋件上标出的基准线对齐。
吊装完后将其封闭。
(2)安装完毕后测量调整,使连接板中心线到中心点的距离满足要求后,将高强螺栓统一初拧和终拧。
9.5中心底座平台搭设
库中心为一下料口,深约6m,直径约3m,需做一承重平台以支撑拔杆作业、GJ5摆放。
搭设时先将原有中心点引出,待搭设完后再将其引到中心线,并根据外围环梁安装偏差重新修整中心点。
9.6锚点设置
库体周围为开扩地,粘土土质,锚点采用地锚形式,利用挖掘机开挖锚坑,将地锚放入并回填夯实。
地锚构造见附图3。
9.7GJ5摆放及拔杆、卷扬机就位
(1)GJ5摆放于库中心平台上,对正方位,并在相互垂直的方向上标记”+”字线,与之相对应在库外也设两个测点,在吊装时设置两台经纬仪,以便于在吊装过程中测量调整中心环梁GJ5的位置,保证安装质量。
(2)拔杆立于库中心GJ5内,先将回转底座置于中心,对正位置后,再将挂附好机索具的拔杆用吊车辅助立于底座上,拉紧缆风绳并调整到作业位置。
(3)卷扬机根据现场布置定出位置,锚固好后检查并调整其状态,保证其安全可靠。
9.8吊装前检查调整
由专职质量、安全及起重人员对起重机索具等进行全面例行检查和调整,包括各工机具质量、拔杆、卷扬机及地锚、缆风绳状态等。
发现问题及时解决,确保吊装安全。
9.9GJ5提升、承重平台架设及调整
(1)GJ5由拔杆的三个摇头杆三吊点提升,先进行试吊,无问题后再正式起吊,提升到27.8m处后将各卷扬机关停上闸。
(2)承重平台用于支撑GJ5就位和作为高空作业平台,限于现场狭小和拱单元摆放,制作不宜过大(构造见附图4)。
承重平台可先制作好,先留其一面不焊用25t吊车将其直立套入拔杆后再封闭。
用缆风绳拉紧并调整直立。
(3)承重平台上的井字型横梁上焊接好立档,并均布四个千斤顶,以便与GJ5的找正找平。
考虑到钢屋架吊装完形成整体,松开千斤顶后承受重量,会引起变形,是屋顶整体下沉,根据GJ5设计要求的安装偏差的上限,将千斤顶调整到比安装标高高20mm,然后将GJ5放落到千斤顶上,调整时在仓外测点上用两台经纬仪配合,依靠立档及斜垫铁找正,依靠千斤顶找平,将GJ5就位并临时固定。
9.10构件拼装
(1)根据现场平面布置,将18个单榀屋架在互成120°方向上分三次拼装,每次拼装三个三角形拱架,拼装注意将进料输送处空出,见附图1。
第一次:
3~410~1117~19轴线
第二次:
8~915~1622~23轴线
第三次:
5~613~1420~21轴线
(2)拼装时,每个三角拱架单元在摆放位置分两段拼装:
GJ1.2,GJ3.4部分,然后将其吊放到临时支架上对接。
为减少高空作业,尽可能的将其上的构件安装完毕,包括围檩、拉条等。
(3)拼装过程中,因构件的长度和构件端面法兰板的倾斜角度等偏差,会引起三角拱架单元的总体几何尺寸偏差,从而引起空跨的安装尺寸变化,影响空跨构件的安装以至整个屋架的安装质量,为避免此类问题出现,主要从制作和拼装两个方面加以控制。
制作时要根据设计复核结构的空间几何尺寸,从而确定构件的放样尺寸,对影响总体尺寸的的构件,如TJ、CC、SC等构件两端各预留5mm左右,两端的连接板等先不焊接。
拼装前根据外围环梁GL和中心环梁GJ5的实际安装偏差,进行整体尺寸复核,确定三铰拱架单元的拼装尺寸和主要构件长度后焊接两端的连接板。
(4)拼装过程中,为防止因拼装工艺不当引起拱架单元内部应力,拼装时先将主要构件的高强螺栓进行初拧,其余构件只穿入高强螺栓稍加拧紧即可,待整个拱架单元拼装完后,再将主要构件的高强螺栓进行初拧和终拧。
高强螺栓施工时初拧用扭矩扳手,终拧用专用电动扳手,将尾部的梅花头拧掉,对无法用专用电动扳手终拧的,可用扭矩扳手设定终拧值后进行终拧。
9.11摆放,加固
(1)三角形拱架摆放于安装位置(见附图1)。
因拱架长度超出库半径,可将尾部从柱间伸出库外,使头部对正中心,。
(2)合理选择吊点和分散多吊点,使结构受力均匀,减少变形,避免局部内力过大造成永久变形。
采用头、尾部各四吊点,并用导向平衡滑轮使绳受力一致,并能随角度变化而自动调整。
吊点处用半圆包铁或长木条作垫层保护构件及捆绑绳。
9.12吊车就位
因三铰拱架单元拼装后底部空间较大,提升拱架尾部的6台20t吊车从拱架底下的通道处通过,根据平面布置就位,挂好索具准备待吊。
9.13吊装
(1)吊装前进行例行的检查与调整,同前。
(2)根据三个拱架同时提升就位原则,掉转过程中卷扬机动作的协调一致和吊车的配合很重要,其动作的配合程度直接影响吊车的稳定和安全。
吊装前对各指挥人员进行技术交底统一信号,统一指挥,并进行试吊,三个拱架同时提升50mm后检查调整,确认无问题后进行正式吊装。
提升时动作一致,缓缓提离地面后吊车停止动作,用卷扬机提升头部,使头部提高后再同时配合递送,将拱架移至库内,然后同时提升至高于安装位置。
吊装过程中注意始终保持摇头杆角度一致,以保证中心拔杆受力稳定,保证的安装安全。
(3)三角拱架单元就位过程中,无法同时进行三个拱架单元同外围环梁和中心环梁的对接,只能先对接有安装基准的一端,临时固定后再对接另一端,且拱架单元尾部同外围环梁的连接螺栓较多,吊装中刚度较小,容易变形,致使高强螺栓施工较困难。
因此本工法在外围环梁与屋架连接处的连接板上标上安装基准线,先进行拱架单元与外围环梁的GL对接,用临时螺栓和倒链临时固定,再将上部同时与GJ5对接,穿入临时螺栓固定,最后统一将临时螺栓换成高强螺栓并进行初拧。
就位过程中在地面设两台经纬仪检控中心环梁GJ5。
的一组拱架单元吊装完成后,再进行第二、三组拱架单元的拼装、吊装作业,工艺要求同前所述。
9.14空跨安装
待9个拱架单元安装完毕后,再进行空跨间的安装。
为使结构受力均匀,增加整体稳定性,避免横向累计偏差,安装采用在对称或三角方向上同时进行。
较大构件如托架TJ及支撑CC等用25t吊车吊装,小型构件可用人工挂附索具直接安装。
空跨间构件安装顺序如下:
TJ2—TJ1.1A.1B—CC2.2A—TJ3—GL2—TJ4—GL3—SC5.4.3.2.1—R—LT等。
安装时高强螺栓均进行初拧,待全部完成后由内向外统一进行终拧,移使结构受力合理。
9.15拆杆及机索具
吊装完成后,将承重平台上支撑GJ5的千斤顶同时缓缓松掉。
开始拆除拔杆、平台等。
摇头杆用主拔杆拆除,主拔杆利用承重平台倒挂拆除,承重平台用吊车将其移出拆掉。
10.机具设备
10.1施工机具,设备一览表(见附表一)
10.2检测器具一览表(见附表二)
11.劳动组织及安全
11.1劳动组织
由于安装的重要性和复杂性,作业面广,交叉配合作业多,且安装要求高等因素,为保证施工的协调安排、进度及质量安全要求,制定劳动组织机构:
工作划分:
运输班:
构件等运输 拼装班:
拱架拼装及高空拼装
起重班:
GL安装、拱架吊装 起重班:
拔杆制作、拱架吊装
焊工班:
平台、支架制作等
劳动力配备见附表三。
11.2安全要求
(1)工程防护内容
包括构件变形和安全防护,放置时要垫平,组对时用支架支撑;吊装时吊装区域拉警戒绳封闭,设警戒标志,并派专职安全巡查员检查,无关人员不得进入吊装现场。
(2)安全要求
①各工机具进厂要全面检查,保证处于良好状态,并有防雨、防雷接地等措施,遇有雨、雪天、雾天或风力大于5级以上时不得吊装作业;
②现场设置吊装警戒区,关键部位悬挂安全标志牌,无关人员不得擅自入内,风绳过路面时,要设置红飘带、红灯等警示标志,一防冲撞或伤行人;
③吊装作业前、中对施工人员集中进行安全教育各一次,方案、技术及起重安全交底各一次,各工种严格按其操作规程作业,不得违章作业,不得酒后作业;
④进入现场必须穿戴好个人安全防护用品,登高作业不得穿硬底鞋,高空作业必须系挂安全带,对有不适于高空作业的及有疾病的人员,不得登高作业;
⑤各岗位分工明确,各司其职,统一信号。
各岗位操作人员要服从统一指挥,不得擅自离岗、串岗。
每道工序都要进行专业检查、互检与自检;
⑥吊装时,吊车吊臂及构件移位、提升的范围内严禁站人;吊装索具严禁与焊把线、电线接触,无法避免时要采取有效的隔离措施;构件绑扎时按要求进行加固和防护措施。
重物悬空后将跑绳夹死,卷扬机上闸;
⑦空中传递工具或拧掉的高强螺栓梅花头必须用工具袋,不准抛掷或乱扔;
⑧施工中遇有方案变动或材料代用,必须经技术负责人签字同意。
12.质量要求
(1)根据安装平面布置构件、工机具、锚点等。
地锚位置误差<3m,拔杆位置误差<10mm,卷扬机位置误差<1m,朝向误差<2°;
(2)拔杆应直立,垂直度误差<1/1000L,的座平台搭设符合要求;(3)风绳对地面夹角30°,误差<3°;
(4)中心圆环提升过程中,对称方向高低偏差<10mm;
(5)各构件重量由专职技术人员统计,重量必须准确,误差<5%,并由专职人员签字认可;
(6)现场配备激光测距仪、水准仪和经纬仪,用于测量定位、拔杆调整、吊装检测等;
(7)拼装及安装尺寸偏差严格按安装要求控制。
13.效益分析
13.1技术经济效果
施工工艺简便、合理、科学,充分利用现场条件和结构自身特点,且施工方法新颖独特、安全可靠、保证质量,比常规施工方法节约75t吊车9个台班,按18元/t×h计算,节约台班费97200元,经济效益可观,易于推广。
13.2社会效益
整个安装过程在工期紧,条件差的条件下,优质、安全的完成任务,充分显示了企业的技术势力,为设备安装赢得了时间,受到业主、监理单位及其他兄弟单位的好评,为企业赢得了信誉,创造了良好的社会效益,并积累了经验,为同类型结构安装提供了方便之路。
14.工程实例
1999年中建八局安装一公司承建山东水泥厂钢结构工程中,采用本工法安装穹弓形予均化库钢层架,直径86.616M,标高6.2M,27.6M,安装量300吨。
安装共用20天,安装工艺科学合理,施工过程安全可靠、优质快速,经济性好,为同类型结构安装提供了一条新途径,具有推广价值。
施工机具、设备一览表附表一
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
主拔杆
φ530×12/41m
根
1
2
摇头杆
φ273×10/12m
根
3
3
汽车吊
50t
台
1
按需进场
4
汽车吊
20t
台
6
按需进场
5
卷扬机
3t
台
6
6
缆风绳
φ15.5-6×19+1
m
1800
拔杆
7
缆风绳
φ15.5-6×19+1
m
200
平台
8
起升绳
φ15-6×37+1
m
1000
9
捆绑绳
φ30.5-6×61+1
m
150
10
滑车组
H8×2D
对
6
11
导向滑车
H5×1K
个
10
12
平衡滑车
H10×1K
个
12
13
千斤顶
10t
个
4
机械式
14
扭矩扳手
800NM
个
6
15
电动扳手
YJ-A24
个
2
16
倒链
5T
个
9
17
倒链
2T
个
4
18
道木
3m
根
150
19
电焊机
22KW
台
5
检测器具一览表附表二
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
全站仪
台
1
2
经纬仪
J2
台
2
3
水准仪
S2
台
1
4
水平尺
0.5m
个
3
5
钢尺
1m
个
3
6
钢卷尺
50m
个
1
施工人员配备附表三
序号
岗位
人数
职责内容
备注
1
项目部
3
组织施工协调关系
2
现场负责人
1
组织实施工作处理现场问题
工程师
3
技术负责人
1
编制方案、技术交底处理技术问题
工程师
4
安全保卫员
2
安全检查现场保卫
专职
5
宣传服务员
1
安全宣传现场服务
6
总指挥
1
起重指挥组织劳动分工
技师
7
分指挥
4
指挥吊车卷扬机
六级工
8
操作工
3
操作卷扬机
持证上岗
9
起重工
10
起重专业作业
四级工
10
铆工
16
拼装组装、安装
11
钳工
6
维修保养、安装
12
辅助工
10
辅助拼装安装
13
电工
1
电工作业
14
焊工
4
焊接作业
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