干煤棚网壳施工方案

1、干煤棚网壳施工探讨1引言结构形式为双层网壳，网壳跨度103m净高38m,属超大型网壳结构。干煤棚是火电厂中存储煤的一种大型棚库，为了满足储存和斗轮机作业空间，要求跨度大、净空高，没有成熟经验可供参考；同时由于施工现场场地狭小，现场运输量大，脚手架类型的选择和搭设方案是最大的难点所在。本工程施工以大型脚手架为依托搭建滑移施工平台，采用高空散装法分段安装，在完成网壳安装、防腐施工、 屋 面板安装之后，将脚手架滑移到下一个分段继续施工，直到完成全部施工任务。2工程概况图1 :干煤棚外观本网壳结构设计跨度 103m,长度120m,矢高38.639m，网壳展开平面尺寸 144.00m X 120.00m

2、。支撑基础分为 A列和B列，共30跨（即共分31轴线）。结构型式为双层网壳，节 点类型为螺栓球节点及局部焊接球节点，支承形式为对边柱支承。该网壳结构螺栓球和焊接 球全部采用45号钢制作，螺栓球直径为$ 200300mm焊接球球径为0 400800mm上、下弦杆和腹杆选用Q235钢管制作，钢管直径为 $ 89219mm壁厚4.010.0mmo网壳结构防腐要求：底漆WZ-1水性无机富锌漆三道3*35卩m中间漆HB53-42环氧封闭漆一道 30卩m面漆为AB200改性聚碳酸脂长效面漆三道 3*35卩m其中现场施工为两道面漆。网壳结构面层采用单层压型彩钢板封闭，彩钢板厚度为0.53mm波高30mm表面

3、镀铝锌防腐。3施工万案本工程施工采用高空散装法安装，以大型脚手架为依托搭建滑移施工平台，施工人员在滑移施工平台上完成安装作业。在安装方向上按照轴线分为4个分段，在完成网壳安装、防腐施工、屋面板安装之后，将脚手架滑移到下一个分段继续施工，直到完成全部施工任务。根据脚手架宽度和网壳总长度， 本工程脚手架从搭设到拆除需要滑移3次。3. 1脚手架施工方案、构造措施：滑移门式脚手架施工是保证主结构顺利施工、安全施工的关键，因此脚手架的平面布置、构造措施、脚手架的搭设、脚手架滑移及使用维护等各方面都必须精心设计、严格控制，脚手架及底盘应进行受力验算。3. 1. 1脚手架的平面布置在靠近A、B列基础6米范围

4、内，采用满堂钢管扣件式脚手架（因不具备探讨价值，本文略去该部分内容）。在距离基础6米以外采用滑移门式钢管脚手架。滑移门式钢管脚手架由三组独立的滑移门式钢管脚手架组成，即平面尺寸28.00m x 30.60m两组，30.70m x 30.60m 组（见图2：脚手架平面布置图）。脚手架高度最高35.5m,脚手架生根在工字钢底盘上，底盘通过滑轮支承在轨道上。在高空网壳安 装时，3组脚手架架体及其底盘连接成一个整体，实质上相当于合并为一个整体脚手架，以提高稳定性。当一分段网壳安装完成后，脚手架需向前滑移至第二分段网壳位置时，先拆除三组滑移脚手架的连接件，使3组脚手架能够分别单独滑移。口 D O & U

5、 D D D O 口日日日日 D D D D 0 D D V O DDDDDODD DDCDD DDCODDDiDCEKDDDCDD ClD滑移门式脚手架28.00m*30.60m滑移方向满堂钢管扣件式脚手架11滑移7门滑移方向=滑移门式脚手漏滑移方向满堂钢管扣件式脚手架 iI D D D 口U U & D D D &PD 口 口口口 DE? 口口 DIDODDiD DCiD 口口 1 J图2:脚手架平面布置图之所以不采用整体脚手架而采用把整体分割成三组单独的脚手架，原因有三：整体脚手架体积太大、长度太长，地基沉降不均匀会造成扭曲变形，影响正常使用和滑移； 整体脚手架滑移过程中需要很大的水平牵

6、引力，也容易在滑移过程中因牵引力不均匀发生扭曲变形，采用3组独立脚手架后则可大大减小牵引力和减少牵引变形；采用3组独立的脚手架，方便搭设和拆除。3. 1. 2脚手架构造措施3. 1. 2. 1门架立杆采用$ 57x 2.5mm钢管，宽度为1.0m,高度为1.90m,跨距为2.70m,立杆加强杆采用25 x 2mmi冈管。水平加固杆、扫地杆、剪刀撑等采用$ 48x 3.5mm钢管。3. 1. 2. 2剪刀撑、纵横向水平加固杆设置见图四（脚手架加固措施布置图），剪刀撑斜杆与地面的倾角在4560之间，用扣件与门架扣紧，脚手管搭接长度不小于 600mm搭接处用3个扣件扣紧。纵 横向水平加固杆在门架的第

7、一层开始到第十层每层均设置一道，十层到十六层每隔一层设置一道，十六层到十八层每层均设置一道。3. 1. 2. 3门架底部设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆固定在距底座上皮不大于200mm处的门架横杆上。横向扫地杆固定在紧靠纵向扫地杆下方的门架横杆上。3. 1. 2. 4顶步作业平台满铺竹笆片，竹笆片应支承于横杆上，不得有探头板，且用不小于14号铅丝双股并联4点绑扎。滑移门式脚手架图三：脚手架立面图3. 1. 2. 5在28.00m x 30.60m两组脚手架处分别设人员上下步道，步道宽度1.2m,坡度1:3，拐弯处设平台宽1.5m，步道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板，栏杆高度1.2m,挡脚板高

8、度200mm3. 1. 2. 6单组脚手架合并：单组脚手架之间用$ 48x 3.5mm钢管连接，按照水平 3m竖直3m间距考虑，把3组独立脚手架连接成一个整体脚手架。在滑移之前将连接杆临时拆除。3. 1. 3滑移门式钢管脚手架计算图四：脚手架加固措施布置图水平支撑3排门架设置1道纵横向剪刀支撑3. 1 . 3. 1参数信息(1) 脚手架参数脚手架搭设高度为35.5m，门架型号采用重型门架，钢材为Q235o扣件连接方式：单扣件搭设尺寸为：门架的宽度b = 1.000m，门架的高度 ho= 1.900m，步距1.920m，跨距I = 2.700m。门架 h 1 = 1.450m , h2 = 0.

9、100m , b1 = 0.700m。门架立杆采用 57 x 3 mn钢管，立杆加强杆采用25 x 2mr钢管。(2) 荷载参数本工程地处浙江省玉环县，基本风压为0.80，风荷载高度变化系数 卩z为1.92，风荷载体型系数s为 0.5。施工均布荷载为3.000kN/m2,同时施工层数：1层。3. 1 . 3. 2脚手架荷载标准值：作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。(1)静荷载计算静荷载标准值包括以下内容：1)脚手架自重产生的轴向力(kN/m)门架的每跨距内每步架高内的构配件及其重量分别为:MF12191榀0.25 kN交叉支撑2副2X 0.040=0.080 kN水平架1步1设0.

10、165X 1= 0.165 kN脚手板每米重量0.048kN连接棒2个2X 0.006=0.012 kN锁臂2副2X 0.009=0.018 kN合计0.573 kN经计算得到，每米高脚手架自重合计NGkl =0.298 kN/m。2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力(kN/m)剪刀撑采用48X 3.2 mm钢管，按照4步4跨设置，每米高的钢管重计算：tg a = ( 4 X 1.920 ) / (4X 2.700 ) = 0.7112 X 0.035 X ( 4 X 2.700)/cos a /(4 X 1.920 ) = 0.121 kN/m水平加固杆采用48 X 3.2mn钢管，按照1

11、步1跨设置，每米高的钢管重为：0.035 X ( 1 X 2.700 ) / ( 1 X 1.920 ) = 0.05 kN/m每跨内的直角扣件1个，旋转扣件4个，每米高钢管重：(1 X 0.0135+4 X 0.0145 ) / 1.920 = 0.037 kN/m每米高的附件重量为 0.020 kN/m每米高的栏杆重量为 0.010 kN/m经计算，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2 = 0.238kN/m静荷载标准值总计为NG = NGK1 + NGK2 = 0.536 kN/m(2) 活荷载计算活荷载为各施工层施工荷载作用于一榀门架产生的轴向力标准值总和。经计算

12、得到，活荷载标准值NQ = 14.58 kN(3) 风荷载计算风荷载标准值应按照以下公式计算Wk = 0 7UsWo=0.800其中 Wo -基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：1.920Us-风荷载体型系数：Us =0.50经计算得到，风荷载标准值:Wk = 0.54 kN/m3. 1. 3. 3立杆的稳定性计算作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式（不组合风荷载）4 1.2+ 1.4 -Ns其中NG -每米高脚手架的静荷载标准值，NG = 0.482 kN/mNQ -脚手架的活荷载标准值，NQ = 14.58 kNH - 脚手架的搭设高度，H

13、= 35.500 m经计算得到，N = 40.945 kN作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式（组合风荷载）10i其中qk -风荷载标准值，qk =1.458 kN/mH1 - 竖向间距，H1 =1.92 m经计算得到，N =39.156 kN门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算其中N - 作用于一榀门架的轴向力设计值，取以上两式的较大者，N =40.954 kN ；Nd - 一榀门架的稳定承载力设计值（kN）；一榀门架的稳定承载力设计值以下公式计算Nd = A ft = JI A1=r应，坏其中-门架立杆的稳定系数，由长细比kho/i查表得到，=0.489k - 调整系数，k=1.170i

14、 -门架立杆的换算截面回转半径，i=1.956 cmI -门架立杆的换算截面惯性矩，1=19.47 cmh 0 - 门架的高度，ho=1.90mI 0 -门架立杆的截面惯性矩，lo=18.608cm4A1 -门架立杆的截面面积，A1=5.089 cm 2h 1 -门架加强杆的高度，h1=1.702mI 1 -4-门架加强杆的截面惯性矩，1 1=0.963cmA - f -一榀门架立杆的截面面积，A=10.178 cm2门架钢材的强度设计值，f=205.00 N/mm 2经计算得到， Nd= 102.029 kN立杆的稳定性计算N M= 102.029，满足要求。3. 1. 4工字钢底盘、滑轮及

15、轨道底盘是脚手架生根的基础，由纵、横两个方向的工字钢组成，底盘的工字钢间距按上部脚手架杆的间距调整。3. 1. 4. 1工字钢底盘构造1）底盘工字钢选用 20号工字钢，Q235B材质。2） 底盘工字钢所有接头采用M16普通螺栓连接成整体，避免焊接连接，便于拆卸和防止拆除时损坏。3） 为了保证脚手架顺利滑移，底盘工字钢平整度应控制在30mm之内。4） 脚手架搭设完成后， 在底盘工字钢纵横方向上每间隔4m设置沉降观测点，每隔3天测量一次沉降观测，做好记录。如发现异常情况应及时采取措施，防止因沉降造成脚手架失稳、破坏。3. 1 . 4. 2底盘工字钢验算（1）验算底盘一（共有 10跨）以第1跨为例验

16、算截面抗拉抗压抗弯强度、截面抗剪强度:底盘工字钢材质：Q235考虑自重，自重放大系数取1.2跨度为3m截面为普工20a截面 lx = 2.37e+007 mm3截面 Wx = 237000 mm面积矩 Sx = 134977 mm腹板总厚7 mm塑性发展系数丫 x = 1.05整体稳定系数0 b = 0.6由最大壁厚11.4 mm 得:截面抗拉抗压抗弯强度设计值f = 215 MPa截面抗剪强度设计值 fv = 125 MPa剪力范围为-16.9675-26.0385 KN弯矩范围为-8.30388-11.5936 KN.M最大挠度为1.02071mm （挠跨比为1/2939）由 Vmax x

17、 Sx /（lx x Tw） 得计算得最大剪应力为 21.185 MPa fv = 125 MPa满足要求由 Mx / （ Y x x Wx）得计算得强度应力为 46.5885 MPa 31轴逐步推行，按 1轴一- 9轴、9轴一- 17轴、17轴一- 25轴、25轴一- 31轴划分为四个分段（见图9:施工平面图），分段所有工序完成之后进行验收，验收合格后将脚手架滑移到下一个分段继续施工，依次类推，直到安装全部完成。1）网壳结构构件运至施工现场，按构件明细表核对进场构件的数量，检验出厂合格证及有关资料，便于安装工作的顺利开展。2）安装前对基础轴线、标高等进行验收检查，并进行基础检测和办理交接验收

18、，做到符合设计要求和有关标准规定。此颗焊接球就轴、轴处下弦有此颗焊接球就轴、轴处下弦有图10:网壳安装顺序图3）钢构件按种类、型号、安装顺序分段存放；钢构件底层垫枕应有足够的支承面，并防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，并防止钢构件被压坏和变形。每个分段网壳安装按照从下到上的顺序，A、B列对称进行。2 . 2. 1网壳安装前准备工作2. 2网壳主体结构安装3. 2. 2. 2网壳支座安装1）网壳支座包括支座球和支座底板以及加劲板（。支座安装是结构安装中最重要的施工环节，直接影 响结构安装精度。2）安装前，首先复测混凝土支承面顶板的位置、顶面标高和顶面水平度。

19、支承面顶面位置允许偏差为15mm顶面标高允许偏差范围为-3mm0，顶面水平度应控制在 L/1000以内（L为顶面宽度）。其次，复 测支座地脚螺栓中心偏移，最大允许偏移5mm偏差过大需要在安装前采取纠正措施。3）根据螺栓球的中心线在支座底板上划出中心线，安装时使 支座底板中心线和支承面十字线重合。4）支座就位后拧紧地脚螺栓上的螺母。3. 2. 2. 3焊接球、杆件安装1）网壳支座安装完成之后，最先安装的是支座上方的四层焊 接球、杆。安装前，按照图纸复检即将安装的各构件尺寸及 数量等情况，并按安装顺序放好各构件的堆放位置，便于网壳 安装工作的顺序开展。2）放置杆件：将备好的杆件，按规定的规格布置钢

20、管杆件。放置杆件前，应检查杆件的规格、尺寸，以及坡口、焊缝间隙、将杆件放置在两个球之间，调整间隙（2mm,确保焊缝根部，点焊固定，点焊时焊缝不应超过其钢管的 2/3。组装斜腹杆应控制好斜腹杆角度，对位置不正、角度不正的先矫正，矫正 合格后才准予安装。在安装过程中发现杆件长度、角度不一致时，将过长杆件用切割机割去，然后重开 坡口，重新就位检查。3）放置焊接球：将已验收的焊接球，按规格、编号放好，应将焊接球肋板与弦杆放置在同一轴线上。4）球、杆件焊接：球管焊接采用斜锯齿形运条手法进行焊接，防止咬肉。焊接完成半圆后，从另一端 钢管下侧中心线右边 2030mm处反向起弧，向左焊接，与上述工艺相同，到顶

21、部中心线后继续向前焊 接，填满弧坑。焊缝搭接平稳，以保证焊缝质量。焊工施焊完后，应及时清理焊渣，对焊缝质量进行检 查，不能漏焊，不能有裂纹、未溶合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等现象，出现以上问 题，应及时进行返修。5）若焊缝有超差缺陷，必须进行返修，但同一位置上的返修次数不超过两次。焊缝出现裂纹时，焊工 不得擅自处理，应报告焊接技术人员，查清原因，制定返修工艺措施，方可处理，严禁焊工自行返工处 理，以防裂缝再次发生。6）焊接结束后，应对焊缝进行外观检查。焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区无飞溅物，焊缝的位置、外形尺寸必须符合 JGJ

22、81 2002、J218-2002建筑钢结构焊接技术规程和GB50205-2001钢结构工程施工及验收规范。设计对全熔透焊缝有超声波探伤要求，须进行超声波探伤检查。（根据设计要求的比例对焊缝进行超声波探伤，二级焊缝20%探伤，一级焊缝100%探伤）。3. 2 . 2. 4螺栓球、杆件安装1）安装下弦构件按下弦球所需标高排好临时支点，保证下弦球的标高位置（平行度）。临时支点可使用现场脚手架钢管，使第一榀下弦网格从临时支点上通过。按照图纸上的杆件、球的编号位置安装第一榀间下弦球、杆，组成纵向平面网格，并拧紧其高强螺栓。安装前应检查丝扣质量，清理螺孔、螺扣，干净后拧入。高强螺栓应拧紧到位，不得有松扣

23、。2）安装腹杆安装第一榀间的腹杆与上弦球，为一球四腹杆的四角锥小单元。四角锥小单元安装好后，将其翻至下弦平面网格上，就位后腹杆高强螺栓与下弦球孔拧入、固定（外侧两腹杆的高强螺栓）。（见图13 :四角锥安装）。3）上弦杆安装安装第一榀间的上弦杆，按图纸的编号，上弦杆就位，连接两个上弦球，上弦杆和内边两腹杆的高强螺栓拧紧到图13:四角锥安装位，从A轴线连续到对面B轴线，拧紧所有高强螺栓，使第一榀网壳形成整体，校正支座轴线。4）拼装装完第一榀网壳后检查其质量，使其符合设计及规范要求，接着拼装第二榀网壳。按以上安装方法， 设一排临时支点，装一榀网壳，以此叠加进行，边拼装边检查、边做好单元拼装记录。但在拼装时随时 观察临时支点的受力情况，如有下沉，及时采取加固措施。5）调整、紧固网壳安装时随时测量检查网壳安装精度。检查下弦网格尺寸及对角线，检查上弦网格尺寸及对角线，检查网壳纵向长度、横向长度、网格矢高。在各临时支点未拆除前进行调整。网壳在安装过程中应随时检查各临时支点的下沉情况，如有下降情况，及时加固，防止出现下坠现象。网壳检查、调整后，对网壳所有高强螺栓重新检查，对松动套筒加以紧固。图14:防腐施工工艺3