技术方案-体育馆钢网架整体爬升施工

1、1.1 体育馆钢网架整体爬升施工1.1.1 爬升工艺设计1.方案选择网架拼装主要分空中组装和地面拼装两种,其中地面拼装高空作业少、易保证拼装质量。该工程采用“地面拼装、液压整体爬升”的施工方案。即网架支承柱采用预制吊装,网架在地面拼装,网架支座上安装GYD-35型液压于斤顶,支承柱上部安装25圆钢吊杆,千斤顶带着网架顺吊杆爬升,直至安装标高。2.千斤顶、吊杆及油路布置网架自重119t,提升荷载2100kN,网架最大支座反力79.5kN。考虑网架在爬升中由于千斤顶回油下坠对吊杆的冲击振动和千斤顶受力的不均衡性,动力系数和不均衡系数均取1.2,则最大支座反力为114.5kN。千斤顶最大起重量35k

2、N,按工作起重量考虑取1520kN。网架除4个角支座(受拉支座)不设千斤顶外,其余支座均按支座反力大小设46个千斤顶,共186个。每个支座设4根直径25mm的A3钢吊杆,采用对焊接头,长度12m,上端用螺栓固定于柱顶短钢柱上。经试验,吊杆屈服拉力为130kN,破断拉力为200kN。吊杆最大负荷38kN,安全系数3.4,共安装吊杆148根。4台YKT-36型液压控制台分别设在网架四角,油管采用16及8高压胶管,支油管路及分油管路均为并联(图6-10-1、6-10-2)1.1.2 网架制作与拼装网架制作与拼装分二步进行。第一步是将全部杆件、节点在车间下料制作,并将一个方向的平面桁分成小单元(2个节

3、间),拼装后运至现场;第二步为现场组装(总拼)。按施工组织设计要求,在网架下弦节点位置间隔砌筑37cm37cm砖支墩,高80cm,中间起拱10cm,砖墩顶面用水泥砂浆抹平找坡并弹出网格中心线。采用20m摇头扒杆将小单元桁吊至拼装位置进行组装(从柱角开始,顺序组装),组装时全部杆件与节点用螺栓和点焊固定。组装后,经严格检查校正后方可焊接。焊接工作从网架中央节点开始,呈辐射状向四周展开,最后焊接网架支座节点-1.1.3 爬升施工1) 爬升程序1.试爬网架总拼和液压爬升系统安装就绪后,将网架从3.7m升至4.43m,搁置于支承柱临时钢梁上,爬升高程0.73m。然后检查网架的变形和液压爬升系统,安装屋

4、面木层、顶棚内部管线和检修走道,并安装4m标高柱间联系梁,以加强结构整体性。2.正常爬升从4.43m爬至11.13m,爬升高程6.7m。该阶段千斤顶行程每次为30mm,回油下滑45mm,实际上升2526mm,爬升1个行程需65s,正常情况下爬升速度为1.31.5m/h。3.就位爬升爬升前对液压设备逐一检查,调整支座水平高程,校正吊杆垂直度,然后从11.13m升至14.5m安装就位,爬升高程3.37m。网架爬升共历时16h45min,爬升高度共10.8m。2) 网架整体水平高差的调整与控制网架整体爬升的关键在于保证网架平稳上升。安装前虽对千斤顶作了检查校正和同步试验,但由于各支座负荷不均,各千斤

5、顶的行程和回油下滑量不一而产生了水平高差。为控制水平高差,可在网架支座上安装刻度为1cm的木尺,支承柱上每隔20cm划一标志线,以便随时观察,及时进行局部调整。设计文件规定相邻支座间允许水平高差2cm,整体挠度10cm。据实际测定:负荷最大与最小的支座每个行程高差为2mm,相邻支座高差为0.50.7mm。爬升施工时,整个网架呈盆状,每爬升25cm即对网架水平高差进行一次调平。网架就位后实测挠度为5cm,残余起拱尚有5cm,符合设计要求。3) 网架的垂直偏差控制施工开始时，由于吊杆自由长度大，网架爬升时，左右摆动较明显，支座节点板有靠归柱现象(用撬棍轻轻拨动即可使之离开)。为减少支座节点板与支承

6、柱间的摩擦和碰撞，可在柱两侧支座节点板上安装一对限位小滑轮。随着网架爬升高度增加、吊杆自由长度减小，网架摇摆也逐渐减小。实践证明，网架是在轻微摆动状态下爬升的，只要吊杆位置安装准确，支承柱表面平整，不会出现卡柱现象。1.1.4 吊杆受力情况及检验吊杆按标准荷载乘以动力系数和不均衡系数设计，安全系数3.4。试爬阶段发现，千斤顶回油下坠时网架对吊杆的冲击力很大，按S铁摩辛柯材料力学一书中的单杆冲击应力公式计算，网架越往上升，吊籽冲击应力就越大，且超过了钢材的容许应力。该公式是假定荷重按自由落体冲击单杆的下端，落体所做的功全部转变为单杆的应变能而建立的。实际上，网架在回油下坠时并非自由落体，由于能量

7、的转换和传递，网架下坠的瞬时速度将减小1/3l/2。假定网架下坠的瞬时速度从31.3cm/s调整为17.5cm/s，则计算结果能满足吊杆的容许应力。为慎重起见，采取以下3项措施：1. 在吊杆固定端加橡皮垫块，以减缓冲击。2. 调低工作油压(由8MPa调为6.5MPa)，接长油管，减缓回油速度。3. 在网架爬升过程中用杠杆引伸仪对3根负荷最大的吊杆进行冲击应力实测。实测结果表明，随着吊杆自由长度的减小，冲击应力增大，但仅为S铁摩辛柯理论公式计算数值的1/2l/3，与预计数值相近。1.网架采用工厂加工、现场拼装方法，工作条件好，施工进度快，可保证拼装质量，减少高空作业，有利于安全施工。2.网架提升

8、过程中结构受力状况与设计要求完全符合，不需采取任何加固措施，避免了不必要的材料消耗。3.液压操作系统设备简单，操作方便，工作可靠，不需大型运输和吊装设备。1.2 大型工业管架制作与吊装工艺在冶金、化学工业建设中,常有大量的多种形式管道,支承在各种类型的钢筋混凝土支架上,其中以框架式管架应用最多,它造型复杂,尺寸和重量大,类型多,质量要求高,其吊装难度不亚于厂房结构,在中州铝厂工程中,曾制作吊装各种大型横梁及形管架计1380榀,并作了多顶改进。1.2.1 大型管架制作方法管架由双立柱与多道横梁组成,高8m以内、宽3.5m者重20t;高1215m、宽46m者重3440t;高1520m、宽68m者重

9、4060t。管架截面400800mm6001000mm。由于管架高度和宽度大,侧向刚度及稳定性均较差,运输、移动较困难,施工大部分采用就地预制的方法,少量为工厂预制,用半挂车运到现场安装。为减少和避免吊车旋转、移动等不便,就地预制布置尽可能靠近基础。为方便吊装,根据场地条件,分别情况采取沿管线纵向、横向、斜向三种布置方式。现场较狭窄的,采取纵向排放布置较适宜;场地较宽敞的，采取横向或斜向布置。由于管架面积、体积大,需用大量水材。为节省模板,经比较采用无底模板单榀预制和重叠预制两种方式较经济。底模采用铺砖或三七灰土,上抹砂浆找平,刷废机油、滑石粉隔离层,侧模用组合式定型钢模板(图6-17-1)。

10、叠层生产时,上下榀管架之间铺塑料薄膜作隔离层。高度大于15m的管架采取分节制作吊装,制作时上下节管架整体预制。支模绑钢筋时,将拼接点四周的预埋钢板及接头处的垫板焊上,并用螺栓临时固定,整体浇筑。拆模后,立即弹出管柱轴线,以保证安装轴线正确、接头密合。吊装时再分开,这样可避免因柱长而增加一定数量的抗裂钢筋。钢筋在底模上绑扎并在附近制成骨架直接吊运安装,然后支侧模,用脚手架钢管加扣件固定。管架混凝土量较大,采用吊车吊钢吊斗作分布浇灌,由一端向另一端或由两端向中间合拢,做到一榀管架一次浇筑完成,配合插入式振动器振捣密实,表面原浆压光,覆盖草袋洒水养护不少于14d。侧模板在混凝土浇筑24h后即拆除,移

11、到上节使用,以加速模板周转。实践证明,这种制作工艺较经济、实用,模板周转快,每天可制作24榀,费用较低。1.2.2 大型管架吊装工艺管架吊装绑扎、起吊视管架高度而定,一般高度在15m内采用二点绑扎起吊(图6-17-2a、6-17-2b、c),高于15m或双机抬吊或吊宽6m以上的形支架时宜设四点绑扎起吊(图6-17-2d)。起吊时,管架一端刚吊离地面时受力最为不利,应作验算(动力系数取1.3)。吊点一般设在立柱与横梁相交的节点附近,并使立柱所受的正负弯矩相等或近于相等。此时一般可不必进行加固。管架吊装根据不同高度、宽度和重量采用以下方法。1) 单机吊装法如图6-17-3b所示,采用旋转滑行法吊装

12、,管架从平卧立起后,随起重机升钩而徐徐平稳吊离地面,离地面0.6m高后旋转起重臂,将管架吊至基础杯口中心,缓慢插入杯口就位。起吊时应使管架两立柱底部受力均匀,避免因受扭变形而损坏横梁。采用该方法占场地面积小,速度快,效率高,操作安全,适用于高度和宽度均较小的管架吊装。2) 双机抬吊法对较高、较宽、较重的管架,一台起重机不能满足要求时,则采用双机抬吊,常用递送法吊装(图6-17-4)。操作时一机主吊,一机递送。主机靠近管架基础,使吊点中心与管架安装中心同在起重机臂杆回转半径圆弧上,副机在后递送。吊装时,双机同时将管架吊起使平离地面高1.01.2m,然后主机继续升钩了副机向前移动递送,至管架呈垂直

13、状态后,副机松钩、卸绳,由主机单独旋转臂杆将管架吊至杯口上空,对准中心线,缓慢落钩插入杯口就位。采用递送可防止因管架柱脚受力不均而产生扭曲变形损坏管架,同时可防止吊杆在管架起模时,因吸附力、摩阻力过大产生扭转而将吊杆折断。本法吊装速度快,但占施工场地大。3) 三机抬吊法对于高1520m、宽68m、重4060t的大型管架,常采用三机滑行抬吊法,由甲、乙两机主吊,丙机递送,甲乙两机在前,两吊点位于管架横梁上,并与管架安装中心同在起重臂杆回转半径圆弧上,丙机在后,两吊点位于管架下横梁与立柱相交的节点附近。起吊时甲乙机同时起钩,丙机递送将管架由水平转到竖直位置后停止升钩,两机松绳卸钩,最后由甲、乙两机

14、抬吊旋转吊至杯口上空,对准中心线缓慢落钩,将管架插入杯口内就位,在旋转时应以甲机为主,乙机跟随甲机旋转,互相密切配合。该法安全可靠,但操作配合较复杂,占场地面积大。4) 分节吊装法超长超重的管架,常采取分段制作,采用钢板接头,用单机或双机吊装(图6-17-5),先吊下节,校正轴线垂直度,灌浆固定后再吊上节柱,校正完毕即焊接拼接固定,要求采用对称施焊,以免产生较大变形。吊装方法同单机或双机吊装。焊接固定后,即可卸钩。1.2.3 管架校正和固定管架在安装纵轴线方向刚度和稳定性均较差，采用支撑临时固定需大量支撑材料，且较复杂。根据实践，以采取随吊随用吊车前后移动校正、固定，或在纵向设置缆风，随吊、随校、随固定的方法较佳。后法为管架吊装前在架顶系缆风绳，两端设倒链，下部用绳索锚固于相邻管架基础上，校正时用经纬仪进行观测，拉紧和放松缆风绳，即可调整管架的纵向垂直度，并随即打紧模子临时固定，进行二次灌浆。如隔日灌浆，应再次校正垂直