游泳跳水馆钢结构安装专项方案7月18日余改

1、山西体育中心四馆游泳跳水馆钢结构安装专项方案单位：浙江东南网架股份有限公司编制： 审核： 批准： 日期： 目 录第一章：编制说明- 3 -1.1 文件依据- 3 -1.2 规范依据- 3 -第二章：工程概况- 4 -2.1 游泳跳水馆建筑概况- 4 -2.2 游泳跳水馆钢结构结构概况- 5 -第三章：安装思路布置- 8 -3.1 钢结构安装作业区的划分- 8 -3.2 钢结构安装的总体思路- 8 -3.3 施工组织体系- 9 -第四章：钢结构的安装- 9 -4.1 游泳跳水馆现场工况- 9 -4.2. 热身池的桁架安装- 10 -第五章：（3-7）（3-18）/（BC）轴张弦桁架安装- 13

2、-5.1、钢结构概况（张弦桁架（3-73-18/BC轴）- 13 -5.2、桁架安装- 18 -5.2.1、张弦桁架安装思路- 18 -5.2.2、安装前的准备工作- 20 -5.2.3、桁架的安装- 20 -5.3、临时塔式支撑架的设置- 23 -5.4、临时支承架转换加固钢梁计算：325.5、（ML）、（GH）轴临时塔式支撑架部位的砼结构验算325.6、桁架安装变形计算355.6.1、桁架结果布置355.6.2、张弦梁上弦支撑形式计算355.6.3荷载计算365.6.4、主体结构应力及位移375.7、桁架间的次结构安装38第六章：安装的安全控制措施396.1 安全生产管理体系396.2特别

3、安全注意事项396.3 安全、文明施工39第一章：编制说明1.1 文件依据序号文件1山西体育中心四馆钢结构工程施工招标文件2山西体育中心四馆钢结构工程施工招标图纸3山西体育中心四馆钢结构工程施工招标答疑1.2 规范依据序号标准名称标准编号1建筑抗震设防分类标准GB50223-20042建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-20013建筑结构荷载规范GB50009-2001（06版）4建筑抗震设计规范GB50011-2001（08版）5钢结构设计规范GB50017-20036预应力钢结构技术规程CEGBCS212：20067网壳结构技术规程JGJ61-20038网架结构设计与施工规程JGJ7

4、-919混凝土结构设计规范GB50010-200210钢结构工程施工质量验收规范GB50205-200111建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-200212钢网架行业标准-9113钢结构防火涂料应用技术规范CECS24：9014铸钢节点应用技术规程CECS235：200815冷弯薄壁型钢结构技术规程JGJ138-2001第二章：工程概况2.1 游泳跳水馆建筑概况本项目处于太原市晋源区，南环高速公路以北，机场大道以南三公里处，西侧为新晋祠路，东侧为滨河西路。本标段四馆包括体育馆、游泳跳水馆、自行车馆、综合训练馆，其中体育馆、游泳跳水馆及自行车馆联成一体，综合训练馆独处一僻。自左向右分别是：自行车馆

5、、体育馆、游泳跳水馆综合训练馆本方案主要适用于游泳跳水馆和连廊B, 游泳馆连廊B游泳跳水馆位于三个场馆的最东边，其结构形式为一复杂的大型体育建筑，上部为钢结构屋盖，分为热身池和比赛池，热身池紧靠连接平台。建筑地下一层，地上二层，建筑高度23.64米，总座2396席。2.2 游泳跳水馆钢结构结构概况由于游泳跳水馆位于三个联体场馆的东边部位，它与西侧的体育馆由连廊B连接，根据我们的划分，连廊B部分属于游泳跳水馆的安装结构，游泳跳水馆主要由柱帽、钢柱、环梁、多重弦支网壳、空腹桁架、鱼腹式桁架结构体系组成，具体节点结构详图如下所示： 序号构件类型图示详细说明1钢管柱本工程中钢柱有两种规格1000

6、15;30mm、900×30mm，径厚比小于30。2钢管柱顶节点11.如图节点为钢柱柱顶节点，用于支撑屋面张弦桁架，和张弦桁架的连接牛腿为通长设计，伸入钢柱内部，钢柱需开槽。2.钢柱有多向牛腿和钢管支撑，结构较为复杂，3钢管柱顶节点21.钢柱截面为900×30mm，柱身带有钢管牛腿。2.柱顶为半球造型，直径500mm，4桁架节点节点结构较为复杂，带有多向牛腿，焊缝密集，5屋面桁架节点1.屋面桁架节点之间采用拉杆连接，拉杆材料为30mm的钢棒。2.节点带有多向牛腿，6张弦桁架节点1节点为张弦桁架腹杆和拉索的连接节点。7张弦桁架节点2节点为张弦桁架腹杆和拉索的连接节点。8连廊B

7、屋面桁架节点1.桁架节点为箱型截面组成，上弦为400×500×16×16mm，下弦为400×400×12×12mm，腹杆为420×420×16×16mm2.下弦截面比腹杆截面小，下弦在和腹杆连接位置进行截面加宽，内部设置加劲板。第三章：安装思路布置3.1 钢结构安装作业区的划分根据工程的现场情况，整个工程钢结构安装分为以下六个作业区，进行分阶段的施工安装。1、 柱帽、主钢柱、环梁、安装作业区；2、 3-2轴、3-6轴、3-19轴、3-20轴排架安装作业区；3、 连廊B空腹桁架安装作业区；4、 热身池桁架安

8、装作业区5、 游泳跳水池张弦桁架安装作业区；6、 鱼腹桁架安装作业区3.2 钢结构安装的总体思路根据作业区的划分和工程结构布置考虑柱帽、主钢柱、环梁的安装，可用50t100t吊装机械停置于场外，直接进行构件吊装到位；排架安装：3-2轴、3-6轴排架安装可选用25t35t汽车吊，进入热身池东、西两侧空间进行散装就位安装；3-19轴、3-20轴排架安装，可选用25t35t汽车吊，直接停置于排架边，进行钢构散装就位；连廊B空腹桁架安装，通过连廊部位二层楼面，将桁架拼装成整体，通过连廊的空间位置，停置吊装机械，将拼装完成的桁架进行吊升就位安装；热身池桁架安装，桁架选择在热身池池面进行拼装，通过热身池东

9、、西两侧的通道，由运输车辆将桁架散件运入，进行桁架拼装，拼装完毕，在热身池东、西两侧各停置一台25吨汽车吊，通过双机抬吊，将桁架进行吊装就位,拼装前在池底铺设一道废旧模板，以保护池底面砼。游泳池、跳水池的张弦桁架安装：是该工程的重点，由于受场地现有塔吊作业盲区和施工面的限制，我们将采用桁架地面分段拼装，通过在馆内每一榀桁架下部设置三个塔式支撑架，室外用300吨履带吊进行桁架吊装就位安装。鱼腹桁架安装：将选择（25-35）吨汽车吊，停置于场外，直接进行鱼腹桁架构件吊升就位安装。3.3 施工组织体系 滑移专业现场组织体系如下图所示：项目经理技术总工执行经理工程管理部质量检测部安全监察部材料设备部滑

10、移安装班组第四章：钢结构的安装4.1 游泳跳水馆现场工况由于场地内是游泳、跳水池，无法进入任何吊装机械，而场馆外已布设好的四台塔吊又存在作业盲区和起重量的限制，塔吊只能进行钢结构次结构安装时可利用这四台塔吊所覆盖的范围进行作业，根据这四台塔吊的作业覆盖区域，存在的作业盲区，及塔吊的最远端起重量不足，只能吊运一部分的小型、零散材料及单个构件自重小于一吨的构件，具体塔吊布置图如下所示：TC4TC3TC2TC1 有关主钢柱、柱帽、环梁、排架、连廊B桁架、鱼腹桁架的钢结构安装，不再进行相应的施工方法叙述，安装时将参照同类型结构安装的自行车馆、体育馆一样进行施工，这里我们将详细编制热身池的桁架安装和游泳

11、、跳水池的张弦桁架安装，特别重要是游泳、跳水池的张弦桁架施工。4.2. 热身池的桁架安装1、首先选择在热身池内作为桁架拼装场地；2、通过热身池东西两侧通道，由运输车辆将桁架散件运入热身池；3、在热身池底组装胎架，将桁架拼装成整体；4、通过热身池东西两侧各停置一台25吨汽车吊，将拼装完成桁架进行双机抬吊就位；5、拼装前在池底面满铺废旧模板，以保护池底面砼；6、热身池桁架作业图示：序号图 示说 明1将拼装胎架设置在热身池内，以拼装桁架中心线的投影线放出其地样。以地样线为基准向两边设置拼装胎架，为保证胎架的准确性，胎架模板下料采取数控切割。胎架设置高度约1.0m为宜。2桁架为箱型截面，先将分段制作的

12、上弦吊上胎架定位。3将分段制作的上弦吊上胎架定位，使用连接板固定，并使用电焊固定。4将腹杆吊上胎架定位，电焊临时固定拼装检测合格后将分段制作的桁架进行编号，运至现场安装。进行整体焊接。5待桁架拼装完成后，吊机站至两侧通道，将空腹桁架使用双机从胎架上直立起来。6通过两台吊机的吊重起降按角度调节好空腹桁架。7将空腹桁架吊至安装高度，并将桁架的一端先进行对接，并控制好错边错口。由于桁架拼装将在热身材内进行，根据桁架重量，混凝土本身完全能承受，所以应特别注意热身池底混凝土的成品保护，在胎架设置前，将废旧模板满铺在拼装胎架马镫下方，最大限度的保护好混凝土层。第五章：（3-7）（3-18）/（BC）轴张弦

13、桁架安装5.1、钢结构概况（张弦桁架（3-73-18/BC轴）根据现场目前状况，游泳跳水馆的12榀张弦桁架平面布置如下；其中，需要安装的张弦桁架共12榀，每榀桁架的均为平面张弦桁架，上弦为为箱型截面，腹杆为钢管，下端设计结构拉索夹具，预应力拉索为钢绞线，规格为5x109和5x265两种，拉索和腹杆设计专用夹具。张弦桁架拉索腹杆弦杆张弦桁架张弦桁架上弦杆 张弦桁架腹杆典型张弦桁架的布置如下（两侧的鱼腹桁架已经安装，一端焊接固定，一端点焊临时固定，待张弦桁架张拉后再进行鱼腹桁架的另一端的焊接固定，故现场只需要进行张弦桁架及桁架间的联系次梁的安装）；5.2、桁架安装5.2.1、张弦桁架安装思路、现场

14、条件分析由于场地内是游泳、跳水池，无法进入任何吊装机械，而场馆外已布设好的四台塔吊又存在作业盲区和起重量的限制，塔吊只能进行钢结构次结构安装时可利用这四台塔吊所覆盖的范围进行作业，零散材料及单个构件自重小于一吨的构件，具体塔吊布置图如下所示： 、安装方案选择根据现场实际情况，我们准备采用在张弦桁架的上弦杆下部设置三个临时塔式支撑，地面拼装桁架上弦分段，用300吨履带吊停置在主馆南北侧进行吊装。其思路如下；3、安装方向根据现场实际情况，桁架安装总体方向为3-7轴3-18轴推进。先进行北侧第一、第二段桁架安装，后进行南侧第三、第四段安装。每榀桁架的安装顺序为：第一段第二段第四段第三段。4、300t

15、履带吊性能表根据上面性能表，作业半径在42米，副臂亦为42米时，其起重量达到22t，完全满足张弦桁架分四段后的单根重量要求。5、安装细节说明：a、当支撑架树立后，应在四个方向立即拉设拦风绳，防止支撑架的倾斜；b、安装过程中，支撑架设置完成后，使用全站仪将中心线测放到支撑架顶部，然后根据桁架截面尺寸，预先设置连接板，当桁架吊装至支撑架时，只要一头贴牢连接板，即桁架中心位置安装到位；c、在桁架对接焊接时，应保证对称焊接，防止焊接变形；、d、由于此处桁架都为拉索张拉桁架，所以待拉索张拉完成后，根据张拉力的数值，张弦桁架将与支撑架之间没有受力关系，即可拆除支撑架，不存在卸载过程。5.2.2、安装前的准

16、备工作1、吊装准备a. 吊装机具在吊装作业前做全面检查。b. 准备6*19+1的26钢丝绳40米、8吨卸扣10只。c. 准备经纬仪一台，全站仪一台，对讲机4套。d. 准备焊机20台，氧气乙炔气割工具二套。e. 安排安装工40人，焊工20人，测量工2人。f. 桁架吊装前，高空对接区域先设置好临时支撑。2、吊点设置为便于桁架的吊装，现场安装过程中焊接吊耳，如下图；5.2.3、桁架的安装1、按照如下方式将桁架进行吊点绑扎，如下图；1)、吊具计算本工程中，按照每段桁架重10吨来进行索具的选择，我们选用2个8t的卡环，故10÷2÷cos30°=5.8t即：8卡环选用满足要求

17、2）、吊绳长度计算最长的分段桁架约21m，两吊耳间的间距最大约8m，故最大绳长L=4m÷sin30°=8m故现场吊绳，每根最少5.1m长。3）、吊绳截面计算吊绳受力P=10t÷2÷sin60°=5.8t，现场使用的为6x19+1的钢丝绳钢丝绳容许应力FgFg=(axFg)/K=（0.85（荷载不均匀系数）x362KN）/5=61.5KN故61.5KN>58KN，故选用的钢丝绳满足要求。4）、吊耳计算桁架吊装过程中，采用20mm厚钢板制作吊耳，吊耳采用双边角焊缝，焊脚12mm，吊耳尺寸如下图；分段桁架自重：F=P=5.8t吊耳板的抗剪面积：

18、吊耳板抗剪验算：，满足要求。吊耳板与桁架焊缝计算）：所以，吊耳板角焊缝长度远远足够。2、吊机行走路线5.3、临时塔式支撑架的设置1、临时塔式支撑架采用我公司的专利产品，组合式临时支承体系。如下图，本标准节可以拆卸为一片片式方框，运输极为方便，标准节之间采用法兰连接，拆装方便，承载力大等优点（高度以内承重吨）。 组合支架在现场按照如下方法进行拼装2、临时塔式支撑架设置位置，如下图；3、支撑架下部加固措施根据上述的支撑架设置的位置，一为结构看台层上；二为游泳池底板上。根据目前游泳池底板的混凝土施工状态，且其本身游泳池池底的设计压强强度要求，是完全能满足支撑架在施工时的压力，但为保护好局部混凝土，我

19、们将在该处支撑架下方设置钢板，以扩大受压面积，减小压力强度。至于结构看台层上的支撑架，我司考虑到该处结构层的承压能力，准备在混凝土结构下方支撑钢管脚手架，直接支撑至地面基础层，将支撑架及上部压力直接传至地面基础，具体详见下列示意图：5.4、临时支承架转换加固钢梁计算：每个支撑承载按照20t考虑（此重量已远小于支撑实际能承受40吨的重量） 共有 1 跨 梁材性：Q235 不考虑自重第 1 跨计算结果： 跨度为 3.7 M 截面为 普工28b 截面Ix = 7.48e+007 mm4 截面Wx = 534286 mm3 面积矩Sx = 309942 mm3 腹板总厚 10.5 mm 塑性发展系数

20、x = 1.05 整体稳定系数 b = 0.6 由最大壁厚 13.7 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 -75.6757-24.3243 KN 弯矩范围为 -52.5-0 KN.M 最大挠度为 4.2428 mm (挠跨比为 1/872) 由 Vmax x Sx / (Ix x Tw) 得 计算得最大剪应力为 29.8638 MPa 满足! 由 Mx / (x x Wx) 得 计算得强度应力为 93.5829 MPa 满足! 由 Mx / (b x Wx) 得 计算得稳定应力为 163.77 MPa 满足!

21、5.5、（ML）、（GH）轴临时塔式支撑架部位的砼结构验算支撑下部的混凝土钢梁计算根据支撑设置的位置，如下图中部位的混凝土梁，截面比3-G、3-M轴线的梁小，且上部支撑对其的反力较大，需要计算，3-G、3-M轴线的混凝土梁不需要计算。此梁的配筋如下；此梁上的每个点的反力为：20tx2.8/3.7÷2=7.5t，且此梁计算采取三跨连续梁模型进行计算即可。一、几何数据及计算参数混凝土： C30主筋： HRB335(20MnSi)箍筋： HPB235(Q235)保护层厚度as(mm)： 35.00指定主筋强度： 无跨中弯矩调整系数： 1.00支座弯矩调整系数： 1.00(说明：弯矩调整系数

22、只影响配筋)自动计算梁自重： 是恒载系数： 1.20活载系数： 1.40二、荷载数据1 荷载工况一 (活载)三、内力及配筋1内力图2截面内力及配筋0支座: 正弯矩 0.00 kN*m, 负弯矩 0.00 kN*m, 剪力117.10 kN, 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm21跨中: 正弯矩62.67 kN*m,位置: 2.60m 负弯矩 0.00 kN*m,位置: 2.60m 剪力142.04 kN,位置: 7.80m 挠度 2.86mm(),位置： 跨

23、中 裂缝 0.13mm 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 箍筋: d6110, 实际面积: 514.08mm2/m, 计算面积: 476.67mm2/m1支座: 正弯矩 0.00 kN*m, 负弯矩-97.29 kN*m, 剪力129.57 kN, 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 592.62mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm22跨中: 正弯矩 9.58 kN*

24、m,位置: 3.90m 负弯矩-2.22 kN*m,位置: 2.60m 剪力129.57 kN,位置: 0.00m 挠度 0.28mm(),位置： 跨中 裂缝 0.01mm 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 箍筋: d6110, 实际面积: 514.08mm2/m, 计算面积: 476.67mm2/m2支座: 正弯矩 0.00 kN*m, 负弯矩-97.29 kN*m, 剪力142.04 kN, 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计

25、算面积: 592.62mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm23跨中: 正弯矩62.64 kN*m,位置: 5.19m 负弯矩 0.00 kN*m,位置: 2.60m 剪力142.04 kN,位置: 0.00m 挠度 2.86mm(),位置： 跨中 裂缝 0.13mm 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 箍筋: d6110, 实际面积: 514.08mm2/m, 计算面积: 476.67mm2/m3支座

26、: 正弯矩 0.00 kN*m, 负弯矩 0.00 kN*m, 剪力117.10 kN, 上钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2 下钢筋: 4D14, 实际面积: 615.75mm2, 计算面积: 538.65mm2结论：根据验算的配筋面积比混凝土梁的实际配筋面小，即混凝土承重验算满足。5.6、桁架安装变形计算5.6.1、桁架结果布置为确保屋面张弦梁施工时变形在允许的范围之内，在跨中增加三个支点。为保证支点的有效性，施工时保证支点强度、刚度、稳定满足要求。整体平面图如图所示。整体平面图5.6.2、张弦梁上弦支撑形式计算选取有限元软件SAP2000

27、对单榀桁架支撑形式进行有限元分析。考虑施工时连杆以及主索的自重作用。在自重作用下结构是对称的，取一半进行分析。SAP计算模型简图节点编号图在吊装的过程中，张弦梁下弦钢束不张紧，不参与结构计算。仅将其重量作为恒荷载加到结构上。5.6.3荷载计算考虑组合：只考虑恒载作用，将张弦梁下弦钢束的自重作为恒荷载加到结构上。每个节点施加12.72kN的集中力。5.6.4、主体结构应力及位移主结构在施工阶段的内力和位移如下图。应力图由图可知，上弦在施工时最大应力为0.327。出现在左起第二、四个支座附近。各节点的位移如表所示：节点位移TABLE: Joint DisplacementsJointOutputC

28、aseU1U2U3TextTextmmmmmm121.35D0.78 0.00 -13.94 21.35D-0.62 0.00 -13.94 151.35D1.44 0.00 -11.27 101.35D2.04 0.00 -11.26 71.35D1.24 0.00 -8.69 31.35D0.50 0.00 -5.90 91.35D0.97 0.00 -3.62 141.35D-6.57 0.00 -2.91 81.35D0.90 0.00 -2.90 161.35D10.33 0.00 -2.27 61.35D1.11 0.00 -2.25 111.35D0.00 0.00 0.00 1

29、81.35D0.61 0.00 0.00 221.35D1.16 0.00 0.00 201.35D1.09 0.00 0.00 11.35D1.90 0.00 0.00 51.35D1.18 0.00 0.82 131.35D1.71 0.00 0.92 41.35D1.18 0.00 0.93 12DEAD0.58 0.00 -10.33 2DEAD-0.46 0.00 -10.32 15DEAD1.07 0.00 -8.35 10DEAD1.51 0.00 -8.34 7DEAD0.92 0.00 -6.44 3DEAD0.37 0.00 -4.37 9DEAD0.72 0.00 -2.

30、68 14DEAD-4.86 0.00 -2.16 8DEAD0.67 0.00 -2.15 16DEAD7.65 0.00 -1.68 6DEAD0.83 0.00 -1.67 20DEAD0.81 0.00 0.00 1DEAD1.41 0.00 0.00 11DEAD0.00 0.00 0.00 18DEAD0.45 0.00 0.00 22DEAD0.86 0.00 0.00 5DEAD0.87 0.00 0.60 13DEAD1.27 0.00 0.68 4DEAD0.88 0.00 0.69 考虑施工时，自重起控制作用，取1.35分项系数。由表1可知，结构在自重作用下最大的竖向位移

31、最大14mm，施工时考虑适当起拱，即能满足要求。5.7、桁架间的次结构安装桁架间的此结构安装将采用停置在馆外的履带吊吊装就位，主桁架下方搭设挂式脚手架临时操作平台用于次结构的安装、焊接。作为一个临时的工作平台，同时在工作面上设置生命线，施工人员在操作平台上作业，安全带给施工作业人员以保护外，还有生命线给施工作业人员带来双重保护。第六章：安装的安全控制措施6.1 安全生产管理体系由于工期紧，交叉作业及高空施工等特点，安全生产尤为重要，为了有条不紊地组织安全生产，必须组织所有施工人员学习和掌握安全操作规程和有关安全生产、文明施工条例，成立以项目经理为首的安全生产管理小组，按施工区域分别确定专职安全员，各生产班组设兼职安全员，建立一整套完整的安全生产管理体系。6.2特别安全注意事项1、要在职工中牢牢树立起安全第一的思想，认识到安全生产的重要性，做到每天班前教育，班前检查，班后总结。2、进入施工现场必须戴安全帽，高空作业必须系好安全带，穿防滑绝缘鞋。3、吊装前要仔细检查索吊具是否符合规格要求，是否有损伤，所有起重指挥及操作人员必须持证上岗。4、高空作业人员应符合高空施工体质要求，定期检查身体。5、高空作业人员应配带工具袋，工具应放在工具袋中不得放在易失落的地方，所有手动工具(如手锤、扳手、撬棍等)应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。6、钢