工程项目技术方案优化案例分析共72

第五节工程项目技术方案优化案例分析目录一、工程项目技术方案优化的概念、意义二、工程项目技术方案优化的管理流程三、工程项目技术方案优化的方法四、工程项目技术方案优化案例分析案例一、某大剧院工程基坑降水施工方案优化案例二、某体育场工程拱脚大体积砼施工方案优化案例三、某游泳馆工程钢结构施工方案优化案例四、景观塔外挂板吊装方案优化一、工程项目技术方案优化的概念、意义1、在作业前，对作业采取的各种方法、方案进行比较，在充分论证的基础上，从中选择最佳的方法或方案，这种过程叫做方案优化。施工技术方案优化是在对项目实施条件（合同条件、现场条件、法规条件）及设计文件进行深入了解的基础上进行的，是对投标简单的施工组织设计规定的施工方案、设备配置、施工程序、劳动力组织等进行的必要调整。2、优化工艺不能影响结构安全、使用功能及设计方案要达到的效果，并随着工程施工过程图纸、环境、风险、相关方要求的变化适时调整方案、预案及其做好深化设计工作。3、优化方案应切实可行，一切从实际出发，目的是要保证工期，保证质量、安全、环境，降低施工成本。二、工程项目技术方案优化的管理流程熟悉施工图纸编制施工方案施工单位对施工方案讨论、论证请专家对方案的关键技术讨论、论证危险性较大项目实施验收修改完善、优化施工方案施工方案逐级审批施工方案交底组织实施施工方案的更改调整方案审批项目整改图5-1技术方案优化管理流程图三、工程项目技术方案优化的方法

1、明确优化的内容、优化的依据、预计经济效益等，另外要保证项目优化的安全性、科学性，实施过程中出现新问题、新情况，及时沟通、调整解决。2、优化是满足几方面要求的一个统一整体，是不可分的，应通盘考虑。现代施工技术进步、组织管理经验积累，每个工程都可以用多种不同方法完成，存在着多种可能方案，所以在决定方案时，应多方分析比较、全面权衡，选择出可能最好的方案。3、施工方案的评价、甄选是一个系统工程的多目标决策过程，不论在技术方面或组织方面，通常都有许多可行的施工方案选择，择选优化原则要坚持技术分析与经济分析相结合、定量分析与定性分析相结合、动态分析与静分析相结合。当影响施工方案的某些因素无法用数量指标衡量或获取数据较困难时，可定性分析评价施工方案优劣。对工期、成本、劳动力等可以用数据指标衡量的因素进行分析、计算，得出定量分析结果，再对各方案进行对比择优。（一）案例背景介绍某基坑降水工程±0.000标高相对于绝对标高15.10m，施工现场平均绝对高程为14.80m。工程为地下三层、地上四层、局部七层。地下三层基坑最深处达-18.50m。工程地质勘查报告给出稳定水位埋深为9.00-10.30m，地下水属孔隙潜水。工程南侧距离20m为东湖景区，且已经蓄水，水面高程为14.00m。工程特点：①本工程地下三层位于整个建筑的中心区域，南北长40m，东西方向宽38m。而整个建筑物形式为半径约75m的圆形。案例一、某大剧院工程基坑降水施工方案优化四、工程项目技术方案优化案例分析②地下水位较高，赋存于3层粉土、3层粉质粘土和4层细砂中，旁边东湖景区蓄水进一步造成地下水位的提升。通过现场实际勘察，地下水位标高相对于±0.000标高为-9.30m～-10.60m。③建筑红线内还有未拆迁的建筑物。1、场区工程地质概况：根据《华北地区区域地层表》，该区地层位居华北地层区华北平原分区之冀中小区东部、西部地区交界地带。根据地质年代、成因类型、结构特征及物理力学性质差异，将勘察控制深度内土层划分为9层，为素填土、新近代沉积粉质粘土、新近代沉积粘土、细砂、粉质粘土、中砂、粉质粘土、细砂、粉质粘土。2、场区水文地质条件勘察期间初见水位埋深为10.00-11.00m，稳定水位埋深为9.00-10.30m，地下水属孔隙潜水；地下水主要补给来源为大气降水、地表渗漏；排泄以人工开采和向下渗流为主要形式；根据区域水文地质资料及分析近年附近多处勘察报告中地下水位观测资料，地下水位年变化幅度为1.00～2.00m。3、基坑周边环境情况本工程建筑物的位置坐落在一条古老河道内。在建筑物的西侧，距离200m的位置是一条常年有水的污水河，距离建筑物南侧20m是东湖湖观景区，且已经蓄水。（二）事事件过程程描述1、原方案案设计情情况根据工程程结构特特点，以以及现场场实际情情况，首首先施工工地下三三层部分分，依据据地质勘勘查报告告和水文文地质条条件，基基坑需要要进行降降水。初初步制定定的降水水措施为为“轻型型井点降降水方案案”。降降水井按按建筑物物基槽外外围周圈圈布置，，降水井井设计深深度为30m，采用2寸潜水泵泵双机组组抽水，，每个水水泵连通通一根直直径200mm的排水管管，抽出出的水排排入东湖湖。2、降水方方案分析析及遇到到的问题题（1）工期不不确定性性仍有未拆拆迁的建建筑在新新建建筑筑物内，，工程施施工无法法正常进进行，势势必会造造成工期期后延，，降水期期也会相相应后延延，并增增加费用用。（2）降水井的布布置根据设计图纸纸安排施工工工序，首先施施工地下三层层部分，再施施工以上结构构。本工程降降水部位为位位于建筑物中中间部位的地地下二、三层层，若只在此此范围布置降降水井势必会会影响后期施施工，故需要要在建筑物的的整体外围设设降水井，这这样又会增加加降水井个数数及降水费用用。（3）地下水排出出量大本工程积极倡倡导绿色施工工技术，节约约用水保护地地下水资源，，采用井点降降水法降水，，按抽水期1年计算，将会会有1576万吨地下水排排入东湖。根据以上问题题分析，项目目部研究决定定将最初的““轻型井点降降水方案”改改为“三轴搅搅拌桩止水帷帷幕+基坑内抽水机机降水”方案案。（三）关键措措施1、止水帷幕只只在地下二、、三层基坑外外侧设置，桩桩径为850mm，桩之间咬合合长度为250mm，桩长根据含含水层的水位位深度及底部部隔水层顶板板的埋深来确确定，桩长最最深为21.9m。止水帷幕施施工完毕后即即可进行土方方开挖施工。。2、依据地质勘勘察报告中的的水文地质条条件，基坑内内3层、4层土层地下水水属孔隙潜水水，无承压水水，因此决定定在基坑内打打降水井，边边挖土边留设设排水沟、集集水井，基坑坑内的水随时时用水泵抽走走并回灌至现现场水井中。。3、三轴搅拌桩桩止水帷幕+基坑内集水井井抽水降水法法，只抽取基基坑内部分地地下水，且又又回灌至现场场水井中，极极大的节约和和保护了地下下水资源，符符合国家倡导导的绿色施工工技术要求。。4、三轴搅拌桩桩采用套接法法施工，严格格控制搅拌桩桩的垂直度，，保证工程质质量，对于施施工冷缝进行行在围护桩外外侧补搅素桩桩补强处理，，搭接厚度不不小于100mm。图5-2MC-920型步履式三轴轴搅拌桩机图5-3止水帷幕平面面布置图（四）结果状状态根据现场实际际情况，优化化后的降水方方案得到了专专家的认可，，施工效果良良好。止水帷帷幕没有发现现漏水现象，，为后续施工工提供了保证证，并达到了了很好的经济济、环境和社社会效益。1、三轴搅拌桩桩止水帷幕属属于一次性投投入，施工完完毕后无需维维护和后期处处理，即可进进行下一道工工序施工，不不受工期的影影响也不影响响现场施工。。止水帷幕共共计施工11310m3，总投资653.7万元，如采用用轻型井点降降水方案，降降水期按1年计算，总投投入资金1738万元，采用止止水帷幕经济济效益明显。。2、由于采用了了三轴搅拌桩桩止水帷幕，，基坑内抽出出的地下水16000吨，全部回灌灌至现场水井井中。如采用用轻型井点降降水，降水期期按1年计算，将抽抽出地下水1576万吨。（五）问题分分析及建议随着施工技术术水平发展和和绿色施工技技术的推广，，止水帷幕的的应用会越来来越广泛。本本工程施工期期间遇到的问问题：依据地地质勘查报告告，地下水只只有孔隙潜水水没有承压水水，制定方案案时基坑内采采用明沟排水水加集水井抽抽水，但是在在施工阶段发发现地下水属属于承压水且且砂层非常厚厚，无法形成成排水沟和集集水井，给工工程施工带来来极大的困难难。类似地质质情况，可在在止水帷幕施施工完毕后在在基坑内先打打一口观察井井，根据水位位下降情况再再定是否需要要增加降水井井，待水位降降至设计标高高以下再进行行土方施工。。案例二、某体体育场工程拱拱脚大体积砼砼施工方案优优化（一）案例背背景介绍某体育场工程程建筑建筑面面积62363m2，主体框架结结构，屋盖部部分为钢结构构，由大跨度度拱支撑钢结结构桁架、纵纵横桁架、水水平支撑及上上下弦系杆部部分组成的桁桁架体系，其其中钢结构罩罩棚设计采用用独立砼拱脚脚基础。本工程共计四四个拱脚，每每个拱脚尺寸寸为33.3m××28.2m，最深处为16.915m,最浅处2.982m，自然地坪-1.650m，拱脚底标高高-18.565m，顶标高+6.000m。每个拱脚混混凝土用量大大约为10000m3。图5-4体育场三维效效果图图5-5拱脚三维效果果图（二）事件过过程描述1.原设计概况：：根据本工程设设计图纸，每每个拱脚均与与地面成30°角，设计要求求每个拱脚的的大体积混凝凝土必须一次次整体浇筑成成型。2.施工中遇到的的问题：（1）一般大体积积混凝土主要要施工特点为为：①结构厚厚大对施工技技术要求高。。水泥水化热热较大且释放放比较集中，，其表面系数数比较小，砼砼内部温升比比较快，混凝凝土内外温差差较大时会产产生温度裂缝缝，影响结构构安全和正常常使用。②大大体积混凝土土对平面尺寸寸也有一定限限制，平面尺尺寸过大，约约束作用所产产生的温度应应力也愈大，，如采取控制制温度措施不不当，温度应应力超过混凝凝土所能承受受的拉力极限限值时，也容容易产生裂缝缝。本工程拱拱脚属于超大大超厚的大体体积混凝土，，控制裂缝并并保证施工质质量更加困难难。（2）当地商品混混凝土公司的的供应能力难难以保证整体体浇筑时的砼砼供应。考虑以上不利利因素，整体体一次浇筑拱拱脚混凝土可可进一步优化化，以达到保保证施工质量量、降低成本本的目的。分分析比较采用用分层浇筑的的施工方案。。（三）关键措措施2010年11月邀请清华大大学、中国建建筑科学研究究院等单位专专家对公司提提出的分层浇浇筑施工方案案进行了可行行性论证，各各位专家认为为方案能够保保证施工质量量并可行，并并提出了以下下意见和建议议：①减少分层，，底层底板单单独浇筑，分分层以三个施施工缝四层为为宜；②水泥采用42.5级普通硅酸盐盐水泥，稳定定性好，提前前做试配；③不设散热水管管、不采用膨膨胀剂；④砼龄期按60天设计强度考考虑；⑤入模温度最最好控制在10℃左右，不得得低于5℃；⑥保温：加厚厚保温层，模模板外置保温温，监控温差差，随时调整整保温层；图5-6混凝土浇注留留设3道水平缝，分分4次浇注⑦钢筋绑扎顺顺序，模板支支设，砼浇筑筑三工序整体体协调安排好好，具体问题题要细化，综综合考虑；⑧整体建模分分析，如温度度场、应力场场都应该进行行计算。分层层浇筑的施工工方案也得到到设计院及建建设单位的认认可。项目部针对专专家提出的每每项建议对施施工方案进行行了再次优化化，其关键性性措施为：1.经计算，在自自重作用下不不需考虑层与与层之间的抗抗剪措施。每每个混凝土拱拱脚均与地面面成30°角。将其简化化后进行力学学计算：(1)首先取1m混凝土条作为为研究对象，，建立力学计计算模型mg----浇筑混凝土的的本身自重；；mg1----浇筑混凝土自自重的水平方方向分力；mg2----浇筑混凝土自自重的垂直方方向分力；f------摩擦力；N------下层混凝土对对上层混凝土土的支撑力。。图5-7力学计算模型型(2)建立直角坐标标系；(3)假设大体积混混凝土受力平平衡且匀速滑滑行；得出方程组：：(4)查得砼与砼之之间最大静摩摩擦力2.在浇筑混凝土土前对各个参参数进行研究究和规划。为为了获得浇筑筑过程中的各各项参数值，，在施工现场场制作了一个个4m×4m××2m的混凝土实体体模型，为施施工过程中的的各项数据提提供了科学的的依据。3.混凝土施工技技术措施项目部通过查查阅大体积混混凝土施工规规范、技术规规范及其他相相关书籍，结结合设计院的的设计理念，，进行大体积积混凝土的特特性分析，制制定大体积混混凝土施工工工艺、浇筑及及结构裂缝控控制措施，编编制了专项方方案。（1）施工时共留留设3道水平施工缝缝，混凝土分分4次浇筑。单次次浇筑量2500m3左右。（2）第一层浇筑筑底板做成300角斜面底板，，浇筑过程中中，9台振捣棒分别别在上中下和和左中右分布布，每台振捣捣棒固定振捣捣区域，使混混凝土可以得得到充分的振振捣。第二层层浇筑高度6.1m，第三层浇筑筑高度5.4m，第四层浇筑筑高度8.15m。（3）每次分层连连续浇筑，分分层连续浇筑筑厚度不大于于500mm，以方便于振振捣和保证砼砼浇筑质量。。利用砼层面面散热，对降降低大体积砼砼浇筑块的温温升有利。施施工时采取在在300斜坡处做冲筋筋、在垂直于于底板方向每每隔3m设置一道双层层钢丝网等措措施来增加混混凝土的抗剪剪能力，并通通过现场实际际观测数据有有效掌握并及及时采取措施施控制混凝土土质量。（4）第四层混凝凝土浇筑时，，由于顶部斜斜面钢筋过密密，需要在平平直部分及斜斜面缓慢浇筑筑，振捣均匀匀。（5）砼浇筑过程程中砼表面泌泌水现象普遍遍存在，为保保证砼浇筑质质量，及时将将砼表面泌水水排走。（6）第四层砼浇浇筑后4-6h采取多次压光光处理，防止止表面出现塑塑性裂缝。（7）从模板的选选型、配板原原则、配板高高度、模板安安装、拆除及及其受力计算算等方面综合合考虑大体积积混凝土的高高大模板施工工。从本工程程结构特点出出发，充分考考虑结构施工工要求，并保保证施工质量量、安全的前前提下，模板板的高度根据据拱脚分层的的高度进行配配置，最上层层混凝土采用用与地面成300角的模板进行行支撑，做到到模板最大限限度通用，尽尽可能的减少少模板数量和和规格。（8）水平施工缝缝的处理：砼砼浇筑层表面面喷缓凝剂，，待砼终凝前前用高压水枪枪喷射表面至至均匀的露出出骨料。上层层混凝土浇筑筑前，用压力力水冲洗混凝凝土表面的污污物，充分湿湿润，但不得得有积水。按按混凝土受力力分析计算配配置抗剪钢筋筋。(9)混凝土的养护护在砼浇筑完毕毕后，及时在在表面覆盖一一层塑料薄膜膜两层毡片。。保温养护的的持续时间根根据温度应力力（包括砼收收缩产生的应应力）控制确确定，不得少少于14天，保温覆盖盖层的拆除分分层逐步进行行，保证砼内内部温度与表表面温差不大大于25℃。保温养护过过程中保持砼砼表面的湿润润。侧面模板板拆除后及时时用塑料薄膜膜、毡片悬挂挂在外侧覆盖盖保湿保温，，外侧用木方方和竹胶板顶顶紧。采用塑料薄膜膜、毛毡作为为保温材料覆覆盖砼和模板板，覆盖层厚厚度根据温控控指标的要求求计算得出。。在大体积砼砼保温养护过过程中，对砼砼浇筑块体的的里外温差和和降温速度进进行监测，根根据实测结果果调整保温养养护措施满足足温控指标的的要求。4.施工监测措施施(1)监测内容：①①砼浇筑过程程中对浇筑温温度的监测；；②在养护过过程中对砼块块体升降温、、内外温差、、降温速度及及环境温度监监测。(2)监测仪器：施施工现场使用用电子测温仪仪两部。(3)砼浇筑温度的的测试每工作作班（8h）不少于4次；块体里外外温差、降温温速度及环境境温度监测每每昼夜不少于于4次。(4)测温点布置每一测温点位位传感器由距距离板底200mm、距板中间500-1000mm、距板表面50mm各测温点构成成，各传感器器分别附着于于直径16圆钢支架上,各测温点间距距不大于6m。(5)测温记录整理理及裂缝控制制计算砼浇筑后，根根据实测温度度值和绘制的的温度升降曲曲线，分别计计算各降温阶阶段产生的砼砼温度收缩拉拉应力，其累累计总拉应力力值如不超过过同龄期的砼砼抗拉强度，，则表示所采采取的防裂措措施能有效的的控制预防裂裂缝的出现，，不至于引起起结构的贯穿穿性裂缝；如如超过该阶段段时的混凝土土抗拉强度，，则应进一步步改进养护和和保温措施。。（四）结果状状态根据现场实际际情况，有针针对性的进行行技术方案优优化并通过专专家论证，保保证了本工程程的顺利进行行。本项目技技术方案优化化取得良好的的经济效益和和社会效益。。图5-8施工效果图（1）经济效益：：①在施工中采采用混凝土60d强度作为设计计强度，降低低水泥用量，，仅此项费用用节约大约100万元。②现场实践发现现，传统的内内部设置降温温水管、表面面覆盖双向温温差控制法，，降温水管容容易堵塞且降降温效果不明明显。现场温温差控制只采采用表面覆盖盖，综合计算算此项费用节节约50万元。综合分析共节节省费用约150万元。（2）社会效益：：本项目通过理理论的分析，，应力场、温温度场及现场场实际施工模模拟的方法开开展，将所有有的现场采集集的数据加以以分析、研究究，确定具体体的施工方案案，提出施工工过程中的控控制要点及采采取的措施，，为大体积砼砼施工提供了了理论指导和和施工经验。。在同类工程程领域具有推推广应用价值值。（五）问题分分析与建议因每个工程所所处地域及条条件的不同，，也会有不同同的施工经验验。建议：1、大体积混凝凝土施工时考考虑地域及施施工条件的不不同。2、大体积混凝凝土的分层施施工厚度及其其保温措施的的确定，需要要从技术上、、经济上综合合考虑，保证证方案可行、、安全可靠、、经济合理。。3、每个工程施施工完成后均均要总结成功功的施工经验验，为以后类类似工程的施施工提供借鉴鉴。案例三：某游游泳馆工程钢钢结构施工方方案优化（一）案例背背景介绍1、工程概况某体育中心游游泳馆工程总总建筑面积48167.8m2，檐口最高点点标高28.000m，巨型斜柱最最高点标高38.000m，看台坐席4042座，地上3层，地下1层（图5－7）。游泳馆屋盖为为空间钢管桁桁架结构体系系，屋面分为为AB区和C区两个分区。。AB区屋盖投影为为圆形，直径径134m，由中心加强强环、36榀主桁架、主主桁架支撑系统和主主环桁架组成成，C区屋盖由14榀主桁架及与与之相连的次次桁架组成，，屋盖固接于于外倾15°角的钢骨混凝凝土柱上（图图5－10）。结构由φ114×6－φ600×22mm的钢管通过相相贯线焊接而而成，钢材材材质为Q345B和Q345C。图5-9游泳馆效果图图图5-10游泳馆三维实实体模型图AB区屋盖主要包括：36榀径向平面主桁架、中心加强环、外圈四边形环桁架以及支撑和系杆。C区屋盖主要包括：14榀径向主桁架、联系桁架以及支撑和系杆。（二）事件过过程描述1、施工难点1）钢屋盖跨度度大，安装高高度高本工程中AB区屋盖最大跨跨度达134m，屋盖安装标标高达30m，中心加强环环重达80余吨，给钢屋屋盖安装带来来较大的难度度。2）节点复杂，，精度要求高高钢屋盖盖为钢钢管桁桁架结结构，，节点点为相相贯线线焊接接节点点，构构件交交汇数数量多多，构构件尺尺寸精精度要要求高高，保保证结结构的的加工工精度度是工工程难难点之之一。。3）施工工现场场场地地条件件复杂杂施工工现现场场条条件件复复杂杂，，屋屋盖盖下下部部约约1/4面积积被被游游泳泳池池和和训训练练池池占占据据，，其其余余部部分分为为四四层层混混凝凝土土框框架架结结构构看看台台，，场内内不不具具备备安安装装操操作作的的空空间间。。4）屋屋面面钢钢桁桁架架端端部部需需预预埋埋到到钢钢骨骨柱柱中中，，且且预预埋埋段段对对混混凝凝土土的的强强度度要要求求较较高高，，需需达达到到100%后方方可可卸卸荷荷，，同同时时由由于于工工期期紧紧张张，，钢钢屋屋盖盖的的安安装装工工期期较较短短，，因因此此，，选选择择屋屋面面钢钢结结构构吊吊装装方方案案成成为为施施工工难难题题之之一一。。2、安安装装方方案案分分析析针对对本本工工程程的的结结构构特特点点和和施施工工难难点点，，综综合合考考虑虑场场地地条条件件和和施施工工经经验验，，可可能能适适用用于于AB区屋屋盖盖的的安安装装方方案案有有两两种种，，即即高高空空累累积积滑滑移移法法和和跨跨外外吊吊装装法法，，C区屋屋盖盖采采用用跨跨外外吊吊装装法法进进行行安安装装。。1）高高空空累累积积滑滑移移法法在屋屋盖盖中中心心位位置置搭搭设设中中心心支支架架安安装装中中心心加加强强环环，，在在加加强强环环四四周周沿沿环环向向布布置置内内圈圈滑滑移移支支架架，，在在支支架架顶顶部部采采用用P43钢轨轨布布置置滑滑移移轨轨道道，，外外圈圈滑滑移移轨轨道道借借助助混混凝凝土土柱柱进进行行铺铺设设。。在在1－3轴线线和和19－21轴线线间间搭搭设设高高空空拼拼装平平台台，，在在拼拼装装平平台台上上拼拼装装两两榀榀主主桁桁架架及及支支撑撑系系杆杆作作为为第第一一个个滑滑移移单单元元，，利利用用液液压压同同步步滑滑移移装装置置进进行行顶顶推推滑滑移移，，接接着着在在拼拼装装平平台台上上拼拼装装第第三三榀榀桁桁架架，，依依次次进进行行滑滑移移，，直直到到安安装装完完成成。。图5-11累积积滑滑移移法法安安装装模模拟拟图图2）跨跨外外吊吊装装法法在钢屋屋盖盖的的中中心心位位置置搭搭设设中中心心支支架架安安装装中中心心加加强强环环，，利利用用400吨履履带带吊吊跨外外安安装装第第一一榀榀主主桁桁架架，，固固定定后后逐逐榀榀安安装装其其它它主主桁桁架架，，同同时时用用布布置置在在屋屋盖盖周周边边的的汽汽车车起起重重机机安安装装主主环环桁桁架架、、系系杆杆和和支支撑撑系系统统。。图5-12跨外外吊吊装装法法安安装装模模拟拟图图图5-13钢屋屋盖盖结结构构分分区区图图3、选选择择安安装装方方案案针对对上上述述两两种种方方案案，，从从安安全全可可靠靠、、施施工工质质量量、、施施工工工工期期和和施施工工成成本本等等方方面面进进行行分分析析与与比比较较。。1）在在安安全全可可靠靠方方面面钢屋屋盖盖平平面面投投影影为为圆圆形形，，如如采采用用滑滑移移法法施施工工，，主主桁桁架架沿沿圆圆周周方方向向进进行行旋旋转转滑滑移移运运动动，，对对同同步步控控制制精精度度要要求求很很高高，，且且主主桁桁架架为为平平面面桁桁架架，，侧侧向向稳稳定定性性较较差差，，因因此此，，安安全全性性较较难难保保证证。。跨外外吊吊装装法法只只需需进进行行吊吊装装过过程程中中桁桁架架的的稳稳定定性性计计算算，，选选择择合合适适的的吊吊点点位位置置，，保保证证起起重重机机自自身身的的稳稳定定即即可可保保证证安安装装过过程程中中的的安安全全可可靠靠。。2）在在施施工工质质量量方方面面滑移移法法安安装装在在高高空空拼拼装装平平台台上上进进行行拼拼装装作作业业，，桁桁架架最最大大截截面面达达9m，施工工操操作作不不便便，，影影响响施施工工质质量量。。另另外外，，主主桁桁架架一一端端预预埋埋于于钢钢骨骨柱柱柱柱顶顶，，设设置置滑滑移移轨轨道道较较难难，，滑滑移移精精度度较较难难控控制制，，质质量量不不容容易易保保证证。。跨外外吊吊装装法法在在地地面面进进行行桁桁架架拼拼装装，，便便于于搭搭设设拼拼装装平平台台进进行行操操作作，，施施工工人人员员操操作作方方便便，，质质量量容容易易保保证证。。3）施施工工工工期期方方面面采用用滑滑移移法法安安装装在在高高空空平平台台上上拼拼装装一一榀榀桁桁架架后后滑滑移移出出平平台台后后才才能能拼拼装装下下一一榀榀桁桁架架，，只只能能采采取取拼拼装装一一榀榀滑滑移移一一榀榀，，然然后后再再拼拼装装下下一一榀榀的的方方式式，，施施工工工工期期较较长长。。跨外外吊吊装装法法安安装装在在地地面面上上拼拼装装桁桁架架，，可可同同时时多多个个班班组组拼拼装装多多榀榀桁桁架架，，如如果果抢抢工工期期时时可可采采用用多多台台吊吊车车同同时时安安装装作作业业，，工工期期较较短短。。4）在在施施工工成成本本方方面面滑移移法法安安装装采采用用散散件件或或小小部部件件吊吊运运至至高高空空进进行行拼拼装装，，不不需需要要大大吨吨位位起重设备备，节省省起重机机械费用用，施工工成本较较低。跨外吊装装法安装装时先拼拼装成整整榀的主主桁架再再吊装，，需要400吨履带起起重机进进行安装装，起重重机械费费用较高高，施工工成本较较高。综合考虑虑上述各各种因素素，本工工程最终终选择跨跨外吊装装法作为为钢屋盖盖安装方方案。（三）关关键措施施1、划分吊吊装单元元在减少构构件高空空拼装工工作量和和吊装次次数，同同时兼顾顾起重设设备的经经济性的的原则下下，划分分钢屋盖盖的吊装装单元。。1）中心加加强环外外环分三三片进行行吊装，，环内钢钢梁采用用分块吊吊装。2）AB区主桁架架不分段段，整体体吊装。。3）AB区与C区搭接处处，将轴轴间环桁桁架和柱柱端预埋埋段分别别作为一一个吊装装单元4）AB区其余环环桁架将将轴间环环桁架及及一个柱柱端预埋埋段共同同作为一一个吊装装单元。。5）C区各桁架架均不分分段，每每榀桁架架作为一一个吊装装单元。。2、选择起起重机械械本工程选选用两台台400吨履带起起重机（（CC2400-1型）吊装装AB区单榀主主桁架、、环桁架架和柱端端预埋的的环桁架架。选用两台台150吨履带起起重机（（CCH1500型，主臂臂长=45m，辅臂长长=36m）辅助吊吊装各安安装区域域的次构构件。3、主桁架架吊装过过程模拟拟为保证主主桁架在在吊装过过程中的的安全，，利用有有限元分分析软件件MIDAS7.8对径向主主桁架起起吊后的的变形和和杆件内内力进行行校核。。在校核计计算中不不考虑拉拉索的变变形，在在吊点的的位置施施加平面面外约束束和竖向向约束，，不考虑虑拉索的的作用。。荷载取风风荷载、、振动荷荷载、结结构自重重、吊点点的提升升力等，，在施加加自重荷荷载时，，考虑1.05倍的增大大系数，，同时考考虑到吊吊装过程程中的动动力效应应，取动动力系数数为1.2。主桁架在在提升阶阶段的位位移和杆杆件应力力见图5－14和图5－15。图5-14主桁架提提升阶段段的位移移云图图5-15主桁架提提升阶段段的杆件件应力云云图从位移云云图中可可以看出出，主桁桁架在吊吊装过程程中的最最大位移移发生在在上弦端端点处，，最大位位移为25.1mm，25.1/52560=1/2094，满足要要求，因因此吊装装过程中中不需要要加固处处理，位位移可以以通过预预起拱等等措施来来解决。。从应力云云图中可可以看出出，最大大拉应力力和最大大压应力力均发生生在吊点点附近的的斜腹杆杆处，最最大应力力为35.5MPa，远小于于钢材的的屈服强强度，杆杆件不需需要加固固处理。。4、施工过过程模拟拟分析整个安装装过程共共划分17个施工阶阶段进行行模拟分分析，施施工阶段段1-14为钢管桁桁架吊装装至合拢拢状态；；施工阶阶段15为浇筑混混凝土后后屋盖由由铰接变变为刚接接结构；；施工阶阶段16为卸载跨跨中支撑撑架；施施工阶段段17为卸载支支撑架，，完成整整个施工工过程，，不同施施工阶段段结构位位移见表表5－1。施工步骤结构位移1中心加强环安装，钢结构最大竖向变形为-0.52mm，发生在加强环中心2钢结构最大竖向变形为-1.58mm，发生在AB区17轴主桁架4钢结构最大竖向变形为-1.76mm，发生在预埋件构件上6钢结构最大竖向变形为-3.73mm，发生在斜撑上12钢结构最大竖向变形为-4.49mm，发生在斜撑上13钢结构最大竖向变形为-4.44mm，发生在斜撑上14钢结构最大竖向变形为-4.44mm，发生在斜撑上15浇筑混凝土，屋盖由铰接变为刚接结构，最大竖向变形为-3.78mm16卸载跨中支撑架，钢结构最大竖向变形为-8.87mm17卸载支撑架，钢结构最大竖向变形为-44.89mm，发生在中心加强环上表5-1不同施工工阶段结结构位移移表由上述施施工阶段段模拟结结果可知知，屋盖结构构的最大大位移44.89mm，发生生在屋盖盖中心加加强环上上，小于规范范规定（（小于跨跨度的1/400）的的要求。图5-16安装完成成后杆件件应力比比图安装完成成后构件件最大应应力比0.23，设计计状态最最大应力力比0.227，结构构杆件在在安装后后的状态态与设计计状态的的最大差差值为0.003，符符合设计计要求。。（四）结结果状态态本工程采采用相对对保守的的跨外吊吊装法成成功完成成了场内内条件和和屋盖支支撑条件件较复杂杂的大跨跨度钢结结构屋盖盖的吊装装，顺利利完成了了该游泳泳馆主体体结构的的施工作作业，施施工过程程安全可可靠，质质量状态态良好稳稳定，施施工工期期较计划划工期明明显提前前。图5-17单榀主桁桁架吊装装图图5-18钢屋盖安安装完成成后的全全景图（五）问问题分析析和建议议随着国家家经济实实力的提提高，大大跨度空空间钢结结构在文文化、体体育、航航空等领领域的应应用越来来越广泛泛，但是是，其新新颖的造造型和复复杂的结结构给施施工带来来了新的的挑战，，安装方方法也各各不相同同。因此，，必须根根据工程程特点、、结构形形式、支支撑方式式、场地地条件和和施工能能力，选选择安全全可靠、、技术先先进、质质量稳定定、经济济合理的的施工方方案，保保证安全全、优质质、按期期完成施施工任务务。案例四、、某景观观塔外挂挂板吊装装方案优优化(一)案例背景景介绍某景观塔塔工程建建筑面积积650㎡㎡，高度126m，21m标高以下下为钢筋筋混凝土土筒中筒筒结构，，外筒平平面呈三三角形，，每边边边长36m，从+0.45m开始呈七七面体，，内收至至21m标高，立立面呈倾倾斜的三三角形。。21m标高以上上内筒为为高105m、轴线间间距7.4m×7.4m带斜撑的的钢框架架钢结构构，外筒筒为四片片倾斜的的异性钢钢筋混凝凝土剪力力墙，一一侧收于于80m标高，一一侧收于于60m标高。从从15m标高以上上钢筋混混凝土暗暗梁、暗暗柱内设设置H型钢，内内置两部部观光电电梯置93m标高，外外墙装修修为预制制清水混混凝土挂挂板和玻玻璃幕墙墙相结合合的形式式。该塔塔造型新新颖，体体窄，高高耸，柔柔度大。。景观塔塔的混凝凝土倾斜斜外墙为为干挂预预制清水水混凝土土板，钢钢结构外外墙为玻玻璃幕墙墙。图5-23三维模型型(二)事件过程程描述外墙特点点：本工程高高耸、异异型，外外墙转角角部位多多，角度度不一。。清水混混凝土挂挂板单块块尺寸较较大标准准块600mm*1500mm*60mm，单块质质量最大大0.8t。1、通常做做法：塔塔吊吊装装、外脚脚手架涂涂饰及打打胶密封封。挂板板吊装采采用塔式式起重机机吊装至至安装位位置后首首先用手手拉葫芦芦对挂板板进行微微调，用用调节螺螺杆进行行控制，，使挂板板的倾斜斜度达到到设计要要求。图5-24挂板吊装装示意图图2、通常做做法存在在的问题题：本工程底底部面积积大向上上逐步收收拢变小小，且工工程高度度大，脚脚手架无无法搭设设至设计计标高。。脚手架架搭设连连墙件部部位影响响挂板施施工，拆拆除后影影响施工工安全。。塔吊吊吊装时脚脚手架影影响挂板板运输，，无法将将挂板吊吊运至安安装部位位。本部位杆件影响挂板运输图5-25挂板吊装装示意图图3、调整施施工方案案：在挂挂板吊装装过程中中，采用用特制的的卷扬机机吊装系系统，在在挂板吊吊装时增增加导向向绳，适适应了本本工程外外装面倾倾斜、板板块重、、安装高高度高的的特点，，从而保保证了挂挂板的安安装质量量、安全全、进度度。图5-26挂板吊装装导向绳绳示意图图(三)关键措施施1、卷扬机机吊装系系统由卷卷扬机、、起重绳绳及支臂臂、导向向绳及支支臂、起起吊扁担担、定滑滑轮和手手动葫芦芦组成。。卷扬机平平面布置置：在地地面同时时安装4套吊装设设备。东东南西北北各设一一个吊装装点，卷卷扬机和和导向绳绳固定点点距离结结构距离离在15m左右，吊吊索转向向点距离离结构的的距离11m左右。卷卷扬机与与地面采采用4块锚板固固定，每每块锚板板上用4颗M12××95化学螺栓栓与混凝凝土地面面连接。。图5-27挂板吊装装卷扬机机布置示示意图2、起重绳绳吊臂架架设吊篮及吊吊装支臂臂架设位位置：清清水混凝凝土挂板板幕墙安安装时，，吊篮架架设在93m，起重绳吊吊臂及导向向绳支臂架架设在87m。挂板幕墙墙施工完以以后，在105～114m顶部钢构上上架设吊篮篮及支臂钢钢梁，完成成上部玻璃璃幕墙安装装。起重绳吊臂臂架设：在在主体钢结结构上固定定150×100×7方管作为吊吊臂，架设设能承重5吨定滑轮1个，地面卷卷扬机钢丝丝绳通过此此定滑轮吊吊装砼板块块。左侧用用[12#槽钢连接吊吊臂与结构构，7mm焊缝150mm长，共2条。中间中中L型加肋铁角角码连接吊吊臂与结构构，7mm焊缝大于150mm，共2条。槽钢、、角码与吊吊臂间各用用两个￠14mm螺栓连接。。右端5吨滑轮挂在在￠20mm钢筋焊的吊吊环上，钢钢筋与吊臂臂间焊缝连连接，8mm焊缝长度大大于20cm。为保证安安全，用￠￠12.5钢丝绳穿过过吊臂缠绕绕葫芦两道道。图5-28挂板吊装示示意图3、导向绳支支臂架设在主体结构构上固定2根100×6方管，作为为导向绳上上面连接点点。导向绳支臂臂与结构间间通过8mm铁角码连接接，6mm焊缝，焊缝缝长度大于于20cm。右侧用￠20mm钢筋焊导向向绳固定环环，钢筋与与导向绳支支臂间8mm焊缝连接，，焊接长度度大于15cm。导向绳与钢钢筋环间采采用3吨U型扣连接。。图5-2