钢结构工程砂箱集群卸架技术施工工法附图

砂箱集群卸架技术施工工法1、前言随着钢结构建筑筑产业的发展展，越来越多多的大跨度、悬悬挑结构被应应用于公共建建筑、体育场场馆等建筑领领域，而大跨跨度、悬挑结结构的施工方方法常为高空空原位拼装，需需要搭设支撑撑措施。因此此，钢结构支支撑卸载是钢钢结构工程中中必不可少的的一个操作环环节，是钢结结构体系从胎胎架支撑可靠靠过渡到结构构本体受力的的操作。通常常采用千斤顶顶或者直接割割除的卸载方方式进行结构构的整体卸架架，但这些卸卸架方式有其其一定的缺点点和局限性。XXXX有限公公司，依托XX证券交易所所营运中心钢钢结构工程，开开展了“科技创新，降降本增效”活动，结合合工程特点，借借鉴预应力桥桥梁结构施工工技术、预应应力钢筋张拉拉技术等，研研发了“砂箱集群卸卸架技术”，并在深交交所工程抬升升裙楼钢结构构卸架施工中中成功应用。卸卸架过程的结结构应力和位位移同步监测测表明，卸架架的应力和位位移呈现明显显的对应关系系，且最大数数值均在设计计预控范围内内，显示了使使用砂箱卸架架的优越性和和对结构的安安全性。卸架架的成功赢得得了业主聘请请的专家团高高度的评价。以深交所工程抬抬升裙楼钢结结构卸架技术术为基础，总总结了“砂箱集群卸卸架技术施工工工法”，此工法已已被评为中建建总公司工法法。2、工法特点采用集群砂箱作作为工具进行行钢结构卸架架，有以下特特点：2.1砂箱承载载力大，性能能稳定。单个个砂箱在320吨荷载下，仍仍可正常排砂砂，且长期承承载不会发生生失稳和压缩缩变形。2.2操控性好好，集群卸架架控制精度高高。通过控制制砂箱排砂量量，观察砂箱箱活塞位移读读数，可以精精确控制砂箱箱的缩短量在在毫米级。2.3砂箱适用用性强，其尺尺寸设计灵活活，排砂速度度可控，荷载载适应能力强强，无外部荷荷载的情况下下排砂也十分分流畅。2.4砂箱构造造简单，造价价低廉，保管管方便，使用用过程中对环环境无污染，且且可以周转使使用，设备损损耗小。3、适用范围适用于各类大跨跨度、悬挑结结构工程卸架架。4、工艺原理4.1砂箱卸架架原理砂箱采用承受环环向内压力较较好的圆钢管管作为外筒，配配以紧密的圆圆形活塞，外外筒底部开排排砂口，排砂砂口设有开关关灵活的阀门门。砂箱内填填充流动性好好、承载力大大的钢砂。当钢砂通过排砂砂口排出后，砂砂箱内的钢砂砂体积减小，活活塞随之内缩缩。砂箱高度度由最初的H1减小到H2，详见图4.1-1所示。压力压力H1H2排砂压力活塞外筒活塞外筒停止排砂图4.1-1砂砂箱工作原理理示意图4.2集群卸架架对于大型钢结构构工程，卸架架点位较多，需需要分区域同同步卸架，卸卸架采用集群群砂箱。为保证分区内砂砂箱集群同步步卸架的精度度，将每一步步卸架量分解解为更小的数数量级，逐步步释放。每两两个细分步骤骤完成后进行行一次同步调调校，可使集集群砂箱卸架架的同步缩短短值偏差控制制在预定范围围内。5、施工工艺流流程和操作要要点5.1施工工工艺流程图5.1-1砂砂箱集群卸架架施工流程图图5.2操作要点点卸架方案1．按照拟定的的施工步骤进进行施工全过过程的模拟分分析，优化卸卸架顺序和步步骤，获得临临时支撑在施施工过程中的的反力。2．选择合适的的荷载作为砂砂箱承载力设设计值。根据据各支点荷载载确定砂箱数数量，满足卸卸架过程的承承载力要求。3．根据胎架顶顶部与结构间间预留高度、安安装起拱值、卸卸架时结构挠挠度变化值确确定砂箱制作作高度和行程程。砂箱的制制作高度为安安装时支撑顶顶端与结构之之间的距离。砂砂箱行程为卸卸架过程中砂砂箱套筒缩短短值。4．根据卸架不不同步情况下下，临时支撑撑反力的模拟拟分析结果，确确定砂箱集群群卸架的误差差界限值，调调整排砂的细细分步骤，明明确排砂精度度控制要求。5．砂箱高度缩缩短值（卸架架量）的控制制采用在砂箱箱活塞上贴刻刻度和控制排排砂量两种方方式进行双控控。砂箱单位位缩短值的排排沙量由试验验测定。砂箱制作、安装装1．根据确定的的砂箱高度、承承载力，排砂砂控制精度等等，对砂箱进进行必要的设设计、验算。2．制作砂箱样样品，进行试试验，完善设设计细节，更更好的满足使使用需要。3．按完善后的的砂箱设计批批量制作。砂砂箱装填钢砂砂后的高度应应符合现场实实际需要。砂砂箱活塞两端端应用钢板封封闭，活塞上上端开混凝土土浇筑孔，并并用混凝土浇浇灌密实。4．对砂箱外部部的孔隙进行行封闭，防止止钢砂受潮。5．砂箱现场安安装由于砂箱在加工工制作过程中中高度尺寸控控制存在误差差，因此砂箱箱顶部安装标标高要略高于于安装起拱标标高，在构件件安装时，还还应再临时支支撑顶部增加加短立柱与砂砂箱一同支撑撑上部结构。短短立柱作为长长期承力杆件件，砂箱作为为卸架过程中中的临时转换换受力装置。图砂箱与短立柱柱共同支撑6.砂箱在临时时支撑上对称称均匀的摆放放，避免临时时支撑偏心受受力。卸架前的准备工工作1.根据施工过过程的模拟分分析报告和细细化以后的卸卸架步骤，对对每一个临时时支撑点编制制卸架数据记记录表，详细细记录砂箱在在卸架过程中中的高度变化化。2.按照经过审审批的卸架方方案，进行技技术交底，使使参予人员了了解卸架工艺艺、注意事项项等。3.对参加卸架架的操作工人人进行砂箱排排砂的操作培培训。4.清除砂箱上上的密封胶，粘粘贴刻度，刻刻度的最小单单位为毫米。5.组织全体人人员进行卸架架演练，模拟拟卸架全过程程施工。砂箱集群卸架工工艺砂箱集群卸架与与单个砂箱卸卸架相比，主主要是对集群群内的砂箱卸卸架量和卸架架速度进行控控制，将集群群砂箱的卸架架偏差控制在在预定的范围围，以满足卸卸架方案中的的同步要求。包包含以下几方方面工作。1.信息传递：：为协调卸架架过程中多个个支撑点的操操作，应设置置卸架指挥部部，从技术、生生产、质量、安安全、监测各各个方面进行行协调。卸架架由指挥长统统一指挥，所所有卸架指令令由指挥长通通过对讲机向向现场发布。2.卸架监测：：采用施工监监测技术对卸卸架过程进行行实时监测或或分阶段监测测。监测内容容包括结构的的变形和应力力变化情况，临临时支撑竖向向变形等。分分阶段监测是是将卸架过程程划分为若干干个阶段，在在每个阶段完完成后对监测测内容进行测测量。3.切割短立柱柱：在砂箱排排砂前，使用用氧炔焰切割割短立柱支撑撑，将短立柱柱受力状态转转换为砂箱受受力状态。切切割短立柱之之前应读取砂砂箱刻度作为为卸架的初始始读数，短立立柱切割后再再次读数，此此为第一次卸卸架数据。图卸载前切割型型钢短立柱4.卸架量控制制：为控制每每级释放量，事事先在砂箱上上标定刻度，精精确到毫米，卸卸架量以砂箱箱的缩短量控控制，而非结结构的下沉量量。另外配备备合适的量杯杯，以排砂体体积校核砂箱箱下降量。图5.2.4--2卸载量监测测图5.砂箱卸架同同步误差调整整：对于单步步卸架量较大大部位，宜细细分卸架步骤骤，并间隔2～3步调整一次次同步误差。例例如，单步卸卸架8mm，可以划分分为4个2mm完成，每完完成4mm卸架，检查查一次同步误误差，并进行行调校，将砂砂箱集群卸架架误差控制在在允许的范围围内。5.2.5卸架架完成的标准准结构底部和砂箱箱出现间隙，砂砂箱仍可下降降，且节点顶顶面标高不再再变化。5.2.6砂箱箱拆除和保管管卸架完成后，先先拆除支撑架架顶部砂箱。砂砂箱拆除前排排除干净套筒筒内钢砂，可可回收用于钢钢构件除锈。砂砂箱装置可刷刷防锈漆保管管，循环使用用。砂箱拆除除完成后拆除除支撑胎架。6、材料与设备备6.1主要材材料制作砂箱的主主材包括无缝缝钢管、钢板板、混凝土等等。6.1.2排砂砂口采用螺栓栓作为阀门装装置时，排砂砂管应按照设设计的螺栓尺尺寸采用机加加工方式加工工螺纹。螺栓栓采用5.6级以上的大大六角头普通通螺栓或高强强螺栓。6.2主要设设备表6.2-1设设备需用表设备名称规格型号数量用途全站仪1坐标测量水准仪2位移监测钢尺视情况选择2距离丈量塔吊或吊车1台砂箱、短立柱吊吊装焊机砂箱制作千斤顶30t砂箱预压7、质量控制7.1砂箱制作作质量控制7.1.1加工工砂箱的原材材料需具备出出厂合格证明明，外筒管材材应进行复检检。7.1.2砂箱箱组件按照图图纸组装完毕毕，尺寸误差差在精度范围围以内。焊接部位坡口按按照图纸节点点要求切割，并并打磨光滑。砂箱按照图纸尺尺寸要求进行行装砂预压。高高度误差控制制在-1mm～-3mm范围以内。砂箱各部位按照照图纸要求进进行防腐处理理。使用铁锤敲击检检查，判断砂砂箱活塞内灌灌砼密实情况况。内外筒配套性检检查良好,无明显松动动或卡紧现象象。砂箱内外筒之间间、排砂口均均按要求进行行密封处理。7.2卸架前砂砂箱检查砂箱与结构是否否顶紧，有缝缝隙的地方用用钢片、楔铁铁顶紧。砂箱的密封保护护措施是否破破损，如发现现进水，应更更换砂箱。砂箱底与支撑架架顶部钢梁应应焊接牢固，防防止砂箱失稳稳打滑。砂箱排砂口有无无明显锈蚀痕痕迹，是否会会影响排沙。支撑砂箱的钢梁梁有无变形。砂箱是否垂直。砂箱刻度是否按按要求标识清清楚。7.3卸架过程程质量控制卸架监测内容和和监测部位应应与各方沟通通协调后确定定。卸架过程中发现现异常时及时时通知卸架指指挥小组。在卸架前应进行行起拱度检查查，并做好记记录，经与设设计起拱数值值进行比较满满足要求后，方方可进行卸架架工作。卸架架过程中适当当检查结构变变形情况，与与理论值进行行比对。8、安全措施8.1作业区或或要设警告标标志，并有专专职安全员值值班，禁止非非作业人员进进入施工区。8.2作业前应应对参与人员员进行安全技技术交底和施施工方案的交交底。8.3所有作作业人员必须须戴安全帽，穿穿防滑鞋，高高空作业人员员必须系安全全带，并正确确使用防坠器器；使用的工工具应挂好安安全绳，防止止高空坠落。8.4严禁将构构件从高空直直接往下抛，所所有小件均应应装入箱中或或袋中。8.5如遇下雨雨和六级以上上大风时，应应立即停止作作业。8.6严禁酒后后作业，严禁禁有病（不适适合进行高空空作业）的人人员参与作业业。8.7所用小件件（包括工具具及销轴等），必必须用柔性链链条与结构件件有效连接，以以防高空坠落落。8.8卸架前，技技术负责人必必须向全体参参与安装人员员进行详细的的安全技术交交底，参与交交底的人员和和被交底的施施工人员须在在交底书上签签字。8.9卸架前应应编制应急预预案，对可能能发生的紧急急情况设计应应急措施。9、环保措施9.1合理进行行施工现场的的平面布置。按按照施工总平平面布置图堆堆放各类材料料，不得侵占占场内道路及及安全防护设设施。实行计计划进料，随随用随到。9.2砂箱排砂砂卸架过程中中，及时回收收卸架用钢砂砂。9.3砂箱除锈锈作业时，应应预防和减少少粉尘、废弃弃物污染。9.4钢结构焊焊接，应注意意焊接的电弧弧光、有毒害害气体、固体体废弃物、噪噪声、粉尘的的污染，尽可可能减少电能能消耗。9.5现场操作作人员完成各各项施工任务务，要做到工工完场清，保保持施工现场场的整洁，做做到文明施工工。9.6作业现场场测量标识用用的油漆、墨墨汁在作业过过程中妥善保保管，避免遗遗洒在现场污污染环境。10、效益分析析10.1经济济效益采用砂箱集群卸卸架技术，节节支了常规卸卸架方法时采采用液压千斤斤顶设备产生生的租赁费用用，同时也避避免了机械故故障维修、以以及结构施工工完成后再安安装千斤顶的的工作时间，大大大缩短了施施工周期。砂砂箱具有承载载力高、操作作性能好等优优点，充分保保证了结构卸卸架过程中的的安全性，降降低工程综合合施工成本。10.2社会会效益砂箱构造简单，造造价低廉，保保养方便，使使用过程中对对环境无污染染。使用完后后，钢砂可以以回收用于钢钢构件除锈，砂砂箱可以周转转使用，设备备损耗小，是是一种绿色环环保的施工技技术。砂箱集群卸架技技术的应用充充分体现了“科技创优、降降本增效”理念，避免免了资源的浪浪费，提高了了工程施工质质量和可靠度度。目前，砂砂箱卸架技术术已经申报国国家发明专利利一项，并获获得一项实用用新型专利，有有推广应用价价值。11、应用实例例11.1XX证证券交易所营营运中心工程程工程地点：XXX市福田区福福中三路与鹏鹏程二路交界界结构形式：主体体结构为超高高层钢框架—核心筒混凝凝土结构，裙裙楼为巨型悬悬挑钢桁架结结构开工日期：20008年10月计划竣工日期：：2011年8月裙楼采用巨型悬悬挑钢桁架结结构，平面尺尺寸长162m、宽98m，东西向悬悬挑36m，南北向悬悬挑22m。桁架下弦7层标高36.877m，顶面10层标高62.422m。总用钢量2.8万吨，钢结结构卸架量为为9400多吨。抬升升裙楼钢结构构卸架后结构构位形和应力力满足了设计计及规范要求求，取得经济济和社会效益益双丰收。图11.1-11XX证券交易所所营运中心工工程施工实景景11.2XX奥奥体中心主体体育场工程工程地点：XXX市金阳新区区中心结构形式：大悬悬挑斜交管桁桁架结构开竣工日期：22008年5月计划竣工日期：：2011年3月XX奥体中心主主体育场钢罩罩棚结构设计计引用贵州少少数民族膜拜拜和装饰的水水牛角符号，由由东西两个水水牛角形的金金属板飘棚首首尾相交的对对应布置在环环形看台上。整整个金属板飘飘棚从墙面到到屋顶设计为为一体，体形形简洁完整，曲曲线光滑流畅畅，视觉冲击击力强。其中中西看台屋盖盖钢结构沿环环向长度约为为410m，在屋面中中部区段设置置屋面支撑，径径向最大悬挑挑49m，，投影面面积约16700平方米；东东看台屋面钢钢结构沿环向向长度约为340m，沿径向悬悬挑最大为43m，投影面积积约10600㎡。整个西罩棚支撑撑胎架卸架采采用了34个砂箱装置置，分四级进进行卸架。这这种集群式砂砂箱卸架在预预应力管桁架架钢结构施工工中为首次应应用，通过对对卸架过程中中对结构应力力和位移的实实时监测及卸卸架后结构的的整体位形数数据表明，采采用砂箱装置置卸架非常成成功，保证了了支撑胎架卸卸架过程中的的单级同步、均均匀稳定下降降，完成后效效果优良。卸卸架后体育场场结构安全，位位形符合设计计要求。图11.2-11XX奥体中心主主体育场工程程施工实景11.3XX市市来福士广场场工程工程地点：XXX市人民南路路四段3号（原四川川省博物馆地地块）结构形式：全现现浇钢筋混凝凝土框架结构构及局部框架架结构开竣工日期：22008年4月计划竣工日期：：2011年9月XX市来福士广广场工程RCC（RaffllesCiityChhengduu）工程由美美国著名建筑筑设计师STEVEENHOLLLARCCHITECCTS主持设计，造造型新颖独特特，建筑呈不不规则倾斜状状。整个广场场工程由4层地下室（其其中塔楼外侧侧有部分外扩扩纯地下室）及及五栋造型独独特的地上建建筑单体围合合错落有致的的裙楼而成，在在中部形成公公共中心广场场。塔楼和裙裙楼、塔楼和和塔楼间彼此此独立又彼此此联通，在塔塔楼1和塔楼2之间为六层层裙楼，楼顶顶设计有四川川省历史博物物馆花园、塔塔楼4裙楼为七层层，塔楼5裙楼为八层层，其楼顶设设计有杜甫花花园，塔楼2和塔楼3之间、塔楼3和塔楼4之间又有玻玻璃天桥进行行连接。在广广场中部有两两个大型室外外扶梯穿过中中心广场的玻玻璃采