复杂多变空间刚架节点构造测量定位施工工法

复杂多变空间刚架节点构造测量定位施工工法完成单位：XX股份有限公司主要完成人：1前言随着我国建筑行业的飞速发展，建筑造型更加强调与环境和地域文化的融合，并使建筑物形体越来越美观、复杂以及富有个性化。为了满足上述要求，应用复杂多变空间异形钢结构的建筑物越来越普遍，而采用多个分支节点和空间面的折板钢架完成其造型复杂，将是一个新的钢结构形式，但该钢构件空间吊装工作量繁琐以及常规方法难以有效的控制安装精度。为了控制其在安装过程中的尺寸偏差，保证安装精度，我公司通过试验研究、探索实践和创新总结，最终形成了一套涵盖各种复杂多变空间节点构造、成熟、快捷和经济的施工工艺，并在辛亥革命博物馆新建工程箱型、楔型网状空间组合结构的折板钢结构安装过程中得到了成功应用，我公司结合该工程实践编制本工法，以指导今后类似工程的施工。2工法特点2.1测量定位效果好采用“节点坐标拟合测量定位法”，通过对节点的控制来准确实现钢结构空间位置的定位，解决了异形多面体折板钢架施工安装的测量定位难题。使用全站仪坐标拟合法，实现全站仪与计算机之间的双向通信，保证节点测量数据的准确性。2.2施工安装精度高折板钢架安装前对支撑构架和定位构架的进行空间三维模拟和放样，通过详细模拟保证现场安装的精度；同时折板钢架采用以节点为中心对称、节点与各杆件同时焊接的方法以抵消焊接应力与焊接变形，保证了施工安装精度。2.3施工操作方法简单实用采用的施工方法与技术操作简单，同时关键测量仪器全站仪的架设地点可灵活选择，再加上通过合理组织和配置施工机械、设备和人员，加快了施工进度，缩短了施工工期。3适用范围本工法适用于复杂多变空间结构大型多分支节点无可操作控制点的精确测量定位，特别是不规则大跨度多节点折板钢架的三维空间定位。4工艺原理本工法采用“节点坐标拟合测量定位法”，如图4.1所示，其基本原理和应用方法为：首先通过设计给予的节点工作点与各端口中心点之间的尺寸关系，得出节点各端口的设计坐标值，建立节点三维空间模型。然后实用全站仪对节点实体进行外形尺寸检测，对节点各端口进行坐标测量，所得相对坐标值通过绘图软件转换为几何图形即实体模型。最后将实体模型与设计模型（理论值坐标点与点连接的线条组合）进行拟合（节点所测坐标值转换的实体模型图与设计值转换的设计模型图相互作比较）。通过对实体模型的移动，使实体模型达到理论最佳位置，所得的各点坐标值为拟合值也是最佳控制坐标值。拟合方法：将实体模型与设计模型通过绘图软件相互重叠，在图形四周找出端口与端口控制点相近的“十”连接线，移动两图形“十”字连接线相重叠拟合。将拟合后的实体模型移到建筑坐标系，得出实体模型各端口控制点坐标，即为最佳控制点坐标。将最佳控制值与设计值的各端口偏差参照验收标准进行对比，未超出标准规定的节点为检测合格。用“节点坐标拟合测量定位法”精确测量定位一个异形节点的位置与方向在理论上成立，同时，工程应用实践证明该方法可行且实用方便。1123400图4.1坐标拟合法检测异形多分支节点效果图竞5哭、施工工艺流蝶程及操作要点怀5.驾1鼻施工工艺流程嚼（贼图毒5-策1虹）完成节点间钢构件安装完成节点间钢构件安装安装成型折板钢架监控折板钢架构件焊接及监控复核折板钢架整体卸载及验收搭设承重脚手架钢构件控制节点调整至拟合得到的最佳控制点数控切割及构件制作钢结构三维放样钢结构三维建模折板钢架吊装并进行空间节点三维测量定位模拟现场空间定位进行构件工厂预拼装蛾图撤5喝.厉1丛复杂空间异形绝折板钢架沙施工工艺流程霸图痛5.2袜栗操作要点施工准备页1蹈、钢结构三维非建模及放样过对于空间复杂陈的钢结构，安围装前进行三维配模拟可有效的界分析和评估安府装过程中可能住出现的问题，制通过寄详细模拟，峰对后期的安装乱实践及沟保证现场安装池的精度刷具有重要的指脏导作用。折下板钢架为空间柳多平面结构，铃现场安装前要稳进行支撑构架谁和定位构架的兵详细模拟，确垃保现场安装定旋位的准确。另测外折板构件不松仅要保证轴线颜定位的准确，该还应保证截面她方向定位的准廉确，必要时需失要辅以折板棱浑边的定位。冻2码、钢构件加工浸制作及工厂预岗拼装漏采用通用的数前控机床进行钢析结构的切割及遮加工制作，保罩证钢结构拼装聋部分的精度。仰现场安装采取炉先下部结构、冈后上部结构，桃先安装转角处诞节点、再安装或掛梁、最后安跪装支撑的施工法顺序，将节点愤固定在与其连辰接的钢梁上空退间定位支撑到轻设计位置，利震用三维模型进砌行支撑构架和胆定位构架的详喊细模拟，确保银现场安装定位到的准确。惜3缸、钢构件的预专检和复检含构件的预检在宾钢结构加工厂众质检部门检查死的基础上，项亲目部要进厂对勤加工质量进行洁复检，复检合饼格后出厂。不计允许不合格构裂件进入安装现柜场，同时项目鸽部根据现场安榨装进度要求及渴提供的构件清牢单监督制造部讯门是否按进度苗要求配套加工框，避免由于加夕工构件不配套与造成现场安装尽间断，影响安绍装工期和质量沟。钩预检：钢材材羽质的成品质量灾证明书及复验纵报告，焊条、乞焊丝材质的成启品质量证明书变及复验报告，港构件焊缝外观币及超声波探伤孕报告，以及实齐际偏差等预检纤资料；构件外默观检查包括：咳钢构件的几何蓝尺寸、连接板污零件的位置、门角度、螺栓孔奋直径及位置，砍焊缝的坡口，蝴节点摩擦面，代附件的数量及领规格等。似复检：对进场爱构件，现场材恭料员、质量员些应按照构件发待运清单及相关叮技术标准、规躁范及设计文件番进行清点，核路查。对构件制们作过程中形成岭的各项技术资项料进行核查。斗4榴、轴线、标高览的复核蓄钢结构安装前权进行钢构件轴花线及标高的移砌交和复核检查聋，符合要求后眨才能进行预埋谱件的埋设；同牺时对每一个混西凝土结构上预惧埋件的位置进驻行复核，复核篮结果必须满足它设计要求，才印能进行下一步穗钢结构的安装幼。涝5辰、构件标识和正构件表面的清物理村吊装前对钢构黄件做好中心线订、标高线的标芽注，不对称的汤构件还应标注抄安装方向，对开大型构件应标壮注出重心或吊丧点，标注可采榜用不同于构件损涂装涂料颜色横的油漆作记号险，做到清楚、途准确、醒目。徒在钢构件吊装糖前应清除附在惹其表面上的灰宅尘、雨水、油农污和泥土等杂点物，对损坏的侄油漆及时进行轿修补。到6歉、骂搭设承重脚架券根据土建移交匙的测量基准点伍，精确放出建解筑物的标准轴谢线作为预埋件洗和承重脚手架酱的定岩位依据，依此篇正确安装预埋闭件窝和搭设承重脚决手架，承重脚瓶手架的如图训。丹承重脚架扫是用于放置结椒构滥各个覆节点和尺主剑梁的临时支撑耳体。搭设承重故脚架，且操作如架继续往上升榨。安装中弦杆塞时，立即安装庭其与内部结构淘（如剪力墙、咸钢柱、直立柱佛等）的连梁，材保证钢结构的冬面外稳定。校何正好后，对需您要焊接的对接护口进行施焊。状为安装上层的倘构件做好准备译。涉图刺魂良承重脚手架示嫌意图钢结构安装细1罪、主结构安装输根据折板刚架定不规则的多平警面网状空间结信构的特点，为逼保证刚架空间稍定位准确和折胖板刚架整体安绕装精度，工厂猫制作完成后模羡拟构件空间位请置进行预拼装号；现场安装采叨取先下部结构片、后上部结构残，先安装转角椒处节点、再安余装掛梁、最后屋安装支撑的施既工顺序，将节博点固定在与其封连接的钢梁上饭空间定位支撑质到设计位置，烘利用三维模型调进行支撑构架府和定位构架的贪详细模拟，确砍保现场安装定殿位的准确。览把异形节点逐垫一吊装到承重合脚手架上，用清“狮节点坐标拟合钻测量定位法串”贪分别对它们酱进行测量定位赔。考虑到实际害工程中，构件芒制作、测量、慨安装存在着不肆可避免的误差霞，所以，应用邮“吧节点坐标拟合庭测量定位法恭”辜时可在节点上软再多选择若干宏个点以便进行原复核校正。把坝节点测量安放焰准确后，及时沃把它胃点焊在胎架读的迫定位装置饱上翅作临临时固定。席节点吊装完成净后开始吊装主晋梁筒杆件撇，在杆件茄端部设置工装峰件以方便候与节点对围位和临时固定西，垒把此杆件吊装到位款并与节点轴线鸭对中准确后，彩及时惯焊化工装件云以以临时连接节点霞与杆件。搏当与节点相连冬接的至少三个陆方向的杆件吊欠装对位临时固何定好后，再进旧行节点与杆件灭的正式焊接。发主梁焊接采用芽以节点为中心重对称、节点与弯各杆件同时焊带接的方法，次撕梁焊接采用两刷端异侧同时施脸焊的方法，以耗抵消焊接应力哨与焊接变形。厅正式焊接完成免后，割除纹工装件待。同乏2仗、钢构件的安葬装测量尽（规1拾）钢构件标高禽的测控刊钢构件的测量俭校正主要为平膝面位置、标高隔和垂直度三项屿内容，按照先枕调整标高，再指调整位移，最炊后调整垂直度侵的顺序按照规捧范规定的数值容进行校正。同泄时为保证安装篇精度，避免因流温度变化对钢会构件垂直度校造正产生的偏差都，主楼钢构件踢的测量校正统态一日照变化小粗的傍晚进值行。每安装一叙节钢构件前，家首先在钢构件弦上标设上、下顽中心线及相对椒标高，当钢构蚊件安装后，应拿对构件顶作一钉次绝对标高实司测，然后根据固实测值来控制闹下一节钢构件热的标高，以便铃提前通过临时晓固定板及处理株端部来进行控托制。剃图突-艰1肾钢构件标高的陆测量示意饿图饰照洞雪图岁伐2先钢构件垂直度抗的测量示意图健（呢2冬）钢构件垂直号度的测控汗钢构件垂直控根制方法如下：底用两台激光经赵纬仪置于构件伤基相互垂直的树两条轴线上，停视线投射到预桨先固定在钢构住件的靶标上，妄光束中心同靶摄标中心垂直，缺且通过旋转最捧少着3伞次经纬仪水平料度盘，若投测趣点都重合，表定明钢构件垂直贸度无偏差。帅（暗3锁）吊装的测量焊接合格后钢构件轴线偏差测量焊接合格后钢构件轴线偏差测量验收施焊中跟踪测量整理吊装测量记录，确定施焊顺序及特殊部位处理方法吊装钢构件、跟踪校正垂直度柱垂直度校正、高强度螺栓初拧、终拧轴线激光点投测、测量、放线钢构件标高测量抄平与钢构件预检数据综合处理确定钢构件位移值超偏处理纳图半-3其住钢构件吊装测灾量程序帖3暖、折板钢架变黎形监测听及复核山钢结构工程结段构特点十分显疏著，构件体型天较大，单体重惩量重，节点复凝杂，因此施工烛过程中的变形线监测是一项非参常重要的工作功，主要包括以拢下内容：主体推结构基础沉降执观测；吊装阶经段主体结构变渗形监测；次结贺构吊装过程中聚主体结构变形俩监测；受温度百变化影响及焊包后收缩结构整邻体变形；折板痰结构支撑构架档应分多步拆除霸，并在拆除前过设置多个变形营测量点（竖向掩和水平变形）白，在每步拆除削完成后进行测肃量点的读取。戴所有的变形监逝测数据及时整丝理及分析，并由根据检测数据茫采取合理的措报施，保证钢构雁件处于受控状步态下。禽钢拘构件旧结构卸载生.先1礼卸载条件歇：常在主结构安装挺完成什，并完成所有蹦的焊接工作后榜，形成稳固的每空间受力体系春后，才开始对稿钢构件结构进刃行卸载，卸载虹工作须同时缓村慢进行，才能披减少残余变形碎和残余应力，粘以防焊缝崩裂蓄。在每次卸载燃量完成后，对宜各监测点的数姿据进行读取，苦并同理论计算在数据相比较，晃指导后续卸载郊过程。直至将椅整体主结构卸枝载到位。堪卸载条件具体唤包括：熟1坑）钢因结构新主梁、次梁与纹所有节点焊接葛完成，与混凝许土上的预埋件毁焊接完成。辫2陡）构件安装精阁度和外观验收见合格。歼3雄）卸载用千斤巷顶在亡承重脚手架说上架设完毕。燥4女）操作人员按秩照卸载点配备梳，施工交底完题毕。脖.梅2画、卸载点详细启形式握见据图珠5.2.躲3母。驻图壮木卸载点详图姓3田、裂卸载操作步骤洒及说明懒第一步：所有急卸载千斤顶的及地面试压和高交空卸载点的布餐置；浴第二步：卸载础千斤顶对主结凝构下弦杆对应刮位置的顶紧，肝同时完成结构简整体外形的测型量验收工作；布第三步：将原塑安装支撑点移古去每次卸载量宣相应高度的垫治块或将支撑点裳顶部割除相应砍高度；航第四步：同步鼻将一排的千斤侨顶下落，使钢寿构件下弦再次梁与支撑点接触遥；宾第五步：调整哈千斤顶的水平边位置，使其保筐持垂直状态和叛对应支撑点，喊消除水平位移雨影响；税第六步：再次距顶紧千斤顶；土第七步：将原域安装支撑点再山次移去每次卸须载量相应高度哨的垫块或将支哀撑点顶部割除澡相应高度；高重复以上操作帜，在每次卸载席量完成后，对称各监测点的数锄据进行读取，杠并同理论计算控数据相比较，睁指导后续卸载喷过程。直至将担整体主结构卸补载到位。掩5.3访笛劳动力组织躲本工法劳动力兄组织情况见表铺5.3越。告表柱5.3鸣凉劳动力组织情离况表绵序权尖号昨类贿骆别振单羞哭位辟数澡触量电备注羽1各指挥工葡人攻4竖各工种人员根枕据施工工序和拔进展情况陆续醒进场和退场，炭及根据施工作锣业任务要求调乏整发2路起重工岔人春12贷3哭铆馒逢伟工乘人瞎30敲3吩电焊工包人深60选4盒杂工猴人仪20近5举电挺景工工糊人清2隔6漫测量工鹅人赛4辈合馋技计究人按132撤6馒、俩材料与设备鼠6.1饲微主要施工机具班投入计划见漏表塑6.赛1浩。慢表扭6.1获微主要施工机具茫投入计划猛序号巡设备名称舟规格型号吃数量怖用途作备注匀1男22是0陆吨汽车吊县QAY220台1总台局吊装构件昏2芽5因0续吨汽车吊龙QY50拔1背台绍吊装构件猛3临直流电焊机逮ZX-320驳40梅焊接吉4权CO育2案焊机嘱CPXS-5毕00涂20已焊接弟5怠碳刨机球ZX5-63绢0与12飘焊接科6薄电焊条烘箱斜YGCH-X究-400扯4猛焊条烘焙座7交电热焊条保温该筒敏TR眠B玉系列猾60权焊条保温诉8胃角向砂轮机饱JB1193票-71兰40班焊缝打磨馒9凉空气压缩机丙XF200丝8汁焊接起10砌倒链灿5/3t头30红稳定校正是11诵千斤顶亮50/20/甘10t鲁20厘稳定校正挂12淡照明设备巴100获0宫瓦虚40咳照明板13洁平板车屈60t百1美构件倒运鹅13m售长蓄14灶钢丝绳热6X37+1鼓2井4挎个滔吊绳、缆风绳希6畜个俯4各组些15表卸扣篮T-DW30烦2乌0套个鸡吊装妖16湾钢板醋30*150毛0*3000闻8摄块盆吊车支腿垫板饶6.2趟嫂主要仪器投入寇计划见壮表境6.骤2民。倚表度6.2铲走主要仪器投入臣计划严序号乓设备名称盗规格型号逗数量堵用于生产玻部位寨1班超声波探伤仪奔USL-32补UM2池2融焊缝探伤胸2便电子全站仪统GTS-70薪1皂1满拼装、安装检耳测玩3略经纬仪混光学胜FDTL2C肺L蚂2装定线、长轴线散测设孝4舅水准仪煮ALL322缠2驻标高测设火5辣涂层测厚仪梯EPK600赏BF自1样油漆厚度检测7、质量控制慌7.1旁仁工程质量控制物标准跑1救、《钢结构工悠程施工质量验碰收规范恭》粘GB5020握5灵—末2001炸2蕉、《钢结构检禁测评定及加固块技术规程嗓》严YB925鸡7拆—婆76闻3绍、《工程测量藏规范烟》俊GB5002忘6某—涛2007债4里、《钢结构设尚计规范姿》聪GB5001录7关—彩2003蚂5那、《钢结构制扫作工艺规程》洞（如DBJ08-巷216-9冶5鲁）烫6钩、《建筑钢结松构焊接规程》粱（巡JGJ81-徐9饥1瞒）雄7烟、《建筑施工骆安全检查标准姻》那JGJ5兔9富—冤99慰8花、《高空作业魂机械安全规则饮》活JGJ509贞9户—妖98告9类、《建筑机械耀使用安全技术惧规程波》熊JGJ3为3秩—刊2001梯1服0倦、《施工现场苍临时用电安全呢技术规范退》昼JGJ46-赔2006韵1宾1皱、《建筑施工住高处作业安全劝技术规范勿》德JGJ8掩0冷—堪91半7.纤2宴缴工程质量控制胃措施酬1谣、所有测量器愿具在作业前必围须经技术监督神部门进行检定忘，保证这些仪沉器的实际测量尘精度合格有效润，并报监理工暗程师验证。晓2顾、应尽量选择窃温度变化小，姿日照不强的时搞机惊(纲早敞上孩6之～万8神点进盐行独)愧进行测量，力谋求将温度、日帮照对施工控制旧的影响降低到姓最小限度。测饥量时，吊装机丸械及其他施工惯机械设备停止察作业。愧3呢、疤焊接施工完后回必须严格检测它缝接质量，采英用超声波按设另计要求进行无晚损探伤，焊接通质量必须达到按设计要求。烟4择、洞对焊工进行复械训与考核。只脾有取得合格证劳的焊工才能安什排进入现场施堡焊。焊材作为杏重点质控项目浊，由库房专门呜储存、发放，纷定时派员检查讯，按规章制度冬执行。旱5障、叠焊接防护是保蛇证焊接质量的运一个重要环节鞭。在焊接作业掘设置防雨、防烘风措施，汇搭设防雨、防镰风棚，衔以保证焊接质降量。施焊前，珠清除坡口内渣肉皮，锈蚀和污妻物。低温季节者时，焊接前按抵工艺要求进行刊预热，预热可段采用电阻器或两火焰预热，焊怎后进行热处理望，保温缓慢冷芝却。升7.度3葡钢结构安装质宪量指标妻1蔑、测量放线嫌（单煮位玩mm虽）察项目麦允许偏差披图例逼检验方法浅柱底中心线对逢定位轴线的偏王差旦5.0等用吊线和钢尺习检查枝柱轴线垂直度免单层柱题H馋≤期10m远H/1000鞭用经纬仪和钢递尺检查或全站谦仪坐标测量检蛛查乘H福＞讯10m祸H/100珍0养，且不应大捧于偏25.0酿多节柱梯单节柱污H/100继0放，且不应大迎于晨7.0菌柱全高蹈35.0路H贩＞蜻10m筹H/100门0蛋，且不应大育于或25.0透多节柱躁单节柱蕉H/100而0粥，且不应大虽于号7.0凶柱全高旨50.0笋2较、预埋件、锚墨固件心安装桌项水界目顺允许偏差写(钻mm)导支承面拘标价涝高讯±3.0以水平度暖L/1000位位离句移壳53、构件安装嗓序号蚂工程项目揉测量项目虑允许偏吊差患(涉mm)慌1未承重脚手架右标饭具逆高却-芳3谜～绝±0她2筝位彼令帆移雷10掩3著节点定位鲁标殿绍否高清±5溪4秃位躬赤括移竖3角5施主梁搜位霸腰堤移仇±5燕6维挠丘依裕度看L/1000塑，烤且小渣于具208、安全措施山8.谦1扎建立安全施工凝体系及保障措柱施，必须坚决蕉落实公顺司护“淋安全第一，预倍防为抵主常”夸的方针和安全框为了生产，生漂产必须安全的猴规定，全面实狱行它“接预控管优理绿”董，从思想上重弯视，行动上支词持，控制和减扎少伤亡事故的暮发生。电8.劣2权建立安全管理访网络。在现场摔建立以项目经糊理为组长，项握目技术负责人比为副组长，专狭职安全员、各少部组负责人为袜组员的项目安目全生产领导小浙组，在项目形呀成纵横网络管挽理体制。费8.姐3辈贯彻执行劳动隔保护、安全生支产、消防工作冈的各类法规、聚条例、规定，池遵守工地的安插全生产制度和剧规定。所有的角施工及管理人凶员必须严格遵柄守安全生产纪课律，正确穿、册戴和使用好劳竟动防护用品。青认真贯彻执行脖工地分部分项套、工种及施工红技术交底要求席。施工负责人毫必须检查具体窃施工人员的落抄实情况，并经上常性督促、指弱导，确保施工摊安全。系8.局4稍安全防护用品醒佩戴整齐，厨2斥米宝以上高空必须旦戴安全带，持秩棱镜人员上高妹空所到之处必沸须具备安全通竟道，遵守其它帖安全规范。弊8.5拔配合土建进行购预埋件的埋设治和检查，对钢君结构施工需要肯的锚固尚点巴或缆风绳拉接币点予以重点检察查。堆8.6涌对雀承重脚手架尿下部的混凝土充楼面按照方案皆进行支撑加固条。承重脚手架妄搭设圣位置准确，缆承风绳拉接牢固件。粉承重脚手架舒上设企临时踩上下爬梯和操呼作平台以方便闻施工和保障安唐全。弓8.香7便在陷吊装邀的鉴钢梁上设置安邮全栏杆、临时科爬梯和吊篮等委简易临时设施厘，为施工人员平提供操作平台谊，方便施工、逝确保安全。等8.8此施工区域拉设狂警戒绳，并专呀人看护。施工巩人员正确佩带财安全防护用品群，不违章作业搜。配备专职安堡全员和电工，介做好施工用电州安全。9、环保措施碎9.肉1庄施工现场疏及工地周边场烧地辈派猫专人每天进剖行烛2火到蛾3捡次洒水课与丛清扫，保持汗现场肢洁净。严9.2躁现场设置高压包洗车泵遮，并派专人读清扫泥浆及车醒辆沾带的泥土屡，保证环境灵清洁患。鸟9.3社场内采用低噪获音育起重设备灯，一般情况晚占上住1炼0际点以后及午休玻时不施工活；某采取措施保证夜切割操作时产波生的火花不会酒引起火灾。兆9.4姑大力宣传教育撤节约用水怪，股生活窑废殊水经化粪池处薪理排放到业主底污水处理站店，汪施工摄废絮水经沉淀处理候有组织排放。她9.悦5轻购置环保仪器锻设备，选用无封放射和灼热类犯型的全站仪，叫避免在使用过故程中灼伤人的因眼睛。钥10良、训效益分析饥10.1株扛经济效益徒采用本