大悬挑重型钢结构二次卸载自创新技术

大悬挑重型钢结构二次卸载自创新技术1前言1.1重型钢结构在超高层大跨度、大悬挑建筑结构中是主要结构骨架形式之一，超强的结构能力使各种建筑形式得以实现，有很高的安全性和耐久性。在大跨度、大悬挑的结构施工时，一般都需要支承架，由于结构自重大，支承架及基础需要专门设计。另一方面支承架拆除即卸载过程，结构自重及相关荷载由支承架转移给结构体系，同时形变完成。这个过程既要考虑结构允许形变，又要考虑形变对建筑的影响，是结构施工中的一个关键环节。悬挑17m12m四层屋面1.2我公司施工的XX市东部新城中心商务区B－4商务楼工程，在南楼的四层屋面上空12m处悬挑了二层结构，悬挑跨度17m。如图1.2所示。项目特殊的建筑结构形式对施工方法要求创新，我企业根据工程特点，在采用铸钢节点技术的重型钢结构施工中，形成独特的大悬挑重型钢结构二次卸载工法。图1.2XX市东部新城中心商务区B－4商务楼效果图悬挑17m12m四层屋面2新技术特点2.1降低对支承架及基础的承载力要求。2.2钢结构及与其上的钢筋混凝土楼板、墙体等由支承架分步承担。通过第一次卸载，钢结构自重由钢结构自身来承受。第二次卸载时变形减少：楼屋面板部分变形（挠度）仅由该部分自重引起并在第二次卸载中完成。楼屋面混凝土结构因变形减小，由此产生的拉应力也减小，降低屋面、楼面、墙面开裂的可能性，让使用者更有安全感。2.3二次卸载既达到了上述两点目的，又避免了钢结构完成即完全卸载，钢筋混凝土楼屋面结构、墙体施工时由于施工荷载及材料自重产生的不均匀及不对称而引起的钢结构扭曲及变形。3适用范围本工法适用于采用重型钢结构为梁柱、钢筋混凝土楼层面受力体系的大悬挑、大跨度钢结构、钢筋混凝土楼屋面、墙体自重占结构总重比例大的结构。运输道路、施工场地受限制，在支架基础承载能力受限制的情况下，此工法的优越性更为显著。且能减小钢筋混凝土结构楼屋面、墙体等内部拉应力，避免开裂。4工艺原理4.1支承架分步承担钢结构与钢筋混凝土结构楼屋面重量，形变分二次完成，减小楼屋面结构内由此造成的内拉应力，提高抗裂能力及安全感,如图。第一步：重钢结构骨架体系完成后，进行第一次卸载，使钢结构自重骨架承担，支架仍要与钢结构紧密接触；第二步，钢筋混凝土楼面、屋面及部分装修墙体等所有相关工作完成后，进行第二次卸载。这样在第一次卸载后，支承架只承担第二步施工内容所有自重。这样降低对支架及支架基础的承载力要求。图4.3.1二次卸载原理示意图图4.3.1二次卸载原理示意图悬挑结构的总挠度等于第一次卸载与第二次卸载时产生的挠度。挠度会引起钢筋混凝土结构及墙体产生内拉应力而导致开裂。二次卸载中的第二次产生的挠度才会对钢筋混凝土楼板、屋盖、墙体产生内拉应力，这个应力就要比一次卸载小得多，减少比例决定于钢结构与楼屋面墙体结构的重量比例，一般会在1：1.2～1.5之间，应力会减少40%左右。4.2结构系统应力应变实际和理论比对。控制卸载过程，掌握结构内应力状态。整个钢结构在卸载过程中建立应力、应变、位移测试系统，检测数据与理论计算数据进行比对，以监测卸载过程中内力变化是否有异常情况，是否与设计相符，以控制卸载过程。通过卸载过程数据，估算结构实际总刚度，调整总挠度的数值。奥结构挠度碑与卸载时千斤松顶的煎力扰P昌，存在巴关系，通过预粮设数值关系，收利用过程数据尽，估算出实际属总刚度降、实际总挠度琴，了解结构总秋刚度（楼面结董构完成后梦提高）的变化名。路5牺悬施工工艺流程幻及识操作要点伙5.1扇施工工艺流程盐：另临时承重系统臣的设计与施随工赔→吃钢结构施工完恰成苦→加检测系统安装巩完灵成懒→宏第一次卸载（愚结构却同步检测应力越、应变、挠度迎等非）侍→彩检测数据与设舌计要求校梁核超→非楼面、屋面、达墙体部分施工钢完菌成驱→印第二次卸载（案结构季同步检测应力款、应变、挠度学等忠）题→鹅检测数据与设扒计要求校持核仆→库拆除临时承重报系统西5.2践二次卸载嚼操作要穴点赢5.2.船1欢临时承重架的遵设计缠大型的悬挑结俘构一般自重很亿大，施工支架酿是重要的施工黑技术措施，迷在地面上空悬哑挑则需抓验算基础承例载力。图转换平台设计计算书及示意图乓在结构上空悬竞挑基础应设在捷结构柱上，抛如果支柱径数量掏少，悬挑结构客重量大，可能插会超过（柱）塔或基础的承载昼力，二次卸载足则可以把悬挑殃结构重量分开驼，分别由钢结扔构、支架基础申承担。桥以使重钢结构改重量直接传递伪到基础菊。图转换平台设计计算书及示意图殊转换平台设计民：连柱位与钢结构毛重心不在同一拍位置，需根据尽力学特征设置拐一个转换平台搁。胞对特别复杂的龙结构，可委托信设计单位设计励。仅如左图受5.2.步1膜。停5.2.袖2败卸载工具支鲜座云—侵—普卸载箱设计次悬挑结构与承兔重支架之间需厦要设计卸载工都具式支座。支阿座高度能调节凑，卸载时间需垫要用液压千斤果顶僚，梦千斤顶能放置算其中，故简攀称晋“妻卸载估箱白”纳。调卸载高度能调捉节，简单填的可直接用多系块楔形钢板叠托合，同时有固忍定措施。楔形乎厚度组成满足测各种挠度值的粪调节。抢如蝴图涂。案5.2.捡3耗同步卸载液压苍千斤顶系统设倾计图5.2.2卸载箱示意图坡不同位置支座杂反力不同，卸陶载时须做到同益步瓜。川如果不同步，舰卸载顶升过程悦中，凳有的歌支座劲支承稻力类小，有的支座钟支承力就会很贸大灵，基座基础承最受力就可能超颠过设计允许值垮，并且熄几个支座由于拴不同步会产生乔扭曲而带来不捏良影响，卸载鬼过程在支座帽处捉设置千分表以轻测量程，根据点理论需计算阴建立千分表行牵程与学油压表宪关系剧，叉随时监控叨、比照话图5.2.2卸载箱示意图邀5.2.春4猜钢结构施工完严成后第一次卸狡载荒前撇技术准备专1惩全部焊缝的（汪超声波援、凑X近光）检测扩2究卸载的力学计各算伶设计和专业检秃测单位是主要既技术支持单位礼，卸载前需设档计提供第一次虫卸载后钢结构测受检测哲主要的寺内部应力，以雹便卸载后与检啊测数据比对。羡3育卸载方式的力羡学计算乔（卸载力学计蚂算简图见柳图强）看卸载时需将外签端略顶起英，峡以使能磁抽出楔形板。册需设计提井供忙上量抬抖1m洋m楼需要的力值，打以及第一淹次卸载时理论膀总哪挠度派。锋1压)名控制速率哄小于堵1mm炕/督2款分钟，量（由每个卸载紧千分表和计时院器的读数计算葡得出）导2)毯上抬资1mm尽后该，查抽板厚度笋（由钢垫板厚岗度组成）臂3)损总挠度急修正葬，总刚度计算枪（以茶XX叨东部新店城齿B纷－气4每商务楼为例，赔即一榀上两点献卸载）透上插抬日1m幅m系，欣两点读数殊下降玉，类时，两点读数图5.2.4卸载力学计算简图泰捉穿宝读数时机炎著图5.2.4卸载力学计算简图绒注：初镜表示：胸第勒2差点在上抬属1mm盒时读数。验怕炭点位置抹对理论总挠度昨进行修正净即通过卸载过夸程推算出实际芳总刚度。高4捕)运再抽跌当剥即卸载值预留迅5mm睛的挠度，以确伤保支架与钢结倒构处于顶紧状充态，继续否卸载住，李读数倡。蹄与统5mm队比较受，差距小林于冷5充%棕。宋说明柏卸载过程实际渡与理论符合性远好，如邪果昌差异陡大助，则由杆件应澡力应变数据与炊设计数据比较咏，如果符合作签为卸载完成指燥标腐，秘两方面数据均斯为控制依据，闻有任何符合性腊差的情况，卸智载完成后均应塑分析原因。喷5.2.浩4贼钢结构的整个逗系统的应力、锻应变、位移（脸挠度）的检测搭系统的建立、港调试结束，并叉将所有的初始其值记录完成。病按烂计划碑进行卸载宴，警戒，靠无关匀人员不得在卸笨载影响范围作划业，以免影响钩和干扰工作炼，笼或引起瑞其他况相关宿问题，僻人员就位，读歪数归零。由总订指挥下达各类饼操作命令，技造术人员把数据侨及时输她入滋计算机，快速滩反馈。由总指到挥脏下达牵命令根据数据施作出卸载完成南的命令。躺5.2.押6钉整理数据舍5.2.怜7钟第二次惨卸载震1掠）闭钢筋混凝土楼俭屋面结构、墙征体湖以及主要的基迁层装修完成并装达到规定强度熄后进行卸载。荒2堡）档卸载技术准备乏与第一次一样捕。由设计提供斑上烦抬计1m撤m阶需要的力值（例受检测构件的炭应力慰、食应变值），第削二次卸载产生粗的理论总挠度浸，控制卸载速自率小占于盟1mm/布2革分钟。抽除理亡论总挠度雾的垒1/卵2栏。蝴上燥抬岁1m辞m检时，卸载点力冬下降到匹时，卸载点力朋同第一次，计俘算拥抽除娱+5m仗m围，下降链到舱K]窄2鸡时，束则局卸载成功，同万时对构件实测转的应力应变与污理论值比较。押双重控制比较牵。卸载组织与站程序同第一次婚。梳3)附卸载平台的拆胳除鼻4)翼在设计卸载平爬台时必须设计嚷拆除平台的固阵定措施和设备沙放置措施。以狡及结构底部装野修辅助措施。崖6爽争材料与设备冰6.1桂主要材料见下口表使6.1代表绑6.程1尘主要材料一都览表圈渣序号顷材料鬼名称杆用途缎使用阶段糠1垦卸载箱愧（坦8找只）惯置放千斤顶及烤受力转换装置世安装及卸载阶井段畏2蝴顶平板环使卸载箱与钢委结构紧密接触刃安装及卸载阶帅段牧3饭楔形板填控制卸载高度锁安装及卸载阶桐段炕4贸限位板刷防止楔形板挤揪压滑移孩安装及肃卸载阶段霸5究润滑油华润滑楔形板，高减少摩擦力肠安装及卸载阶止段济6.勉2在主要设备些见下翠表沉6.吨2链表量6.郑2盘主要基设备吐一览表剪序号遇设备名称仗用途汇使用阶段屡1案UT掩超声波探伤仪视焊缝缺陷检测话卸载前准备阶它段童2荷液压千斤顶盲（高8胳只）随卸载起重设备挑卸载阶段席3垫液压孤系统替（递1柔套）贵卸载起重设备括卸载阶段塑4栏百分表烘（躁8房只）肿竖向位移测量缝卸载阶段赵5探秒表胳计时庭卸载阶段糟6差应力应变监测蔑系统字钢结构内力监较测藏卸载及雪正常向使用阶段7质量控制货7.1喊卸载前钢结构排质量控制瓜钢结构安装完敲成后第一次卸以载前，须对钢吊结构施工质量梁进行预验收，鸟为钢结构卸载碗提供必须的安锐全、技术前提姐。奇采用经纬仪复护核轴线；采用柿水平仪复核标贼高及结构整体深水平度；采街用斥U脱T评探伤仪对焊缝肌进行无损探伤唉并取得合格报纽告。钟组织工程参建椅各方进行预验药收，并取得经龄各方确认的预感验收合格证书疏。挨7.2纲卸载过程钢结邀构质量控制估第一次卸载完凡成后，以设计严理论数值及应鸟力应变监测系码统数据为依据柿，并辅助第一慧次卸载后位移杯，分析结构受团力状态及空载析状态下的结构舍安全储备，并溜提交设计单位观审核。牙第二次卸载前逝，楼屋面混凝志土、装饰基层奸及其他附加荷月载完成即满载框状态下，采用胳经纬仪复核轴箱线及平面扭曲瑞度；采用水平败仪复核标高及辟结构整体水平循度。健第二次卸载前只，重新分析应宵力应变监测系膛统数据，并分瓶析应力应变变嚼化趋势及幅度骡，并提交设计框单位审核。茎第二次卸载完攀成后，以设计呼理论数值及应住力应变监测系泛统数据为依据跨，并辅助第二隐次卸载后位移恶，分析结构受靠力状态及空载悲状态下的结构晨安全储备，并尼提交设计单位奖审核。象叠加二次卸载轰总挠度类+腐，并与设计提们供的总挠度值膛进行对比，并反提请设计单位速复核、验算。锅7.3验正常使用阶段才钢结构质量控炮制唯二次卸载完成添且所有内部、昏外部装饰完成吐后，分析应力项应变监测系统爬数据为依据，筋并分析应力应撤变变化趋势及备幅度，并提交泰设计单位审核附。互竣工验收后，源结构进入正常蹲使用阶段，定戚期不定期对应晋力应变监测系楼统数据为依据漂进行分析，并绳分析应力应变跃变化趋势及幅睬度，如出现不所正常变化，立触即通知设计单都位分析原因并观及时解决。而8互姻安全措施愁8.1哄膜建立项目部安钓全生产管理体子系及组织流程浮、信息反馈系霜统等程序五，并设立现场礼卸载总指挥，穗保证信息、指韵挥系统通畅旋。盐8.2钳却进入现场，一筋律佩带安全帽正。同时遵守各堤项安全制度，丰做昨到曲“片三不伤亮害绸”杯:疏不伤害别人、慧不伤害自己、编不被他人伤害颗。沈8.3落逃凯高空作业人员励要进行体格检翅查，患冲有心脏病及高哭血硬化者不得敢攀高作业。高便空作业必须佩油备好安全带，妙并铺设安全网妻，伯作业人员应在蔑操作平台上操秋作。耗8.4吗二次卸载前后祸，必须进行施毫工方案的验算凳，确保卸载过方程安全。绩8.5技二次卸载过程片中，必须密切孝监视各个液压盟千斤顶的同时住同步性能，确糟保结构自身安覆全和液压千斤午顶系肚统的安全。挪8.6赵各种用电装置债必须设置漏电津保护开关，特拒殊设备应有可亡靠的接地装置愚，严禁无证人拼员操作电器设乏备。盯8.7慰卸载过程中，森在卸载区域一黑定范围内设置膜警戒区，禁止样与卸载无关人痒员在危险区逗代留。鄙9亡虽环保措施桨“酷大悬挑重型钢安结构二次卸载粪”摩施工技术既降络低了临时承重津架含钢量和地息基基础加固成吓本，规又减少了屋面味、楼面、墙面扭开裂的可能性瓶。施工时液压馒千斤顶噪音很录小，对环境搏无不良科影响。哀10卡越效益分析掏10.1焰本工程二次卸巴载工法的应用努，取得了良好快的社会效益和招经济效益。神10.2顺本悬挑炎17m畏段钢结构工程柜采用二次卸载感施工工法，不秩但大大降低了处临时承重架含倍钢量和地基基朵础的加固成本娃，而且有效的馋减少了楼面、诊屋面及室内砌层体结构的内拉闭应力，消除了糠因楼面、屋面刮及室内砌体结熊构开裂而造成扎的额外成本开迅支。返为业主单位节丧约了犬约盖15逢0良万投资。提高寿了兴结构的安全感讯及耐久性。罗11误红应用实例才11.1厚XX渡东部新城韵