武汉保利文化广场连接体及城市大客厅钢屋盖整体提升方案

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连接体及城市大客厅钢屋盖

整体提升方案中建三局股份公司上海同济机器人2021年12月目录一、工程概况二、施工部署三、提升吊点设置四、连体结构及城市大客厅吊装受力分析五、连体桁架与大屋盖结构地面拼装六、连体与大屋盖提升安装七、平安防护与质量保证措施一、工程概况1、连接体结构概况连体结构设置在主楼和副楼之间，平面上位于7～12轴、K～N轴之间的区域，跨度为42.5米，宽度为25.5米；立面上主要位于16F～20F之间，由位于K轴的LTHJ1、N轴的LTHJ2主桁架，及两榀CHJ1次桁架、两榀CHJ2次桁架做为主要承重结构组成的框架钢结构。整个连体结构总重量1036.9吨。2、城市大客厅结构概况城市大客厅主要由位于K、L、M轴，及N轴偏M轴2.833米轴线上的四榀主桁架〔KTHJ1～4〕及其间次结构组成。整个钢屋盖结构总重量250吨。序号重点、难点分析钢结构安装对策1连体钢结构与城市大屋盖桁架结构，单榀桁架重量大，安装高度高，无法在现场采用塔吊直接吊装到位。连接体钢结构与城市大屋盖钢结构，在地面拼装成整体，然后采用液压提升器整体提升安装到位。2连体结构整体提升高度达到100米，提升高度高使得产生的不确定因素多。1、通过现场精确测量，通过事先处理确保整个提升过程无障碍物阻挡。2、在计算机建立模型，事先进行模拟提升，确保提升行程顺利进行。3、从当地气象局预先订购提升时期的天气预报，确保提升时期天气良好。3连体结构整体提升的层数达到4层，使得在高空的对接口多，大大的增加了对接难度。采用只留主桁架16层、20层直接进行对口，其他构件在其对口完毕后，由塔吊安装，可使直对接口减少为204连体与城市大屋盖采用钢构件材质有Q345GJ-C，Q345GJZ-C，最大板厚为50mm，对焊接工艺要求高。1、组织较多的、技术熟练的焊工施焊。2、采用红外线测温仪、火焰加热，控制好焊接前与焊接后的加热与保温措施3、工程难点重点分析二、施工部署1、液压提升组织机构

2、吊装方法的选用与分析液压提升原理第1步：上锚紧，夹紧钢绞线；第2步：提升器提升重物；第3步：下锚紧，夹紧钢绞线；第4步：主油缸微缩，上锚片脱开

第5步：上锚缸上升，上锚全松第6步：主油缸缩回原位。

第一步地面拼装连体桁架成整体第二步预提升试验4、连接体及城市大屋盖提升施工简述第三步桁架整体提升第四步桁架整体提升到安装位置第五步后装杆件安装完毕第六步塔吊安装21层钢构件第八步预提升城市大客厅屋盖第七步整体拼装城市大客厅屋盖

第十步城市大客厅屋盖安装完成第九步城市大客厅屋盖提升5、液压提升施工主要设备序号机械设备名称型号规格单位数量备注1液压提升器TJJ－2000台8每台提升能力200吨2液压泵站TJV－60台43控制系统YT-1套14位移传感器套85通信系统套16传感系统套87油管箱箱1008钢绞线φ15.24根150106米/根，破断力26吨9钢绞线φ15.24根5656米/根，破断力26吨10地锚套86、连体结构施工进度方案7、城市大客厅施工进度方案三、提升吊点设置1、连体桁架断开示意图考虑到对口精度，减少直接对口数量，在桁架最下层〔16层〕及最上层〔20层〕采用与钢柱直接对口焊接〔对口距钢柱轴线分别为1700mm、1800mm)。根据连体结构上述结构特点，设置4组提升吊点来整体提升连体结构，K、N轴线上主桁架两端各设置一组吊点。在每组提升吊点处设置2台提升器，提升器设置在桁架外。2、连体结构吊装平面布置3、连体结构主桁架加固

连体结构整体提升时是两端均有较多杆件不能预先安装，通过整体建模进行分析与计算，需对连体结构进行适当加固。连体结构加固分为主桁架立面加固、主桁架水平面加固和次桁架立面加固。主桁架立面加固

在位于第16层至第17层间的立面增加2根H550*550*25*25的立面斜撑,并在两端靠近吊点的位置增加一根型号为φ159*9钢管竖向支撑，具体如图主桁架水平面加固

在16-20层每层层内增设4根H300*400*16*20水平侧向连杆

4、连体结构提升设置连体结构吊装立面布置图提升平台设置图K轴提升平台设置图斜撑下部节点加固图5、城市大客厅吊装设置城市大客厅提升吊点设置城市大客厅吊装设置说明根据城市大客厅结构布置特点，设置8个提升吊点来同步提升。每榀主桁架两端各设置一个吊点。提升器位置设置在11层楼面，在相应位置设置提升牛腿以便支撑提升器，提升下吊点设置在大客厅结构上弦上城市大客厅吊装吊点设置示意图

四、连体结构及城市大客厅吊装受力分析

1、连体结构整体分析

对整体提升的连体结构的提升工况，进行有限元分析，不均匀系数取1.0。采用Sap2000结构分析软件，整体分析建模。考虑节点板、加劲板、焊缝等的重量，杆件自重乘以1.1的系数。分析提升工况为4层地面散拼，整体同步提升，得出桁架的结构受力情况、提升反力值。连体结构桁架模型图连体结构提升工况轴力图连体结构提升工况应力比图连体结构提升工况弯矩图连体结构提升工况应力

最大提升反力值为2687kN。LTHJ1/2桁架构件的最大应力比为0.200，CHJ的构件应力比均较小。下吊点临时加固杆件的应力比为0.461。连体桁架满足提升工况的要求。连体结构提升反力表TABLE:JointReactions

JointOutputCaseCaseTypeF1F2F3TextTextTextKNKNKN6G+WindCombination-37024987G+WindCombination002509157G+WindCombination373402687163G+WindCombination02902675类别此工程应用数值最小限值状态提升器提升能力裕度1.4871.25满足钢绞线安全系数3.4802.8满足提升能力裕度说明2、连体结构吊装设置受力分析

主桁架H500*500*25*25加固杆件受力分析最大提升荷载标准值2687kN，荷载分项系数1.4，那么提升吊点荷载设计值F=1.4*2687kN＝3762kN。材质Q345，临时加固杆满足要求

有限元分析按两油缸的最不利工况，即两油缸的荷载差值为10％的吊点总荷载。此工况下的吊点荷载为，，。Ansys有限元建模分析。

托梁模型图3、城市大客厅整体分析

应力图变形图

城市大客厅钢屋盖桁架提升吊点反力表

提升点编号1234合计(8)提升反力值（t）28.530.030.128.2233.6连体结构最大应力值为26.1MPa，位置在加固杆件上；桁架的最大垂直位移9.7mm。综上所述，大客厅桁架结构满足提升工况要求

4、城市大客厅吊装设置受力分析

提升悬挑牛腿受力分析提升吊点中心线悬挑距离1800mm。吊点荷载标准值30t。由于Ansys分析中未考虑焊缝及劲板的重量，所以重量增加系数为1.1，荷载分项系数1.4，那么吊点荷载设计值T＝1.1×1.4×30t＝46.2t牛腿受力：截面特性：悬挑牛腿满足要求。

五、连体桁架与大屋盖结构地面拼装

在7～12轴、K～N轴之间的区域与10～11轴、N～Q轴之间的区域对地下室顶板通过脚手架进行加固。1、连体桁架与大屋盖拼装地面加固示意图脚手架下部支垫图和脚手架上部快拆头支垫图2、连接体桁架拼装流程

第一步钢板铺设并设置好支撑架第二步连体底层主桁架弦杆拼装第三步连体底层次桁架弦杆拼装第四步16层连体杆件拼装第五步16层主桁架立杆拼装第六步16-17层主桁架构件拼装第七步16-17层连体次桁架拼装完毕第八步17层连体钢构件拼装完毕第九步17-18层主桁架钢构件拼装完毕第十步17-18层次桁架及18层连体钢构件拼装完毕

第十一步18-19层连体钢构件拼装完毕第十二步连体整体提升钢构件拼装完毕第十三步临时加固杆件加固完成大屋盖地面拼装第一步城市大屋盖拼装胎架搭设完毕

第二步城市大屋盖KTHJ1桁架下弦杆拼装完毕

第三步城市大屋盖KTHJ1桁架拼装完毕

第四步城市大屋盖KTHJ1-2桁架及之间钢构件拼装完毕

第五步城市大屋盖KTHJ2-3桁架及之间钢构件拼装完毕

第六步城市大屋盖整体提升的所有钢构件拼装完毕

六、连体与大屋盖提升安装

七、平安防护与质量保证措施1、平安防护措施临边维护、行走平台及上下爬梯示意图〔防护栏杆使用48*3.5钢管，高度为1.2，立杆间距为1.2m，横杆高度1.2m和0.6m。行走平台为松木板，规格为250*50，共三块并排，每层设置，临边维护四周〕平安操作平台措施图提升平安操作平台2、质量保证措施1焊接作业区风速当CO2气体保护焊超过2m/s时，设防风棚或采取其它防风措施。焊接作业区相对湿度不得大于90%，当焊件外表潮湿或有冰雪时，应采取加热措施除掉水分。2焊接顺序：桁架地面拼装时从中部向四周对称焊接，立面从下向上焊接；桁架提升到位与柱焊接时，从下向上焊接；对矩形构件采用两人对称焊。3对厚度在30mm以上的构件，焊前进行预热措施。预热温度用红外线测温仪器检测，测量位置在距焊道50mm处。4焊后保温。在焊后加盖厚石棉布进行保温，并密封空气流通部位。焊接质量保证措施收缩变形控制措施1由于连接体桁架和城市大客厅桁架连接采用焊接形式，焊接时由于收缩应力产生收缩变形,焊缝越多,收缩变形越大,因此在桁架地面拼装时要考虑焊接收缩使构件变形,特别是缩短。

2根据焊接收缩变形原理，再考虑桁架的分段数量及焊缝位置，拼装时将水平弦杆的长度尺寸加大。对连体主桁架LTHJ1,LTHJ2分别增加长度20mm。对城市大客厅中KTHJ-1，2，3，4分别增加长度14mm。

3为减小焊接变形，对矩形杆件对接采用双人对称施焊，对立杆与四周连接杆件，采用对称焊。桁架与钢柱对接质量保证措施1严格按钢结构工程质量验收标准要求对进场的钢柱、连接体构件、城市大客厅屋盖构件进行质量验收，特别是7、12轴线上钢牛腿尺寸和与其连接的连接体构件、屋盖构件，并做好验收数据记录，严禁不合格构件进入安装和拼装工序。2在主副楼结构安装完成后，利用全站仪测量钢柱上牛腿轴线位置，投影到地面，指导地面桁架拼装，以便吊装后与牛腿对接轴线重合。3在牛腿及桁架弦杆上焊接定位板，使对口错位减少。4桁架对口利用中间段调整其长度和对口间隙。5钢柱安装要按标准控制其标高和垂直度，特别是与连接体结构、屋盖连接的钢柱吊装时，应严控其牛腿标高和垂直度。6与连接体、屋盖连接的钢柱安装完成后，认真测量记录其牛腿标高和垂直度，以便指导地面桁架的拼装。7为保证对接质量，采用减少直接对口数量的方法