大跨度钢筋结构吊装方案说明

./礼堂40m大跨度钢桁架吊装方案十五冶非洲建筑贸易有限公司2015年4月15日审批栏批准：审核：编制：会签：目录一、工程概况二、编制依据三、施工准备四、吊装方法五、吊装质量控制及分析六、组织结构体系七、质量安全保证体系及保证措施八、安全文明施工附录：附表1附表2一、工程概况卢萨卡卫生部项目礼堂屋架结构由15榀平行弦桁架组成,单榀最大跨度40.12m,最大自重4.823t；每榀桁架上、下弦均由两根[150*75mm双拼槽钢焊接而成,上、下弦高度1.2m,中间最长5榀均由4跨组成〔每榀详细参数见表1,腹杆采用∠100*100*10mm角钢人字形布置,桁架的斜腹杆和上下弦采用节点板连接,节点板厚度δ=6mm,节点间距1.5m。屋架安装在现浇混凝土框架梁或者柱上,通过预埋螺栓连接桁架端部连接板,桁架两端及中间连接板厚度δ=16mm,混凝土圈梁沿扇形大口边向小口边方向放坡,形成单坡屋架〔坡度1°桁架安装高侧顶标高11.3m,低侧安装顶标高9.9m。屋架之间由C型钢檩条和∠60*60*6mm下弦水平支撑组成空间稳定体系。工程主要特点是:该桁架体积大、位置高、施工场地狭窄,交叉作业多、屋架拼装精度要求高,因此施工难度很大。施工平面布置及屋架安装剖面图如下。表1.桁架参数图1.屋架平面图桁架编号榀数单榀总长每榀段数单榀总重备注TRUSS11榀40.119m4段4.823tTRUSS22榀40.010m4段4.810tTRUSS32榀39.787m4段4.780tTRUSS42榀34.510m4段4.150tTRUSS52榀24.032m3段2.890tTRUSS62榀17.045m2段2.050tTRUSS72榀9.756m1段1.17tTRUSS82榀2.344m1段0.28t图2.礼堂屋架安装剖面图二、编织依据2.1《钢结构设计计算与图集》2.2CivilinkEngineeringDesignersLtd提供结构图纸2.3《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-20032.6公司ISO9002国际质量体系、《质量手册》、《程序文件》、《技术标准》2.7施工现场实地条件；三、施工准备3.1施工机械设备、机具准备主要施工机械设备、机具配备计划表序号机械或设备名称数量序号机械或设备名称数量130t平板拖车1辆15Φ180角磨机2台250t汽车吊1辆16钢丝刷20把3J2经纬仪2台17油漆刷30把4S3水准仪1台18铲刀30把5500A交流电焊机4台1930米钢卷尺1把6手工气割3套205米钢卷尺4把7500A焊把3个21500水平尺2把870mm2铝芯线600米221m钢板尺4把9焊缝量规1把235米线锤2个105t手动葫芦2台2412寸扳手4把11Φ16麻绳60米2512磅铁锤2把12钢丝绳Φ20L=15m4根265t卡环6个13钢丝绳Φ16L=12m4根272t卡环10个14钢丝绳Φ12L=10m4根283.2劳动力配备劳动力配备计划工种数量工种数量铆工2〔中方电工1<中方>焊工2〔中方6〔赞方测量员1〔中方油漆工〔小工5〔赞方钢结构技术员1〔中方架子工1〔中方5〔赞方质量员1<中方>起重工1〔中方安全员1<中方>吊车司机1〔中方平板车司机1〔赞方木工1〔中方8〔赞方杂工10〔赞方现场总指挥1〔中方四、吊装工艺4.1施工总流程脚手架搭设梁顶标高复核基础验收施工准备脚手架搭设梁顶标高复核基础验收施工准备桁架第二区拼装桁架第一区吊装桁架第一区拼装桁架第二区拼装桁架第一区吊装桁架第一区拼装桁架第三区吊装桁架第三区拼装桁架第二区吊装桁架第三区吊装桁架第三区拼装桁架第二区吊装桁架TRUSS3平台组装竣工验收质量检验桁架TRUSS3平台组装竣工验收质量检验第一区：桁架TRUSS8-TRUSS4〔从N轴往A轴方向,共5榀第二区：桁架TRUSS3-TRUSS2〔从N轴往A轴方向,共4榀第三区：桁架TRUSS3-TRUSS8〔从N轴往A轴方向,共6榀4.2吊装工艺根据该工程的结构特点,经过多方案比较和研究,选择"地面组装、整体提升、空中旋转和分段组装"的综合施工方法,它具有施工周期短,经济性强,操作简单等优点。a、框架梁标高复核首先吊装前应将13榀桁架在梁1、梁2支点标高测出〔桁架TRUSS8未简支梁1上,考虑混凝土梁实际标高可能高于或低于设计标高,根据实际高低在梁1、梁2安装锲形垫铁。考虑桁架跨中起拱,在梁2支点上垫设垫铁,高于设计标高10mm,靠吊车落钩前桁架自重形成的挠度起拱。b、桁架TRUSS8-TRUSS4吊装〔5榀把TRUSS8-TRUSS4各端头连接板与圈梁预埋螺栓固定。吊车站位。吊车回转中心距梁水平距离4.77m〔为防止地面不均匀沉降引发吊车倾覆,扒杆最终停止水平投影位置禁止与吊车任意一支支腿在一条线,距梁安全距离1.7m,吊车作业半径16.42m,查表2额定起吊重量3.0t＞0.575t〔TRUSS8重量+吊钩重量+索具重量,实际起吊重量为额定起吊重量0.19,满足要求；吊车作业半径为12m,主臂长度32.7m,查表2额定起吊重量8.6t＞4.4t〔TRUSS4重量+吊钩重量+索具重量,实际起吊重量为额定起吊重量0.51,满足要求。地面拼装。平整地面后,靠近吊车向外依次摆放桁架TRUSS4、TRUSS5、TRUSS6、TRUSS7、TRUSS8；其中桁架TRUSS6-TRUSST8平吊,桁架TRUSS4、TRUSS5首尾倒置拼装。连接板之间高强螺栓紧固采用扭矩扳手必须分两次进行,第一次为初拧。初拧紧固到螺栓标准轴力的80%〔设计采用M168.8级高强螺栓,即为115n˙m,第二次紧固为终拧,终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉〔终拧扭矩为132n˙m。为使螺栓群中所有螺栓均匀受力,初拧、终拧都应按一定顺序进行。桁架吊装。正式吊装前应对桁架进行试提,试提过程是将吊车起动,调整各吊点同时逐步离地。试提一般在桁架下弦离地200～300mm之间。各支点全部撤除后暂时不动,观察桁架各部分受力情况及提升方向是否有碰或挂的杂物,如有应及时排除。同时还应观察吊装设备的承载能力,应尽量保持各吊点同步,防止倾斜,确认吊点在重心线后再正式吊装。首榀TRUSS8桁架吊装到位后不能松钩,在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩,吊装第二榀TRUSS7时靠近梁1桁架与连接板单面断焊,靠近梁2一端连接板双面断焊,并用C型檩条将两榀连接,以形成一个相对稳定的整体。第三榀TRUSS6采用第二榀相同方法吊装。吊装桁架TRUSS4、TRUSST5时,预先在桁架尾端栓控制绳,超过起吊高度后通过控制绳缓慢旋转桁架,同时吊车旋转作业,吊车及桁架旋转时,速度不应太快,不得在高空停留过久,严禁猛升猛降,以防构件脱落和吊车失稳,到达预定安装位置上空后缓慢落钩,最终就位。桁架固定。桁架落至梁1、梁2后不能松钩,当完全落钩后,桁架全靠两端部及中间横梁受力,重力重分配可能对结构产生较大影响,故只有在桁架两端焊接牢固,桁架完全落至中间梁1、梁2上才能松钩。上下弦与连接板焊牢后用C型檩条和水平支撑与已安装几榀连接。图15.吊车第一次站位图及相对位置侧视图连接连接板位置连接板位置连接板位置桁架TRUSS3-TRUSS2吊装〔4榀首先吊装前把TRUSS3-TRUSS2各端头连接板与圈梁预埋螺栓固定。吊车站位。吊车回转中心距1轴圈梁水平距离6.36m,扒杆距梁安全距离1.7m,吊车作业半径13m,查表2作业半径14m、主臂长度32.7m时额定起吊重量6.5t＞5.07t〔TRUSS3重量+吊钩重量+索具重量,实际起吊重量为额定起吊重量0.78,满足要求；同样靠近H轴TRUSS2与TRUSS1满足起吊要求。吊装TRUSS2时,吊车作业半径为4.8m,起升高度32.4m,查表2作业半径4.5m、主臂25.3m时额定起吊重量20t＞5.1t〔TRUSS2重量+吊钩重量+索具重量,实际起吊重量为额定起吊重量0.26,满足要求。地面拼装。平整地面后,桁架TRUSS1、TRUSS2、TRUSS3首尾倒置拼装。连接板之间高强螺栓紧固采用扭矩扳手必须分两次进行,第一次为初拧。初拧紧固到螺栓标准轴力的80%〔设计采用M168.8级高强螺栓,即为115n˙m,第二次紧固为终拧,终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉〔终拧扭矩为132n˙m。为使螺栓群中所有螺栓均匀受力,初拧、终拧都应按一定顺序进行。桁架吊装。首先在桁架尾端栓控制绳〔控制绳既能调整桁架姿态又能抵消风荷载对吊装扒杆造成的不稳定因素,首件TRUSS3吊钩提升,构件提升200～300mm后完全腾空,确认吊点在重心线后,稳定1分钟使之提升过程不会与圈梁脚手架碰撞,超过起吊高度后通过控制绳缓慢旋转桁架,同时吊车旋转作业,吊车及桁架旋转时,速度不应太快,不得在高空停留过久,严禁急走急停,以防构件产生惯性和吊车失稳,到达预定安装位置上空后缓慢落钩,最终就位。桁架TRUSS3吊装到位后不能松钩,在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩,吊装第二榀TRUSS7时靠近梁1桁架与连接板单面断焊,靠近梁2一端连接板单面断焊。桁架固定。桁架落至梁1、梁2后不能松钩,当完全落钩后,桁架全靠两端部及中间横梁受力,重力重分配可能对结构产生较大影响,故只有在桁架两端焊接牢固。桁架完全落至中间梁1、梁2上才能松钩。上下弦与连接板焊牢后同样用C型檩条和水平支撑与已安装几榀连接。图16.吊车第二次站位图及相对位置侧视图连接连接板位置连接板位置d、桁架TRUSS3-TRUSS8吊装〔6榀首先吊装前把TRUSS3-TRUSS8各端头连接板与圈梁预埋螺栓固定。吊车站位。吊车第三次站位回转中心距梁水平距离5.47m,扒杆距梁安全距离1.7m,吊车作业半径12.44m,查表2作业半径14m、主臂长度32.7m时额定起吊重量6.5t＞4.4t〔TRUSS4重量+吊钩重量+索具重量,实际起吊重量为额定起吊重量0.68,满足要求；同理靠近A轴TRUSS5-TRUSS8满足起吊要求。地面拼装。平整地面后,桁架TRUSS3、TRUSS4、TRUSS5首尾倒置拼装,桁架TRUSS3拼装三段。连接板之间高强螺栓紧固采用扭矩扳手必须分两次进行,第一次为初拧。初拧紧固到螺栓标准轴力的80%〔设计采用M168.8级高强螺栓,即为115n˙m,第二次紧固为终拧,终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉〔终拧扭矩为132n˙m。为使螺栓群中所有螺栓均匀受力,初拧、终拧都应按一定顺序进行。桁架吊装。首先桁架TRUSS8吊装到位后不能松钩,在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩,吊装第二榀TRUSS7时靠近梁1桁架与连接板单面断焊,靠近梁2一端连接板双面断焊,并用C型檩条将两榀连接,以形成一个相对稳定的整体。吊装桁架TRUSS4、TRUSST5时,预先在桁架尾端栓控制绳,超过起吊高度后通过控制绳缓慢旋转桁架,同时吊车旋转作业,吊车及桁架旋转时,速度不应太快,不得在高空停留过久,严禁急走急停,以防构件产生惯性和吊车失稳,到达预定安装位置上空落钩,最终就位。桁架固定。桁架落至梁1、梁2后不能松钩,当完全落钩后,桁架全靠两端部及中间横梁受力,重力重分配可能对结构产生较大影响,故只有在桁架两端焊接牢固,桁架完全落至中间梁1、梁2上才能松钩。上下弦与连接板焊牢后同样用C型檩条和水平支撑与已安装几榀连接。图17.吊车第三次站位图及相对位置侧视图连接连接板位置连接板位置连接板位置桁架TRUSS3组装。桁架TRUSS3整体吊装时,吊车最小作业作业半径为17.5m,查表2作业半径18m时起吊重量均小于5.07t〔TRUSS3重量+吊钩重量+索具重量,故TRUSS3需搭设脚手架分段吊装。吊车第三次站位时整体吊装TRUSS3整榀中的三段,在连接板位置3正下方〔11步台阶第4-6步搭设满堂脚手架〔见图19.,吊车第四次站位时吊装第四段。最后两段桁架在脚手架上对接〔连接板位置3。脚手架搭设。搭设1组多立杆的满堂脚手架,作为安装桁架TRUSS3的支承架,支承架的平面尺寸为4m×3.6m。由于脚手架搭设位置位于C25混凝土台阶上,地基承载力达到60kN/m2。脚手架横向间距或排距<m>:1.00；纵距<m>:1.20；步距<m>:1.20；立杆上端伸支撑点长度<m>:0.10；采用的钢管<mm>:Φ48×3.5；扣件连接方式:单扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80；到达预定标高铺设W=200mm,L=4m,H=50mm木方,并用10#铁丝扎牢。支承架四角设置斜撑,以增加稳定度。〔见图19图18.吊车第四次站位图及相对位置侧视图连接连接板位置连接板位置连接板位置图19脚手架搭设图4.3吊车选择按最大起重高度和最大起重重量和合适的工作半径计算所需力矩。a、根据主要吊装单元明细表所例参数,最长、最高、最重的构件是：40.12m长、吊装净重约4823Kg〔不含吊机吊钩重量340Kg和索具净重约80Kg,最大起吊高度为13.0m的桁架。因此,按最不利情况考虑选用吊车。最大吊装计算重量=k〔4823+80+340Kg。K:动载系数。软索中吊装时取k=1.08最大吊装计算重量=1.08*〔4823+80+340=5243Kg。b、吊点高度为13m。〔安全距离按1.7m计c、起吊作业半径13.0md、综上所述,根据50吨吊车参数表,采用插值法,当起吊作业半径13m时,按最不利情况考虑选用吊车选用50吨的吊车能满足吊装要求,同时涵盖其余各种长度、高度和重量的平行桁架的吊装要求。4.4吊索、吊具选择：根据吊装单元明细表所列的参数,桁架TRUSS1-TRUSS4的特点是比较长,但构件重量不是特别大；吊装钢丝绳的选择和计算a、主要计算参数：吊点间水平距离：24m〔端头吊点吊装钢丝绳仰角：60/35〔一般不小于45度吊点数量：4起吊重量：5.24T〔单榀最重TRUSS1计b、吊装钢丝绳受力计算：Q绳=G*K1*K2/〔2sin60+2cos35=5.24×1.1×1.1/〔2sin60+2cos35=1.89TG——架体及附件重量〔约5.24TK1——吊装动力系数,取值1.1K2——吊点不均匀系数,取值1.1故钢丝绳的破断拉力总和：P破=Q绳*K/φ=1.89×6/0.82=13.83TQ绳——钢丝绳承载重量,取上值K——安全系数,取值6φ——应力折减系数,取值0.82依据破断拉力总和与钢丝绳受力特性,考虑钢丝绳表面磨损,折减系数选取60%,选取钢丝绳型号为6×37+FC-1700,直径为φ20mm,此种钢丝绳最小破断拉力总和为24.4*0.6=14.64＞13.83T,满足要求图14.吊点位置图相同方法计算吊装各桁架所需索具及钢丝绳直径：序号桁架编号钢丝绳直径及长度钢丝绳数量卸扣吨位及数量吊点水平距离吊点数量1TRUSS1Φ=20mm,L1=15m,L2=10m各2根5t,4个24m4吊点2TRUSS2Φ=20mm,L1=15m,L2=10m各2根5t,4个24m4吊点3TRUSS3Φ=20mm,L1=15m,L2=10m各2根5t,4个24m4吊点4TRUSS4Φ=20mm,L1=15m,L2=10m各2根5t,4个22m4吊点5TRUSS5Φ=16mm,L=10m各2根2t,2个15m2吊点6TRUSS6Φ=16mm,L=10m2根2t,2个9m2吊点7TRUSS7Φ=12mm,L=10m2根2t,2个6m2吊点8TRUSS8Φ=12mm,L=10m2根2t,2个1.5m2吊点五、吊装质量控制及分析5.1桁架翻边主桁架大跨度〔大于30m均为4段制作,均需要现场拼装。a、桁架现场拼装接口有两种连接方式：上、下弦杆焊接在连接板上,连接板之间采用高强螺栓连接；桁架两端部吊装就位后现场与连接板焊接；现场采用合格焊工手工电弧焊焊接,焊接位置为立焊。b、桁架现场采用平卧位方式进行拼装,由于桁架平面外方向刚性特别弱,桁架由平卧位置转换为竖立时上弦杆会发生明显的弯曲,甚至发生屈曲,因此在桁架转换位置时,重点是防止桁架上弦杆发生屈曲。c、桁架翻边要注意几个要点：1.吊机尽量与桁架呈丁字形摆放；2.吊机要设4吊点,主钩两个,辅钩2个,吊钩钩应尽可能的拉开,其间距不小于21米；3.桁架翻边以下弦为轴心,并将下弦杆松驰性限位,防止翻边时移动；5.2桁架稳定性控制考虑到本工程中屋面钢结构跨度较大,中间仅两个支撑点,在安装就位后,焊接必须严禁大范围、大电流焊接,防止局部受热变软,最可怕的情况是出现下挠无法控制,结构空间尺寸发生突变。因此在屋面钢结构单元整体提升安装施工前,应尽可能把所有可能想到的挂件、吊点考虑到位,提前在地面焊接安装。中间5榀桁架长度40米左右,其平面外方向的刚性非常弱,桁架由拼装平放到吊装竖向站立时,桁架平面外方向有一个受力过程,这时桁架极易失稳；而且单榀桁架吊装到位以后,两端为简支,无平面外支撑时也将发生失稳。因此,单榀桁架吊装到位后不能松钩,在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩,并且在两片桁架吊装到位后,应马上用C型檩条将两榀连接,以形成一个相对稳定的整体。施工时可在等距的上、下弦处用角钢焊接临时水平支撑。5.3预拱度的控制根据规范要求,桁架拼装时,设计无要求起拱,跨中起拱+10mm。桁架试吊时,拉钢丝测量居中预矢量,当居中预矢量满足上述要求时,测量下弦接头的间隙。实测桁架试吊时挠度、吊装就位后桁架挠度、屋面工程全部完成后桁架挠度值,记录3次测量值,由于本工程设计无具体挠度要求,其挠度值按有关标准控制,跨中起拱10mm。故在吊车未落钩前,预先在梁2支点上垫设垫铁,高于设计标高10mm,桁架端部焊接完毕后完全落至梁2。六、组织结构体系项目经理项目经理技术负责人起重指挥现场施工负责现场技术起重司机安全及监测后勤保障礼堂吊装组织结构体系具体负责人组成序号职务人员联系电话1项目经理陈君2技术负责人于江3现场施工负责人杨丹会4起重指挥人员5吊车司机6测量员胡勇华7现场技术邱伟业8安全员余小明9后勤负责阳启红10七、质量安全保证体系及保证措施a.安全技术措施：1>为保证吊装及安装人员的安全,利用50吨汽车吊,吊车操作及指挥人员必须持证上岗,高空作业人员必须及时系好安全带。2>禁止斜吊,应避免超载吊装。禁止在六级以上风的情况下进行吊装作业。3>绑扎构件的吊索需经过计算,绑扎方法应正确牢靠。所有起重工具应定期检查。4>指挥人员应使用统一指挥信号,信号要鲜明、准确,吊车司机应严格听从指挥人员指挥。b.防止高空坠落措施：1>操作人员在进行高处作业时,必须正确使用安全带,安全带应高挂低用。2>在高处使用撬杠时,人要站稳扶稳。3>操作人员在脚手板上通行时,应思想集中,防止踩偏、踏空。4>钢屋架安装时,必须有牢固可靠的操作位置。c.防止高空落物伤人措施：1>地面操作人员必须戴安全帽。2>高处操作人员使用的工具、零配件等,应放在随身佩带的工具袋内,不可随意向下丢掷。3>地面操作人员应尽量避免在高空作业面的正下方停留或通过,也不得在起重机的起重臂或正在吊装的构件下停留或通过。4>构件安装后,必须检查连接质量,只有连接确定安全可靠,才能松钩或拆除临时固定工具。5>设置吊装禁区,禁止与吊装作业无关的人员入内。d.防止触电措施：1>施工现场架设的低压线路不得用裸导线。施工现场照明电线及灯具高度不应低于2.5m2>各种电线接头、开关应装入开关箱内,用后加锁,停电必须拉下电闸。3>电焊机的电源线不宜超过5m3>各种用电机械必须有良好的接地或接零。八、安全文明施工始终贯彻"安全第一、预防为主"的安全生产工作方针。安全目标："无重伤、无死亡、无重大设备事故、无火灾"坚持"安全第一,