钢结构安装临时支撑专项方案

1 根据本工程施工作业面大，各分部工程交叉施工范围广，结构类型众多且复杂，单个根据本工程施工作业面大，各分部工程交叉施工范围广，结构类型众多且复杂，单个构件重量重及工期紧等特点，经综合研究、分析、计算，拟选用“分区施工、地面拼装、辅以临时支撑高空分段(分块)吊装、滑移及提升”的施工方案。按目前土建施工方案和计划，吊装采用-4.50米基础底板为安装作业平台，采用大型履带吊进行钢结构的分区安装。安装分区如下图所示：广州新客站及枢纽相关工程——新广州站站房工程(下称新广州站工程)位于广州市番禺区，是全国在建的四大客运枢纽之一，新广州站东西宽(垂直轨道方向)222M，南北长(顺轨道方向)468M，共三层，建筑面积总计36万平方盖投影面积为21万M2，建成后将成为亚洲最大的火车站站房。下图所示即为新广州站整体效果图：2广州新客站及枢纽相关工程——新广州站站房工程(下称新广州站工程)位于广州市番禺区，是全国在建的四大客运枢纽之一，新广州站东西宽(垂直轨道方向)222M，南北长(顺轨道方向)468M，共三层，建筑面积总计36万平方盖投影面积为21万M2，建成后将成为亚洲最大的火车站站房。下图所示即为新广州站整体效果图：根据本工程施工作业面大，各分部工程交叉施工范围广，结构类型众多且复杂，单个构件重量重及工期紧等特点，经综合研究、分析、计算，拟选用“分区施工、地面拼装、辅以临时支撑高空分段(分块)吊装、滑移及提升”的施工方案。按目前土建施工方案和计划，吊装采用-4.50米基础底板为安装作业平台，采用大型履带吊进行钢结构的分区安装。安装分区如下图所示：2本工程本工程钢结构吊装过程中，结构并未形成整体之前，并不能由结构构件本身来承担其自重及相关施工荷载，因此需搭设临时支撑，通过临时支撑将结构构件的自重和施工荷载有效地传递至作为安装作业平台的基础底板。本工程钢结构安装具有高度高、跨度大、重量大的特点。高架候车室拱结构3本工程钢结构吊装过程中，结构并未形成整体之前，并不能由结构构件本身来承担其自重及相关施工荷载，因此需搭设临时支撑，通过临时支撑将结构构件的自重和施工荷载有效地传递至作为安装作业平台的基础底板。本工程钢结构安装具有高度高、跨度大、重量大的特点。高架候车室拱结构3 和网壳结构安装于+21.00m楼板上方，且最大安装标高达到50多米，施工投影面积192m×398m，属超大型结构的施工，另外拱结构和网壳结构本身施工难度较大，具有跨度大(单跨达到68m)、重量重(桁架单榀重达105吨)、以及外形尺寸过大的特点。因此临时支撑的有效性、安全性，对于本工程钢结构部分的顺利吊装具有尤为重要的作用。根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)以及《新广州站站房钢结构安装施工方案》编制此专项方案。452.临时支撑的布置和主要支撑结构广州新客站站房工程钢结构安装过程中临时支撑的设计按如下原则确定：1)传递荷载的有效性：在钢构件形成整体结构能够承受自身及外在荷载前，临时支撑能够有效的将构件自重和相关施工荷载传递至下部的安装作业平台，因此需要临时支撑具有足够的强度。2)施工中结构变形的可控制性：为保证结构最终成型时与原设计误差在可控制的范围之内，需要合理的设置临时支撑，使得安装中结构构件能够准确就位，并且构件自身变形和构件安装应力在控制范围之内。这要求在支撑设计中，合理确定支撑设置的部位，临时支撑需具备足够的刚度。3)支撑体系的可靠性：为确保支撑体系的可靠性，在设计中除了按照钢结构设计规范计算临时支撑刚度、强度、稳定性外，还必须采取必要的措施确保支撑体系的可靠性。这里主要通过在支撑顶部设置揽风绳来实现。4)支撑底部承台的可靠性：临时支撑底部将荷载传递至作为安装作业平台的地铁顶板，为保证承台能够有效受力，应确保不发生受力平台的破坏，因此在临时支撑的底部应当有合理的构造措施使得下步应力扩散到足够范围。5)支撑设置的经济性：在满足前面几条原则并具有足够的富余度的基础上，还需要考虑到支撑设置的经济性，尽量降低构造措施的用钢量。本工程中为满足构件安装工况中自重承载及降低构件安装应力所需，本工程在安装过程中共设置了359根(组)临时支撑。安装用临时支撑平面布置图见图2-2所示。1)临时支撑分区数量统计临时支撑分区数量统计见表2-3所示。序号分区数量重序号分区数量重量(吨)备注1南区无柱雨棚24902主站房28203北区无柱雨棚24904合计3597800表2-3-1临时支撑分区数量统计表有4种规格，见表2-3-2所示。关于临时支撑设置的效果，即对结构安装和卸载过程影响的计算，可参见安装和卸载计算书。6表2-3-1临时支撑分区数量统计表序号分区数量重量(吨)备注1南区无柱雨棚24902主站房28203北区无柱雨棚24904合计3597800有4种规格，见表2-3-2所示。关于临时支撑设置的效果，即对结构安装和卸载过程影响的计算，可参见安装和卸载计算书。6图图2-2临时支撑平面布置图7图2-2临时支撑平面布置图7表表2-3-2临时支撑规格统计表8表2-3-2临时支撑规格统计表序号示序号示意图规格数量使用部位备注1雨棚56件柱支撑22米×2米的连续门架梁9件格构柱32米×2米的格构柱主站房采光桁架24件、三向张拉桁架4240主站房、雨棚雨棚20件,南北雨棚A、H轴示意图规格数量使用部位备注1雨棚56件柱支撑22米×2米的连续门架梁9件格构柱32米×2米的格构柱主站房采光桁架24件、三向张拉桁架4240主站房、雨棚雨棚20件,南北雨棚A、H轴8 B向视图ABBAA向视图B-BA-AA向3)临时支撑结构图9B向B向3)临时支撑结构图 B向视图ABBAA向视图B-BA-AB向AB向91ABB向视图ABB-B1ABB向视图ABB-BA向视图A-AA向B向B-BA-AA向B向B-BA-AA向1B向视图ABBAA向视图BB向ABABABBBBAAABBBBBBA向B向A向A向B向B-BA向B-BA向A-AB向BA-AB向B-BA向BA向3.临时支撑的构造措施3.临时支撑的构造措施为保证临时支撑体系能够可靠的发挥作用，必须采取合适的构造措施，保证体系不发生意外破坏而失效。构造措施主要包括临时支撑格构柱底部应力的有效扩散措施和揽风绳的设置与有效锚固。为保证临时支撑格构柱竖向荷载能够有效地传递到底部的地铁顶板，并且不会是地铁顶板发生破坏，在临时支撑柱底部采取了相关构造措施。为使格构柱底部形成整体，在柱脚部位设置了有工字钢焊接而成的方框架，临时支撑格构柱柱肢固定于工字钢的交点处。图3.1中央站房临时支撑在板跨当中时构造措施根据施工工况计算，临时支撑柱底部最大竖向反力1200kN；其中位于8轴线顶板上方的临时支撑柱底部最大竖向反力约为600kN。地铁方给出顶板最大承载力为12t/m2。以此为原则确定柱底竖向荷载的分布面积。当临时支撑位于地铁板顶时，采用钢平台支撑，平台平面尺寸为2.5m*2.5m下部采用柔性材料(考黄沙)垫底，按如此处理后支撑范围内的荷载分布为600kN/(2.5m*2.5m)kNm9.6t/m2＜12t/m具体构造如图23.1。当临时支撑位于基础底板上时，结合基础桩位的布置适当调整支撑的平面位置，使其尽可能布置在基础桩上,若受桥梁及墩台等尺寸的限制不能落在桩位上时可经过计算布置在基础梁范围，确3.临时支撑的构造措施为保证临时支撑体系能够可靠的发挥作用，必须采取合适的构造措施，保证体系不发生意外破坏而失效。构造措施主要包括临时支撑格构柱底部应力的有效扩散措施和揽风绳的设置与有效锚固。为保证临时支撑格构柱竖向荷载能够有效地传递到底部的地铁顶板，并且不会是地铁顶板发生破坏，在临时支撑柱底部采取了相关构造措施。为使格构柱底部形成整体，在柱脚部位设置了有工字钢焊接而成的方框架，临时支撑格构柱柱肢固定于工字钢的交点处。图3.1中央站房临时支撑在板跨当中时构造措施根据施工工况计算，临时支撑柱底部最大竖向反力1200kN；其中位于8轴线顶板上方的临时支撑柱底部最大竖向反力约为600kN。地铁方给出顶板最大承载力为12t/m2。以此为原则确定柱底竖向荷载的分布面积。当临时支撑位于地铁板顶时，采用钢平台支撑，平台平面尺寸为2.5m*2.5m下部采用柔性材料(考黄沙)垫底，按如此处理后支撑范围内的荷载分布为600kN/(2.5m*2.5m)kNm9.6t/m2＜12t/m具体构造如图23.1。当临时支撑位于基础底板上时，结合基础桩位的布置适当调整支撑的平面位置，使其尽可能布置在基础桩上,若受桥梁及墩台等尺寸的限制不能落在桩位上时可经过计算布置在基础梁范围，确图图3.1临时支撑在柱顶或梁顶时支撑构造在进行临时支撑布置时，为加强临时支撑的稳定性，考虑采用布置辅助缆风绳的方法。具体布置方式为：在临时支撑的近顶部位置与结构面间的可靠固定点上拉设缆风，缆风绳与地面的夹角在有条件情况下控制在45°~60°间，同时考虑机械设备的通行；支撑锚固点可借助结构面上的连接点或预先埋设埋件；辅助缆风绳采用不小于14.5的钢丝绳，在进行缆风绳布置时必须注意将缆风绳与临时支撑的上端及地面锚固点的各连接处进行可靠连接。临时支撑辅助缆风绳布置如下示意图(单件支撑缆风绳布置参照门式按同样原则布置)。保支撑的稳定；但下面利用木板或橡胶板等柔性材料进行必要的保护,防止混凝保支撑的稳定；但下面利用木板或橡胶板等柔性材料进行必要的保护,防止混凝图3.1临时支撑在柱顶或梁顶时支撑构造在进行临时支撑布置时，为加强临时支撑的稳定性，考虑采用布置辅助缆风在进行临时支撑布置时，为加强临时支撑的稳定性，考虑采用布置辅助缆风绳的方法。具体布置方式为：在临时支撑的近顶部位置与结构面间的可靠固定点上拉设缆风，缆风绳与地面的夹角在有条件情况下控制在45°~60°间，同时考虑机械设备的通行；支撑锚固点可借助结构面上的连接点或预先埋设埋件；辅助缆风绳采用不小于14.5的钢丝绳，在进行缆风绳布置时必须注意将缆风绳与临时支撑的上端及地面锚固点的各连接处进行可靠连接。临时支撑辅助缆风绳布置如下示意图(单件支撑缆风绳布置参照门式按同样原则布置)。4.临时支撑构件截面设计计算为确保临时支撑的稳定和施工过程的安全，在对支撑设计的同时，需根据施工工况对支撑的整体受力及单件支撑的杆件的承载力需作验算。主站房临时支撑4.临时支撑构件截面设计计算为确保临时支撑的稳定和施工过程的安全，在对支撑设计的同时，需根据施工工况对支撑的整体受力及单件支撑的杆件的承载力需作验算。主站房临时支撑外径壁厚面积yb外径壁厚面积yb:N,mCompanyAuthor1.设计条件y构件长度弯矩3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2剪切强度验算Wy弯矩Wy弯矩CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件y:N,m构件长度构件长度外径壁厚Wy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2面积yb面积yb4.1.2支撑水平腹杆L100X10CompanyAuthor1.设计条件构件长度:N,m弯矩3.设计参数剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2Wy弯矩Wy弯矩4.1.2支撑水平腹杆L100X10CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度 y y:N,mWy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2面积yb面积ybX设计条件构件长度:N,m 弯矩3.设计参数剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.25zCompanyAuthor15zCompanyAuthor15zCompanyAuthor1Wy弯矩4.1.3支撑水平交叉支撑L75X5设计条件构件长度 y y:N,m Wy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2CompanyAuthor构件长度:N,my弯矩面积Qyb3.设计参数剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2弯矩Wy弯矩WyCompanyAuthor构件长度y:N,mWy面积WyQyb3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.24.1.5支撑顶部加强杆HW350X350X12/19CompanyAuthor4.1.5支撑顶部加强杆HW350X350X12/19CompanyAuthor1.设计条件构件长度:N,m 弯矩y3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2剪切强度验算4.1.5支撑顶部加强杆HW350X350X12/19CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度y:N,m 弯矩z3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.24.1.6联系梁主梁H440X300X11/184.1.6联系梁主梁H440X300X11/18yCompanyAuthor1.设计条件构件长度:N,m弯矩 3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2剪切强度验算4.1.6联系梁主梁H440X300X11/18CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度y:N,m 3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.24.1.7联系梁腹杆HW250X250X9/144.1.7联系梁腹杆HW250X250X9/14弯矩 3.设计参数剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2CompanyAuthor1.设计条件构件长度:N,my94.1.7联系梁腹杆HW250X250X9/14CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度y9:N,m zzzzzzzz3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.24.1.8小支撑柱D299X10外径壁厚面积yb4.1.8小支撑柱D299X10外径壁厚面积ybyCompanyAuthor:N,m1.设计条件弯矩构件长度3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2剪切强度验算Wy弯矩Wy弯矩4.1.8小支撑柱D299X10CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件y:N,m构件长度构件长度外径壁厚Wy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2面积yb面积yb4.1.9小支撑水平弦杆L100X10yCompanyAuthor1.设计条件:N,m悬挑水平构件长度:3.设计参数弯矩剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2Wy弯矩Wy弯矩4.1.9小支撑水平弦杆L100X10CompanyCompanyAuthory悬挑水平构件长度:Wy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.24.1.10小支撑水平交叉杆L100X10htp4.1.10小支撑水平交叉杆L100X10htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2弯矩y面积yb3.设计参数剪切强度验算CompanyAuthor1.设计条件构件长度:N,m弯矩Wy弯矩Wy4.1.10小支撑水平交叉杆L100X10CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度y:N,mWy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2CompanyAuthorCompanyAuthor1.设计条件构件长度:N,my弯矩3.设计参数面积ybhtp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2剪切强度验算4.1.11小支撑斜腹杆L100X10Wy弯矩Wy弯矩4.1.11小支撑斜腹杆L100X10CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度y:N,mWy面积Wyyb3.设计参数3.设计参数剪切强度验算htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2CompanyAuthorCompanyAuthor4.1.12小支撑顶部加强梁HW350X350X12X191.设计条件构件长度:N,my弯矩 3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV7.1.2剪切强度验算4.1.12小支撑顶部加强梁HW350X350X12X19CompanyAuthor1.设计条件1.设计条件构件长度y:N,m 弯矩z3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasUMIDAS/GenV无站台柱雨棚临时支撑4.2无站台柱雨棚临时支撑4.2无站台柱雨棚临时支撑外径壁厚面积外径壁厚面积组合强度(压缩+弯曲)3.设计参数ehtp://www.MidasUCompanyAuthorFileName件单元号yWyWyCompanyAuthorFileName件件单元号y外径壁厚Wy面积Wy3.设计参数3.设计参数组合强度(压缩+弯htp://www.MidasU斜腹杆L100x10斜腹杆L100x10设计条件单元号3.设计参数面积组合强度(压缩+弯曲)ehtp://www.MidasUzCompanyFileNameAuthor1zCompanyFileNameAuthor1zCompanyFileNameAuthor1Wy斜腹杆L100x10设计条件单元号 y yWy面积Wy3.设计参数3.设计参数组合强度(压缩+弯曲)htp://www.MidasU面积单元号 设计条件3.设计参数htp://www.MidasU5zCompanyFileNameAuthor15z5zCompanyFileNameAuthor15zCompanyFileNameAuthor1Wy设计条件单元号 y y Wy面积Wy3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasU4.2.4水平桁架弦杆HW350x350x12/194.2.4水平桁架弦杆HW350x350x12/19CompanyAuthorFileNamey 3.设计参数htp://www.MidasU4.2.4水平桁架弦杆HW350x350x12/19CompanyAuthorFileNamey J3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasU4.2.6水平桁架腹杆HW150x150x7/10 4.2.6水平桁架腹杆HW150x150x7/10 3.设计参数htp://www.MidasUCompanyAuthorFileNamety74.2.6水平桁架腹杆HW150x150x7/10tCompanyAuthorFileNamey7 3.设计参数3.设计参数htp://www.MidasU5.临时支撑架的制作、安装和拆除根据上述临时支撑的设计，在施工准备阶段按临时支撑图纸在专门场地进行拼装制作。在具体进行拼装制作时按相应构件的制作工艺进行下料、放线及定位；