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大跨度拱形钢结构安装施工工法

时间:2017-10-17 21:01 作者: 点击:

  本文为质优价低拱壳屋顶转载,拱壳屋顶运用于质优价低。大跨度拱形钢结构安装施工工法
 
  本工法适用于工业与民用修建工程中大跨度拱形钢结构安装工程。特地适宜土建主体结构为混凝土框架梁板,上部为大跨度拱形钢结构的工程。
 
  工艺原理
 
  主拱安装在能同时满意想象分段央求和运输央求的前提下,采用分段制造、运输和安装。为确保局部空间结构的动摇性,主拱的安装需交叉在其他结构梁安装的同时停止,主拱的安装次第是从四个主拱脚向上停止安装,最后在顶部中间合拢,主拱安装的同时,及时停止主拱和屋面拱之间的拉杆支持的安装。
 
  施工工艺流程及操作要点
 
  1、工艺流程
 
  树立丈量掌握网及丈量掌握→主拱支持架体想象→主拱吊装及安装→卸荷
 
  2、操作要点
 
  大跨度钢拱安装同时触及分段及吊机的选择、施工丈量定位、支持架体的设臵、钢拱的吊装及安装、卸荷等多种施工工艺,而钢拱的吊装及安装是整个施工进程的关键。
 
  2.1、树立丈量掌握网及测量控制
 
  1.GPS点的交接及复核
 
  依据GPS点的效果,制定点位精度的复查,详细测量方法:依据GPS点的布局,在施工区域边布设二级控制网,按闭合导线的观测方法,计算出导线精度,再依据计算出的点位精度,假设GPS点的效果契合施工央求即可运用,反之要对导线实施平差后才可运用;对水准点的复查,采用国度二级水准的要求停止复查,在施工区域内按施工需求布设若支流动的水准基准点,对布设的水准点实施联测。
 
  树立施工控制网(有轴线控制桩),形成一致布局(见下图)
 
  2.2、施工中的测量控制
 
  1.主拱跨度大,关于四个主拱与空中接触点的控制精度要求相对高,
 
  在二级导线的基础上用极坐标法放样出四个接触点,树立一矩形导线闭合环,用距离、角度复核精度;
 
  2.主拱为斜平面主拱,在测量控制上采用直角相交观测法;
 
  3.主拱采用分段安装,在二级控制基础上布臵方格网,对桁架节点进行控制,详见下图:
 
  4.高程测量
 
  根据现场的已知水准点,在施工场区内测设水准基准点,水准点的密度应为100m左右一个,水准路途形成附和路途,以便校核,观测精度要满意四等水准的要求,闭合差要小于
 
  (L为线路长,以千米计;n为测站数。)
 
  5.变形观测
 
  在确认施工安装准确后,以安装监测所测定的每个标志点的实践坐标和高程作为基准值。以后每隔2周按安装监测时用同精度的观测方法对标志点进行观测,计算出坐标和高程与基准值进行比拟,从而确认钢架顶部的变形状况。直至修建物封顶看不见标志点后,变形观测完毕。
 
  2拱形波纹钢屋盖.3、主拱支撑架体想象
 
  1.根据钢拱结构体系分折,并分别设计结构的节点详图,首先安装周边的钢柱及钢柱间的连梁,然后安装中间拱和屋面梁,在主拱未能形成三角形桁架之前,整个屋面钢结构的两头局部荷载全由中间拱来支撑,所以首先在中间拱下方设臵支撑,并根据混凝土柱网间距在中间拱下方每个混凝土柱柱顶设臵承重支撑架。
 
  主拱为主要受力杆件及结构体系的主支撑构件,在分段吊装时自重必需外加支撑体系来完成,所以在主拱的投影弧线上异样根据混凝土结构梁、柱位臵、间距等设臵底部承重支撑。其位臵尽量选在每两横轴中间左近,即在各撑杆与斜主拱相交点左近,主拱下各支承架设臵在每两轴中间,既能契合斜主拱承重定位拼装要求,也满意各撑杆的安装施工。主拱下支撑流动详见下图。
 
  每个支承架搭设前,需首先安装终了该跨的屋梁,并将该处支承架上部暂时采用檩条将支承架与屋梁衔接流动,必要时将支承架顶端用揽绳与屋梁上的檩托板拉牢,以确保支承架上部动摇性,同时在支承架屋梁与楼面之间中部也用揽绳与楼面锚固板拉稳固定,揽绳上应设有手拉葫芦以便于调理,并在支承架下部焊上48短钢管,用脚手钢管将支承架下部连结稳固,确保支承架体的部分动摇性。
 
  2.针对工程的结构特性及施工次第和方法,同时分别现场的施工环境,合理选择支撑架体的方式及规格。一般可采用格构柱架体支撑,该格构柱以6m为一个规范节(见图1),并可根据不同的主拱安装方式,以及施工次第进行支承架的布设(见图2)。钢结构主拱支撑架体设臵平面图及图3钢结构支撑架体立面图。
 
  3.楼面上支承架不用定在混凝土梁上,为确保将支承架上的荷载直接传递到混凝土梁上,在每个支承架下垂直于混凝土梁方向设臵两根200×200mm,长度不小于4m的工字钢,每根工字钢两端均要搭在混凝土梁上方,以确保混凝土梁受力。对座落在空中上的支撑架,在现场根据施工需求进行制造,并在支架位臵浇筑2000×2000×200mm混凝土基础,基础配筋为Φ12@200双层双向网片,确保支架平均受力,并在支承架周围设臵钢管桩,便于支承架的锚固。主拱支承架下支座见下图、主拱支承架底部基础图下见。为确保楼板不受力,在楼板底部支撑塔架下部分设臵满堂红架体支撑。
 
  4.主拱与地面呈肯定角度,定位控制难度较大,必需根据主拱倾斜角度,在两个方向设臵带角度的定位支托,以使主拱的定位准确,主拱定位支座见图
 
  2.4主拱吊装及安装:
 
  1.分段及吊机的选择
 
  根据施工现场的实践状况,分别钢构件的总重量,进行吊装机械的选择及分段数量。
 
  首先思索吊装机械的一般起重量,任务半径,并结合钢拱总重量,底部混凝土柱的柱距等,肯定钢拱分段数量及尺寸,根据单体重量最大时的起重参数,进行吊机的选择。
 
  2.安装总体流程:
 
  1)首激进行钢柱及钢柱之间的连梁安装,详细如图流程图一:
 
  2)为了使屋面结构构成稳定的体系,所以对两端第二段中间拱进行安装,并进行两端屋面梁和钢柱的拼装安装,同时对两端屋面梁之间的连梁和水平剪刀支撑进行安装,详细如流程图二:
 
  2.5、卸荷
 
  1.总体思绪
 
  在卸荷前,整个钢结构荷载区分由钢柱、支撑架及主拱承当,卸载时支撑架上所接受的荷载逐渐过度到钢柱和主拱上,最终形成稳定的承载体系。卸载进程是使屋盖系统缓慢协同空间受力的进程,此时整个屋盖系统的内力重新散布,并逐渐过度到设计形状。在卸载时应遵照“变形谐和、卸载平衡”的准绳,采用从中间向两边逐渐卸荷的施工计划,先卸载中间拱的支撑架,卸完后再进行主拱的卸荷,两榀主拱应同时由中间向两端进行。
 
  2.卸荷详细施工进程:
 
  1)在主拱下各支撑架的支撑点的H型钢梁上设臵型号为QL50的50吨螺旋千斤顶,支撑点上设臵一个。
 
  2)在每个螺旋千斤顶的顶部应用Φ219的钢管做套筒,再在钢管的顶部做与拱架角度相同的支托做为暂时支撑。
 
  3)调理螺栓千斤顶的高度,使支托支撑在拱架的底部,顶紧到位。
 
  4)在每根H型梁千斤顶的落位处设臵钢板卡码,固定千斤顶,防止千斤顶在支撑H型钢梁上滑落和失稳,具体见图
 
  5)待一切支撑点上的暂时千斤顶支撑到位、顶紧后,依照从中间到两边的顺序逐渐撤除原临时的支撑,让主拱逐步落位在千斤顶支托上。
 
  资料与装备
 
  本工法运用的资料主要有格构柱架体、200×200mm工字钢、钢架管、钢板卡码、Φ219的钢管、旧橡胶轮胎等;主要采用的机具装备有:履带吊机、汽车吊、千斤顶、手动葫芦、全站仪、经纬仪、水准仪、钢丝绳、平安绳、网、对讲机等。
 
  质量控制
 
  本工法施工质量控制须严厉按GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》中相关验收标准施行。
 
  1、休息力组织到位,装备测量人员4名,负责安装定位;电焊工20名,负责现场焊接拼装;质检员2名,负责质量检查。
 
  2、现场的控制点和主控线在移交前,必需经监理等单位对现场的控制点和主控线进行复兼并确认。
 
  3、主拱的控制点和主控线的设臵完成后,异样须经相关单位进行复兼并确认。
 
  4、在主拱的安装过程中,相关单位必须同时旁站监控,以确保预埋件的安装就位的准确性。
 
  5、吊装第一段箱型梁时,以箱型底柱的垂直线为基础进行安装、垂直度校正。垂直度调整好后,箱型梁接头部位上、下,左、右进行点焊,再复测箱型梁和箱型底柱的垂直度,确保无误后,然后在箱型梁的两端用钢支撑把箱型梁撑住以保证箱型梁的稳定性,最后再对对接坡口进行全溶透焊接。在箱型梁标高控制上,选用在每个支撑胎架的顶部安装一只20T液压千斤顶,以调理箱型梁的标高,吊装前面的箱型梁以异样的方法进行施工。两根箱型梁安装完毕后,再安装两根钢梁间的支撑杆件,以确保箱型梁的稳定性。
 
  6、每吊装完一段箱型梁,对其进行测量、复核无误后再进行加固、焊接。
 
  7、严厉依照《焊接工艺评定演讲》和《修建钢结构焊接技术规程》JGJ81–2002。焊接行进行坡口除锈、打磨。箱形梁施焊时,由于箱型梁截面大,焊接量比拟大,焊接过程中为防止箱型梁变形,采用两人对面同时焊接,然后再进行上、下坡口焊接。关于拉杆与箱形梁焊接时,也应由两人由上至下对称施焊。
 
  8、设计要求全焊透的一级焊缝采用超声波探伤进行外部缺陷的检验,超声波探伤不能对缺陷作出区分时,应采用射线探伤,其外部缺陷分级及探伤方法应符合现行国度标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB1135或《钢凝结焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规则。要求一级焊缝100%探伤。
 
  9、焊缝外表不得有裂纹、焊瘤等缺陷。不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。
 
  每批同类构件检查10%,且不少于3件。