实例二 体育场大型悬挑钢屋盖安装技术高空拼装法.doc

实例二 体育场大型悬挑钢屋盖安装技术高空拼装法某体育场为钢管桁架彩钢板篷顶结构，共由12个区域组成，每个区域由4榀三角形径向主桁架、2榀平面径向次桁架和20榀环向三角形次桁架组成(见图2-3)，屋面为双曲线平面，每相邻2榀桁架均在不同标高面上。悬挑主桁架设在由钢管混凝土柱顶、钢筋混凝土柱顶和钢管斜撑杆构成的三点铰支座体系上(见图2-4)。2-3-1 工程难点分析1. 结构构件状况该工程屋面每一区域均呈双曲线布置。径向的悬挑主桁架、环向次桁架、檩条、檐沟等构件均须制成双曲线形，构件的几何尺寸均随结构造型的变化而变化，同种类型构产苎有复杂性、多样性。且悬挑长度长( 35.6m )单榀重量重( 226kN )、高度高 (最高点标高45.9m)。2. 安装难度大整个钢屋盖安装工程须在看台结构完工后进行，吊机只能在场内开行，增加了吊装难度。且构件体量大，吊装施工须与其他多工种穿插施工，现场钢结构施工场地狭小，无法进行预拼装，增加了高空对接难度，整个结构呈环状封闭，误差控制要求相当严格。悬挑桁架吊装时，环向次桁架尚未安装，结构整体不稳定，在施工时必须采取相应竺稳定措施。同时须解决好主桁架悬挑下挠变形问题，径向平面桁架须在地面与4榀环向桁架焊接连接后，再吊至高空与径向主桁架连接焊接，吊装难度相当大。3. 测量要求高为了达到工程整体设计效果，设计院要求悬挑桁架两端的安装标高误差值控制在20mm以内，相邻2榀悬挑桁架两端的安装标高误差值控制在15mm以内，由于悬挑桁架为三铰支撑，且受制作质量和温差变化等因素影响较大，对现场测量精度控制提出了较高的要求。4. 工期紧，工序繁多按照总体施工进度安排 ，钢屋盖安装有10个月的工期。由于设计的变更、钢结构的重新深化等各种因素，仅剩下6个月的工期，且施工期间正逢多雨寒冷季节，工期相当紧张，同时安装工艺复杂，工序繁多，施工组织难度非常大。2-3-2施工方案选择该工程钢管悬挑桁架屋盖系统采用“零部件地上组装，逐一定点吊装，主、次构件高空拼装”的施工方法。2-3-3 施工区域划分与施工流程为便于流水施工作业，将本工程划分成4大块、12个施工区，分别进行施工安装。其中4大块按整个椭圆形平面分成东大块(E1轴E26轴)、南大块(S1轴S25轴、西大块(W1轴W26轴)和北大块(N1轴N25轴)；12个独立施工区则按照工程本身的结构设计特点划分成安装内容、安装过程、安装顺序均相同的均衡的施工区域。每一区域的施工流程如下：预埋螺栓复测进场钢构件清审搭设组装胎架放样、划线、校正钢构件按编号组装组装校正、精度检测组件焊接形位复钢立柱吊装校正一径向主桁架吊装校正环向次桁架安装径向次桁架安装、校正檩条、拉杆安装屋面板安装扫尾清理下道工序交接。2-3-4 悬挑主桁架安装技术1. 吊装设备的选择及工况分析经计算后确认该工程单件构件的最大起重量为悬挑主桁架，其最后起重量：(自身重量+吊钩吊具重量) X 动载系数 = (226+15) X 1.1 = 265.1kN。主支座在 H 轴钢筋混凝土柱顶，离内场看台边缘为32.4m，主桁架重心在离H轴柱偏内场方向7m，考虑到主桁架起吊就位时碰杆，经做图计算，吊车实际工作半径为32m。根据实际情况，选择CC2000德国产履带吊作为悬挑主桁架主吊机，另配1台7150日本产履带吊进行辅助吊装。2. 吊装顺序及吊点选择按照现场平面布置要求，考虑到吊机的行走，整个屋盖按北大块(N25轴N1轴)东大块(E26轴E1轴)南大块(S25轴S1轴)西大块(W26轴Wl轴)的总体安装流向进行。每一独立施工区域(如本工程的第1安装区N25轴N17轴)则按照先吊装中间2榀主桁架(该区为N22轴和N20轴处的主桁架)，然后吊装其间的环向次桁架(环向次桁架由场外向场内方向依次安装)，再吊装两侧的主桁架及主桁架间的次桁架。考虑吊车的起吊能力，主桁架吊装时采用4个主吊点和4个辅助吊点。主吊点分别离主桁架外端20m和内端21m，辅助吊点采用4组20t滑轮组，用倒链调节主桁架的仰角每榀主桁架的仰角均不相同，最大的8最小的5，辅助吊点同时也增强主桁架的稳定性。为避免上弦杆发生局部变形，所有吊点均设在节点处，并用专用夹具夹住上弦(见图2-5)。 架上。4主桁架的就位和临时固定主桁架安装精度高，支座允许误差2mm，主桁架插入铰支座槽内的2个孔板与槽的侧向间隙，每边只有2mm。3个轴直径分别为62mm、70mm、80mm，3个铰支座孔分别为62.5mm、70.5mm、85.5mm，间隙只有0.5mm。主桁架耳板上的孔分别是64mm、72mm、82mm，3个支座的3个螺栓孔，需同时就位。所以主桁架吊装的垂直度和仰角精度要求都相当高，穿轴的难度也相当大。在吊装时经设计调好仰角，减少在高空的调整量，为了解决穿轴难题，在每个铰支座也做了1个临时托架，并在任意方向均可用千斤顶调节，3根轴预先对着铰支座的孔调整好，待主桁架就位并与铰支座孔对齐后用千斤顶顶人。主桁架就位后，利用柱面上的空间作临时支撑，分别在主桁架两端悬挑部位和中间设3组钢索缆风绳，每组缆风绳端头安装5t倒链，拉紧固定在两边相邻的柱上。2-3-5 径向平面次桁架与环向桁架的吊装径向平面次桁架与径向悬挑主桁架等高、等长、外形弧度曲率顺同，径向主桁架为三角形，径向次桁架为平面形状，每榀重90100kN，吊装时把每榀径向次桁架分成2段，在地面胎膜架上分别与其连接的2榀环向桁架焊接后开始吊装，难点在于防止吊装扭曲变形、定位和安装。在完成相邻2榀径向主桁架安装后，先安装主桁架之间的环向桁架，环向桁架的安装顺序为从外到内，其作用为：支撑；用来调节径向次桁架的标高。同时在径向主桁架上设临时吊结点，吊住环向桁架与之相连，待完成后半部分径向次桁架和连接的环向桁架后，再安装前半部分径向次桁架及与其连接的环向桁架。2-3-6 测量定位该工程施工测量面积大、周期长，且精度要求高，为此在吊装前制订了专项方案，布置好控制测量网点。根据土建单位提供的定位轴线和水准基点，进行复核调整后在纵横和放射轴线上设立若干个控制点，把各个轴线和标高投注在楼地面和混凝土结构立面上，为吊装工序提供测量依据。在各构件空间三维坐标定位放线，复核无误后方可进行吊装。各构件焊接固定后，等焊接点温度恢复到与气温相当时，立即进行复核构件的空间坐标，若出现偏差立即返工调整。在施工中采用全过程定点跟踪测量，使整个工程的测量误差一直处于受控状态。2-3-7 焊接该工程主次桁架的焊接主要钢种为Q235B，钢管最大直径400mm、壁厚20mm，钢板最大厚度为50mm，焊缝有多种形式，焊接以C02气体保护半自动焊为主，辅以手工电弧焊，焊缝质量要求达到一级标准。针对焊接要求高、焊缝品种多的特点，对参加施焊的焊工进行培训、考试、交底，让每个焊工熟练掌握构件各节点的焊缝标准和要求。在焊前经试验确定焊接工艺评定和施焊顺序，尽量减少构件焊接后变形和焊后残余应力，焊后对焊缝的外观进行验收，并自行进行100UT探伤。为了确保工程质量，同时还邀请某大学作为第三方检测机构对焊缝做100的UT探伤，不合格的焊缝应及时返工处理。工程实例：贺龙体育场钢屋盖工程，由于造型独特、结构复杂、技术要求高