贵阳奥体中心支撑胎架卸载专项方案

中建三局建设工程股份有限公司贵阳奥林匹克体育中心工程钢结构支撑胎架卸载专项方案编制人审核人审批人中建三局建设工程股份有限公司贵阳奥体中心项目部2009年10月24日1第1章工程概况本工程钢罩棚为管桁架结构，分布于主体育场东、西看台，由墙面桁架、屋面桁架、转换桁架、端桁架、边桁架组成，其中片式桁架交点间距约9M，墙面桁架平面方向与地面垂直，屋面桁架方向与建筑径向轴线方向相同，由于屋面桁架和墙面桁架不在同一平面内，桁架主弦不能贯通，则通过设置转换桁架相连。在整个斜交平面桁架体系中有铸钢节点、焊接球节点、相贯线节点、对接节点多种连接节点形式，同时在西看台悬挑屋面桁架上弦设置了16根预应力拉索，使得大跨度悬挑结构得以实现。第2章编制依据21主要施工规范序号规范名称规范编号1钢结构工程施工质量验收规范GB5020520012钢结构设计规范GB5001720033建筑结构荷载规范GB5000920014工程测量规范GB5002620075建筑变形测量规程JGJ/T8976建筑钢结构焊接规程JGJ8120027建筑施工高处作业安全技术规范JGJ809122主要参考资料序号规范名称编制时间1贵阳奥体中心钢结构施工组织设计2009年8月22贵阳奥体中心主体育场工程主体育场钢结构施工图纸2009年3月3贵阳奥体中心主体育场工程主体育场钢结构深化设计图纸2009年6月4贵阳奥体中心钢结构胎架施工专项方案2009年8月5贵阳奥体中心钢结构胎架预应力拉索施工专项方案2009年8月6贵阳奥体中心钢结构施工过程模拟分析报告2009年8月章3章卸载组织管理体系卸载是一个复杂的过程，为了保证整个卸载过程的安全，力的平稳过渡，必须建立严格的组织管理体系。组织体系中设置一位总指挥，全面负责卸载过程的指挥与协调，两个副总指挥和卸载工作小组，卸载工作小组设监测人员、安全员、技术员、指挥员、调度员。工作小组下面设若干个班组。总指挥副总指挥副总指挥监测人员安全员技术员指挥员调度员班组二班组三班组四班组五班组六班组一班组X3章4章卸载条件根据贵阳奥体中心钢结构施工组织设计，在屋面预应力拉索施加40的预应力之后，开始支撑胎架卸载，在卸载前必须完成以下方面的工作1所有须安装的构件全部安装完成；2所有须焊接的节点全部焊接完成；3所有须进行验收的节点、构件验收完成；4所有须进行测量的节点测量读数完成。屋面次结构宜在卸载完成之后，再进行施工。章5章卸载前的准备工作51现场准备511测量准备复核平面控制网和高程控制网，并进行引测，以此作为控制卸载过程中观测桁架变形、位移以及胎架沉降和变形的基准。512安全准备1在卸载区域拉设安全警戒线，作好安全警示标识；2重视高空坠落和高空坠物安全隐患的排查工作，检查安全兜网的完善性。52机具准备卸载主要仪器和设备4表531卸载主要设备和仪器统计表1名称规格数量产地备注2对讲机ICOM28部中国2KM范围有效3水准仪3BS1/S32台中国4全站仪NET21002台日本5经纬仪TD102C2台中国6激光铅直仪2台中国7振弦式应变计60套日本8应变集线箱5套日本9千斤顶25吨5个中国10千斤顶20吨30个中国11千斤顶10吨120个中国12千斤顶5吨60个中国53人员准备由于在卸载过程中，同一圈的卸载工作需要同步进行，因此对人员的组织管理非常重要，为确保在实施过程中真正做到同步，参加卸载的人员将在参建的钢结构施工人员中择优选择。西看台外圈（即转换桁架）的卸载点最多，共有21个支撑胎架，每个支撑架上有5个支撑点，每个支撑架上安排一名管理人员，则21（51）126人。中圈和内圈的卸载点少于外圈，安排外圈卸载人员顺次进行操作。章6章卸载原则卸载方法为“分阶段整体分级同步卸载”，卸载过程需要以下几个方面的要求1卸载时相邻支撑的受力不会产生过大的变化，避免胎架出现过大变形、位移或破坏现象；52结构体系的杆件应力不超过钢结构设计规范规定的允许应力，避免结构体系的杆件内力过大而出现破坏现场；3结构体系杆件的位移和变形不超过钢结构设计规范规定的允许数值，避免结构体系的杆件出现塑性变形或影响结构安全、使用、观感的变形和位移；4结构体系受力转换可靠、稳定。卸载遵循如下原则以理论计算为依据，以变形控制为核心，以测量控制为手段，以平稳过渡为目标。章7章卸载工艺71卸载分区本工程中支撑胎架数量众多，卸载面积大，支撑胎架与支撑胎架距离较远，并且支撑胎架很高。根据结构本身及支撑胎架的布置情况，在计算分析的基础上将整个支撑胎架体系分为外、中、内三个环。西看台外环支撑胎架21个，中环支撑胎架39个，内环支撑胎架24个，合计84个胎架。东看台外环支撑胎架42个，中环支撑胎架19个，内环18个，合计79个胎架。72卸载流程1西看台罩棚卸载步骤卸载过程采用控制位移的方法实现分阶段整体分级同步卸载，遵循变形协调和结构安全的原则。卸载的顺序为从外环向内环，整个卸载步骤分为2大步，每大步中又分为5个小步，共10步。具体卸载步骤见以下流程图第一步外环下降1/2平均约6MM中环下降1/4平均约8MM内环下降61/4平均约15MM中环下降1/4平均约8MM内环下降1/4平均约15MM。第二步外环下降到位平均约6MM中环下降1/4平均约8MM内环下降1/4平均约15MM中环下降到位平均约8MM内环下降到位平均约15MM。表721西看台端桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z方向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）1400412124211912111143407844441142395426265540864242116339564040107401155551484162453531394110626215105396360601511402068681712615076060151341326363161479706262161541455353131683974454511174033404010189127040401019403941411020101806424211214182474712221114074848122341956161152412398761611525420880802026133991787820274055737318281414487171182942285757143015399756561431423852521332164000505013733406347471234174001454511表722西看台D轴屋面架卸载点最大下挠值及单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z方向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）111884262672216022323633187924246441512272775518433131866155634349771849353598812073232899182232328101012253434811111222343491212122134349131313373535914141339363691515134137379161613623838917171742373791818174141411019191317424211202014194949122121170549491222221467464612232314564747122424168542421025251434363692626167429297272716693030728281124242462929112928287表723西看台F轴屋面桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z方向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）11149712123221808101038331169131334411861313355118813133661156121237712961313388129813133991285131331010127615154111117181111312121710161641313127216164表724西看台转换桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z方向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）11647060602216393939103892161604413745181805516291291293262381115415439728838820837398787229333076761910381322122155111609229229571237481241243113292212112130144305888822151898172172431616531561563917371511611629182951989825195316898922203815848421211597441022375255132329760808022464609090225160373731826284411032729960202012878032727079293818484812301517454511313782030301323012000033844191905341508494912353621040401363042010100373779131303389798121203393822686817401503626216413778010100423071181805431080464612441919050501451174010100463776110347339919190548117655551449192205050150116320720752513774050501523367191905531298494912541926070702551159040401563772020201573335161604581310742421159193006060260129503030161377001010062330315150463143984242116419340909026513030101006637680505016732562121056815422551369193808080270130936360971163766080802107232282424067343458581574382385852175142892922376376409090277319828280778174383737097938256969178014447171188137620606028231680909028318442330884382777188511127676198637600303018731380606028819644232306893829992390112510510526913758080802923116050501932064837370994383123123158951144287287729637566565169730968989229821653252506991138363690100383337737794101308721221253102375323323358103221103116116292东看台罩棚卸载步骤卸载过程也采用控制位移的方法实现分阶段整体分级同步卸载，遵循变形协调和结构安全的原则。卸载的顺序为从外环向内环，整个卸载步骤分为3大步，每大步中又分为5个小步，共15步。具体卸载步骤见以下流程图第一步外环下降1/3平均约4MM中环下降1/10平均约5MM内环下降1/10平均约12MM中环下降1/10平均约5MM内环下降1/10平均约1112MM。第二步外环下降1/3平均约4MM中环下降1/5平均约10MM内环下降1/5平均约24MM中环下降1/10平均约10MM内环下降1/5平均约24MM第三步外环下降到位平均约4MM中环下降1/5平均约10MM内环下降1/5平均约24MM中环下降到位平均约10MM内环下降到位平均约24MM。表725东看台端桁架卸载点下挠值和单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）111411661662/42236964444444/834146056056/124569633763376/12534656576576/1264107577578/1674648158158/16845687887888/16940695495410/201056599299210/201154611026102610/20123951162116212/24135611206120612/241464571248124812/24153891240124012/24166131287128713/261775081333133313/26183821268126813/26195571316131613/262084531364136414/28213731187118712/24225531234123412/242394491280128013/26243661046104610/20255841091109111/2026104951129112911/22273598968969/1828115489379379/18122944497097010/20303516926927/14315457247247/1432124417537538/16333444834835/10345435075075/1035134395265265/10364773833834/8375913653654/838143383453453/639153707246624662/44016370593931/24117370916160842183701050505表726东看台C轴桁架卸载点下挠值和单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）1138162952953/62238183183183/63338203623624/84438224004004/85538244434434/86638264934935/107738285405405/108838305795796/129938324854855/10101038344074074/8111138363523524/8121238383103103/6131338441101101/21414384082821/2151538421081081/2表727东看台G轴桁架卸载点下挠值和单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）1137902702703/62237923213213/6337963763764/84437963943944/85537984244244/86638004484484/8137738024654655/108838044684685/109938064604605/10101038084394394/8111138103593594/8121238123003003/613133814225022502/414143846404040404/8表728东看台转换桁架卸载点下挠值和单次卸载值序号胎架组号支撑点编号Z向下挠值（MM）卸载点下挠值（MM）单次卸载值（MM）113699868632237039898333116611411444420164545255126510510546126187873762027434318127480803972032434311012671381385118198476176312128320920971391995130130414117319819871510200513113141612931841846171120671231234181286172172619122073115115420117015915952113207910610642212801451455231418929595324131313213242515189787873261311121121427161932787832813091151154291720827575330181218111111414312084727223212141081084331920367070234121010610643520208669692361206106106437211914686823812021081084392219196969240119811111144123192472722421194115115443241929747424411901221224452520968080346118013013044726195284843481186140140549272042929235011831481485512820489898352112615615655329205410310335411241671676553020611101104561121176176657311981117117458111911411445932212289893601116636326133203438381621450404016334212732321641177373716535195830301661448404016736216538381681962171705693714522929170150027527517138197922522517219672525173391258404011574401109592592275411973222217642197422221据计算时得出的各支撑点卸载时需要降低的行程来具体实施每一步骤的卸载行程。卸载前要先在千斤顶上用水平尺标出需下降总行程距离，使用千斤顶每下降一段行程后检查桁架所有节点及支座连接处是否有异样，直至整体结构卸载完成。图721支撑体系调节机构示意图在卸载过程中，支撑系统和结构体系中的受力十分复杂。为防止发生意外，确保卸载的顺利进行，在卸载过程中应采取特别注意如下事项1卸载时要统一指挥，保证同步进行。2卸载前先计算好支撑点的钢结构变形量，通过变形量确定千斤顶的行程，如变形量超出千斤顶的最大行程，则要在卸载过程中更换千斤顶，或者卸载到一定位置时，将屋面临时固定，待更换千斤顶位置后继续卸载。支撑平台型钢短柱千斤顶仿形支座163卸载点水平位移较大时，在卸载之前利用垫铁调整千斤顶垂直度释放其水平位移。4卸载前要仔细检查各支撑点的连接情况，此时应让钢结构处于自由状态，不要有附加约束，特别要避免支撑系统与屋盖之间的固接。5卸载时要进行跟踪测量和监控。6卸载前要清理钢结构上的杂物，卸载过程中，钢结构上下不得进行其它作业。7卸载前要作好一切安全措施，并检查好千斤顶的使用性能。73卸载监测731卸载过程中的结构位移和变形监测1采用全站仪测量未卸载前各支撑点的坐标，并记录在案。2掌握各次卸载量，每一步的卸载量都要严格按照规定要求的卸载量进行卸载，要对卸载进行精确的跟踪控制。3卸载施工人员配备一小段钢尺，以量取每次卸载的卸载量进行控制，提前在支撑处画上标记线，每次卸载量的控制都要严格按照该画线处量取。4每次卸载后，测量卸载点的标高，以确定下一次卸载的调整值。732卸载过程中结构的应力监测通过钢罩棚钢桁架结构形式分析，在结构卸载施工过程中，屋面桁架体系由支撑拆除前的简支梁单元转换成支撑拆除后的悬臂梁单元，此过程的应力变化量最大，为保证卸载过程结构的的安全进行构件应力监测。为实现对其的应力监控，在屋面支撑胎架与桁架弦杆相交处采用振弦应变计，每个点对称布置两个振弦应变计，选17择应力较大杆件进行布置。图731BGK4000应变计结构示意图图732BGK4000振弦式应变计实物及使用示意图733卸载过程中支撑胎架的沉降、位移和变形监测，节点焊缝观测在卸载的过程中，要设置排水沟，保持胎架基础无积水，并每天对胎架基座标高进行测量，发现问题及时处理。对胎架垂直度定期进行监测，发现问题及时处理。定期对胎架节点焊缝进行观测，发现裂纹等情况及时处理。章8章卸载应急预案以上卸载过程设置是基于理论计算分析和以往的施工经验，由于本工程卸载吨位大，卸载点多，分布面积广，在实际的卸载过程中，可能出现与理论计算不一致的18地方，对可能出现的非正常情况，作出以下预案。81施工组织成立卸载指挥小组，全面负责协调、指挥、检查卸载工作。82非正常情况预