钢管拱架在拌合站料仓雨棚中的设计与施工

1、钢管拱架在拌合站料仓雨棚中的设计与施工第37卷第18期2011年6月山西建筑shanxiarchitecturevo1.37no.18jun.2011?89?文章编号:10096825(2011)18008903钢管拱架在拌合站料仓雨棚中的设计与施工王海涛摘要:以长吉城际铁路3号混凝土拌合站及2号级配碎石拌合站为工程背景,介绍了钢管拱架主要设计参数及施工活荷载,建立了荷载模型,并进行了反力和位移计算,阐述了铁路施工项目拌合站雨棚的施工技术和主要工序的技术质量控制措施,为今后同类工程积累了宝贵经验.关键词:料仓雨棚,钢管拱架,拌合站中图分类号:tu758.11文献标识码:a1工程概况长吉城际铁路

2、dk76+092dk98+000段,全长21.9km.设计在dk87+710位置处,设立3号混凝土拌合站及2号级配碎石拌合站,以集中拌合所需混凝土和级配碎石,然后由此沿施工便道自中间向两端运输.3号混凝土拌合站有hzs90型混凝土拌合机三台,2号级配碎石拌合站有wd500型级配碎石拌合机一台.为保证混凝土和级配碎石的生产质量,在该拌合站设计了5400m的雨棚的配套设施.拌合站雨棚主体结构采用钢管拱架结构,屋面采用0.5mm厚彩钢面板,构件刷涂防锈漆一遍,相邻拱架之间设立排水槽,排水方向为由前(拌合站主机方向)向后(围墙方向).2主要设计参数1)本工程考虑施工活荷载3kn/m,上吸风活载0.35

3、kn/m,恒载(白重)1kn/m.2)单榀跨度分别为13ill和15irl,总跨度为133m.上构跨径组合为113m+8-15nl.同一立柱间距6m,立柱高7m.3)主要工程数量为钢管拱架,檩条及立柱(包括节点)数量.钢管拱架共90榀,檩条共9000iti,立柱100根.4)排水方向为单向,方向由前(拌合站主机方向)向后(围墙方向),坡度4%o,排水槽设于每跨连接处,截面尺寸宽高=20em20em.总长度432irl(8x54m).3荷载计算1)计算施工活荷载.施工活荷载:按0.5kn/m考虑,折合到梁上均布荷载为0.56=3kn/m.依据钢结构设计规范,考虑活载安全系数1.4,可知雪作用在屋

4、架结构上的荷载为0.3kn/m,经计算q=0.3x6=1.8kn/m.雪荷载等于施工活荷载,由于二者不会同时出现,这里只考虑施工活荷载.2)计算风活载.按照荷载规范要求,该结构矢跨比1.8/18=0.1,则仅考虑上吸风荷载.上吸风荷载:按风压高度系数为1.0(b类),风振系数取为1.2,体型系数取为0.8,基本风压为:0.35kn/m.3)计算恒载(自重).屋面彩钢板及屋面檩条荷载:按0.17kn/m考虑,折合到梁上均布荷载为0.176=1kn/m.4钢管拱架结构验算4.1主要材料+6o375.5和+16ox4.5钢管;12050202.5c型钢;40405型角钢;10thin钢板;中18和+

5、16钢筋04224,4.0焊条.4.2钢管拱形结构模型拱顶钢管2xl=215.055m间距450mm,l2=15.029m,l与间距350mm.中18和巾16加固钢筋间距50mm.4.3结构验算4.3.1钢管拱架1)荷载模型(有限元模型)见图1.c)屋面檩条及彩钢板荷栽图1荷载模型(单位:kn/m)2)反力计算见图2.a)1.35x恒+l4x0.7施i活荷栽b)1.0x恒+1.4上吸风荷栽6c)1.2x恒+l-4施工活荷载图2反力计算示意图(单位:kn)3)位移计算见图3.数据分析:l,=0.0235/181/1306<1/400,因此符合设计要求.4.3.2檩条挠度冷弯内卷边槽钢檩条型

6、号:6030152.5.lz=16.78em;e=210mpa;q=q雪+q自=3+0.03=3.03kn/m;z=6m.最大挠度:收稿日期:20110318作者简介:王海涛(1978一),男,助理工程师,中铁十九局集团第三工程有限公司,辽宁辽阳111000第37卷第l8期?90?2011年6月山西建筑b)1.2x恒+1.4施工活荷栽,c)1.35x恒+1.4x0.7x施工活荷栽图3位移计算示意图(单位:mm)=5qt/(384etz)=53.03x61(3842.10x10.16.78x10一)=i.4510一m./l=1.45x10/61/41379<1/400.满足刚度要求.考虑到

7、两跨中间积雪可能会更深,因此不予调整.拉筋拉应力验算:.=210x2.545l0=53kn<228.7kn.由以上数据可以看出,拉筋提供的拉力偏小,此拉力主要是由施工活载引起,因此在施工时一定要做好立柱和拱桁架的连接.4.3.3立柱稳定性计算选d=168mm,t=5mill,h=6m,q235薄壁钢管.假设一杆端铰接,一端刚接,a=n/i:=0.7x6/168/410=100,查a对应值0.604,则:=a=0.604x3.14/4(168一163)x1701010=133kn.=102.3kn<133kn,因此符合要求.4.3.4抗倾覆计算:jii=0;y墩+柱)182?018x

8、9+118x90.y(墩+柱):9kn,实际上分担在墩和柱的重量约3.5kn,因此保证结构不倾覆,必须将立柱与基础焊接牢靠,才能符合要求.以上计算施工荷载较大,施工时应采取措施,增加横向连接筋截面,或采取侧向支撑,以平衡横向力.5钢管拱架施工技术5.1主要工序1)模具制作.基础底座混凝土顶面必须精确测量保证水平,并预埋相应构件,基础底座上铺10mm钢板作为模具基础,与预埋在底座混凝土中的预埋件焊接牢固.2)放样和下料.放样和下料由专职放样技术工人负责,放样前应做好样板样杆并应检验合格,同时应对钢板进行矫平矫正,切割放样划线应预留割缝和边缘加工余量,组装和钻孔划线应划出中心线,边缘控制线,冲印,

9、并做上相应的记号,以防混淆.3)组立定位.组立定位主要是指巾60x4.5钢管,在焊接前的点焊定位固定.,60x4.5钢管组立,量大而规则的则工作平台上组立加工,组立前应对钢管骨架进行矫正矫直,由放样人员划出中心线,定位线,待检验合格后才准点焊固定.4)组装电焊(手工焊).端头板,加筋板,连接节点都要进行组装电焊,组装时应在专用模具胎架上进行正式电焊.焊接后对应力过于集中的位置用热处理以消除过大的应力.手工焊的焊接人员均按规定考核持证上岗.5.2钢管拱架的制作1)钢管拱架的制作流程图见图4.2)下料时对于弧形的钢管拱架材料长度放余量30mm.3)基准的选择:高度方向:对于钢管拱架的上表面.长度方

10、向:中心线.宽度方向:中心线.碌枯聃连r矫正,检验连接板,劲板二二二切割,下料.:i!.一检验.!i!:.一焊接二二二二栓验主体二二二二钢管拱架下抖二二二检验二二二组立定位二二二焊接,检验二=】二构件定长二二二组装二二二焊接,矫正验收合格立拄支承板.:jl:.一切割,下井一检验图4钢架制作流程图4)主体的加工.根据上面定出的基准线,在经检验合格的胎架上拼装,拼装时应注意不得在焊缝区域外引弧.在钢管骨架组立定位后,再焊接架立筋.焊接次序和参数见焊接要领.焊接矫正后,待装.5)加劲板,连接板加工.加劲板,连接板按图示尺寸切割下料,部分加劲板和连接板划线钻孔.6)加劲板等的组装.以两钢管中心连线为基

11、准,以拱架的上拱侧为上表面,每挡劲板加放0.3mill焊接收缩余量后组装加劲板.焊接矫正,半自动切割定长度.钻端孔,开现场焊坡口(注意方向),安放衬垫板.5.3屋面系统1)檩条.檩条长度为6m,此长度等于两榀钢拱架间距.檩条问距满足设计要求,横向间距误差小于10mm.2)彩钢瓦.堆放场地应平整,应用垫木使板离地20cm左右,垫木应平整且间距不得大于2m.安装时,铆钉横向间距同檩条间距;纵向间距0.5nfl.5.4立柱及钢管拱架的安装1)吊装工艺流程:立柱按照编号依次进行吊装,校正,固定一柱间圈梁吊装,固定一i号,2号柱间钢管拱架吊装,校正,固定一3号,4号柱间钢管拱架吊装,校正,固定一跨间斜拉

12、肋安装(若有)一跨间檩条及水平,垂直支撑安装一5号,6号柱间钢管拱架吊装,校正,固定,依次类推.2)钢管拱架吊装前应先在地面拼接平台上进行焊接组装拼接,应采用水准仪,钢卷尺控制拱架的几何尺寸,挠度,侧弯等,严格控制钢拱架的组装拼接精度.3)钢管拱架吊装后,应及时用缆风绳和次梁,斜撑等进行稳定.6主要工序安装施工方法及质量要求6.1钢管柱吊装1)先检查,复核基础的轴线位置,高低偏差,平整度,标高,然后弹出每支钢管柱基础的十字中心基准线和基准标高.2)检查钢管柱的编号,中心基准点,高差基准点,吊点,以及表面损伤情况,待检验合格后即可提供吊装.3)钢管管柱采用汽车吊装,吊装时应对准基准中心线进行安装

13、,同时用水准仪控制标高,吊装后,使用经纬仪校正柱的垂直度,柱吊装完并固定,经过验收后,由土建单位配合进行柱脚包裹混凝土施工.6.2钢拱架吊装第37卷第18期2011年6月山西建筑shanxiarchitecrurevo1.37no.18jun.2011?91?文章编号:10096825(2011)18009102混凝土冬季施工及养护措施的选择与实施李艳萍摘要:结合具体工程实例,针对混凝土冬季施工方法的选择及关键技术措施进行了详细阐述,并给出了混凝土冬季施工养护措施,通过现场试验和严格管理,该工程取得了良好的施工效果,保证了隧道主体结构混凝土质量.关键词:混凝土,冬季施工,温度,养护措施中图分类

14、号:tu755.8文献标识码:b1工程概况全国第一条铁路入地石家庄六线隧道主体工程于2009年3月18日正式开工修建,工程历时715d,由于工程采用明挖法施工,而且要跨越两个冬季施工作业,如何选择合理的冬季施工方法和措施成为保证混凝土耐久性质量的关键环节.2混凝土的冬季施工关键技术措施2.1混凝土冬季养护仪器仪表准备1)大气温度测量:木制百叶箱,最高最低温度计;2)外加剂浓度测量:比重计;3)混凝土测温:棒形温度计,电子测温元件等;4)室内测温:干湿温度计;5)各种测温表格及文具.2.2冬季混凝土施工方法选用选择混凝土冬期施工方法时,应考虑的主要因素是:自然条件,结构类型,结构特点,原材料情况

15、,工期限制,能源状况和经济指标等.根据热源条件和所使用的原材料,我国建筑工程冬期施工规程中给出的各种施工方法可分为两大类,即混凝土养护期问不加热的方法和加热的方法.混凝土养护期间不加热的方法包括蓄热法,综合蓄热法,负温养护等;混凝土养护期间加热的方法包括蒸汽加热养护法,暖棚法,电加热法等.当室外日平均气温为一10,最低温度不低于一15时,地面为保障吊装的精度要求,拱的地面焊接组装一定要做到平,直,精,准.在地面搭设平台,对钢管拱按编号进行适当摆放,平台和钢管拱用水准仪,经纬仪测量校正,同时检查钢梁的编号,中心基准点,高差基准点,吊点以及表面损伤情况,然后进行地面组装拼接,待检验合格后即可提供吊

16、装,吊装时应先试吊.7结语中铁十九局集团长吉项目经理部二工区3号混凝土拌合站和以下工程或表面系数(结构冷却的表面积与结构体积之比)肼5的结构,优先采用蓄热法养护.根据石家庄市气候情况,六线隧道施工特点及计算结果,冬期混凝土施工选用蓄热法养护.蓄热法是指混凝土灌注后,利用原材料加热储存的热量及水泥水化热的热量,通过适当保温延缓混凝土结构物温度的降低,使混凝土结构物表面温度降至0前达到预期强度的施工养护方法.2.3冬季混凝土拌制措施1)水的加热.利用蒸汽锅炉直接向水箱内通蒸汽加热,加热温度为608o,水箱四面及顶口用岩棉被保温.2)砂,石料的上料及保温措施.砂,石料的上料均采用皮带输送机分别从砂,

17、石料暖棚内直接输送到拌合站的砂,石料自动计量料斗内,整个输送带焊接钢筋骨架,进行全封闭保温.砂,石料暖棚设置在离拌合站最近的地方,以减少热量的损失及保温材料的用量.在骨料中,不应夹杂有冰屑,雪团和冻块.若室外温度太低,导致砂,石料等骨料达不到拌合配比要求,可采用在料棚内设置热源的升温方式;或采用直接加热法,即在料堆内插入蒸汽花管,直接向砂堆排放蒸汽.3)外加剂罐采用保温棉包裹,并搭设保温棚,罐外设置两根蒸汽管道进行加温.其中,若是采用直接加热法,需注意要规范加热管道,杜绝发生蒸汽伤人的事故.另外,在加热完成后要重新2号级配碎石拌合站使用钢材100t,比原设计节省钢材近30t,取得了较好的经济效

18、益和社会效益,得到了业主和局指领导的一致好评.参考文献:1gb50017-2003,钢结构设计规范s.2gb50017-2003,钢结构工程施工质量验收规范s.3周学军,顾发全.钢结构工程施工质量验收规范应用指南m.北京:中国建筑.x-,3k出版社,2004.designandconstructionofsteelpipearchframeinwarehousecanopyatmixingstationwanghai-taoabstract:takingchang-jiintercityrailwayno.3concretemixingstationandno.2crushingstonemingstationastheprojectbackground,itintroducesthemaindesignparameterandconstructionactiveloadofsteelpipearchframe,establishesloadingmodel,carriesoncounterforceanddisplacementcalculation,anddescribes