梅溪湖城岛项目双螺旋体观景平台吊装工艺资料

1、梅溪湖城市岛项目双螺旋体观景平台吊装工艺 引言： 随着最后一块重 15.5t 的螺旋体环道单元被吊至 35m高空，并完成拼装、 焊接，本项目双螺旋观景平台实现封顶， 该建筑也是世界最大双螺旋钢结构， 其 安装工艺在国内属于领先水平，本文着重介绍其安装过程中的吊装工艺。 一、螺旋体结构概述 双螺旋观景台为城市岛上的标志性建筑物，高约 34 米，最大直径约 86 米， 由两条相互环绕螺旋上升的环形通道， 连接着一列密集的柱廊。 螺旋体斜立柱共 32 根，立柱与水平面的夹角为 62.02 ，相邻立柱在平面上的投影夹角 11.2 5， 相邻斜立柱之间以直径 30mm钢棒连接保证结构的稳定性。 斜立柱为

2、箱型变截面， 材质为 Q345B，截面宽 300mm，截面高为变截面，翼缘厚度为 35mm，腹板厚度为 28mm。32 根斜立柱为螺旋体结构主要支撑体系，其制作质量及外观均有较高要 求。 内环道和外环道通过三角支撑板和箱型连接件与钢柱形成整体， 连接件标高 随着内外环道走势进行变化。四周钢柱为倾斜钢柱， 32 根均匀围绕一圈布置。 二、总体安装思路 螺旋体钢结构安装方法主要采用“地面散件拼装， 分段整体吊装， 单元高空 组装”方法进行安装。螺旋体钢结构施工拟采用 1 台 ST80/75 塔吊（ 60m臂长） 完成施工。采用 2台25t 汽车吊在环岛内负责螺旋体构件的拼装， 1台25t 汽车 吊

3、负责构件转运。施工顺序主要为：首节钢柱安装（包括柱脚）第二节钢柱安 装柱间钢棒安装并紧固第二节钢柱内侧环道节段安装第二节钢柱外侧环 道节段安装第三节钢柱安装并紧固柱间钢棒安装第三节钢柱内侧环道节 段安装第三节钢柱外侧环道节段安装柱顶环道安装 （根据设计意见， 柱间钢 棒为防止钢柱侧向变形的作用， 在施工完成后保证不受压力， 故在施工过程中紧 固钢棒，保证钢棒无压应力即满足设计要求） 。 三、吊装分段 （一）钢柱分段 钢柱根据设计图纸分为三段或四段进行吊装 3-17 轴钢柱分段示意图 3-18 轴钢柱分段示意图 （二）螺旋环道分段 为了考虑螺旋环道的吊装整体系， 环道的分段以环道三角支撑的中心线

4、 （即 两块三角板之间的中心线） 为分割线， 将环道切成一段段整体三角梁段 （最重节 段约 25.8 吨），具体分段如下所示： 环道分段示意图 环道节段拼装 环道吊装单元信息统计： 内环道分段单元编号 外环道分段单元编号 四、螺旋体钢结构施工流程 流程一：在土建基坑开挖过程中完成预埋件施工。 流程二：进场 80t 汽车吊，完成第一节柱脚施工。 流程三： 200 吨和 130 吨汽车吊进场完成 ST80/75 塔吊安装。 流程四：利用 ST80/75 塔吊完成第二节钢柱吊装。 流程五：利用塔吊安装底层环道单元。 流程六：顺时针依次安装 21 至 16 轴线之间环道单元。 流程七：依次安装内侧环道

5、单元至28 与 29 轴线之间。 流程八：安装 31 与 32 轴线之间外侧环道单元。 流程九：逆时针依次安装外侧单元至轴线13。 流程十：进场 200t 汽车吊安装第一节桥段单元，完成第三节钢柱安装。 流程十二：塔吊安装内环环道单元至 25-26 轴线，安装外环至 17-18 轴线。 流程十一：安装外环环道单元至 10 轴线。 流程十三： 200t 汽车吊进场安装人行天桥桥面，塔吊完成柱顶所有环道单元安装。 流程十四：进场 260t 汽车吊拆除塔吊。 流程十五：所有设备退场，螺旋体结构安装完成。 五、柱脚锚栓安装 （一）柱脚锚栓概述 本工程柱脚锚栓主要分布于螺旋体 32 根钢斜柱柱脚处，均为

6、箱型柱脚螺栓。 锚栓群主要由 4 根长度约 1m 的螺栓和一圈环形定位板组成，构件材质均为 Q345B。 柱脚锚栓平面布置图 柱脚锚栓三维结构示意图 柱脚锚栓与钢柱连接节点示意图 （二）锚栓施工技术准备： （1）熟悉结构设计图纸，掌握地脚螺栓规格、尺寸、位置、数量等。 （2）对地脚螺栓进行详图深化设计，确定详细构件图及安装位置。 （3）对技术人员及操作工人进行技术交底。 （4）编制地脚螺栓施工方案，指导现场施工。 （5）测放钢结构安装的主控轴线，并对所有地脚锚栓定位轴线和标高进行 放线测量。 （三）锚栓预埋测量控制： （1）第一步，根据现场的实际情况，采用全站仪和水准仪测量，以场区控 制网点坐

7、标值为依据， 对钢柱柱脚定位锚栓的定位轴线进行实地放样， 然后对放 样点位进行自检并校核，请土建测量工程师复核确认，并报请监理审核。 （2）第二步：在柱脚基础混凝土垫层上确定轴线交点及各柱中心点。并在 每个柱脚的位置进行标记并作出定位轴线。 （3）第三步 : 将钢柱的锚栓固定支架放置在各个钢柱中心的位置 . 并将支架 的中心点对准钢柱的中心并与钢筋进行点焊固定。 （4）第四步：在柱脚基础钢筋的绑扎过程中 , 派两名测量员经常进行测量 校核以保证位置的准确。在钢筋绑扎完毕后 , 再对各个柱脚的预埋螺栓进行测量 校核并准确的定位，并进行牢固固定。 （5）第五步：地脚螺栓固定后，在浇捣砼时，由于受振

8、动和砼倾倒流淌时 的侧向挤压会有偏移。 因此，在砼浇捣时应派两名测量员在两个互相垂直的轴线 上监视偏差情况， 及时调校正确； 砼凝固后， 重新投测埋件控制线并复查埋件及 地脚螺栓偏移量 , 并作好记录。 （四）锚栓安装方法： 锚栓现场安装时， 首先在堆场将锚栓群及定位板拼装为一个整体， 并根据锚 栓群结构特点制作锚栓固定支架。 施工时， 先安装固定支架并测量定位后， 采用 25t 汽车吊逐步安装 32 套柱脚锚栓。 （五）锚栓安装流程： 柱脚锚栓进场验收按图纸尺寸进行测量放线制作并安装锚栓固定支架 现场拼装锚栓群整体吊装锚栓群就位测量、 校正、固定钢筋网绑扎完成 后整体交验混凝土浇筑测量校正完

9、毕后复检记录测量数据。 （六）锚栓施工注意事项： （1）对丝扣部分要注意保护，这对螺母的顺利施拧、钢柱安装工作的顺利 进行至关重要。 （2）出厂前要用黄油对丝扣部分进行涂抹，以防止生锈。并用塑料布严密 包好扎紧。防止混凝土浇筑时，水分的侵入。 （3）在混凝土浇筑前 , 要对预埋螺栓丝扣部分进行检查 , 如有损坏要及时修 补，重新进行包扎 钢柱地脚螺栓定位模板及螺栓防污染保护措施图 六、钢柱柱脚施工 （一）螺旋体柱脚概况 螺旋体钢柱柱脚为插入式柱脚， 主要由预埋箱型钢柱 +首节段钢斜柱 +栓钉组 成，总量为 32 件。预埋钢柱截面为口 300 2944 5050mm，柱高 3.3m；钢斜 柱底部

10、最大截面为口 30025285050mm；栓钉型号为 22100mm，共 922 颗。相邻钢柱柱脚水平面投影夹角为 11.25 ，斜柱与水平面夹角为 62.02 。 螺旋体钢柱柱脚最高约 9.2m，最重约 25t ，斜柱柱脚处要求做喷锌处理，柱脚 +10.0m 标高范围内需灌注 C40混凝土。 螺旋体柱脚结构示意图 相邻柱脚关系示意图 （二）柱脚安装方法 柱脚锚栓安装完毕后， 开始进入螺旋体钢柱柱脚的安装。 柱脚吊装拟采用一 台 80t 汽车吊沿螺旋体周边依次安装，安装顺序为：从 GZ-26（ 3-26 轴）逆时针 安装至 GZ-25（3-25 轴） 三）柱脚安装流程 序号 安装流程 具体措施

11、 1 测量放线 柱脚安装前，施工人员应认真审图，对于每组钢柱柱 脚的形状尺寸、轴线位置、标高等均应做到心中有数。根 据测量控制网再测设细部轴线， 用全站仪定位埋件控制点 的位置 , 并做好放线标记。 2 柱脚吊装与锚栓穿孔 就位 采用 80t 汽车吊吊装一节柱， 安装过程中拟采用锥形 引孔器实现锚栓的快速精确穿孔就位。 3 钢柱柱脚校正 柱脚初步就位以后，用全站仪进行坐标的复核，对埋 件的位置进行校正， 校正时采用千斤顶及缆风绳等措施对 柱脚的标高及轴线进行微调和固定。 4 跟踪测量 柱脚基础混凝土过程中，振动棒避免碰到钢柱柱脚， 施工员跟踪测量柱脚埋件位置，随时校正偏差。混凝土终 凝前，对柱

12、脚埋件位置进行复测，发现偏差及时校正；混 凝土终凝后，对柱脚定位放线，复测柱脚预埋偏差并做好 测量记录。 七、坡道单元地面拼装 螺旋体环形坡道安装拟采用“地面整体拼装， 单元高空组装”的方法进行安 装。根据施工分段，坡道纵向宽度大于 4m的节段需在制作厂分为两段，然后运 输至现场进行地面整体拼装。坡道拼装胎架的设计，拟采用尺寸为5.6 1.3 0.14m 的路基箱和 HW200 8 10mm的型钢及枕木组装而成。为了确保螺旋体的 施工进度，坡道施工时，现场拟同时设置 2组拼装胎架， 以保证坡道吊装的连续 性。其中，螺旋体中心拼装场地分别布置 2台 25t 汽车吊负责内环坡道的拼装。 环形坡道的

13、的拼装流程如下所示： 第一节坡道节段拼装到位 第二节坡道节段拼装到位 根据环道分段单元统计，编号 WH1-WH3、4NH104-N109吊装单元需要在高空 对接安装，安装方法如下： 典型环道单元一安装： 待前一环道单元安装完成后， 开始吊装悬挑环道单元。 采用四吊 点吊装， 调校就位后将待安装环道与已安装结构用马板焊接牢固， 待焊接完成环道斜面长度 各1/2 焊缝时候塔吊松钩。 典型环道单二安装：待前一环道单元安装完成后，吊装环道单元二。采用四吊点吊装， 调校就位后立刻使用马板将环道单元一、 二之间临时焊接， 同时固定环道三角悬臂板与钢柱 相连。待钢柱悬臂板焊接完成 1/2 后松钩，待完成所有

14、焊接工作之后割除两块环道单元上部 马板。 九、螺旋体安装技术措施 （一）钢斜柱安装 螺旋体吊装前提前放样，根据构件中心设置吊耳，安装前搭设好操作平台。 吊装就位后， 及时将钢柱对接处临时连接板固定， 两端同时拉设缆风绳， 保证钢 柱稳定性。钢柱内部加劲通过焊接手孔完成焊接。 环道节段安装时，拟在钢柱箱型连接件上下端及环道三角支撑板上下端分别 设置连接耳板， 耳板之间拟用 M36高拴连接， 通过两者之间的耳板对接， 来固定 和定位各环道节段。同时相邻环道间采用马板焊接。 环道单元吊装 环道单元就位调校步骤： 环道吊装采用四点吊装法， 其中号吊耳设置在 重心线上，为主受力吊耳，号吊耳与号吊耳垂直设

15、置，为调节吊耳。环 道吊装至待安装位置处， 调节号倒链使得待就位环道单元与已安装环道单元上 表面中心齐平， 调节号倒链使得环道上表面与已安装环道单元齐平， 同时调 节三角悬臂板就位， 立即使用马板将端部与已安装环道单元连接， 并将三角悬臂 板临时措施连接牢固。 （三）钢柱焊接操作平台 钢柱对接焊缝施工，拟采用爬梯 +脚手架施工操作平台，施工时，提前将爬 梯临时固定在钢柱上， 方便人员上下， 同时在地面搭设好操作平台， 保证人员可 站立在平台内焊接施工。操作平台的结构及布置如下所示： 操作平台搭设 （四）环道施工操作平台 环道在地面拼装完成后， 挂设好操作平台， 随环道一起吊装就位。 环道焊接

16、使用陶瓷衬垫， 环道上表面外包钢板开设人孔， 方便人进入环道内部焊接。 焊接 完成后，通过外部操作平台完成打磨及油漆补涂施工。 环道施工操作平台 （五）螺旋体施工通道预留 螺旋体施工过程中， 环道单元均可以通过塔吊直接周转至环道内侧， 再次施 工过程中，钢柱之间钢拉棒均可以安装固定。在塔吊拆除过程中， 130t 汽车吊 需要进入螺旋体内部， 需要将已安装钢棒进行局部拆除， 作为运输通道。 为保证 结构稳定性，需要提前在钢柱下方各设置一组支撑胎架。根据分析，拟将 3-14 与 3-15 柱间作为运输通道 （柱间最小距离为 3.3m，运输车辆宽度为 2.5m，200t 汽车吊宽度为 3m，满足要求）。 临时运输通道示意图 十、吊装分析 （一）吊装设备选择 螺旋体钢结构主要采用 1 台 ST80/75 塔吊（ 60m臂长）完成吊装 二）吊装工况分析 工况一：最重吊装单元吊装分析 由上图可知，最重吊装单元为 3-8 轴线顶部环道单元，重量约 25.85t ，吊 装距离为 31.6m，根据塔吊性能参数表可知， 塔吊在 35m范围内起重量均为 26.3t 25.85t ，满足吊装要求。 由上图可知，最远位置吊装单元为 3-29 轴线顶部环道单元， 重量约 18.31t ， 吊装距离约 42.5m。根据塔吊性能参数表可知