大跨度三角巨型桁架连廊提升施工技术

1、大跨度三角巨型桁架连廊提升施工技术创新大跨度三角巨型桁架连廊提升施工技术创新中国建筑第八工程局有限公司郑州市奥林匹克体育中心项目中建钢构有限公司郑州市奥林匹克体育中心项目编 制：杨 楠发 布：杨 楠01工程概况02QC小组概况03选题理由04目标设定及分析05提出方案，并确定最佳方案06制定对策07对策实施08效果检查09巩固措施10体会与打算大跨度三角巨型桁架连大跨度三角巨型桁架连廊提升施工技术创新廊提升施工技术创新01工程概况 郑州市奥林匹克体育中心项目由中国建筑第八工程局有限公司承建，项目位于郑州市中原区，工程总建筑面积为49.5万平方米。主要由体育场、体育馆、商业区、游泳馆等部分组成，

2、其中钢结构总用钢量约4万吨，为郑州市重点工程，工程质量创优目标为确保鲁班奖、国优奖、钢结构金奖。体育场南北端空中连廊采用三角形巨型桁架结构，结构高度33.6m，东西长112m，南北宽22.8m，最大跨度82m，支承于钢框筒上。钢框筒为钢框架结构。三角形巨型桁架结构形式为网架桁架，网架主要在底部；桁架为竖向片状桁架，共计15片，之间用圆管或方管连接。三角巨型桁架总重约1300吨01工程概况小组名称成立时间小组注册号注册日期活动频率活动时间QC小组概况表为了实现本工程的质量目标，项目部于2017年04月组建郑州市奥林匹克体育中心项目部QC小组，命名为中原QC小组。经中国建筑第八工程局有限公司注册，

3、小组注册号为：ZJBJ-HZ-QC-2017-08，由项目经理鞠保国担任组长，对本工程大跨度三角巨型桁架连廊提升施工技术进行攻关活动。02QC小组概况制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年8月月10日日QC小组成员一览表制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年8月月15日日02QC小组概况序号姓名岗位组内职务1鞠保国总包项目经理全面负责QC小组各项工作QC小组各项工作2李永明总包技术总工负责制定技术方案及技术指导3苑庆涛总包技术负责人现场技术指导4田云生总包技术负责人现场技术指导5朱小兵钢结构项目经理配合总包项目经理开展QC工作6黎健钢结构技术总工配合制定

4、技术方案，进行现场指导7陈海涛钢结构生产经理过程实施及监督8向峰钢结构质量总监QC诊断及过程实施监督9王仕观钢结构测量工程师测量监控10杨楠钢结构质量工程师质量检查全国二等奖02QC小组概况湖北省优秀武汉市一等奖武汉市一等奖质量管理小组理由三 郑州市奥林匹克体育中心为河南省重点工程，项目明确要求获得国优奖，建成后将成为河南省规模最大体育场馆。理由一 三角巨型桁架跨度大，吨位重，下部无支撑体系，质量验收严格，施工精度要求极高。为实现在有效工期内保证质量的完成施工任务，桁架施工方案是施工成功关键，由于现场施工条件差，不可控因素较多，需探讨出合适的施工方法确保施工顺利进行。理由二 经过了解，三角巨型

5、桁架连廊提升难度大，施工前需针对现场环境考虑到各种条件影响，制定科学合理可靠的施工方案并加以实施。 鉴于上述理由，郑州奥体中原QC全体小组成员决定以“大跨度三角巨型桁架连廊提升施工技术”为课题。03选题理由ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.QC小组根据上述分析，经与业主、监理、设计相关人员讨论，确定目标为：1、确定目标04目标设定管桁架施工一次成功，卸载后的桁架下绕值和施工完成后的对接口错口满足控制在规范要求范围内。2、目标量化（1）桁架施工完成后

6、对接口错边t3mm；桁架卸载后最大下绕值Z最大不超过20mm。（2）对接口一级焊缝检测合格率达100%，一次性通过验收。04目标设定3.目标值分析（1）虽然此次为大跨度三角巨型桁架连廊提升，但此前我司在武汉天河T3、郑州T2航站楼、深圳宝安机场施工中分别实现过常规条件下的相关施工，积累了施工经验及技术实力，为此次创新施工提供了基础技术资料。（2）本QC小组成员均具有多年的技术经验及施工管理经验，总结的QC成果连续获得2015年、2016年武汉市成果发布一等奖。（3）郑州市奥林匹克体育中心项目作为中建钢构河南分公司年度重点工程，公司对本项目非常重视，要求严格按照公司企标来实行技术指导和过程质量控

7、制，对大跨度施工等重点施工方法均进行严格论证。目标可行05提出方案，并确定最佳方案 根据公司在郑州T2航站楼、武汉天河T3、深圳宝安机场的施工经验，QC小组采用头脑风暴法，结合郑州奥体体育场实际条件下的复杂环境，以保证大跨度三角巨型桁架连廊施工质量、安全以及造价为标准，经过充分讨论提出以下三种方案：05提出方案，并确定最佳方案1.提出方案：方案一：单榀拼装+平台组装+整体提升（1）根据单榀桁架投影设置简易胎架支撑，进行单榀桁架拼装（2）根据三角巨型桁架投影设置拼装胎架，并根据计算出的吊点位置设置支撑系统（3）在桁架投影区进行单品桁架之间的拼装（4）通过提升系统一次将桁架提升到位（5）焊接检测合

8、格后卸载05提出方案，并确定最佳方案1.提出方案：方案二：分区拼装+分区吊装法（1）将三角巨型桁架连廊区进行分区（2）根据分区桁架投影设置胎架，进行拼装（3）在地面设置中建钢构标准节支撑胎架，将分区桁架吊装到位（4）反复以上工序，直到完成全部吊装工作（5）补档和焊接检测合格后卸载05提出方案，并确定最佳方案1.提出方案：方案三：整体拼装+整体提升（1）根据三角巨型桁架投影设置胎架（2）按照从下到上、先主后次的顺序进行桁架构件拼装（3）桁架连接位置补档、焊接（4）补档焊接完成后，继续提升到位（5）焊接检测合格后卸载序号优点缺点评价结果方案一：单榀拼装+平台组装+整体提升l地面拼装占地小，拼装胎架

9、用量少l拼装精度较高l高空作业量少l拼装胎架高差较低l吊装工作量较大，台班数多l需要设置临时提升吊点方案2地面单片拼装+单榀跨外吊装法l施工工艺简单l测量定位次数少l需使用多台大型吊车吊装，经济性低l高空拼装精度较差l超高空作业较多l胎架使用多方案三：整体拼装+整体提升l拼装胎架高差较低l高空作业量少l吊装工作量大l需要设置临时提升吊点l施工时间较长05提出方案，并确定最佳方案3.方案优缺点对比表方案优缺点对比表制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年8月月25日日05提出方案，并确定最佳方案4.确定最佳方案以上三种方案重点比较桁架拼装精度、安全施工、高空作业量、综合成本等因

10、素，最终确定方案一为最终的实施方案：单榀拼装+平台组装+整体提升06制定对策序号要因对策目标措施地点负责人完成日期1建立三角巨型桁架和提升装置深化、结构分析模型采用计算机仿真技术建模和分析确定钢桁架杆件形状尺寸、为提升方案提供数据支撑使用第三方软件，按照原设计图建立钢桁架深化模型，确定提升吊点布置深化设计院苑庆涛、黎健2017.8.52提升吊点相关装置的定位安装提升器安装全程测量跟进提升系统垂直度10mm，基础轴线偏移量3mm实施全程，全方位检测，并实行焊缝全部UT检测工地王仕观、杨楠2017.8.203拼装区域地基处理，胎架放样、布置严格按照方案执行，全程测量监控按照测量方案要求布置胎架，控

11、制点轴线偏移量3mm对拼装区域地基进行硬化处理，实施全程全站仪跟踪测量工地王仕观2017.8.254拼装质量控制严格执行三检制度，把好质量关1.顺利对接，精准定位2.无安全事故3.焊接合格率100%利用全站仪，水准仪等仪器精确定位拼装，实行拼装质量控制，焊缝100%UT检测工地杨楠2017.9.275整体提升、提升到位后焊接并检测布设反光片监测点跟踪测量1.顺利对接，准确定位2.无安全事故3.焊接合格率100%实施全程全站仪跟踪测量，并实行焊缝全部UT检测工地杨楠2017.10.156桁架卸载、测量监控布设反光片监测点确保桁架偏移及下绕值扰度分别小于5mm、10mm、20mm构件上设置的反光片

12、监测点，用全站仪进行卸载后跟踪测量，分别对X、Y、Z进行监测工地王仕观2017.10.1257组织桁架验收收集资料，组织责任单位进行验收确保钢桁架结构通过验收100%依据过程监控资料、现场感观，编制钢结构验收资料，经过各个相关责任单位同意通过验收。工地向峰2017.10.27制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年10月月30日日 1、建立三角巨型桁架深化模型。通过分析深化设计模型，指导制作厂的构件下料、构件组装、焊接成型、预拼装等工序。 效果检查:由黎健（技术总工）负责，于8月5日完成了桁架结构深化设计和结构分析模型的建立和分析，并确定了提升点布置。实施一07对策实施2、建

13、立桁架结构分析模型，根据施工方案模拟各种阶段下的施工工况，分析在不同工况下桁架的受力状态和变形状态，确定提升点布置位置。桁架深化模型桁架深化模型提升受力分析提升受力分析实施二07对策实施根据场地条件，在混凝土施工过程中提前预埋胎架埋件，布置拼装胎架，以焊接球中心点为定位点，把控拼装精度。拼装胎架布置拼装胎架布置实施三07对策实施根据相关规范及设计图纸要求，对拼装质量进行把控，对焊缝进行100%UT检测，并对拼装间隙、隐蔽焊缝进行检查。焊缝焊缝UT检测检测隐蔽焊缝检查及标识隐蔽焊缝检查及标识 效果检查:由杨楠负责，于9月27日完成了桁架拼装质量过程控制。 根据巨型桁架投影线性，铺设地面拼装胎架，

14、拼装过程中对节点坐标实行全程跟踪复测，确保偏差范围在规范允许范围（t3mm）内。实施四07对策实施节点节点偏差偏差56轴轴57轴轴58轴轴59轴轴60轴轴61轴轴62轴轴63轴轴A轴2 2 02 3 1 3 0 B轴3 2 3 3 03 1 2 C轴00 21 2 1 2 0D轴3 2 2 3 12 12 效果检查:由王仕观（测量工程师）负责，于9月27日完成了地面拼装胎架以及主桁架拼装复测工作，偏差范围均在允许范围内。制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年9月月30日日 三角巨型桁架在胎架处拼装并焊接完成后，开始提升，确保三角巨型桁架上弦标高达到钢框筒上弦标高处，并使用全

15、站仪对上弦桁架节点标高进行跟踪复测。效果检查:由王仕观（测量工程师）负责，于9月27日完成了地面桁架拼装、提升过程全程测量监控.实施五07对策实施三角巨型桁架提升三角巨型桁架提升1、提升到位后，经校正，管桁架对接口错边t3mm，再进行桁架补档管安装焊接。效果检查:由杨楠（质量工程师）负责，于10月15日完成了全过程空中桁架对接检查，对接错边均满足规范要求，无安全事故，焊缝合格率100%。实施六07对策实施2、对接口焊接完成后，对焊缝进行UT检测。对对接接1对对接接2对对接接3对对接接4对对接接5对对接接6对对接接7对对接接8对对接接9对对接接10t2103332033焊焊缝缝UT100%100

16、%100%100%100%100%100%100%100%100%评评价价合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年10月月20日日1、将桁架进行分级卸载，先进行中间吊点部分卸载，静置一段时间后，再进行两侧吊点部分卸载。最后一步，完成该区域整体卸载。效果检查:由王仕观（测量工程师）负责，于10月17日完成了桁架卸载后测量数据监控，下绕值均在设计反起拱范围内。实施七07对策实施2、卸载完成后，运用全站仪对桁架主要节点的下绕值Z数据进行监测，得测量结果如下表：制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年10月月20日日观测点观测

17、点ABCDEFGHIJK设计反起拱16 14 13 13 12 14 16 13 10 13 10 下绕值下绕值159 10 1111121610 898 对过程安装定位、焊接质量进行监督，组织各方对焊缝进行验收确认。效果检查:由杨楠（质量工程师）负责，10月27日组织各方验收，满足规范及设计要求，验收合格实施八07对策实施1、质量方面通过本次活动，确保了连桥区管桁架施工质量和结构安全。根据以上控制方法，10.20日再次对桁架卸载前后测点位移变化进行了测量，如下表所示：08效果检查观测点XYZZ18-ZHJ1-15 9 9 Z18-ZHJ1-23 6 4 Z18-ZHJ7-24 6 13 Z1

18、8-ZHJ7-35 6 2 Z18-ZHJ24-11 6 3 Z18-ZHJ32-35 2 12 Z18-ZHJ32-45 6 20 Z18-ZHJ55-15 7 14 Z18-ZHJ56-44 2 13 Z18-ZHJ61-33 8 19 Z18-ZHJ62-40 9 11 其中Z均满足设计及规范要求制表人：向峰制表人：向峰 制表日期：制表日期：2017年年10月月20日日2、经济及工期效益08效果检查经济效益计算方法减少H型钢（3610元/吨）用量36.37吨，减少圆管（4230元/吨）用量112吨；减少25吨汽车吊（1500元/台班）60台班，减少200吨汽车吊（16000元/台班）5台班。合计：36.37*3610+112*4230+15000*60+16000*5=77.51万元 单榀拼装+平台组装+整体提升可以减少拼装胎架河支撑系统所需的胎架用量；另外，该方法可以明显减少汽车吊使用台班数量和对其他专业的施工影响和干扰，减少了高空吊装和焊接，保证了