多坡屋面钢结构分单元整体吊装施工工法-2016.11.30

1、多坡屋面钢结构分单元整体吊装施工工法1 前言1.0.1 依托工程概况：本工程位于西部非洲加纳首都阿克拉，整个工程共由21个单位工程组成，其中包括2栋4层、1栋2层公寓楼，其余均为1层。工程占地面积约为13万平方米，总建筑面积约1.8万平方米。屋面结构全部为三角形钢屋架。最大单榀屋架高度为4.14米，跨度为18.95米，重量为1073千克。1.0.2 工法目的意义：与传统混凝土屋面相比采用三角形屋架系统，综合经济指标优越于传统的钢筋混凝土楼板。钢结构屋面体系有着高度工业化的生产方式、优良的使用性能，将成为今后低层建筑重要屋面形式之一。由此，选择何种施工方式能够缩短施工周期、降低施工成本尤为重要，

2、本工法旨在解决此类钢结构屋架的吊装施工问题。 1.0.3 解决的主要问题：通过钢结构屋架分单元整体吊装实现缩短工期、降低成本的目的。青建国际集团（加纳）有限公司相关技术人结合玛蒂娜医院项三角形屋架整体吊装进行了系统性研究分析。本工法是在此基础上分析完成的。图1.0.1 三角形屋架2 工法特点钢屋架分单元整体吊装，较为容易实现。与单榀屋架吊装相比，减少了起吊次数，缩短了吊装使用占用时间，同时减少了因吊装而导致安全事故发生。与整个楼座整体吊装相比，降低了对吊装机械起重的要求，大大节约了吊装成本，缩短施工工期。3 适用范围适用于场地条件允许的低层及多层建筑的三角形屋架（降雨量较大的西部非洲地区使用此

3、类屋架颇多）系统吊装。4 工艺原理4.1.1 将整个楼座屋架划分为若干个重量大致相等、形状规则、具有空间整体稳定性、易于实现三点、四点（吊点）整体提升的独立单元。4.1.2 通过合理的选择吊装单元，实现了屋架的整体吊装，大大提高了吊装功效，明显降低了机械使用率。4.1.3 通过选择合理的吊装顺序，减少了屋架安装的累计误差，明显提高施工质量。5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程5.1.1 屋架分单元整体吊装工艺流程：见图5.1.1。图5.1.1 屋架分单元整体吊装工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 吊装单元划分及吊装顺序确定1. 吊装单元划分：悉知整个项目屋架概况的情况下，根据现有吊装机械或

4、拟采用吊装机械性能，对各楼座屋架进行单元划分。保证每个吊装单元重量相近（在吊装机械负载范围内），同时每个吊装单元可自身组成稳定体系（或通过简单临时支撑得以实现），且便于进行吊装点的选取。根据计算得出各单元吊点位置。楼座屋架吊装单元划分时，应尽量避免形成单榀屋架、不规则、不稳定的单元。吊装单元划分示例见图5.2.1。图5.2.1吊装单元划分示例图2. 吊装顺序确定：首先需考虑各吊装单元之间的相互依托关系，先行起吊带有支撑性质的单元。其次考虑起重机械的工作半径，吊装过程尽量减少起重机械的位置移动。无特殊情况下，优先选用从楼座一侧向另一侧的吊装顺序。上图5.2.1吊装顺序为：吊装单元1-2-3-4。

5、5.2.2 吊装机械选择各吊装单元重量的范围确定后，对于起吊高度大、吊装工作幅度大、重量大的吊装单元进行分析，对照吊装机械的起重性能表确定选用机械。5.2.3 吊装单元屋架拼装及加固1. 各吊装单元拼装前先对拼装屋架区域地面进行找平，按照图纸要求及基础实际复测尺寸，将多榀构件运抵拟安装建筑边上，用粉线在地面标出实际尺寸位置，按照尺寸位置将单榀屋架分别放置在相应位置上，通过吊车将屋架扶直后，采用钢架管作为临时支撑。2. 分别安装吊装单元内各单榀屋架之间的水平拉杆、斜支撑、檩条，螺栓紧固前检查屋架的垂直度及位置关系是否正确，无误后紧固螺栓，确保进行有效连接使之成为一个稳定的单元结构。必要时加设临时

6、支撑。3. 屋架柱底板不与屋架焊接，以减少地脚螺栓位置误差对屋架安装定位的影响。实际施工过程，可在框架结构施工完毕后，采用高强砂浆对地脚螺栓周围进行找平，铺设柱底板。屋架吊装施工前，通过设计图纸与实际复测对比，在柱底板上标记出平行于单榀屋架跨度方向的屋架定位线。4. 单榀屋架跨度大于15m时，由于屋架的整体性和侧向刚度较差，需要加设两道水平钢架管，作为临时加固措施。5. 用记号笔在每榀屋架上标注出柱底板在单榀屋架跨度方向定位线。5.2.4 吊装1. 为避免吊装过程吊带与屋架之间发生滑移，采用卡绳捆绑法将吊带绑扎于已经计算出的吊点位置。绳头挂在起重机械吊钩上，准备起吊。2. 起吊前在吊装单元的外

7、圈四角分别设置一道引导绳，以便在吊装过程进行空中引导及辅助就位。3. 起吊时动作要缓慢，避免吊装单元因冲击应力而导致变形。在起吊过程中对吊装单元进行空中姿态调整，保证与安装位置相符。4. 吊装基本就位时，由两台经纬仪同步从相互垂直方向配合观测屋架标就位情况。框架梁上安排两人，配合进行定位调整。屋架就位后，对屋架进行点焊固定，固定并摘除吊钩。检查吊装单元每榀屋架垂直度与定位，完成屋架最终焊接。5. 屋架单元采取的上弦吊装法，下弦应力变形较大，当单榀屋架跨度大于10m时，吊装前下弦两端采用2跟3吨倒链进行预张紧。跨度大于15m时，下弦平均分布2跟3吨倒链提进行预张紧，从而保证结构单元起吊时不发生过

8、大变形。图5.2.4 屋架吊装图5.2.5 剩余檩条安装各吊装单元间剩余未安装檩条，通过人工吊装的方法进行安装。以减少对吊装机械的占用时间。5.2.6 施工组织要点施工组织方法对施工进度起到了决定性作用，故在施工过程中组织不同施工小组：后台挑料及运输小组、后台拼装散件小组、吊装单元拼装小组、吊装小组、测量小组、吊装后剩余檩条及拉条安装小组，各个小组独立分工，无缝衔接，形成生产流水线，可明显缩短施工周期。 6 材料与设备6.1 材料表6.1.1 材料序号材料名称型号规格参数1镀锌角钢L120*120*12Q345、镀锌595g/2镀锌角钢L70*70*7Q345、镀锌595g/3镀锌角钢L60*

9、60*6Q345、镀锌510g/4镀锌角钢L70*70*7Q345、镀锌385g/5镀锌钢板20mm厚Q345、镀锌595g/6镀锌钢板8mm厚Q345、镀锌510g/7镀锌C型钢200*100*30*1.5mmQ345、镀锌300g/8高强螺栓1610.9级9焊条3.2E60136.2 机具设备表6.2.1 主要机具设备序号机械/设备名称型号数量1塔式起重机QTZ31.5(4006)1台2汽车吊25T1辆3平板车2.5m*5m1辆4交流焊机500A4台5经纬仪DT-52台6水准仪DS32台7 质量控制7.1 质量标准与规范执行：7.1.1 SECTION 05120 - STRUCTURAL

10、 STEEL 7.1.2 ASTM A4907.1.3 ASTM F9597.1.4 ASTM D1.1参照：7.1.5钢结构工程施工质量验收规范 GB5020520127.1.6 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ7120117.1.7 钢结构工程施工规范 GB5075520127.1.8 钢结构工程施工质量验收规范 GB5020520017.2 质量控制措施7.2.1 根据吊装单元的重量、起吊幅度、高度选择起重机。7.2.2 屋架拼装焊接及运输过程采取必要的加固措施，避免构件产生永久塑性变形。7.2.3 合理选择吊点位置，吊装前对不同的吊装单元分别计算。7.2.4 必要时对吊装单元用倒链进行对

11、拉加固，保证其整体刚度。7.2.5 吊装单元的支撑系统应安装完善，保证屋架空间整体刚度。7.2.6 保证屋架垂直度和搁置位置的准确性。7.2.7 起吊、落吊过程要动作缓慢，避免屋架因冲击应力而发生变形。7.2.8 选择合理的吊装顺序，以减少安装累计误差。8 安全措施8.0.1 施工现场设专职安全员进行现场安全措施的落实与监督管理，对现场施工人员、现场机械设备及现场用电进行统一管理。要求参加施工的特殊工种作业人员必须经过培训，持证上岗。施工人员进入现场必须严格遵守施工规范、操作规程和各项规章制度，服从指挥。8.0.2 操作各种机械及电动工具人员需经专门培训。8.0.3 起重机械必须按吊装规程作业

12、，不得超载荷和吊不明重量的物件。起吊钢构件时，提升或下降要平稳，避免紧急制动或冲击。专人指挥，信号清楚、响亮、明确，严禁违章操作。构件安装后必须检查其质量，确实安全可靠后方可卸扣。当钢屋架离开地面时暂停，再进行全面检查吊装索具、卡具等，确保各方面安全可靠后，才能正式起吊。8.0.4 吊装作业范围内设安全警戒线，非操作人员禁止入内。8.0.5 施工现场的机电设备、闸箱、电焊机，应有可靠的防雨措施。电器操作必须由专业人员进行，严禁非专业人员操作。电焊机使用严格安全操作规程。8.0.6 高空施工，当风速为10m/s时，如未采取措施吊装工作应该停止。当风速达到15m/s时，所有工作均须停止。8.0.7

13、 所有的安全活动记录及文件要齐全。9 环保措施9.0.1 现场设置材料堆放区及加工区，加工完成后，及时清理加工场地，并对废料进行统一处理。避免废料堆积造成的环境污染。 9.0.2 合理安排作业时间，避免夜间焊接作业，以减少照明、电弧等产生的光污染。10 效益分析10.1 经济效益通过有效组织屋架分单元吊装，在成本工期上都有巨大突破，与加纳在建9所医院中其余7所医院对比，钢屋架吊装成本节约达15%-20%，缩短工期15%-25%，与其余外资企业相比，直接体现了企业的“软实力”，提升了企业品牌效益及市场竞争力。10.2 社会与环保效益通过划分单元整体吊装，保证施工质量的前提下，节约了工期。各单元间

14、檩条通过人力吊装进行安装，将机械占用时间转化为人工操作时间，大大的降低了机械的使用率。减少机械使用产生的大气及噪音污染的同时，也为当地人提供了更多的就业机会。采用本工法社会与环保效益显著。11 工程实例11.1 玛蒂娜医院（MADINA lOO BED）11.1.1 工程概况。本工程单层建筑脊顶高为6.58-7.17米，4层公寓脊顶标高为17.98米，2层公寓楼脊顶标高为11.34米。屋架为三角形屋架，主受力构件采用Q345的角钢，连接方式为焊接和高强螺栓连接，檩条采用Q345钢的C型檩条。共有屋架485榀。屋架高度为2.77米-4.14米。图11.1 玛蒂娜医院（MADINA 100 BED

15、）11.1.2 施工情况：本工程21个单位工程，通过屋架单元拆分后，每个吊装单元重量均在3吨以内，最大起吊高度为28米，最大吊装工作幅度为15米。选用自有25吨汽车吊，满足整个项目分单元整体吊装施工，共计起吊190于次。三角形屋架施工自2016年6月中旬开始，2016年8月下旬完成。11.1.3 应用效果：通过采用本工法MADINA 100 BED项目，钢结构吊装比计划时间提前15天完成钢结构吊装，安装费用节约15%。11.2 瓦城医院（WA 160 BED）11.2.1 工程概况。工程位于加纳上西省省会瓦城，整个工程共包括21个单位工程，由36个单体组成。工程占地面积约为13.5万平方米，总建筑面积约1.88万平方米，其中2栋4层公寓，1栋2层公寓，其余均为一层单体工程，包括12床和一栋3层40床病房、4个卫生保健房、母婴室、急诊室、物理治疗室、实验室及血库、4个行政楼、服务中心、太平间、医疗废物楼、厨房洗衣房等相关的生活配套楼座，整个工程为多功能的医院项目。共有三角形屋架512榀。图11.