长白山项目钢结构工法

1、“倒三角”巨型桁架吊装施工工法完成单位：中建二局第二建筑有限公司万达管理中心执笔人：项世磊1 前言 近年来，钢结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛应用，而且在工业及民用建筑中的应用日益广泛，钢结构在我国建筑结构中的应用也越来越多，钢桁架结构是钢构中的重要一种。由于适应性比较强，近年来在大跨空间结构中得到了广泛应用。2 工法特点 2.1 巨型桁架整体吊装施工技术与其他吊装方法（分段吊装法、高空散装法等），具有施工简洁、方便、工期短、施工质量容易得到保证，不需要搭设满堂脚手架，不需要搭设临时支撑，降低了施工措施费用。 2.2 钢结构材料均在厂房内制作完成，施工现场内进行拼装制作，可以保证焊接质

2、量、尺寸精度的要求。同时，在现场进行拼装制作，可以对施工工期及现场文明施工有有效管理。3 适用范围 本工法适用于现场场地满足巨型桁架现场拼装、满足大型吊车起吊安装、工期短、措施费用低等特点的整体桁架安装工程。 4 工艺原理 根据工程构件特点并结合现场实际情况（长白山万达水乐园屋面大桁架截面形式为倒三角），同时根据以往类似工程施工总结经验，采取每榀主桁架现场拼装，并根据现场桁架支撑点进行桁架分段，两支撑点内桁架整体吊装。横向主桁架先行吊装，竖向主桁架从西往东逐榀递进进行吊装。5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程编制专项施工方案零部件加工制作现场拼装吊装思路吊装绳的选择吊装固定 5.2

3、 操作要点 （1）编制专项施工方案 根据1.长白山万达水乐园施工组织设计2.长白山万达水乐园施工图纸3.钢结构工程施工质量验收规范（GB 502052001）4.空间网格结构技术规程（JGJ 72010）5.冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB 500182002）6.碳素结构钢（GB/T 7002006）7.结构用无缝钢管（GB/T 81622008）8.建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB 50212-81）9.钢结构焊接规范（GB 50661-2011）10.低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）11.建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）12.钢结构防火涂料应用技术规范（C

4、ECS 24：90）13.焊缝无损检测、超声检测技术、检测等级和评定（GB/T 11345-2013）14.建筑设计防火规范（GB 50016-2006）15.涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB 8923-88）16.非合金钢及细晶粒钢焊条（GB/T 5117-2012）17.钢结构设计规范（GB 50017-2003）18.屋面工程质量验收规范（GB 50207-2012)19.结构用直缝埋弧焊接钢管（GB/T 30063-2013）编制钢结构大型桁架制作、吊装专项施工方案。 （2）零部件加工制作 所有零件尽可能按最大长度下料，同时注意材料的利用率。图上有注明拼接时，按图施工,但拼接接头

5、必须避开构件或开孔边缘200mm以上。图上没有注明拼接时，拼接位置应在内力较小处，一般可留在节间长度1/3附近。 （3）现场拼装 1，现场拼装工艺及工艺流程根据主桁架的结构特点，主要为倒三角桁架结构，因此现场拼装时将其拼装工艺流程如下：桁架整体卧式拼装胎架制作桁架弦杆拼装定位桁架腹杆组装接口焊缝焊接UT检验焊后校正监理工程师检查涂装检验合格胎架制作： 本工程中桁架管件截面较大，重量较重，其中LTHJA重量约为2400KN，故对现场拼装场地要求较高，胎架所在位置要求地面平整，不能出现沉降。现以LTHJA为例进行胎架的制作。1胎具放样工序；根据钢结构的制作难度，放样尺寸为分段桁架。放样前应根据桁架

6、模型，转换成平面图既放样图，图形上标明桁架主杆上各节点位置，作为放样依据。放样应放在胎具的底板上，并确定支撑的位置。2胎具准备工序：胎具以地面作为底面，支架用钢板及钢管根据要求制作成不同高度的托件。胎具尺寸必须与桁架尺寸吻合。这样通过胎具进一步保证了桁架尺寸。桁架按工艺分段的情况进行拼装。 3.技术要求：a、胎架支撑必须有足够的刚度。b、在胎架上应明确标明主要控制点的标记，作为构件制作时的基准点。为防止地面沉降引起胎架变形，胎架旁应建立胎架沉降观察点。在施工过程中结构重量全部荷载于路基板上时观察标高有无变化，如有变化应及时调整，待沉降稳定后方可进行焊接。胎架设置如图1图12，桁架上、下弦杆的定

7、位 胎架设置后，吊装桁架上、下弦杆与胎架进行定位，弦杆定位时，须加放弦杆对接所需的焊接收缩余量，注意板边差和坡口间隙，接口处用加强排进行固定牢固。3， 桁架腹杆的定位上下弦杆定位焊接后，进行组装桁架腹杆，腹杆定位安装必须定对平台上的腹杆投影中心线，并注意与弦杆的组装间隙，组装结束后提交专职检查员进行检查。4， 桁架的整体焊接和标记桁架整体焊接采用CO2气保焊，焊接采用双数焊工进行对称焊接，焊接从中部向两端进行，焊接时先焊下弦杆的对接焊缝，以便能保证桁架的拱度为正值，后焊上弦杆的对接焊缝，然后焊接下弦腹杆，最后焊接上下弦杆间的腹杆，主桁架在焊接过程中必须随时注意桁架的挠度和侧向变形，应随时进行测

8、量，否则须调整焊接顺序。焊接采用CO2气体保护焊进行多层多道焊，减少热敷入量，焊接时从桁架中部向两端施焊，防止焊接应力过大而引起分段拆开时变形过大。焊接结束后，修补、打磨、自检、专检，切割余量后提交监理，然后补漆，做好高空吊装前的一切准备工作。分段吊运前，必须在吊装分段的接口处将分段间的对合标记线划好，并安装好桁架吊装吊耳。桁架拼装注意事项为确保钢桁架拼装时的外形尺寸，拼装胎架必须严格按照设计尺寸进行设置。胎架放置在水泥地面上，表面通过钢垫板找平。拼装胎架的形式根据桁架的形式所定。拼装测量遵循“从整体到局部，先控制后施工”的测设原则。即将桁架上下弦上的每个支撑点由空间位置水平投影到地面上，并将

9、其空间坐标转换到地面。采用全站仪在地面上分别测量出每个支撑胎架的位置。拼装时，找出影响拼装质量的各个因素。同时，将诸因素进行分类，有侧重点的进行质控。（4） 吊装思路主桁架采用分段吊装，由于LTHJA较重，采用一台320吨一台300吨履带式起重机进行吊装。LTHJA吊装完毕后进行LTHJB的吊装，LTHJB采用320吨或300吨履带吊单机提升，LTHJB吊装完成后，采用50吨吊车进行次桁架及檩条的安装，320吨履带吊进行LTHJC的吊装，采用此方法依次进行吊装。次桁架与檩条采用跨内吊装，待主桁架吊装完成后，在跨内用320吨履带式起重机及50吨汽车吊逐跨完成主桁架间的次桁架安装，最后安装附属屋面

10、桁架及檩条。LTHJALTHJB(1-3)附屋面桁架LTHJC1-1至1-3轴次桁架、檩条吊装1-3至1-7轴次桁架、檩条吊装附屋面檩条吊装1-1至1-11轴次桁架、檩条吊装1-11至1-13轴次桁架、檩条吊装LTHJB(1-11)吊装流程如下：LTHJBLTHJCLTHJBLTHJA（5）吊装绳的选择由于钢桁架跨度大，主要受力于上弦管8个点端，捆绑采用8根钢丝绳，因此为8根钢丝绳均匀受载。钢丝绳垂直夹角控制于600 吊索计算简图F=N/8/sin60=1725/8/0.866=248.99（KN）N-起重荷载,N=1725KN 选择6×37S+FC， 58钢丝绳；查表其破断拉力总和

11、为1980KN;考虑钢丝间受载不均系数0.85。安全系数为1980×0.85÷248.996.76（倍）。安全系数大于规范规定的6倍要求。 安全！（6） 吊装 吊车站位图1）为使桁架吊起后不发生大的摇摆，起吊前应在桁架两端绑扎溜绳或稳绳，随吊随放松，以保持其正确位置。2) 桁架在起吊前应进行试吊。即将桁架平行起吊到距地面200300mm 高度，检查各钢丝绳受力是否均匀，持续5min 后，再看桁架有变形、杆件有无弯曲等现象，如情况良好，可正式起吊。3) 桁架起吊的速度应均匀缓慢，同时将桁架上的稳绳固定在各个角度，使起吊中不致摆动。当由水平状态逐渐倾斜时，应注意绑绳处所垫的破布

12、、木块等是否滑落。当桁架逐渐落到安装位置上时应特别小心，防止损坏预埋板的承力面，此时可以察看桁架支座底板的中心线与预埋件的中心线是否吻合，并在桁架悬吊状态下进行调整。 4) 桁架吊升时先将桁架吊离地面约200300mm 高度，然后将桁架转至吊装位置下方，再将桁架提升超过建筑物结构安装位置约300-500mm ，然后将桁架缓慢降至安装位置进行对位，安装对位应以建筑物的定位轴线为准。因此在桁架吊装前，应用经纬仪或其它工具在门架、结构安装位置上放出定位轴线。如截面中线与定位轴线偏差过大时，应调整纠正。 5）桁架对位后，立即进行临时固定。临时固定稳妥后，吊车方可摘去吊钩。 6)桁架就位控制 根据定位轴

13、线引测下弦杆标高，将下弦杆的标高及定位尺寸误差调整在控制范围内。 7）上弦平面控制： 根据支座附近的上弦控制点的标高，利用水准仪、平尺等仪器测几个点的标高，以控制整榀桁架的上弦平面同截面两点标高一致。钢桁架连接临时固定完成后，应在测量工的测量监视下，利用千斤顶、倒链以及楔子等对其的轴线偏差以及标高偏差进行校正。（7） 固定1）LTHJ中间位置吊装就位后采取临时固定措施，与柱连接水平杆采用32号工字钢，竖向连接及斜拉采用25号工字钢或钢丝绳，做法大样见下图：LTHJB、C采用直径180钢管斜撑与梁连接，如下图：桁架经对位、临时固定后，主要校正桁架垂直度偏差。规范规定：垂直度偏差不大于h250 ，

14、且不应大于15mm；检查时可用垂球或经纬仪，校正无误后，立即用电焊焊牢作为最后固定，焊接时应采用对角施焊，以防焊缝收缩导致桁架倾斜。2）待两榀侧桁架安装就位、侧向稳定保证后，吊装次桁架和檩条，在两榀桁架间安装次桁架和檩条，形成初始的稳定开间。3）检查开间的尺寸、标高，直线度等，待复核图纸要求和施工规范后，进行下一步工作。6 设备 现场主桁架采用一台320吨一台300吨履带式吊车进行吊装，次桁架采用50吨吊车进行吊装。1） 吊车稳定性验算300T履带起重机主臂起重性能表 吊装步骤一时，桁架在临时支撑柱侧面正对安装点拼装，桁架中心距柱轴线4米，吊车起使回转半径12米，垂直起吊至高度30米（上弦高度

15、），吊车站位如上吊车站位图。起重量校核：满足要求。是否卡杆计算如下图所示：由上图可知回转半径12米，构件起吊高度30米时，吊车主臂距构件净距为1280mm，满足要求。起重量校核：满足要求。7 焊接工程质量控制工种类别按工程施工阶段投入劳动力情况前期高峰期后期管理人员342深化设计241材料准备231下料、切割10304组装8164焊接16308喷涂、检验2102辅助人员81641） 准备工作：焊条、焊剂准备及出产合格证明焊条烘培焊接机具、焊接检验准备焊工考试合格学习操作规程及质量标准学习图纸及技术资料进行操作人员技术交底2） 焊接：首次施焊钢种和焊接材料进行焊接工艺和力学性能试验焊前预热焊接过

16、程中焊缝长度及厚度控制中间抽查及自检清除熔渣及金属飞溅物焊缝附近打上钢印符号清理现场文明施工3） 质量评定：焊材合格证及烘培记录焊缝合格检验记录焊接检验记录焊接自检记录质量评定记录8 安全设施及成本保护对现场施工人员进行安全教育，严格执行安全管理制度。1. 运输安全管理1）运输司机及货物搬运人员应穿戴安全帽、安全鞋进行作业，并应对车辆进行安全检查。2）装车、卸货时应听作业指挥人员的安排，确保安全作业。3）为了确保运输中货物的安全，避免货物的倒塌或掉落，应对货物采取适当的固定措施。4)钢结构运输时，按安装顺序进行配套发运;5）汽车装载不超过行驶证中核定的载质量；6）装载时保证均衡平稳、捆扎牢固；7）运输构件时，根据构件规格、重量选用汽车。大型货运汽车载物高度从地面起控制在4米内，宽度不超出车厢，长度前端不超出车身，后端不超出车身2米；8）超大、超宽构件的运输及保证措施9）在运输实施前，编制柱、分段桁架、钢板等超大、超宽构件专项运输方案及专项装卸方案，针对运输组织、人