倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法

倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升工法1前言桁架连廊结构，这种结构在满足使用功能的同时，可以成为一道独有的风景线，还能够和周围的建筑呼应，因此得到了建筑师的青睐。近年来，为了兼顾实用与美观，钢桁架连廊结构设计在向大跨度发展之余，是安装必须采用逆作法。我司承建的广东以色列理工学院(筹)一期校区(北校区)建设项目，共有1710.1746m跨精度要求高。理工学院（筹）一期校区（北校区）建设项目为研究实例，以BIM技术为辅助，技术质量问题，形成了倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升工法。12工法特点2.0.1状态、受力性能，验证结构安全性。2.0.2下，使结构在较低标高处完成拼装工作，保证了施工质量和安全。2.0.3SAP2000模安全，结构不发生超出设计和规范要求的变形。3适用范围工场地有限的项目。4工艺原理4.0.1低标高处结构同工况监测在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，整体提升至离地标高300mm处，通过提升前验证结构安全性，降低潜在风险。4.0.2倒挂结构层后施工协同提升方便，质量、安全可控的特点。25施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备提升支架、下吊点设置大跨度钢桁架拼装计算机同步提升控制系统调试安装倒挂结构层低标高处结构同工况监测结构离地分级加载提升到位，焊接卸载图5.1施工工艺流程图35.2操作要点5.2.1施工准备1.采取有效措施修正。2.时间等，并将计划送交仓库、采购等部门，进行准备。3.准严格把关，并按各规格分类堆码、保护。5.2.2提升支架、下吊点设置支架设置形式如图所示。其规格、长度需根据提升结构重量计算。5.2.2-1提升支架类型1示意图145.2.2-2提升支架类型1示意图25.2.2-3提升支架类型2示意图15.2.2-4提升支架类型2示意图2该项目东北角吊点采用上吊点类型2，其余三吊点采用类型1。提升支架类型2后拉斜撑连接处需设置竖直加固杆件，杆件采用H450x400x12x20。5直径180mm20mm图。t=20厚加劲板加固杆件采用H300x300x12x165.2.2-5提升下吊点设置示意图5.2.2-6下吊具详图65.2.3大跨度钢桁架拼装1.加工并运至施工现场。2.确保每榀桁架各段截面尺寸及其杆件安装位置准确、角度符合要求。3.200@3000及加工图要求安放和对接。4.检查预拼后的构件尺寸是否满足桁架梁的设计要求及施工规范要求。5.按桁架梁所提升轴线位置先竖起南面第一段→槽钢斜撑固定→连接下弦杆与北面另一榀桁架梁构件→竖起北面对应第一段并连接下弦杆→槽钢斜撑固定→梁与第一段相同。6.用20045°～60°膨胀螺栓焊接。7.8.计和规范要求。9.型梁同等规格、型号钢板加固下面，长度从焊缝每边长500mm，宽度为梁宽每边另加20mm大100，再用相同厚度的三角形钢板在梁四个边各加焊加劲肋加固。5.2.3大跨度钢桁架拼装完成示意图75.2.4计算机同步提升控制系统调试1.逐点调试手持器于液压泵站边操作。调试步骤包括：①逐一试验各操作指令，检查泵站信号显示是否正确；②启动锚具泵，操作上锚紧，同时注意锚具泵压力显示；③按照操作规程逐一试验，确保锚具油管连接正确，锚具泵油路工作正常；油缸工作及油路系统；通过上述试验流程，确定油缸、泵站均正常后，调节泵站压力3MPa紧钢绞线。2.整体调试逐点调试完4台提升器后，连接操作柜和电脑，开始整体调试。整体调试步骤包括：①各台泵站送电，连接通讯，人机界面显示；正常；察人机界面锚具传感器显示情况；器显示情况；器和压力传感器显示情况；完成上述调试工作后，填写提升系统调试记录，等待下一步操作指令。5.2.5安装倒挂结构层1.提升吊点同步加载试提升约300mm24h移数据，全面观测、检查。8图5.2.5-1大跨度钢桁架预提升示意图2.主楼、钢结构本体等均安全情况下或在可控范围之内，继续整体提升一段高度，为补装倒挂结构层预留安装位置。3.补装倒挂结构，与原提升结构拼装成整体，监测应变及位移数据。图5.2.5-2倒挂结构层安装示意图5.2.6低标高处结构同工况监测9性阶段基本呈线性，即：σ=Eε，则钢试件在弹性阶段的应力可由测得的应变乘以钢材的实际弹性模量计算得出。图5.2.6-1HJ-1表贴式振弦传感器图5.2.6-2振弦式传感器数据采集箱升300mm24h与提升过程分析计算进行对比，确保结构整体的安全性。5.2.7结构离地分级加载30%60%90%100%逐步待提升结构和提升支架受力、变形情况进行实时观测。5.2.8提升到位，焊接卸载1.倒挂结构层协同整体提升，运用计算机同步提升技术，保证结构平衡性，钢桁架提升至接近设计标高位置，各提升吊点通过计算机系统的“微调、点动”功能，最终使钢结构精确达到设计位置。2.及位移数据。3.移数据。1011图5.2.8提升到位焊接卸载过程示意图5.3劳动力组织本工法所需人员及分工见表5.3.1。表5.3.1施工管理人员及职责分工表序名称人员安排（人）职责

号1管理人员4图纸分析、质量控制、节点控制2同步提升系统专业操作人员3调试、控制同步提升系统3安全员3结构提升时封锁周边危险区域4电焊工6钢结构焊接5测量工4结构放线、测量、复核6力工10材料搬运7清洁工3场地清理8吊车司机4结构地面吊装注：以上人员可按现场进度要求适当增减。126材料及设备6.1材料本工法所需主要施工材料见表6.1.1。表6.1.1主要施工材料表序号机械或设备名称规格/单位应用部位备注1钢材按设计要求结构2圆钢φ14300/800/2000mm移动吊篮3圆钢φ12800/1420mm移动吊篮4圆钢φ10800mm移动吊篮5螺栓M246螺帽M24Q345B、7焊条Q345GJC-E5015（）8焊丝E501T（药芯焊丝Φ1.2）9保护气体CO26.2主要施工机械设备本工法所需要设备如表6.2.1所示。表6.2.1主要设备序号机械或设备名称规格数量1经纬仪J622水准仪DS1113序号机械或设备名称规格数量3全站仪R-202N14气焊设备8套5配电箱三级26电缆线五芯线3007汽车吊50T18汽车吊90T19汽车吊130T110汽车吊260T211爬梯40节12CO2气保焊机CPXC-500813直流电焊机BX-500414扭断器115扳手2016手拉葫芦2—10吨1017索具（钢丝绳）8-702000m液压同步提升系统设备序号机械或设备名称规格数量1液压泵源系统30KW2台2液压提升器2000KN4台3标准油管标准油管箱16箱4计算机控制系统32通道1套5传感器锚具、行程4套6专用钢绞线φ15.243吨7激光测距仪Destopro1台147质量控制7.1质量控制标准1.《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）2.《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）3.《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）7.2质量保证措施7.2.1其移动次数，避免破损。7.2.2工。7.2.3板材安装必须保证拼缝大小统一，横平竖直，竖向缝隙为6mm，水平缝隙为6mm。窗台、女儿墙压顶部分收向正确。7.2.4已安装完成墙面贴上成品保护警示牌，防止面层污染与损坏。7.2.5理干净，以免坠落碰坏墙面。7.2.6焊接质量控制1.所有焊工必须持有效证件上岗，且从事与证件中内容相符的焊接工作。2.现场焊接检验人员由专职焊接质检员担任，且持有有效的岗位合格证书。3.操作规程。4.工作由持有效证件的无损探伤人员担任。5.15证明书或检验报告。焊材由专人保管、烘干、发放，建立台帐，以便跟踪。7.2.7可追溯性。7.2.8质量程序控制图附后。7.2.9数。7.2.10为保证主桁架结构的安装精度要求，成品构件出厂前进行预拼装处理，检验、测量构件拼装整体质量，并作好记录,对安装误差较大的构件分析原因，进行调校，重新进行预拼装，直至其符合构件安装验收规范。同步提升控制44泵站以及驱动数量不同的提升器则可以通过调整变频器的工作频率使得每台主6过压力传感器显示的压力来确认是否可以持续提升，一般控制压力偏移范围为20%6偏差情况，调整结构姿态，然后继续提升。8安全措施8.0.1施工现场全范围设置安全防护安全绳，做到工人操作时不脱离安全绳。8.0.2进入现场必须遵守安全生产六大纪律。8.0.3吊装前应检查机械、索具、夹具、吊环等是否符合要求并应进行试吊。8.0.4吊装时必须有统一的指挥、统一的信号。168.0.5高空作业人员必须系安全带，安全带生根处应做到高挂低用及安全可靠。8.0.6高空作业穿着要灵便，禁止穿硬底鞋、高跟鞋、拖鞋和带钉的鞋。8.0.7吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防沉陷发生事故。8.0.8六级以上大风和雷雨、大雾天气，应暂停露天起重和高空作业。8.0.9构件在未经校正、焊牢或固定之前，不准松绳脱钩。8.0.10起吊构件时，不可中途长时间悬吊、停滞。8.0.11起重吊装所用之钢丝绳，不准触及有电线路和电焊搭铁线或与坚硬物体摩擦。8.0.12钢桁架吊装时，吊装过程中控制汽车吊的提升速度，保持一致，严格禁止拖拽构件。8.0.13吊装过程采用封闭式操作，禁止一切人员在吊物下作业，吊装区域应设置警戒线，危险点须设专人监护。8.0.14设人随时检查钢丝绳、卸扣作业情况。8.0.158.0.16现场做好电气焊防火措施，施工作业配备干粉灭火器和水桶。8.0.17现场起重机应有准用证和信号指挥人员；电焊机应有出厂合格证；起重工、焊工等特种人员必须持证上岗。9环保措施9.0.1高空焊接作业时，应设置遮光罩，减少焊接亮光造成的光污染。9.0.2牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。效益分析10.1经济效益10.1.1本工法大跨度钢桁架主要在地面进行拼装，减少安装机械台班及人工，降低施工难度，缩短施工工期，保证施工质量。1710.1.2本工法在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，提升至低标高处进行结构同工况监测，确保结构工作状态符合设计要求后，采用后施工协同吊装的倒挂结构层施工技术，有效减少结构变形，避免返工。10.1.3本工法采用BIM进行受力分析模拟，能够使确定构件的受力情况，为同工况监测提供理论对比值，同时选择最适合的起重、提升机械，减少功率的浪费10.1.4本工法解决了大跨度钢桁架连廊吊装场地问题，突破了安装跨度和高度的限制，降低了安装的安全风险，提高了施工质量。10.2社会效益大跨度钢桁架结构设倒挂结构层，能够有效地增加建筑物的面积，同时满足塔楼之间的连接，是一种广泛应用的结构形式。本工法针对该结构形式，提出了一种高效快捷，精度高的整体提升方案。本工法操作空间要求小，可以克服狭小场地的困难，节约施工用地，符合绿色施工的节地要求。随着BIM技术的推广应用，本工法BIM模拟难度下降，受力分析及施工过程模拟有利于验证安全性，为危险性较大分部分项工程的安全施工方案专家论证提供有力支撑。应用实例11.0.1广东以色列理工学院（筹）一期校区（北校区）建设项目倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升工法应用于广东以色列理工学院筹一期校区北校区)建设项目办公楼大跨度钢桁架连廊结构吊装，工程质量及工期均满足预期要求。吊装钢桁架钢梁总长度为：，高度为：6～8m，材质：Q345B，上下弦杆截面均为800mm*800mm46m6450mm*450mm箱型梁4根，500mm*500mm箱型梁1根，500mm*500mm箱型梁17