贵阳奥体中心支撑胎架卸载专项方案

1、 中建三局建设工程股份有限公司 贵阳奥林匹克体育中心工程贵阳奥林匹克体育中心工程 钢结构支撑胎架卸载专项方案钢结构支撑胎架卸载专项方案 编制人： 审核人： 审批人： 中建三局建设工程股份 有限公司贵阳奥体中心项目部 2009 年 10 月 24 日 第第 1 章章 工程概况工程概况 本工程钢罩棚为管桁架结构，分布于主体育场东、西看台，由墙面桁架、屋面桁 架、转换桁架、端桁架、边桁架组成，其中片式桁架交点间距约 9m，墙面桁架平面方 向与地面垂直，屋面桁架方向与建筑径向轴线方向相同，由于屋面桁架和墙面桁架 不在同一平面内，桁架主弦不能贯通，则通过设置转换桁架相连。在整个斜交平面桁 架体系中有铸钢

2、节点、焊接球节点、相贯线节点、对接节点多种连接节点形式，同时 在西看台悬挑屋面桁架上弦设置了 16 根预应力拉索，使得大跨度悬挑结构得以实 现。 。 。 。 。 。 。 第第 2 章章 编编制依据制依据 2.1 主要施工主要施工规规范范 序 号规范名称规范编号 1钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001) 2钢结构设计规范(GB50017-2003) 3建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 4工程测量规范(GB50026-2007) 5建筑变形测量规程(JGJ/T8-97) 6建筑钢结构焊接规程(JGJ81-2002) 7建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91) 2

3、.2 主要参考主要参考资资料料 序 号规范名称编制时间 1贵阳奥体中心钢结构施工组织设计2009 年 8 月 2 贵阳奥体中心主体育场工程-主体育场钢结 构施工图纸 2009 年 3 月 3 贵阳奥体中心主体育场工程-主体育场钢结 构深化设计图纸 2009 年 6 月 4贵阳奥体中心钢结构胎架施工专项方案2009 年 8 月 5 贵阳奥体中心钢结构胎架预应力拉索施工 专项方案 2009 年 8 月 6 贵阳奥体中心钢结构施工过程模拟分析报 告 2009 年 8 月 章 3 章卸卸载组织载组织管理体系管理体系 卸载是一个复杂的过程，为了保证整个卸载过程的安全，力的平稳过渡，必须建 立严格的组织管

4、理体系。组织体系中设置一位总指挥，全面负责卸载过程的指挥与 协调，两个副总指挥和卸载工作小组，卸载工作小组设监测人员、安全员、技术员、 指挥员、调度员。工作小组下面设若干个班组。 总指挥 副总指挥副总指挥 监 测 人 员 安 全 员 技 术 员 指 挥 员 调 度 员 班 组 二 班 组 三 班 组 四 班 组 五 班 组 六 班 组 一 班 组 X 章 4 章卸卸载载条件条件 根据贵阳奥体中心钢结构施工组织设计，在屋面预应力拉索施加 40%的预应 力之后，开始支撑胎架卸载，在卸载前必须完成以下方面的工作： 1. 所有须安装的构件全部安装完成； 2所有须焊接的节点全部焊接完成； 3所有须进行验

5、收的节点、构件验收完成； 4所有须进行测量的节点测量读数完成。 屋面次结构宜在卸载完成之后，再进行施工。 章 5 章卸卸载载前的准前的准备备工作工作 5.1 现场现场准准备备 5.1.1 测量准备 复核平面控制网和高程控制网，并进行引测，以此作为控制卸载过程中观测桁 架变形、位移以及胎架沉降和变形的基准。 5.1.2 安全准备 1.在卸载区域拉设安全警戒线，作好安全警示标识； 2.重视高空坠落和高空坠物安全隐患的排查工作，检查安全兜网的完善性。 5.2 机具准机具准备备 卸载主要仪器和设备 表 5.3-1 卸载主要设备和仪器统计表 1名 称规 格数 量产 地备 注 2对讲机ICOM28 部中国

6、2KM 范围有效 3水准仪3B S1/S32 台中国 4全站仪NET21002 台日本 5 经纬仪 TD102C2 台中国 6激光铅直仪2 台中国 7振弦式应变计60 套日本 8应变集线箱5 套日本 9千斤顶25 吨5 个中国 10千斤顶20 吨30 个中国 11千斤顶10 吨120 个中国 12千斤顶5 吨60 个中国 5.3 人人员员准准备备 由于在卸载过程中，同一圈的卸载工作需要同步进行，因此对人员的组织管理 非常重要，为确保在实施过程中真正做到同步，参加卸载的人员将在参建的钢结构 施工人员中择优选择。西看台外圈（即转换桁架）的卸载点最多，共有 21 个支撑胎架， 每个支撑架上有 5 个

7、支撑点，每个支撑架上安排一名管理人员，则 21（5+1）=126 人。 中圈和内圈的卸载点少于外圈，安排外圈卸载人员顺次进行操作。 章 6 章卸卸载载原原则则 卸载方法为“分阶段整体分级同步卸载”，卸载过程需要以下几个方面的要求： 1.卸载时相邻支撑的受力不会产生过大的变化，避免胎架出现过大变形、位移或 破坏现象； 2.结构体系的杆件应力不超过钢结构设计规范规定的允许应力，避免结构体系 的杆件内力过大而出现破坏现场； 3.结构体系杆件的位移和变形不超过钢结构设计规范规定的允许数值，避免结 构体系的杆件出现塑性变形或影响结构安全、使用、观感的变形和位移； 4.结构体系受力转换可靠、稳定。 卸载遵

8、循如下原则：以理论计算为依据，以变形控制为核心，以测量控制为手段， 以平稳过渡为目标。 章 7 章卸卸载载工工艺艺 7.1 卸卸载载分区分区 本工程中支撑胎架数量众多，卸载面积大，支撑胎架与支撑胎架距离较远，并且 支撑胎架很高。根据结构本身及支撑胎架的布置情况，在计算分析的基础上将整个 支撑胎架体系分为外、中、内三个环。西看台外环支撑胎架 21 个，中环支撑胎架 39 个，内环支撑胎架 24 个，合计 84 个胎架。东看台外环支撑胎架 42 个，中环支撑胎 架 19 个，内环 18 个，合计 79 个胎架。 7.2 卸卸载载流程流程 1.西看台罩棚卸载步骤 卸载过程采用控制位移的方法实现分阶段

9、整体分级同步卸载，遵循变形协调和 结构安全的原则。卸载的顺序为从外环向内环，整个卸载步骤分为 2 大步，每大步中 又分为 5 个小步，共 10 步。具体卸载步骤见以下流程图： 第一步：外环下降 1/2(平均约 6mm) 中环下降 1/4(平均约 8mm) 内环下降 1/4(平均约 15mm) 中环下降 1/4(平均约 8mm) 内环下降 1/4(平均约 15mm)。 第二步：外环下降到位(平均约 6mm) 中环下降 1/4(平均约 8mm) 内环下 降 1/4(平均约 15mm) 中环下降到位(平均约 8mm) 内环下降到位(平均约 15mm)。 表 7.2-1 西看台端桁架卸载点最大下挠值及

10、单次卸载值 序号 胎架 组号 支撑点 编号 Z 方向下挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 1400412124 2 1 191211114 34078444411 4 2 395426265 54086424211 6 3 3956404010 74011555514 8 4 1624535313 94110626215 10 5 3963606015 114020686817 12 6 1507606015 134132636316 14 7 970626216 154145535313 16 8 3974454511 174033404010 18 9 12704

11、04010 194039414110 20 10 1806424211 214182474712 22 11 1407484812 234195616115 24 12 3987616115 254208808020 26 13 3991787820 274055737318 28 14 1448717118 294228575714 30 15 3997565614 314238525213 32 16 4000505013 334063474712 34 17 4001454511 表 7.2-2 西看台 D 轴屋面架卸载点最大下挠值及单次卸载值 序号 胎架 组号 支撑点 编号 Z 方向下

12、挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 11188426267 22160223236 33187924246 44151227277 55184331318 66155634349 77184935359 88120732328 99182232328 1010122534348 1111122234349 1212122134349 1313133735359 1414133936369 1515134137379 1616136238389 1717174237379 18181741414110 19191317424211 20201419494912 2121

13、1705494912 22221467464612 23231456474712 24241685424210 2525143436369 2626167429297 2727166930307 2828112424246 2929112928287 表 7.2-3 西看台 F 轴屋面桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值 序号 胎架 组号 支撑点 编号 Z 方向下挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 11149712123 22180810103 33116913133 44118613133 55118813133 66115612123 77129613133 8812

14、9813133 99128513133 1010127615154 1111171811113 1212171016164 1313127216164 表 7.2-4 西看台转换桁架卸载点最大下挠值及单次卸载值 序号 胎架 组号 支撑点 编号 Z 方向下挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 116470.60.60.2 216393.93.91.0 38921.61.60.4 4 1 37451.81.80.5 5162912.912.93.2 6 2 381115.415.43.9 72883882.0 837398.78.72.2 9 3 3307.67.61.9

15、10381322.122.15.5 11160922.922.95.7 12374812.412.43.1 13292212.112.13.0 14 4 3058.88.82.2 15189817.217.24.3 16165315.615.63.9 17371511.611.62.9 1829519.89.82.5 19 5 3168.98.92.2 2038158.48.42.1 211597441.0 223752551.3 2329760.80.80.2 24 6 460.90.90.2 2516037.37.31.8 262844110.3 2729960.20.20.1 28 7

16、8032.72.70.7 2938184.84.81.2 3015174.54.51.1 3137820.30.30.1 323012000.0 33 8 441.91.90.5 3415084.94.91.2 3536210.40.40.1 3630420.10.10.0 3737791.31.30.3 38 9 7981.21.20.3 3938226.86.81.7 4015036.26.21.6 4137780.10.10.0 4230711.81.80.5 43 10 804.64.61.2 4419190.50.50.1 4511740.10.10.0 463776110.3 47

17、33991.91.90.5 48 11 765.55.51.4 4919220.50.50.1 50116320.720.75.2 5137740.50.50.1 5233671.91.90.5 53 12 984.94.91.2 5419260.70.70.2 5511590.40.40.1 5637720.20.20.1 5733351.61.60.4 58 13 1074.24.21.1 5919300.60.60.2 6012950.30.30.1 6137700.10.10.0 6233031.51.50.4 63 14 3984.24.21.1 6419340.90.90.2 65

18、13030.10.10.0 6637680.50.50.1 6732562.12.10.5 68 15 422551.3 6919380.80.80.2 7013093.63.60.9 71 16 37660.80.80.2 7232282.42.40.6 734345.85.81.5 7438238.58.52.1 7514289.29.22.3 7637640.90.90.2 7731982.82.80.7 78 17 4383.73.70.9 7938256.96.91.7 8014447.17.11.8 8137620.60.60.2 8231680.90.90.2 83 18 442

19、330.8 843827771.8 8511127.67.61.9 8637600.30.30.1 8731380.60.60.2 88 19 6442.32.30.6 893829992.3 90112510.510.52.6 9137580.80.80.2 9231160.50.50.1 93 20 6483.73.70.9 94383123.123.15.8 95114428.728.77.2 9637566.56.51.6 9730968.98.92.2 98 21 6532.52.50.6 99113836369.0 100383337.737.79.4 101308721.221.

20、25.3 102375323.323.35.8 103 22 110311.611.62.9 2.东看台罩棚卸载步骤 卸载过程也采用控制位移的方法实现分阶段整体分级同步卸载，遵循变形协调 和结构安全的原则。卸载的顺序为从外环向内环，整个卸载步骤分为 3 大步，每大步 中又分为 5 个小步，共 15 步。具体卸载步骤见以下流程图： 第一步：外环下降 1/3(平均约 4mm) 中环下降 1/10(平均约 5mm) 内环下 降 1/10(平均约 12mm) 中环下降 1/10(平均约 5mm) 内环下降 1/10(平均约 12mm)。 第二步：外环下降 1/3(平均约 4mm) 中环下降 1/5(平

21、均约 10mm) 内环下 降 1/5(平均约 24mm) 中环下降 1/10(平均约 10mm) 内环下降 1/5(平均约 24mm) 第三步：外环下降到位(平均约 4mm) 中环下降 1/5(平均约 10mm) 内环下 降 1/5(平均约 24mm) 中环下降到位(平均约 10mm) 内环下降到位(平均约 24mm)。 表 7.2-5 东看台端桁架卸载点下挠值和单次卸载值 序号胎架组号支撑点编号 Z 向下挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 1114116.616.62/4 22369644.444.44/8 341460.560.56/12 456963.3763.

22、376/12 5 3 46565.765.76/12 641075.775.78/16 746481.581.58/16 8 4 56878.878.88/16 940695.495.410/20 1056599.299.210/20 11 5 461102.6102.610/20 12395116.2116.212/24 13561120.6120.612/24 14 6 457124.8124.812/24 15389124.0124.012/24 16613128.7128.713/26 17 7 508133.3133.313/26 18382126.8126.813/26 19557

23、131.6131.613/26 20 8 453136.4136.414/28 21373118.7118.712/24 22553123.4123.412/24 23 9 449128.0128.013/26 24366104.6104.610/20 25584109.1109.111/20 26 10 495112.9112.911/22 2735989.689.69/18 28 11 54893.793.79/18 2944497.097.010/20 3035169.269.27/14 3154572.472.47/14 32 12 44175.375.38/16 3334448.34

24、8.35/10 3454350.750.75/10 35 13 43952.652.65/10 3647738.338.34/8 3759136.536.54/8 38 14 33834.534.53/6 3915370724.6624.662/4 401637059.39.31/2 411737091.61.60.8 421837010.50.50.5 表 7.2-6 东看台 C 轴桁架卸载点下挠值和单次卸载值 序号胎架组号支撑点编号 Z 向下挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 11381629.529.53/6 22381831.831.83/6 33382036

25、.236.24/8 44382240.040.04/8 55382444.344.34/8 66382649.349.35/10 77382854.054.05/10 88383057.957.96/12 99383248.548.55/10 1010383440.740.74/8 1111383635.235.24/8 1212383831.031.03/6 1313384411.011.01/2 141438408.28.21/2 1515384210.810.81/2 表 7.2-7 东看台 G 轴桁架卸载点下挠值和单次卸载值 序号胎架组号支撑点编号 Z 向下挠值 （mm） 卸载点下挠值

26、 （mm） 单次卸载值 （mm） 11379027.027.03/6 22379232.132.13/6 3379637.637.64/8 44379639.439.44/8 55379842.442.44/8 66380044.844.84/8 77380246.546.55/10 88380446.846.85/10 99380646.046.05/10 1010380843.943.94/8 1111381035.935.94/8 1212381230.030.03/6 1313381422.5022.502/4 1414384640.4040.404/8 表 7.2-8 东看台转换桁架

27、卸载点下挠值和单次卸载值 序号胎架组号支撑点编号 Z 向下挠值 （mm） 卸载点下挠值 （mm） 单次卸载值 （mm） 1136998.68.63 2237039.89.83 33116611.411.44 4420164.54.52 55126510.510.54 612618.78.73 7 6 20274.34.31 812748.08.03 9 7 20324.34.31 10126713.813.85 11 8 19847.617.63 12128320.920.97 13 9 199513.013.04 14117319.819.87 15 10 200513.113.14 161

28、29318.418.46 17 11 206712.312.34 18128617.217.26 19 12 207311.511.54 20117015.915.95 21 13 207910.610.64 22128014.514.55 23 14 18929.59.53 24131313.213.24 25 15 18978.78.73 26131112.112.14 27 16 19327.87.83 28130911.511.54 29 17 20827.57.53 3018121811.111.14 3120847.27.22 32121410.810.84 33 19 20367

29、.07.02 34121010.610.64 35 20 20866.96.92 36120610.610.64 37 21 19146.86.82 38120210.810.84 39 22 19196.96.92 40119811.111.14 41 23 19247.27.22 42119411.511.54 43 24 19297.47.42 44119012.212.24 45 25 20968.08.03 46118013.013.04 47 26 19528.48.43 48118614.014.05 49 27 20429.29.23 50118314.814.85 51 28

30、 20489.89.83 52112615.615.65 53 29 205410.310.33 54112416.716.76 55 30 206111.011.04 56112117.617.66 57 31 198111.711.74 58111911.411.44 59 32 21228.98.93 6011166.36.32 61 33 20343.83.81 6214504.04.01 63 34 21273.23.21 6411773.73.71 65 35 19583.03.01 6614484.04.01 67 36 21653.83.81 6819621.71.70.5 6

31、9 37 14522.92.91 7015002.752.751 71 38 19792.252.251 7219672.52.51 73 39 12584.04.01 744011095.925.922 754119732.22.21 764219742.22.21 据计算时得出的各支撑点卸载时需要降低的行程来具体实施每一步骤的卸载行 程。卸载前要先在千斤顶上用水平尺标出需下降总行程距离，使用千斤顶每下降一 段行程后检查桁架所有节点及支座连接处是否有异样，直至整体结构卸载完成。 图 7.2-1 支撑体系调节机构示意图 在卸载过程中，支撑系统和结构体系中的受力十分复杂。为防止发生意外，确保 卸

32、载的顺利进行，在卸载过程中应采取特别注意如下事项： 1卸载时要统一指挥，保证同步进行。 2卸载前先计算好支撑点的钢结构变形量，通过变形量确定千斤顶的行程，如 变形量超出千斤顶的最大行程，则要在卸载过程中更换千斤顶，或者卸载到一定位 置时，将屋面临时固定，待更换千斤顶位置后继续卸载。 支撑平台 型钢短柱 千斤顶 仿形支座 3卸载点水平位移较大时，在卸载之前利用垫铁调整千斤顶垂直度释放其水平 位移。 4卸载前要仔细检查各支撑点的连接情况，此时应让钢结构处于自由状态，不 要有附加约束，特别要避免支撑系统与屋盖之间的固接。 5卸载时要进行跟踪测量和监控。 6卸载前要清理钢结构上的杂物，卸载过程中，钢结

33、构上下不得进行其它作业。 7卸载前要作好一切安全措施，并检查好千斤顶的使用性能。 7.3 卸卸载监测载监测 7.3.1 卸载过程中的结构位移和变形监测 1采用全站仪测量未卸载前各支撑点的坐标，并记录在案。 2掌握各次卸载量，每一步的卸载量都要严格按照规定要求的卸载量进行卸载， 要对卸载进行精确的跟踪控制。 3卸载施工人员配备一小段钢尺，以量取每次卸载的卸载量进行控制，提前在 支撑处画上标记线，每次卸载量的控制都要严格按照该画线处量取。 4每次卸载后，测量卸载点的标高，以确定下一次卸载的调整值。 7.3.2 卸载过程中结构的应力监测 通过钢罩棚钢桁架结构形式分析，在结构卸载施工过程中，屋面桁架体

34、系由支 撑拆除前的简支梁单元转换成支撑拆除后的悬臂梁单元，此过程的应力变化量最大， 为保证卸载过程结构的的安全进行构件应力监测。为实现对其的应力监控，在屋面 支撑胎架与桁架弦杆相交处采用振弦应变计，每个点对称布置两个振弦应变计，选 择应力较大杆件进行布置。 图 7.3-1 BGK4000 应变计结构示意图 图 7.3-2 BGK4000 振弦式应变计实物及使用示意图 7.3.3 卸载过程中支撑胎架的沉降、位移和变形监测，节点焊缝观测 在卸载的过程中，要设置排水沟，保持胎架基础无积水，并每天对胎架基座标高 进行测量，发现问题及时处理。对胎架垂直度定期进行监测，发现问题及时处理。定 期对胎架节点焊缝进行观测，发现裂纹等情况及时处理。 章 8 章卸卸载应载应急急预预案案 以上卸载过程设置是基于理论计算分析和以往的施工经验，由于本工程卸载吨 位大，卸载点多，分布面积广，在实际的卸载过程中，可能出现与理论计算不一致的 地方，对可能出现的非正常情况，作出以下预案。 8.1 施工组织 成立卸载指挥小组，全面负责协调、指挥、检查卸载工作。 8.2 非正常情况预测和处理 表 8.2-1 非正常情况预测和处理 序 号分 类表现形式处理人员处理方法 1 位移不同 步 卸载的一小步中，个别 或部分支点不能同时达 到卸载要求标高 指挥小组 1.若是人