《大型场馆钢管桁架结构安装施工工法》适用于体育场管遮阳(雨)与装饰悬挑钢管桁架结构制作和安装工程。
《大型场馆钢管桁架结构安装施工工法》的工艺原理叙述如下:主桁架采取“地面分段拼装,履带式起重机直接吊装”的方式进行,主桁架分为三段,第一、二段由于其倾斜角度较小,安装过程不设支撑,由桁架自身进行稳固,减少临时支撑的数量;第三段为水平悬挑段,需要在第三段端部设置临时支撑。次桁架采用双榀联立地面拼装,减少吊次和高空补缺杆件数量,可以加快工期和减小后期次杆件高空补缺难度,次桁架双榀联立地面拼装完毕后,采用大型履带式起重机吊装就位。装饰造型桁架采取地面整体分片拼装,采用大型履带吊直接吊装就位。钢结构卸荷分5轮进行,采用“先顶后割”方式控制钢结构主桁架端部降幅值。
工艺流程
《大型场馆钢管桁架结构安装施工工法》的施工工艺流程如图1:
操作要点
《大型场馆钢管桁架结构安装施工工法》的操作要点如下:
一、放线、验线:
1.柱顶放线与验线:标出轴线与标高,检查柱顶位移,网架安装单位对提供的网架支承点位置、尺寸、标高经复验无误后才能正式安装。
2.网架地面安装环境应找平放样,网架各支点应放线,标明位置。
二、主桁架柱脚段吊装:由于柱脚第一段拼装的时候为水平状态,吊装就位为竖直状态,所以吊装桁架过程中,首先需要将桁架进行脱模和调整姿态。指挥150吨履带式起重机和50吨履带式起重机,缓慢配合同时起吊,边起吊边调整钢丝绳,慢慢使钢丝绳均匀受力,直到桁离开拼装胎架。缓缓提升150吨履带式起重机吊臂,将桁架顶部慢慢抬起,直到桁架顶部不能提升,指挥150吨履带式起重机沿行走方向缓缓行进,行进过程中,慢慢提升150吨履带式起重机吊臂,使桁架顶部再次慢慢抬起,桁架在提升过程中,保持桁架尾部吊车将桁架尾部保持离胎架高约50厘米高,吊装示意图。按照上述过程将桁架顶部慢慢提起直到桁架提升到直立状态,桁架直立后将桁架尾部吊车的钢丝绳解开。在主桁架姿态调整到安装姿态后,即可进行安装,此时主桁架的第一段,选用150吨履带式起重机,60.9米主臂,14米工作半径,可以吊装37吨,吊机性能远远满足桁架吊装要求。主桁架吊装过程见图2、图3:
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桁架吊装到位后,将桁架的弦杆在根部对接位置,用连接板与预埋件的钢管定位固定,在桁架根部与预埋件钢管连接固定后,桁架顶部拉设缆风绳固定调节,待桁架调整到位后,即可将吊机松钩。
三、主桁架垂直段(第二段)吊装:第二段主桁架的吊装方式同第一段的吊装一样,首先也是由1台150吨履带式起重机和1台50吨履带式起重机进行桁架的脱模和空中姿态调节,当桁架姿态调节到位后,即可进行地二段桁架的吊装。第二段桁架的对口和调节方式也是和第一段一样,在和第一段的弦杆对口位置设置连接板进行就位固定,然后再在桁架顶部设置缆风绳,当桁架调整到位后,即可进行焊接,桁架焊接的时候,吊车不松钩,待桁架焊接完成50%—60%左右的时候,吊车即可松钩子。其吊装示意图见图4:
四、主桁架的第二段吊装,选用150吨履带式起重机,在场外进行吊装作业,此时,选用60.9米主臂,18米工作半径,可以吊装31.9吨吊机性能满足桁架吊装要求。四、主桁架第三段吊装:第三段桁架的脱模和调整姿态,同第一、二段的脱模和调整姿态有所不同,其调整方式见图5—7;桁架姿态调节到位后,即可进行桁架的吊装作业:
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主桁架的第三段吊装,选用200吨履带式起重机,在场内0.00米标高面的地面上,进行吊装作业,此时,选用62米主臂,24米工作半径,可以吊装28.6吨,第三段桁架重量约26吨,吊机性能满足桁架吊装要求。桁架吊装到位后,在桁架弦杆对接部位,采用连接板对接,见图8图9:
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桁架的端部,用支撑架进行支持,桁架在固定好根部和定位好端部,拉设好缆风后,吊机可以松钩。第三段桁架对接部位和桁架端部交接部位,为便于人操作,特在第三段桁架端部和尾部设置操作挂架,桁架在地面拼装时,即将操作挂架搭设在桁架上,随桁架一起起吊。见图10、图11:
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五、连接两榀主桁架的次桁架(CHJ)吊装:CHJ的吊装,采用将两榀次桁架拼装为一个吊装单元的方法吊装,姿态调节方法与第三段桁架相同,见图12、图13:
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六、门厅桁架(rch)吊装:门厅桁架Arch单片分为4根弦杆,将垂直面得两根弦杆作为一个拼装单元,完成后搭设脚手架操作平台,在操作平台上进行安装,用葫芦拉缆风绳进行临时固定,完成相应的两个单片后进行腹杆的补装工作,整体成型焊接完成后拆除脚手架平台。脚手架布置见图14所示:
七、支撑架体说明及在施工中体现的实际作用:支撑架采用角钢桁架柱支撑。桁架柱支撑尺寸为2米(宽)×2米(宽)1.5米(高),采用主杆分段焊接、斜撑普通螺栓连接而成,角钢桁架采用125×10号角钢,该角钢桁架柱支撑为标准片式,角钢桁架柱支撑主肢之间采用高强螺栓连接,连接方便,安装快速,承载力大。结构在安装就位但未连接固定时,需要采用临时支撑对结构进行支撑,以保证结构的临时稳定。临时支撑设置在桁架的端部悬挑位置,见图15:
八、钢结构卸荷施工工艺及措施:
1.在临时支撑顶部,设置转换胎架,见图16。
2.在转换胎架顶部设置调节螺旋千斤顶,将千斤顶与桁架下弦顶紧(为保证千斤顶与桁架下弦顶紧和良好接触,在桁架下弦底部设置垫平钢板),然后将支撑顶部的桁架定位胎架割除,将桁架重量转换到千斤顶→转换胎架→临时支撑,见下图17—19。
3.支撑位置编号见图20。
4.准备工作完成后,开始第一轮卸载,每个支撑点全部卸载30毫米,即将每个支撑点位置的螺旋千斤顶向下调节30毫米(螺旋式千斤顶,因为千斤顶上有刻度,根据刻度可以很有效地控制卸载的量值),卸载过程中采用顺时针或逆时针方向,一个一个支撑点位置来调节螺丝千斤顶,直到所有支撑位置的千斤顶全部向下调节30毫米。
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5.第一轮卸载完毕后,开始第二轮卸载,该轮卸载是先全部拆除编号为A1、B2、C1、D2、E1、F2、G1、H2、I1、J2、K1、L2、M1、N2、O1、P2、Q1、R2、S1、T2(千斤顶同时下降到自由状态,即千斤顶不再支撑桁架,与桁架处于脱离状态),然后其余支撑点在上一步卸载的基础上再卸载10毫米,累计卸载40毫米,卸载过程中采用顺时针或逆时针方向,一个一个支撑点位置来调节螺丝千斤顶,直到所有支撑位置的千斤顶再全部向下调节10毫米。
6.第三轮卸载——全部拆除编号为B1、D1、F1、H1、J1、L1、N1、P1、R1、T1,其余支撑在上一步卸载的基础上再卸载10毫米,累计卸载50毫米.
7.第四轮卸载—全部拆除编号为A2、C2、E2、G2、I2、K2、M2、O2、Q2、S2,其余支撑在上一步卸载的基础上再卸载50毫米,累计卸载100毫米。
8.第五轮卸载全部拆除剩余临时支撑架。
9.卸载量值控制。根据测定,该工程选用的50吨螺旋式千斤顶,每转动一圈,行程约为4.5毫米,具体操作如下:
1)测量未卸载前各千斤顶的螺杆的高度,并记录在案。
2)掌握各次卸载量,并以转数为初步控制量,以测量的螺杆高度为精确控制量。卸载量的允许误差控制在1毫米以内。
3)每次卸载后,应测量卸载点的标高,同时纪录,以确定下一次卸载的调整值。
九、钢结构卸荷完毕后测量数据。钢结构在卸荷前,利用电脑理论主桁架悬挑端部最大降幅数值为254毫米,根据现场精心进行五次的卸荷,钢结构卸载完毕后,经过测量,结构主桁架悬挑端部,最大降幅数值为150毫米,符合设计要求。
十、钢结构焊缝质量要求及作业面生命线设置:
1.对于钢结构焊接质量,依据规范要求,一级焊缝需要100%探伤并合格,二级焊缝需要30%探伤并合格,焊缝经检测部门检测全部合格。
2.工人在施工操作过程中,在桁架弦杆上焊接立杆,在立杆上拉设生命线。
十一、桁架验收:
1.桁架验收分二步进行,第一步是桁架仍在吊装状态的验收;第二步是桁架独立荷载,吊装卸荷后的验收。
2.检查桁架焊缝外观质量,应达到设计要求与规范标准的规定。
3.四边塞杆(即合拢时的焊接管),在焊接2小时后的超声波探伤报告,以及返修记录。
4.检查桁架支座的焊缝质量。
5.钢桁架吊装设备卸荷。观察桁架的变形情况。桁架吊装部分的卸荷应该缓慢、同步进行,防止桁架局部变形。
6.将合拢用的各种捯链分头拆除,恢复钢桁架自然状态。
7.检查桁架各支座受力情况;检查桁架的拱度或起拱度。
8.检查桁架的整体尺寸。