第284頁/共285頁展廳鋼結(jié)構(gòu)工程施工建議方案目錄TOC\o"1-3"\h\u199931鋼結(jié)構(gòu)工程概況 1181242重難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)解決措施 2172443總體安裝思路 6214754鋼結(jié)構(gòu)吊裝分段劃分 684765吊裝機(jī)械的選擇 7186106鋼結(jié)構(gòu)施工流程 8166667張弦梁施工的質(zhì)量控制 121鋼結(jié)構(gòu)工程概況北側(cè)1號樓展廳東西長400m，南北長100m，建筑高度22.15m，地上1層，局部2層，1層層高7.8m，2層層高6.7m，展廳屋面標(biāo)高為19~25m不等，由14片三角形按照一定規(guī)律相折連接。鋼材為Q345B,屋頂主要為張弦梁結(jié)構(gòu)，單榀自重42t,跨度69m，北側(cè)懸挑1025m，南側(cè)懸挑825m，張弦梁采用箱型梁，梁高1000mm、800mm,主要截面規(guī)格口1000*500*15*34mm、口800*500*16*34mm，張弦梁高度7m,采用預(yù)應(yīng)力鋼索為1670級PES低松弛超高強(qiáng)度度鋅鋼絲，還設(shè)有4榀平面桁架，分布在1-16、1-17、1-29、1-304軸。詳見下圖1-1。整體三維軸側(cè)圖俯視圖張弦梁圖平面桁架圖圖1-1鋼結(jié)構(gòu)概況圖2重難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)解決措施1屋蓋張弦梁的安裝屋蓋張弦梁的安裝重難點(diǎn)見下表2-1。表2-1屋蓋張弦梁的安裝重難點(diǎn)現(xiàn)場安裝重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及解決措施重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)剖析張弦梁的安裝是本工程的重點(diǎn)本工程屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用張弦梁結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)整體布置規(guī)則，張弦梁間距9m，跨度69m，左端懸挑1025m，右端懸挑825m。平面內(nèi)縱向設(shè)置9道水平支撐體系，橫向設(shè)1道水平支撐體系。跨度達(dá)安裝過程中易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)位移、撓度、局部焊接應(yīng)力大等特點(diǎn)，對安裝方案提出了較高的要求，同時(shí)安裝完成后張拉過程的控制也是本工程的重點(diǎn)。解決措施經(jīng)過對本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，擬在展廳內(nèi)側(cè)地下室頂板設(shè)置吊車通道，布置4臺70噸汽車吊進(jìn)行屋蓋張弦梁的分段安裝。采用“分段吊裝、高空對接、一次張拉的施工方案本方案安裝施工簡單、方便快捷，施工效率高。同時(shí)拼裝工作受混凝土結(jié)構(gòu)的影響相對較小，可穿插施工，易分散、平行施工，施工進(jìn)度易于保證。2現(xiàn)場焊接質(zhì)量的保證現(xiàn)場焊接質(zhì)量的保證重難點(diǎn)見下表2-2。表2-2現(xiàn)場焊接質(zhì)量的保證重難點(diǎn)現(xiàn)場安裝重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及解決措施重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)剖析現(xiàn)場焊接質(zhì)量保證是本工程的重點(diǎn)本工程大量采用張弦梁結(jié)構(gòu)作為屋面結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)，高空對接焊接工作量大，在進(jìn)行焊接時(shí)容易造成結(jié)構(gòu)的焊接變形。因此控制的焊接變形是本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。解決措施1、發(fā)揮以往類似工程焊接經(jīng)驗(yàn)及多年鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的積累的優(yōu)勢，針對本工程特點(diǎn)，按《焊接規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊接工藝評定和焊工資格考試，制定WPS，焊工全部持證上崗。并對參與本工程焊工進(jìn)行同類構(gòu)件、同類材料、同類厚度附加考試，合格后才能上崗焊接，并嚴(yán)格限定作業(yè)范圍。2、嚴(yán)把材料關(guān)，即保證材料的Z向性能，并在焊接前對母材焊道中心線兩側(cè)各2倍板厚加30mm的區(qū)域增加斜探頭超聲波探傷檢查。4、針對不同的板厚、不同的截面、不同的坡口形式，預(yù)先考慮縱向變形和橫向的收縮余量。5、為保證高空焊接質(zhì)量，當(dāng)高空焊接遇風(fēng)雨天氣時(shí)，采用在接頭處設(shè)置防風(fēng)雨棚進(jìn)行焊接，使焊接不中斷，對保證焊接質(zhì)量和安裝進(jìn)度有保證。6、根據(jù)現(xiàn)場焊接的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對性地制定焊接工藝、焊接方法以及降低應(yīng)力集中的方法。7、采用擴(kuò)大探傷范圍的方法對現(xiàn)場高空焊接的焊縫進(jìn)行檢測，確保焊接質(zhì)量。3高空施工安全是本工程的重點(diǎn)高空施工安全重難點(diǎn)見下表2-3。表2-3高空施工安全重難點(diǎn)現(xiàn)場安裝重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及解決措施重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)剖析高空施工安全是本工程的重點(diǎn)本工程結(jié)構(gòu)最大懸挑達(dá)11米，施工最高位置為24米，施工難度系數(shù)高，風(fēng)險(xiǎn)大，高空作業(yè)安全控制是鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)該注意的重點(diǎn)和難點(diǎn)。1、本工程為空間結(jié)構(gòu)，各點(diǎn)標(biāo)高不一，且節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，截面形式多樣，高空腳手不易搭設(shè)，結(jié)構(gòu)安裝階段對腳手架的要求高。2、結(jié)構(gòu)安裝面積大，施工作業(yè)面廣，安裝施工作業(yè)面標(biāo)高高，且整體呈傾斜布置，安全隱患多。3、結(jié)構(gòu)安裝階段，在每個(gè)吊裝單元的接口處，均要設(shè)置操作平臺，且平臺和平臺間還要設(shè)置相應(yīng)的安全行走通道，安全措施要求高。4、屋面結(jié)構(gòu)安裝階段，施工作業(yè)面將更大，高空滑移施工對屋面結(jié)構(gòu)安裝更加對安全提出了較高的要求。解決措施1、強(qiáng)化安全管理及安全教育工作開展三級安全教育：三級安全生產(chǎn)教育分公司、項(xiàng)目部和班組三個(gè)級別。每一個(gè)新進(jìn)入工地的人，和轉(zhuǎn)換工作崗位的人都需要做三級安全生產(chǎn)教育。2、建立以項(xiàng)目經(jīng)理為核心的安全管理組織機(jī)構(gòu)在現(xiàn)場建立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長，執(zhí)行經(jīng)理、項(xiàng)目總工為副組長，專職安全員、各部組負(fù)責(zé)人為組員的項(xiàng)目安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，形成縱橫網(wǎng)絡(luò)管理體制。3、安全管理基金?？顚Ｓ迷O(shè)立安全管理基金賬戶，采取?？顚Ｓ玫姆绞?，不得挪作他用。4、建立以項(xiàng)目經(jīng)理為核心的安全管理組織機(jī)構(gòu)1)臨時(shí)支撐采用鋼管格構(gòu)式鋼柱，鋼柱間采用鋼管桁架進(jìn)行穩(wěn)定連接，使支撐具有空間剛度和穩(wěn)定性。2)在臨時(shí)支撐上端設(shè)置操作平臺，并在平臺四周設(shè)置封閉型防護(hù)攔桿，減輕視覺恐高屏障。3)在高空操作平臺之間，利用臨時(shí)支撐間的加勁鋼管桁架設(shè)置高空人行通道，使平臺間形成相互貫通的空中連廊，確保高空操作人員的操作空間。4)在高空人行通道的二側(cè)，設(shè)置密封型防護(hù)攔桿。4現(xiàn)場施工的測量現(xiàn)場施工的測量重難點(diǎn)見下表2-4。表2-4現(xiàn)場施工的測量重難點(diǎn)現(xiàn)場安裝重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及解決措施重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)剖析現(xiàn)場施工測量是本工程的重點(diǎn)本工程屋蓋是大跨度張弦梁結(jié)構(gòu)，其每一個(gè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)部位均有不同的空間坐標(biāo)，控制點(diǎn)繁多。且施工面積大，場地內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜。同時(shí)由于本工程的各部分結(jié)構(gòu)體系的施工精度直接影響下道工序的安裝誤差精度，因此必須從工廠加工制作至現(xiàn)場拼裝安裝制定嚴(yán)格的測量方案，采用科學(xué)的測量儀器及測量手段進(jìn)行各道施工精度的控制。另外由于本工程的屋蓋結(jié)構(gòu)的施工面積大且安裝精度要求高的特點(diǎn)及現(xiàn)場施工安裝過程中整個(gè)結(jié)構(gòu)體系受溫差效應(yīng)影響，導(dǎo)致的熱脹冷縮差異，所以本工程所涉及的測量、監(jiān)測內(nèi)容繁多，技術(shù)要求很高。是本工程拼裝和安裝的重點(diǎn)。解決措施1、根據(jù)本工程特點(diǎn)，結(jié)合以往大型大跨度空間結(jié)構(gòu)安裝成熟經(jīng)驗(yàn)，采用高精度全站儀建立平面控制基準(zhǔn)網(wǎng)，并采用雙頻大地型GPS接收機(jī)進(jìn)行校核，采用激光準(zhǔn)直儀和全站儀進(jìn)行平面控制基準(zhǔn)的豎向傳遞；采用電子水準(zhǔn)儀建立高程控制基準(zhǔn)網(wǎng)，采用全站儀測天頂距法進(jìn)行高程控制基準(zhǔn)的豎向傳遞，并采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行校核。2、對累積誤差的處理，采用在各個(gè)結(jié)構(gòu)鋼柱之間設(shè)置補(bǔ)償量進(jìn)行調(diào)整的辦法，逐節(jié)消除，防止因累積量過大一次性消除而對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。對測量數(shù)據(jù)，應(yīng)在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上加上預(yù)變形值后使用，并根據(jù)施工同步監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整預(yù)變形值。3、由于環(huán)境溫度變化及日照影響，使測量定位十分困難。在精確定位時(shí)，必須監(jiān)測結(jié)構(gòu)溫度的分布規(guī)律，規(guī)避日照效應(yīng)，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算結(jié)構(gòu)變形并調(diào)整之。5鋼屋蓋結(jié)構(gòu)卸載鋼屋蓋結(jié)構(gòu)卸載重難點(diǎn)見下表2-5。表2-5鋼屋蓋結(jié)構(gòu)卸載重難點(diǎn)現(xiàn)場安裝重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及解決措施重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)剖析鋼屋蓋結(jié)構(gòu)卸載是本工程的重點(diǎn)1）卸載支點(diǎn)布置多屋蓋采用分段吊裝的安裝方法，安裝臨時(shí)支架支點(diǎn)多，利用千斤頂同步卸載難度很大。如何將面積大屋蓋安全卸載到位，是一項(xiàng)重要的問題。2）使用頂升設(shè)備多根據(jù)臨時(shí)支撐的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，卸載頂升千斤頂數(shù)量較多，如何所有卸載千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)動作，需要有較強(qiáng)的控制能力。3）同步控制要求高在卸載過程中，各支點(diǎn)之間的同步控制要求在±2mm內(nèi)；同時(shí)，同一卸載支架單元上各支點(diǎn)的載荷要控制在與理論計(jì)算基本一致的范圍內(nèi)。解決措施1）選取合適的卸載單元根據(jù)本工程的特點(diǎn)，安裝時(shí)采用分段安裝的方法。張弦梁分段處設(shè)置臨時(shí)支撐，一個(gè)分區(qū)的屋蓋的張弦梁安裝完成后進(jìn)行張拉、整體卸載。2）選擇適當(dāng)?shù)男遁d機(jī)具根據(jù)本工程卸載點(diǎn)多的特點(diǎn)，決定選用計(jì)算機(jī)控制頂升（下降）技術(shù)進(jìn)行鋼屋蓋的整體卸載。由計(jì)算機(jī)控制油壓機(jī)工作，達(dá)到同步卸載的目的。3）合理選擇卸載方法本工程卸載根據(jù)微調(diào)循環(huán)、均勻卸載的原則進(jìn)行卸載，卸載時(shí)通過設(shè)置在臨時(shí)支架頂部的計(jì)算機(jī)控制液壓千斤頂進(jìn)行卸載，卸載時(shí)通過統(tǒng)一指揮進(jìn)行同步操作，根據(jù)計(jì)算機(jī)同步控制液壓千斤頂調(diào)節(jié)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級卸載，直至結(jié)構(gòu)和千斤全部脫離。3總體安裝思路施工擬采用“分段吊裝，高空對接，一次張拉”的施工方案，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)共分為2個(gè)區(qū)域，從中間向東西兩側(cè)對稱施工，屋蓋張弦梁、平面桁架采用汽車吊分段吊裝法。平面桁架現(xiàn)場設(shè)置拼裝場地，工廠桿件等加工完成后運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行拼裝成吊裝分段。原則上吊裝分段的拼裝場地設(shè)置在安裝區(qū)域四周區(qū)域，就近拼裝。在展廳內(nèi)部設(shè)置吊裝通道，汽車吊在地下室頂板上行走進(jìn)行吊裝，4鋼結(jié)構(gòu)吊裝分段劃分張弦梁擬分四段進(jìn)行安裝，單榀設(shè)置三道支撐胎架，具體如下表4-1所示。表4-1張弦梁分段圖張弦梁ZXL-1(1-5軸、1-41軸分段）B-1段：長度3m重量.2t..B-2段：長度26.2m重12.6tB-3段：長度23.8m重量11.5tB-4段：長度30m重12.2t5吊裝機(jī)械的選擇根據(jù)吊裝分段的重量、位置、及吊裝的半徑等因素，本工程投入以下安裝機(jī)械見表5-1。表5-1吊裝機(jī)械表機(jī)型型號數(shù)量（臺）用途70噸汽車吊4屋蓋張弦梁吊裝25噸汽車吊8屋蓋現(xiàn)場拼裝，屋面檁條及連梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝鋼桁架、張弦梁分段采用70噸汽車吊吊裝，采用34米主臂工況。根據(jù)吊車行走路線，現(xiàn)場分段吊裝半徑為7米~15米，本工程構(gòu)件分段最大為12.8噸，吊裝半徑約7米，其吊裝性能為17噸，因此吊車選用滿足現(xiàn)場的吊裝需求。6鋼結(jié)構(gòu)施工流程鋼結(jié)構(gòu)施工流程圖見下表6-1。表6-1鋼結(jié)構(gòu)施工流程步驟一：柱頂預(yù)埋件、支座安裝，配合混凝土施工進(jìn)度步驟二：支撐胎架安裝、張弦梁分段安裝步驟三：張弦梁分段安裝步驟四：張弦梁之間連梁安裝步驟五：流水向東西兩側(cè)施工步驟六：張弦梁分別單根張拉后、支撐胎架卸載步驟七：依照以上順序進(jìn)行張弦梁的安裝步驟八：依照以上順序進(jìn)行張弦梁的安裝步驟九：鋼結(jié)構(gòu)整體檢測7張弦梁施工的質(zhì)量控制1工廠加工及質(zhì)量控制1）有限元分析結(jié)果表明，張弦梁應(yīng)力在支座區(qū)域最大，所有熔透焊縫均為一級焊縫，由于支座處含有拉索的斜向穿孔，加勁板多，工廠內(nèi)加工應(yīng)注意保證焊接質(zhì)量，尤其對于隱蔽焊縫，做好焊縫檢測。2）對張弦桁架，采用工廠內(nèi)加工預(yù)起拱，以減小支座應(yīng)力。3）深化設(shè)計(jì)的找形分析完成后，構(gòu)件之間的位置關(guān)系就已經(jīng)精確形成且唯一，包括張弦梁總長、梁底插耦位置、受力段撐桿的長度、拉索總長、索夾在拉索上的位置，對于張弦梁的整體長度應(yīng)在加工中全過程控制，69m跨度的誤差應(yīng)控制在-5～+10mm之內(nèi)，以保證梁體在兩端支座埋板上的準(zhǔn)確就位，以及插耦位置和索夾的對應(yīng)關(guān)系。4）撐桿的垂直度直接決定觀感質(zhì)量，如果撐桿不垂直，將顯著影響展館建筑效果，撐桿垂直度主要由深化設(shè)計(jì)建模分析的精度決定，同時(shí)施工中應(yīng)控制好張拉力、上下節(jié)點(diǎn)初始位置、張拉伸長值3個(gè)因素，本工程采用兩端張拉工藝，有助于避免撐桿向一個(gè)方向傾斜。5）撐桿與張弦梁的連接，靠撐桿插入梁底的兩片耳板間（插耦）來實(shí)現(xiàn)，插耦間隙精度應(yīng)嚴(yán)格控制，間隙過大，對撐桿起不到平面外的約束作用，撐桿將有外擺趨勢，間隙過小，撐桿難以插入，且工廠內(nèi)如果不能加工到位，出現(xiàn)間隙不足，施工現(xiàn)場的作業(yè)人員往往會采用火焰糾正來擴(kuò)大間隙，對質(zhì)量產(chǎn)生影響，工廠內(nèi)應(yīng)保證撐桿插入后，每側(cè)間隙＜1.5mm。2鋼梁吊裝及質(zhì)量控制1）張弦梁體系的構(gòu)件進(jìn)場做好配套工作，包括主梁、次梁、撐桿、支座、索夾、拉索等構(gòu)件，對現(xiàn)場做好交底，保證現(xiàn)場安裝有條不紊的進(jìn)行。2）張弦梁兩端支座下的砼獨(dú)立柱，由于張弦梁及屋面板自重由兩端支座承擔(dān)，柱頂局部壓應(yīng)力大，重點(diǎn)保證柱體垂直度、鋼筋綁扎、砼澆筑質(zhì)量，柱體垂直度須在埋板安裝時(shí)校核到位，同時(shí)保證澆筑過程不跑模，保證固定鉸支座位于柱頂正中，使得獨(dú)立柱軸心受力。3）從便于運(yùn)輸角度考慮，每根69米長的張弦梁均分為3段進(jìn)場，吊裝時(shí)在胎架上對接拼裝，對接焊縫均為一級焊縫，增加了穩(wěn)定性，也方便拉索從雙胎架中間提升吊裝。4）考慮到館內(nèi)運(yùn)輸通道，張弦梁垂直跨度方向擺放，卡馬對中后，普通螺栓加點(diǎn)焊臨時(shí)固定，之后吊車松鋼絲繩不松鉤，次梁隨主梁同步安裝，待兩側(cè)次梁就位固定后，吊車松鉤，梁上下翼緣及腹板的對接焊縫正式焊接，高空焊接采用防風(fēng)布，保證CO2氣體保護(hù)效果。5）在張弦梁腹板上張貼反光觀測標(biāo)識，采用全站儀檢測張弦梁的安裝位置、標(biāo)高，安裝與張拉偏差控制，除高低跨處的桁架大梁外，不考慮安裝起拱。張弦梁安裝與張拉偏差控制指標(biāo)見表7-1。表7-1張弦梁安裝與張拉偏差控制指標(biāo)砼獨(dú)立柱垂直度支座平面位置（mm）標(biāo)高（mm）跨度（mm）跨中擾度拉索撐桿垂直度（mm）1/300支座長邊方向20支座短邊方向10±10-10～+20≯301/2003索起、安裝及質(zhì)量控制1）拉索進(jìn)場檢查由于拉索在無應(yīng)力狀態(tài)下安裝，為保證索夾的安裝位置，同時(shí)為消除非彈性因素對鋼索長度的影響，拉索的長度和索夾位置標(biāo)識控制，均應(yīng)在設(shè)計(jì)預(yù)張力的應(yīng)力狀態(tài)下料，雖然制索在工廠內(nèi)完成，但拉索與撐桿的空間姿態(tài)關(guān)系是在深化設(shè)計(jì)中得到計(jì)算和控制的，對拉索廠家應(yīng)進(jìn)行交底，拉索進(jìn)場重點(diǎn)檢查拉索長度、預(yù)張拉記錄、索體表面索夾位置的標(biāo)識，成品拉索長度≤100m時(shí)，索長偏差≤20mm。2）索夾安裝索夾由兩個(gè)半球形的鑄鋼件組成，半球內(nèi)壁鑄有凸起的條文，以增加包裹拉索的摩擦力，在拉索展開后，根據(jù)索體表面的標(biāo)識安裝索夾，由4顆螺栓固定，由于索體外包的聚乙烯護(hù)套既有一定硬度，又有一定的彈性，需要對4顆螺栓進(jìn)行反復(fù)擰緊。3）拉索吊裝將拉索在地面上順梁方向展開，從雙拼胎架中間穿過，兩端由汽車吊吊起，采用鋼絲繩、千斤頂牽引索頭，穿過張弦梁兩端支座的斜向張拉孔中就位，調(diào)整上半截?fù)螚U，使得索夾進(jìn)入撐桿凹槽，穿過張弦梁支座的張拉孔中就位，待兩側(cè)各榀裝完，張拉本榀。4索張拉及質(zhì)量控制1）張拉采用雙控原則，以控制變形為主，張拉力控制為輔，設(shè)計(jì)張拉索力每榀不等，每榀張弦梁張拉前，按照兩側(cè)均有2榀張弦主梁及次梁安裝到位的前提下，方可張拉本榀梁，張弦梁一端支座固定，一端自由滑動，全部張弦梁張拉完畢后，將滑動支座固定。自由端