落地穹頂施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本項(xiàng)目為某文化中心落地穹頂結(jié)構(gòu)施工，穹頂直徑36m，矢高12m，采用鋼結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻組合體系。穹頂?shù)撞恐斡诨炷镰h(huán)梁，環(huán)梁直徑40m，截面尺寸為1200mm×800mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40。穹頂鋼結(jié)構(gòu)采用雙層網(wǎng)殼形式，上層為鋁合金檁條支撐的玻璃幕墻，總建筑面積約1200㎡，結(jié)構(gòu)總重約280t。1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)空間形態(tài)：穹頂采用旋轉(zhuǎn)拋物面造型，曲面方程為Z=0.03(X2+Y2)，最大坡度達(dá)35°材料參數(shù)：主結(jié)構(gòu)采用Q355B鋼材，節(jié)點(diǎn)連接采用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓；玻璃幕墻選用6+1.52PVB+6夾膠鋼化玻璃受力體系：通過環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼索與徑向鋼桁架形成空間受力體系，最大跨度36m1.3工程難點(diǎn)大跨度曲面鋼結(jié)構(gòu)的精確拼裝定位高空散裝法施工的安全防護(hù)玻璃幕墻與鋼結(jié)構(gòu)的協(xié)同變形控制預(yù)應(yīng)力張拉過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)二、施工總體部署2.1施工分區(qū)將穹頂沿環(huán)向分為6個(gè)扇形施工段，每個(gè)施工段對(duì)應(yīng)6榀徑向主桁架。施工順序按逆時(shí)針方向推進(jìn)，每個(gè)施工段劃分為：A區(qū)：環(huán)梁及支撐結(jié)構(gòu)施工B區(qū)：下層鋼網(wǎng)殼安裝C區(qū)：上層檁條及幕墻安裝2.2施工流程graphLRA[環(huán)梁施工]-->B[臨時(shí)支撐搭設(shè)]B-->C[下層鋼網(wǎng)殼安裝]C-->D[預(yù)應(yīng)力張拉]D-->E[上層檁條安裝]E-->F[玻璃幕墻安裝]F-->G[支撐卸載]2.3資源配置資源類型規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注汽車吊25t2臺(tái)負(fù)責(zé)構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)履帶吊150t1臺(tái)主結(jié)構(gòu)吊裝全站儀LeicaTS602臺(tái)三維坐標(biāo)測(cè)量高空作業(yè)平臺(tái)12m6臺(tái)幕墻安裝預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備YCW-2004套含智能控制系統(tǒng)三、主要施工方法3.1環(huán)梁施工3.1.1模板工程采用盤扣式腳手架支撐體系，立桿間距600mm×600mm，步距1200mm模板采用18mm厚酚醛覆膜膠合板，背楞采用50×100mm方木，間距300mm環(huán)梁內(nèi)側(cè)模板設(shè)置可調(diào)節(jié)斜撐，確保曲面弧度偏差≤3mm3.1.2鋼筋工程環(huán)梁主筋采用Φ32HRB400E鋼筋，采用直螺紋連接，接頭等級(jí)I級(jí)環(huán)向鋼筋接頭位置需錯(cuò)開35d，且避開彎矩最大截面預(yù)埋鋼板采用Q345B材質(zhì)，厚度20mm，與環(huán)梁主筋焊接固定3.1.3混凝土工程采用C40P8抗?jié)B混凝土，坍落度180±20mm分3次澆筑，每次澆筑高度≤500mm，振搗采用Φ50振搗棒，振搗時(shí)間30-40s/點(diǎn)養(yǎng)護(hù)采用蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14d，確保強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值85%以上方可拆模3.2臨時(shí)支撐體系3.2.1支撐布置采用格構(gòu)式鋼柱支撐，共設(shè)置9個(gè)支撐點(diǎn)，呈等邊三角形布置支撐柱截面尺寸600×600mm，采用L100×8角鋼焊接而成支撐頂部設(shè)置50t液壓千斤頂，用于標(biāo)高微調(diào)3.2.2地基處理支撐基礎(chǔ)采用C30混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，尺寸1500×1500×800mm地基承載力要求≥200kPa，軟弱土層采用碎石換填處理，換填深度1.2m3.3鋼結(jié)構(gòu)安裝3.3.1構(gòu)件加工主桁架在工廠分3段加工，最大運(yùn)輸單元長度12m，重量≤8t構(gòu)件出廠前進(jìn)行預(yù)拼裝，預(yù)拼裝偏差控制：長度偏差：±3mm角度偏差：±0.5°節(jié)點(diǎn)位移：≤2mm3.3.2吊裝工藝主桁架吊裝采用兩點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)設(shè)置在距端部1/3處吊裝索具選用Φ28mm鋼絲繩，安全系數(shù)K=8高空對(duì)接采用臨時(shí)螺栓固定，每個(gè)節(jié)點(diǎn)不少于6顆臨時(shí)螺栓3.3.3測(cè)量控制建立獨(dú)立測(cè)量控制網(wǎng)，設(shè)置6個(gè)強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩采用極坐標(biāo)法進(jìn)行三維定位，每個(gè)構(gòu)件測(cè)量3個(gè)控制點(diǎn)安裝精度要求：標(biāo)高偏差：±5mm軸線偏差：≤3mm曲面擬合度：≤8mm3.4預(yù)應(yīng)力施工3.4.1鋼索安裝環(huán)向預(yù)應(yīng)力索采用1×37-Φ15.2鋼絞線，抗拉強(qiáng)度1860MPa索體安裝前進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)張拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)值的15%轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)處設(shè)置聚四氟乙烯滑塊，摩擦系數(shù)≤0.153.4.2張拉工藝采用“雙控法”張拉，以應(yīng)力控制為主，伸長值校核為輔張拉順序：徑向索對(duì)稱張拉至50%設(shè)計(jì)應(yīng)力環(huán)向索分3級(jí)張拉（30%→70%→100%）徑向索補(bǔ)張拉至設(shè)計(jì)值（1800kN）每級(jí)張拉持荷時(shí)間≥5min，測(cè)量記錄間隔30s3.4.3監(jiān)測(cè)要求布設(shè)12個(gè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用振弦式應(yīng)力傳感器布設(shè)8個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)量精度0.1mm張拉過程中結(jié)構(gòu)最大側(cè)向位移不得超過L/3000（L為跨度）3.5玻璃幕墻安裝3.5.1檁條安裝鋁合金檁條采用200×100×4mm矩形管，間距1.5m檁條與鋼網(wǎng)殼采用偏心連接件，允許±3°轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)安裝順序從下往上，先固定環(huán)向檁條后安裝徑向檁條3.5.2玻璃安裝玻璃板塊尺寸為1500×1200mm，重量約50kg/塊采用真空吸盤吊裝，每個(gè)吸盤吸力≥150kg硅酮結(jié)構(gòu)膠寬度7mm，厚度≥6mm，施膠環(huán)境溫度15-30℃3.5.3密封處理玻璃接縫采用兩道密封：內(nèi)側(cè)丁基密封膠（寬度10mm）外側(cè)耐候膠（寬度15mm）膠縫深度與寬度比控制在1:1.5，注膠后養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d四、施工進(jìn)度計(jì)劃4.1關(guān)鍵線路環(huán)梁施工（45d）→臨時(shí)支撐（20d）→鋼結(jié)構(gòu)安裝（60d）預(yù)應(yīng)力張拉（15d）→幕墻安裝（40d）→支撐卸載（10d）4.2進(jìn)度保障措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，每周進(jìn)行進(jìn)度對(duì)比分析鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件提前15d進(jìn)場驗(yàn)收，確保安裝連續(xù)性幕墻玻璃提前7d到場，按安裝順序編號(hào)存放配置2個(gè)作業(yè)班組，實(shí)行12h輪班制（高峰期）五、質(zhì)量保證措施5.1材料控制鋼材進(jìn)場需提供：材質(zhì)證明書（爐批號(hào)與實(shí)物相符）力學(xué)性能檢測(cè)報(bào)告（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度）低溫沖擊韌性試驗(yàn)報(bào)告（-40℃）玻璃幕墻性能檢測(cè)：抗風(fēng)壓性能（P3≥2.4kPa）水密性（ΔP≥1.5kPa）氣密性（qL≤0.5m3/(m·h)）5.2工序控制5.2.1鋼結(jié)構(gòu)焊接焊工需持AWSD1.1認(rèn)證證書，專項(xiàng)考試合格后方可上崗焊接工藝參數(shù)：焊絲：ER50-6，直徑1.2mm電流：280-320A，電壓：28-32V保護(hù)氣體：80%Ar+20%CO?焊后24h進(jìn)行UT探傷，Ⅰ級(jí)焊縫合格率需達(dá)100%5.2.2測(cè)量復(fù)核建立三級(jí)復(fù)核制度：班組自檢（每榀桁架）項(xiàng)目部復(fù)檢（每個(gè)施工段）第三方終檢（整體結(jié)構(gòu)）測(cè)量儀器定期標(biāo)定，標(biāo)定期限≤1個(gè)月5.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法穹頂半徑±15mm全站儀三維掃描鋼結(jié)構(gòu)垂直度H/2500且≤15mm鉛垂儀玻璃板塊接縫≤2mm塞尺預(yù)應(yīng)力索應(yīng)力±5%設(shè)計(jì)值應(yīng)力傳感器六、安全文明施工6.1高空作業(yè)防護(hù)設(shè)置三重防護(hù)體系：操作平臺(tái)滿鋪50mm厚木腳手板，腳手板用12#鐵絲綁扎牢固沿作業(yè)面設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，立桿間距≤2m下方3m處設(shè)置水平安全網(wǎng)，網(wǎng)目密度≥2000目/㎡工人配備雙鉤安全帶，安全帶需高掛低用6.2吊裝安全吊裝區(qū)域設(shè)置10m警戒區(qū)，配備聲光報(bào)警裝置構(gòu)件吊裝前進(jìn)行試吊，試吊高度300mm，停留時(shí)間≥10min風(fēng)速≥10.8m/s（6級(jí)風(fēng)）時(shí)停止吊裝作業(yè)6.3應(yīng)急預(yù)案6.3.1火災(zāi)事故現(xiàn)場配置4組MF/ABC5型滅火器，布置間距≤20m消防水管直徑≥100mm，消防栓間距≤50m動(dòng)火作業(yè)辦理許可證，配備看火人及滅火器材6.3.2結(jié)構(gòu)失穩(wěn)儲(chǔ)備200m臨時(shí)纜風(fēng)繩（Φ12mm鋼絲繩）配備4臺(tái)50t液壓千斤頂用于應(yīng)急頂撐現(xiàn)場設(shè)置應(yīng)急指揮中心，配置對(duì)講機(jī)8臺(tái)（備用電池充足）七、支撐卸載7.1卸載順序采用“分級(jí)卸載、對(duì)稱同步”原則，分5級(jí)卸載：第1級(jí)：卸載20%（同步下降5mm）第2級(jí)：卸載40%（同步下降10mm）第3級(jí)：卸載60%（同步下降15mm）第4級(jí)：卸載80%（同步下降10mm）第5級(jí)：完全卸載（同步下降5mm）7.2監(jiān)測(cè)要求卸載過程中每小時(shí)測(cè)量一次結(jié)構(gòu)位移相鄰支撐點(diǎn)沉降差不得超過3mm最大卸載速率控制在5mm/h以內(nèi)7.3應(yīng)急措施每個(gè)支撐點(diǎn)配備備用千斤頂（預(yù)頂力50%設(shè)計(jì)值）卸載前檢查所有連接節(jié)點(diǎn)，確保螺栓扭矩達(dá)設(shè)計(jì)值的1.1倍卸載區(qū)域下方禁止人員停留，設(shè)置硬質(zhì)封閉防護(hù)八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)8.1鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收焊縫質(zhì)量：Ⅰ級(jí)焊縫UT探傷100%合格節(jié)點(diǎn)連接：高強(qiáng)度螺栓終擰扭矩偏差±10%整體變形：最大撓度≤L/250（144mm）8.2幕墻驗(yàn)收淋水試驗(yàn)：2L/(m2·min)，持續(xù)30min無滲漏氣密性檢測(cè)：壓力差10Pa時(shí)，空氣滲透量≤0.05m3/(m·h)平面變形性能：幕墻層間位移角≥1/200