干煤棚網(wǎng)殼施工方案

1、干煤棚網(wǎng)殼施工探討1引言結(jié)構(gòu)形式為雙層網(wǎng)殼，網(wǎng)殼跨度103m凈高38m,屬超大型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。干煤棚是火電廠中存儲煤的一種大型棚庫，為了滿足儲存和斗輪機作業(yè)空間，要求跨度大、凈空高，沒有成熟經(jīng)驗可供參考；同時由于施工現(xiàn)場場地狹小，現(xiàn)場運輸量大，腳手架類型的選擇和搭設(shè)方案是最大的難點所在。本工程施工以大型腳手架為依托搭建滑移施工平臺，采用高空散裝法分段安裝，在完成網(wǎng)殼安裝、防腐施工、 屋 面板安裝之后，將腳手架滑移到下一個分段繼續(xù)施工，直到完成全部施工任務(wù)。2工程概況圖1 :干煤棚外觀本網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計跨度 103m,長度120m,矢高38.639m，網(wǎng)殼展開平面尺寸 144.00m X 120.00m

2、。支撐基礎(chǔ)分為 A列和B列，共30跨（即共分31軸線）。結(jié)構(gòu)型式為雙層網(wǎng)殼，節(jié) 點類型為螺栓球節(jié)點及局部焊接球節(jié)點，支承形式為對邊柱支承。該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)螺栓球和焊接 球全部采用45號鋼制作，螺栓球直徑為$ 200300mm焊接球球徑為0 400800mm上、下弦桿和腹桿選用Q235鋼管制作，鋼管直徑為 $ 89219mm壁厚4.010.0mmo網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)防腐要求：底漆WZ-1水性無機富鋅漆三道3*35卩m中間漆HB53-42環(huán)氧封閉漆一道 30卩m面漆為AB200改性聚碳酸脂長效面漆三道 3*35卩m其中現(xiàn)場施工為兩道面漆。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)面層采用單層壓型彩鋼板封閉，彩鋼板厚度為0.53mm波高30mm表面

3、鍍鋁鋅防腐。3施工萬案本工程施工采用高空散裝法安裝，以大型腳手架為依托搭建滑移施工平臺，施工人員在滑移施工平臺上完成安裝作業(yè)。在安裝方向上按照軸線分為4個分段，在完成網(wǎng)殼安裝、防腐施工、屋面板安裝之后，將腳手架滑移到下一個分段繼續(xù)施工，直到完成全部施工任務(wù)。根據(jù)腳手架寬度和網(wǎng)殼總長度， 本工程腳手架從搭設(shè)到拆除需要滑移3次。3. 1腳手架施工方案、構(gòu)造措施：滑移門式腳手架施工是保證主結(jié)構(gòu)順利施工、安全施工的關(guān)鍵，因此腳手架的平面布置、構(gòu)造措施、腳手架的搭設(shè)、腳手架滑移及使用維護(hù)等各方面都必須精心設(shè)計、嚴(yán)格控制，腳手架及底盤應(yīng)進(jìn)行受力驗算。3. 1. 1腳手架的平面布置在靠近A、B列基礎(chǔ)6米范圍

4、內(nèi)，采用滿堂鋼管扣件式腳手架（因不具備探討價值，本文略去該部分內(nèi)容）。在距離基礎(chǔ)6米以外采用滑移門式鋼管腳手架?；崎T式鋼管腳手架由三組獨立的滑移門式鋼管腳手架組成，即平面尺寸28.00m x 30.60m兩組，30.70m x 30.60m 組（見圖2：腳手架平面布置圖）。腳手架高度最高35.5m,腳手架生根在工字鋼底盤上，底盤通過滑輪支承在軌道上。在高空網(wǎng)殼安 裝時，3組腳手架架體及其底盤連接成一個整體，實質(zhì)上相當(dāng)于合并為一個整體腳手架，以提高穩(wěn)定性。當(dāng)一分段網(wǎng)殼安裝完成后，腳手架需向前滑移至第二分段網(wǎng)殼位置時，先拆除三組滑移腳手架的連接件，使3組腳手架能夠分別單獨滑移?？?D O & U

5、 D D D O 口日日日日 D D D D 0 D D V O DDDDDODD DDCDD DDCODDDiDCEKDDDCDD ClD滑移門式腳手架28.00m*30.60m滑移方向滿堂鋼管扣件式腳手架11滑移7門滑移方向=滑移門式腳手漏滑移方向滿堂鋼管扣件式腳手架 iI D D D 口U U & D D D &PD 口 口口口 DE? 口口 DIDODDiD DCiD 口口 1 J圖2:腳手架平面布置圖之所以不采用整體腳手架而采用把整體分割成三組單獨的腳手架，原因有三：整體腳手架體積太大、長度太長，地基沉降不均勻會造成扭曲變形，影響正常使用和滑移； 整體腳手架滑移過程中需要很大的水平牽

6、引力，也容易在滑移過程中因牽引力不均勻發(fā)生扭曲變形，采用3組獨立腳手架后則可大大減小牽引力和減少牽引變形；采用3組獨立的腳手架，方便搭設(shè)和拆除。3. 1. 2腳手架構(gòu)造措施3. 1. 2. 1門架立桿采用$ 57x 2.5mm鋼管，寬度為1.0m,高度為1.90m,跨距為2.70m,立桿加強桿采用25 x 2mmi岡管。水平加固桿、掃地桿、剪刀撐等采用$ 48x 3.5mm鋼管。3. 1. 2. 2剪刀撐、縱橫向水平加固桿設(shè)置見圖四（腳手架加固措施布置圖），剪刀撐斜桿與地面的傾角在4560之間，用扣件與門架扣緊，腳手管搭接長度不小于 600mm搭接處用3個扣件扣緊。縱 橫向水平加固桿在門架的第

7、一層開始到第十層每層均設(shè)置一道，十層到十六層每隔一層設(shè)置一道，十六層到十八層每層均設(shè)置一道。3. 1. 2. 3門架底部設(shè)置縱、橫向掃地桿?？v向掃地桿固定在距底座上皮不大于200mm處的門架橫桿上。橫向掃地桿固定在緊靠縱向掃地桿下方的門架橫桿上。3. 1. 2. 4頂步作業(yè)平臺滿鋪竹笆片，竹笆片應(yīng)支承于橫桿上，不得有探頭板，且用不小于14號鉛絲雙股并聯(lián)4點綁扎。滑移門式腳手架圖三：腳手架立面圖3. 1. 2. 5在28.00m x 30.60m兩組腳手架處分別設(shè)人員上下步道，步道寬度1.2m,坡度1:3，拐彎處設(shè)平臺寬1.5m，步道兩側(cè)及平臺外圍均應(yīng)設(shè)置欄桿及擋腳板，欄桿高度1.2m,擋腳板高

8、度200mm3. 1. 2. 6單組腳手架合并：單組腳手架之間用$ 48x 3.5mm鋼管連接，按照水平 3m豎直3m間距考慮，把3組獨立腳手架連接成一個整體腳手架。在滑移之前將連接桿臨時拆除。3. 1. 3滑移門式鋼管腳手架計算圖四：腳手架加固措施布置圖水平支撐3排門架設(shè)置1道縱橫向剪刀支撐3. 1 . 3. 1參數(shù)信息(1) 腳手架參數(shù)腳手架搭設(shè)高度為35.5m，門架型號采用重型門架，鋼材為Q235o扣件連接方式：單扣件搭設(shè)尺寸為：門架的寬度b = 1.000m，門架的高度 ho= 1.900m，步距1.920m，跨距I = 2.700m。門架 h 1 = 1.450m , h2 = 0.

9、100m , b1 = 0.700m。門架立桿采用 57 x 3 mn鋼管，立桿加強桿采用25 x 2mr鋼管。(2) 荷載參數(shù)本工程地處浙江省玉環(huán)縣，基本風(fēng)壓為0.80，風(fēng)荷載高度變化系數(shù) 卩z為1.92，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為 0.5。施工均布荷載為3.000kN/m2,同時施工層數(shù)：1層。3. 1 . 3. 2腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值：作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。(1)靜荷載計算靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：1)腳手架自重產(chǎn)生的軸向力(kN/m)門架的每跨距內(nèi)每步架高內(nèi)的構(gòu)配件及其重量分別為:MF12191榀0.25 kN交叉支撐2副2X 0.040=0.080 kN水平架1步1設(shè)0.

10、165X 1= 0.165 kN腳手板每米重量0.048kN連接棒2個2X 0.006=0.012 kN鎖臂2副2X 0.009=0.018 kN合計0.573 kN經(jīng)計算得到，每米高腳手架自重合計NGkl =0.298 kN/m。2)加固桿、剪刀撐和附件等產(chǎn)生的軸向力(kN/m)剪刀撐采用48X 3.2 mm鋼管，按照4步4跨設(shè)置，每米高的鋼管重計算：tg a = ( 4 X 1.920 ) / (4X 2.700 ) = 0.7112 X 0.035 X ( 4 X 2.700)/cos a /(4 X 1.920 ) = 0.121 kN/m水平加固桿采用48 X 3.2mn鋼管，按照1

11、步1跨設(shè)置，每米高的鋼管重為：0.035 X ( 1 X 2.700 ) / ( 1 X 1.920 ) = 0.05 kN/m每跨內(nèi)的直角扣件1個，旋轉(zhuǎn)扣件4個，每米高鋼管重：(1 X 0.0135+4 X 0.0145 ) / 1.920 = 0.037 kN/m每米高的附件重量為 0.020 kN/m每米高的欄桿重量為 0.010 kN/m經(jīng)計算，每米高腳手架加固桿、剪刀撐和附件等產(chǎn)生的軸向力合計NGk2 = 0.238kN/m靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值總計為NG = NGK1 + NGK2 = 0.536 kN/m(2) 活荷載計算活荷載為各施工層施工荷載作用于一榀門架產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值總和。經(jīng)計算

12、得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ = 14.58 kN(3) 風(fēng)荷載計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計算Wk = 0 7UsWo=0.800其中 Wo -基本風(fēng)壓(kN/m2),按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：1.920Us-風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us =0.50經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk = 0.54 kN/m3. 1. 3. 3立桿的穩(wěn)定性計算作用于一榀門架的軸向力設(shè)計值計算公式（不組合風(fēng)荷載）4 1.2+ 1.4 -Ns其中NG -每米高腳手架的靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NG = 0.482 kN/mNQ -腳手架的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ = 14.58 kNH - 腳手架的搭設(shè)高度，H

13、= 35.500 m經(jīng)計算得到，N = 40.945 kN作用于一榀門架的軸向力設(shè)計值計算公式（組合風(fēng)荷載）10i其中qk -風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，qk =1.458 kN/mH1 - 豎向間距，H1 =1.92 m經(jīng)計算得到，N =39.156 kN門式鋼管腳手架的穩(wěn)定性按照下列公式計算其中N - 作用于一榀門架的軸向力設(shè)計值，取以上兩式的較大者，N =40.954 kN ；Nd - 一榀門架的穩(wěn)定承載力設(shè)計值（kN）；一榀門架的穩(wěn)定承載力設(shè)計值以下公式計算Nd = A ft = JI A1=r應(yīng)，壞其中-門架立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比kho/i查表得到，=0.489k - 調(diào)整系數(shù)，k=1.170i

14、 -門架立桿的換算截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.956 cmI -門架立桿的換算截面慣性矩，1=19.47 cmh 0 - 門架的高度，ho=1.90mI 0 -門架立桿的截面慣性矩，lo=18.608cm4A1 -門架立桿的截面面積，A1=5.089 cm 2h 1 -門架加強桿的高度，h1=1.702mI 1 -4-門架加強桿的截面慣性矩，1 1=0.963cmA - f -一榀門架立桿的截面面積，A=10.178 cm2門架鋼材的強度設(shè)計值，f=205.00 N/mm 2經(jīng)計算得到， Nd= 102.029 kN立桿的穩(wěn)定性計算N M= 102.029，滿足要求。3. 1. 4工字鋼底盤、滑輪及

15、軌道底盤是腳手架生根的基礎(chǔ)，由縱、橫兩個方向的工字鋼組成，底盤的工字鋼間距按上部腳手架桿的間距調(diào)整。3. 1. 4. 1工字鋼底盤構(gòu)造1）底盤工字鋼選用 20號工字鋼，Q235B材質(zhì)。2） 底盤工字鋼所有接頭采用M16普通螺栓連接成整體，避免焊接連接，便于拆卸和防止拆除時損壞。3） 為了保證腳手架順利滑移，底盤工字鋼平整度應(yīng)控制在30mm之內(nèi)。4） 腳手架搭設(shè)完成后， 在底盤工字鋼縱橫方向上每間隔4m設(shè)置沉降觀測點，每隔3天測量一次沉降觀測，做好記錄。如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時采取措施，防止因沉降造成腳手架失穩(wěn)、破壞。3. 1 . 4. 2底盤工字鋼驗算（1）驗算底盤一（共有 10跨）以第1跨為例驗

16、算截面抗拉抗壓抗彎強度、截面抗剪強度:底盤工字鋼材質(zhì)：Q235考慮自重，自重放大系數(shù)取1.2跨度為3m截面為普工20a截面 lx = 2.37e+007 mm3截面 Wx = 237000 mm面積矩 Sx = 134977 mm腹板總厚7 mm塑性發(fā)展系數(shù)丫 x = 1.05整體穩(wěn)定系數(shù)0 b = 0.6由最大壁厚11.4 mm 得:截面抗拉抗壓抗彎強度設(shè)計值f = 215 MPa截面抗剪強度設(shè)計值 fv = 125 MPa剪力范圍為-16.9675-26.0385 KN彎矩范圍為-8.30388-11.5936 KN.M最大撓度為1.02071mm （撓跨比為1/2939）由 Vmax x

17、 Sx /（lx x Tw） 得計算得最大剪應(yīng)力為 21.185 MPa fv = 125 MPa滿足要求由 Mx / （ Y x x Wx）得計算得強度應(yīng)力為 46.5885 MPa 31軸逐步推行，按 1軸一- 9軸、9軸一- 17軸、17軸一- 25軸、25軸一- 31軸劃分為四個分段（見圖9:施工平面圖），分段所有工序完成之后進(jìn)行驗收，驗收合格后將腳手架滑移到下一個分段繼續(xù)施工，依次類推，直到安裝全部完成。1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)件運至施工現(xiàn)場，按構(gòu)件明細(xì)表核對進(jìn)場構(gòu)件的數(shù)量，檢驗出廠合格證及有關(guān)資料，便于安裝工作的順利開展。2）安裝前對基礎(chǔ)軸線、標(biāo)高等進(jìn)行驗收檢查，并進(jìn)行基礎(chǔ)檢測和辦理交接驗收

18、，做到符合設(shè)計要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。此顆焊接球就軸、軸處下弦有此顆焊接球就軸、軸處下弦有圖10:網(wǎng)殼安裝順序圖3）鋼構(gòu)件按種類、型號、安裝順序分段存放；鋼構(gòu)件底層墊枕應(yīng)有足夠的支承面，并防止支點下沉。相同型號的鋼構(gòu)件疊放時，各層鋼構(gòu)件的支點應(yīng)在同一垂直線上，并防止鋼構(gòu)件被壓壞和變形。每個分段網(wǎng)殼安裝按照從下到上的順序，A、B列對稱進(jìn)行。2 . 2. 1網(wǎng)殼安裝前準(zhǔn)備工作2. 2網(wǎng)殼主體結(jié)構(gòu)安裝3. 2. 2. 2網(wǎng)殼支座安裝1）網(wǎng)殼支座包括支座球和支座底板以及加勁板（。支座安裝是結(jié)構(gòu)安裝中最重要的施工環(huán)節(jié)，直接影 響結(jié)構(gòu)安裝精度。2）安裝前，首先復(fù)測混凝土支承面頂板的位置、頂面標(biāo)高和頂面水平度。

19、支承面頂面位置允許偏差為15mm頂面標(biāo)高允許偏差范圍為-3mm0，頂面水平度應(yīng)控制在 L/1000以內(nèi)（L為頂面寬度）。其次，復(fù) 測支座地腳螺栓中心偏移，最大允許偏移5mm偏差過大需要在安裝前采取糾正措施。3）根據(jù)螺栓球的中心線在支座底板上劃出中心線，安裝時使 支座底板中心線和支承面十字線重合。4）支座就位后擰緊地腳螺栓上的螺母。3. 2. 2. 3焊接球、桿件安裝1）網(wǎng)殼支座安裝完成之后，最先安裝的是支座上方的四層焊 接球、桿。安裝前，按照圖紙復(fù)檢即將安裝的各構(gòu)件尺寸及 數(shù)量等情況，并按安裝順序放好各構(gòu)件的堆放位置，便于網(wǎng)殼 安裝工作的順序開展。2）放置桿件：將備好的桿件，按規(guī)定的規(guī)格布置鋼

20、管桿件。放置桿件前，應(yīng)檢查桿件的規(guī)格、尺寸，以及坡口、焊縫間隙、將桿件放置在兩個球之間，調(diào)整間隙（2mm,確保焊縫根部，點焊固定，點焊時焊縫不應(yīng)超過其鋼管的 2/3。組裝斜腹桿應(yīng)控制好斜腹桿角度，對位置不正、角度不正的先矯正，矯正 合格后才準(zhǔn)予安裝。在安裝過程中發(fā)現(xiàn)桿件長度、角度不一致時，將過長桿件用切割機割去，然后重開 坡口，重新就位檢查。3）放置焊接球：將已驗收的焊接球，按規(guī)格、編號放好，應(yīng)將焊接球肋板與弦桿放置在同一軸線上。4）球、桿件焊接：球管焊接采用斜鋸齒形運條手法進(jìn)行焊接，防止咬肉。焊接完成半圓后，從另一端 鋼管下側(cè)中心線右邊 2030mm處反向起弧，向左焊接，與上述工藝相同，到頂

21、部中心線后繼續(xù)向前焊 接，填滿弧坑。焊縫搭接平穩(wěn)，以保證焊縫質(zhì)量。焊工施焊完后，應(yīng)及時清理焊渣，對焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢 查，不能漏焊，不能有裂紋、未溶合、夾渣、焊瘤、咬邊、燒穿、弧坑和針狀氣孔等現(xiàn)象，出現(xiàn)以上問 題，應(yīng)及時進(jìn)行返修。5）若焊縫有超差缺陷，必須進(jìn)行返修，但同一位置上的返修次數(shù)不超過兩次。焊縫出現(xiàn)裂紋時，焊工 不得擅自處理，應(yīng)報告焊接技術(shù)人員，查清原因，制定返修工藝措施，方可處理，嚴(yán)禁焊工自行返工處 理，以防裂縫再次發(fā)生。6）焊接結(jié)束后，應(yīng)對焊縫進(jìn)行外觀檢查。焊縫的焊波應(yīng)均勻，不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤、咬邊、弧坑和針狀氣孔等缺陷，焊接區(qū)無飛濺物，焊縫的位置、外形尺寸必須符合 JGJ

22、81 2002、J218-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程和GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范。設(shè)計對全熔透焊縫有超聲波探傷要求，須進(jìn)行超聲波探傷檢查。（根據(jù)設(shè)計要求的比例對焊縫進(jìn)行超聲波探傷，二級焊縫20%探傷，一級焊縫100%探傷）。3. 2 . 2. 4螺栓球、桿件安裝1）安裝下弦構(gòu)件按下弦球所需標(biāo)高排好臨時支點，保證下弦球的標(biāo)高位置（平行度）。臨時支點可使用現(xiàn)場腳手架鋼管，使第一榀下弦網(wǎng)格從臨時支點上通過。按照圖紙上的桿件、球的編號位置安裝第一榀間下弦球、桿，組成縱向平面網(wǎng)格，并擰緊其高強螺栓。安裝前應(yīng)檢查絲扣質(zhì)量，清理螺孔、螺扣，干凈后擰入。高強螺栓應(yīng)擰緊到位，不得有松扣

23、。2）安裝腹桿安裝第一榀間的腹桿與上弦球，為一球四腹桿的四角錐小單元。四角錐小單元安裝好后，將其翻至下弦平面網(wǎng)格上，就位后腹桿高強螺栓與下弦球孔擰入、固定（外側(cè)兩腹桿的高強螺栓）。（見圖13 :四角錐安裝）。3）上弦桿安裝安裝第一榀間的上弦桿，按圖紙的編號，上弦桿就位，連接兩個上弦球，上弦桿和內(nèi)邊兩腹桿的高強螺栓擰緊到圖13:四角錐安裝位，從A軸線連續(xù)到對面B軸線，擰緊所有高強螺栓，使第一榀網(wǎng)殼形成整體，校正支座軸線。4）拼裝裝完第一榀網(wǎng)殼后檢查其質(zhì)量，使其符合設(shè)計及規(guī)范要求，接著拼裝第二榀網(wǎng)殼。按以上安裝方法， 設(shè)一排臨時支點，裝一榀網(wǎng)殼，以此疊加進(jìn)行，邊拼裝邊檢查、邊做好單元拼裝記錄。但在拼裝時隨時 觀察臨時支點的受力情況，如有下沉，及時采取加固措施。5）調(diào)整、緊固網(wǎng)殼安裝時隨時測量檢查網(wǎng)殼安裝精度。檢查下弦網(wǎng)格尺寸及對角線，檢查上弦網(wǎng)格尺寸及對角線，檢查網(wǎng)殼縱向長度、橫向長度、網(wǎng)格矢高。在各臨時支點未拆除前進(jìn)行調(diào)整。網(wǎng)殼在安裝過程中應(yīng)隨時檢查各臨時支點的下沉情況，如有下降情況，及時加固，防止出現(xiàn)下墜現(xiàn)象。網(wǎng)殼檢查、調(diào)整后，對網(wǎng)殼所有高強螺栓重新檢查，對松動套筒加以緊固。圖14:防腐施工工藝3