鋼結(jié)構(gòu)鉸支座施工工法

1、鋼結(jié)構(gòu)球型鉸支座施工工法大連三川建設(shè)集團股份有限公司孫輝 梁偉 劉殿明 孫強 范玉鐸鋼結(jié)構(gòu)球型鉸支座施工工法大連三川建設(shè)集團股份有限公司孫輝 梁偉 劉殿明 孫強 范玉鐸1 前言鋼結(jié)構(gòu)鉸支座的施工質(zhì)量直接影響到鋼結(jié)構(gòu)整體的安全。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，對鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的施工質(zhì)量、環(huán)保要求也越來越高，需要選用更加優(yōu)良的材料，采用先進的施工工藝，以保證建筑物的安全性和使用功能。鋼結(jié)構(gòu)球型鉸支座是一項新型技術(shù)工藝，與同類支座相比，具有施工簡便、用鋼量少體積小、制造成本低、安全性能好、注重環(huán)保等優(yōu)點。隨著球型鉸支座的逐步推廣應(yīng)用，在施工中不斷摸索、改進，總結(jié)該項施工技術(shù)，我們形成了鋼結(jié)構(gòu)球型鉸支座施工工法。圖1

2、：鉸支座安裝2 工法特點球型支座由上、下支座板、不銹鋼板、中間球冠襯板、平面聚四氟乙烯滑板，球面聚四氟乙烯滑板等組成(圖2)。球型支座通過球冠襯板與球面聚四氟乙烯板之間的滑動完成支點的轉(zhuǎn)動過程，因而有轉(zhuǎn)動靈活，適用轉(zhuǎn)角等優(yōu)點，可以釋放鋼結(jié)構(gòu)卸載時應(yīng)力、地震、溫度變形應(yīng)力。球型鉸支座與其他鉸支座相比有如下特點：2.1球型支座通過球面?zhèn)髁?，不出現(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在預(yù)埋件上的反力比較均勻2.2球型支座通過球面聚四氟乙烯板的滑動來實現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動過程，轉(zhuǎn)動力矩小，而且轉(zhuǎn)動力矩只與支座球面半徑及四氟板摩擦系數(shù)有關(guān)，與支座轉(zhuǎn)角大小無關(guān)，因此特別適用于大跨度鋼結(jié)構(gòu)的使用要求。2.3球型支座各向轉(zhuǎn)動性能一致，

3、適用于跨度大、鋼結(jié)構(gòu)空間雙曲等不規(guī)則結(jié)構(gòu)致使各方向均有轉(zhuǎn)角變位的結(jié)構(gòu)支承。2.4球型支座不用橡膠承壓，不存在橡膠老化對支座轉(zhuǎn)動性能的影響，特別適用于低溫地區(qū)。球型支座在傳遞結(jié)構(gòu)荷載過程中不受橡膠允許承壓的制約，與盆式支座相比，其單位面積承載能力大，支座體積小，可減小支座底面積。圖2：球型支座3 適用范圍本工法適用于大跨度空間結(jié)構(gòu)如網(wǎng)架，桁架，連廊，膜結(jié)構(gòu)，鋼屋蓋等鋼結(jié)構(gòu)建筑及大跨度橋梁工程等。4 工藝原理該項施工技術(shù)是滑動支座通過球面聚四氟乙烯板的滑動來實現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動過程，轉(zhuǎn)動力矩小，而且轉(zhuǎn)動力矩只與支座球面半徑及聚四氟乙烯板的摩擦系數(shù)有關(guān)，與支座轉(zhuǎn)角大小無關(guān)。其用鋼量少體積小，制造成品相對較

4、低，具有萬向轉(zhuǎn)動萬向承載多向位移等其它類型支座所無法比擬的優(yōu)點，而且采用抗拉、抗剪的特殊結(jié)構(gòu)，具有能抗地震烈度9度的能力，可有效的解決鋼結(jié)構(gòu)抗震問題、復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工問題。球型鉸支座主要性能指標(biāo)如下：1、可承受豎向載荷；2、具有抗豎向拉力的性能，保證豎向地震時上下結(jié)構(gòu)不脫節(jié)；3、具有抗水平力的性能，保證水平地震時結(jié)構(gòu)不脫落；4、可適應(yīng)徑向、環(huán)向的位移要求；5、可適應(yīng)任意方向的轉(zhuǎn)角要求；6、減震支座具有良好的減震性能；7、支座通過球面?zhèn)髁Γ怀霈F(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在上、下結(jié)構(gòu)的反力比較均勻；8、支座不用橡膠承壓，不存在橡膠老化對支座的影響，使用壽命長。5 施工工藝及操作要點5.1 工藝流程復(fù)核預(yù)埋板

5、標(biāo)高、軸線標(biāo)出鉸支座頂板、底板“十”字格根據(jù)軸線標(biāo)出預(yù)埋件“十”字格固定鉸支座上蓋板和底板安裝鉸支座調(diào)整鉸支座使其“十”字格與埋件“十”字格重合檢查支座各部件及裝箱清單焊接支座調(diào)整鉸支座頂標(biāo)高圖5.1 鋼結(jié)構(gòu)鉸支座施工工藝流程圖5.2 操作要點(1)支座在安裝前方可開箱，并檢查支座各部件及裝箱清單。支座安裝前不得隨意拆缷支座。(2)先在預(yù)埋件頂板上畫一“十”字格，然后在成品支座頂板及底板也分別畫一“十”字格，作為支座安裝的基線。(3)支座安裝前必須將上蓋與下底座的連接件安裝好。待支座安裝就位完成后拆除臨時連接件，使支座能自由轉(zhuǎn)動。圖3：鋼結(jié)構(gòu)安裝時固定好支座連接板(4)當(dāng)支座吊裝到位后，用儀器

6、量測支座安裝的位置，微調(diào)使之到設(shè)計坐標(biāo)位置，保證支座中心線與上、下結(jié)構(gòu)安裝線相重合。上、下部結(jié)構(gòu)與支座連接的連接板應(yīng)平整，并應(yīng)刨平，除銹等級應(yīng)達到Sa2.5等級。連接板與預(yù)埋板應(yīng)平行，四角和中心相對誤差小于0.1，且應(yīng)小于1.5mm。標(biāo)高絕對誤差小于3mm。安裝誤差須嚴(yán)格控制，否則產(chǎn)生難以預(yù)料的巨大安裝應(yīng)力。(5)為消除溫度應(yīng)力對上部鋼結(jié)構(gòu)的影響，支座安裝后先不與預(yù)埋板進行完全焊接，待所有結(jié)構(gòu)安裝完成后再進行最終焊接。(6)鋼結(jié)構(gòu)整體安裝完成，卸載前將上下連接板拆除。圖4：支座上下連接板拆除6 材料與設(shè)備根據(jù)本工程施工特點，現(xiàn)場投入以下施工機具及材料進行鋼結(jié)構(gòu)鉸支座施工，詳見表6-1。表6-1

7、 施工材料、機械、設(shè)備序號機械設(shè)備名稱規(guī)格型號備注125t汽車吊QY-252二氧化碳焊機CPXS-5003直流焊機ZX7-4004角向砂輪機JB1193-715火焰噴槍SQP-16全站儀TC20007經(jīng)緯儀J2級8水準(zhǔn)儀DS1級9鋼卷尺10墨斗11水平尺12角尺13扁鋼-10mm7 質(zhì)量控制7.1 原材料質(zhì)量控制原材料采購和進場質(zhì)量控制必須嚴(yán)格按ISO9001質(zhì)量體系程序和設(shè)計要求，依據(jù)受控的質(zhì)量手冊、程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書進行原材料采購和質(zhì)量控制，確保各種原輔材料滿足工程設(shè)計要求及加工制作的進度要求。(1)支座附件是否齊壘。如產(chǎn)品合格證，裝箱單等。(2)檢查外觀：支座是否清潔，防腐保護層是否脫

8、落，有無破損，鋼件是否銹蝕。(3)核定銘牌，確認(rèn)牌上內(nèi)容與設(shè)計要求是否一致。支座的位移指針及標(biāo)尺是否完好，預(yù)置的位移值要與設(shè)計值相符。7.2 現(xiàn)場安裝精度質(zhì)量控制 (1)所有的測量器具和測量儀器，按照ISO9002標(biāo)準(zhǔn)體系的要求，經(jīng)過國家技術(shù)監(jiān)督局授權(quán)的計量檢定單位進行檢定、校準(zhǔn)，并在有效使用期限以內(nèi)使用，在施工中所使用的儀器必須保證精度的要求。 (2)測量作業(yè)人員持證上崗，測量技術(shù)人員具備中級職稱以上的資質(zhì)證書，所有的測量人員具備場館的施工測量經(jīng)驗。 (3)各控制點應(yīng)分布均勻，并定期進行復(fù)測，以確?？刂泣c的精度。 (4)施工中放樣有必要的檢核，執(zhí)行測量任務(wù)單三級審核制度，嚴(yán)格履行資料、數(shù)據(jù)的

9、復(fù)核、校對程序，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 (5)規(guī)范工序間的測量中間交接，測量標(biāo)志、資料的交接，施工單位在收到上道工序的測量成果后，應(yīng)在項目部測量管理人員的見證下檢查成果，檢查符合精度要求后方可簽收。7.3 焊接質(zhì)量控制（1）焊工必須持有效證件上崗，施焊前進行相應(yīng)培訓(xùn)。（2）焊接前必須編制合理的焊接工藝和焊接順序；嚴(yán)格按焊接工藝進行焊接。（3）焊接時實施多人對稱反向焊接，最大限度減少焊接變形。（4）嚴(yán)格按設(shè)計要求進行焊縫尺寸控制，不任意加大或減小焊縫的高度和寬度。（5）焊接前將焊接區(qū)邊緣3050mm內(nèi)的鐵銹、毛刺、污垢等清除干凈，以減少產(chǎn)生焊接氣孔等缺陷的因素。（6）焊后應(yīng)清理焊縫表面的溶渣及兩

10、側(cè)飛濺物，檢查焊縫外觀質(zhì)量，檢查合格后，再進行下道工序。（7）外觀質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50205-2001）及建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（JGJ81-2002）的相關(guān)規(guī)定。7.4 質(zhì)量驗收程序與方法1）驗收程序鉸支座施工完畢自檢合格后，報請甲方和監(jiān)理驗收，驗收合格后方可進入下道工序施工。2）驗收方法對照施工圖紙和施工方案檢查；采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、水平尺、鋼尺等檢驗鉸支座安裝質(zhì)量。8 安全措施8.1 防火措施在施工現(xiàn)場易燃材料堆放處按要求配備干粉滅火器，同時，在上述場所禁止吸煙及其他明火操作。8.2 高空作業(yè)安全1.雨天和雪天進行高處作業(yè)時，必須采取可靠的防滑、防寒和防

11、凍措施。凡水、冰、霜、 雪均應(yīng)及時清除。2.對進行高處作業(yè)的高聳建筑物，應(yīng)事先設(shè)置避雷設(shè)施。遇有六級以上強風(fēng)、濃霧等惡劣 氣候，不得進行露天攀登與懸空高處作業(yè)。暴風(fēng)雪及臺風(fēng)暴雨后，應(yīng)對高處作業(yè)安全設(shè)施逐一加以檢查，發(fā)現(xiàn)有松動、變形、損壞或脫落等現(xiàn)象，應(yīng)立即修理完善。3.在高處作業(yè)時，應(yīng)張掛安全網(wǎng)。無安全網(wǎng)時，操作人員應(yīng)系好安全帶，其保險鉤應(yīng)掛在操作人員上方的可靠物件上。8.3 安全用電施工用電應(yīng)符合施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范及其他用電規(guī)范的要求。（1）電焊機外殼必須接地良好，所有電纜、用電設(shè)備的拆除、車間照明等均由專業(yè)電工擔(dān)任，要使用的電動工具，必須安裝漏電保護器，值班電工要經(jīng)常檢查，維護用

12、電線路及機具，保證用電安全。（2）電焊機要設(shè)單獨的開關(guān)，開關(guān)應(yīng)放在防雨的閘箱內(nèi)，拉合閘時應(yīng)戴手套側(cè)向操作。（3）焊鉗與把線必須絕緣良好，連接牢固，更換焊條應(yīng)戴手套。在潮濕地點工作應(yīng)加強防止觸電措施，例如必須穿絕緣膠鞋或站在絕緣膠板上。（4）把線、地線禁止與鋼絲繩接觸，更不得用鋼絲繩代替零線。所有地線接頭必須連接牢固。（5）更換場地移動把線時，應(yīng)切斷電源，并不得手持把線爬梯登高。8.4 夜間施工夜間操作要有足夠的照明設(shè)備，坑、洞、溝槽等除做好防護外，并設(shè)紅燈警示。8.5 焊接安全要求（1）焊工應(yīng)按勞動部門頒發(fā)的有關(guān)規(guī)定和各部門的具體規(guī)定使用勞動保護用品，如工作服、帽、手套及絕緣鞋等。 （2）焊接

13、預(yù)熱工件時，應(yīng)有石棉布或擋板等隔熱措施。 （3）清除焊渣、采用電弧氣刨清根時，應(yīng)戴防護眼鏡或面罩，以防止鐵渣飛濺傷人。 （4）多臺焊機在一起集中施焊時，焊接平臺或焊件必須接地，并應(yīng)設(shè)隔光板。 （5）雷雨時，應(yīng)停止露天焊接工作。 （6）施焊場地周圍應(yīng)清除易燃易爆物品，或進行覆蓋、隔離。必須在易燃易爆氣體或液體擴散區(qū)施焊時，應(yīng)經(jīng)有關(guān)部門檢試許可后，方可施焊。消防工具要齊全，動火區(qū)域要安放滅火器，并定期檢查。工作結(jié)束，應(yīng)切斷焊機電源，并檢查操作地點，確認(rèn)無起火危險后，方可離開。 （7）氧氣、乙炔氣要放在規(guī)定的安全處，并按規(guī)定正確使用。車間、工具房、操作平臺等處設(shè)置足夠數(shù)量的滅火器材。電焊、氣割時，先

14、注意周圍環(huán)境有無易燃物后再進行工作。9 環(huán)保措施9.1 在施工過程中，自覺地形成環(huán)保意識，最大限度地減少施工中產(chǎn)生的噪音和環(huán)境污染；夜間施工嚴(yán)禁噪音作業(yè)，干擾周邊居民休息。9.2 在施工現(xiàn)場進行電焊作業(yè)時，必須采用防護罩，避免光污染。9.3 在電焊作業(yè)清除焊渣、藥皮時，注意不要污染地面。施工現(xiàn)場做到工完場清。施工場所內(nèi)的各種建筑垃圾要及時清理，并在場內(nèi)做好無污染處理后，統(tǒng)一運至場外垃圾堆放點。嚴(yán)禁現(xiàn)場隨意堆放、亂棄垃圾。10 效益分析應(yīng)用本工法為企業(yè)帶來了極為可觀的綜合效益，包括：10.1簡化工藝、加快施工速度由于球型鉸支座是工廠加工成品運往現(xiàn)場的，我們在施工現(xiàn)場安裝球型鉸支座操作工序簡單，在

15、預(yù)埋件施工完成后，可快速定位安裝焊接，有效縮短工期，大幅度降低了人工費用。適用于質(zhì)量要求較高和工期較緊張的工程。10.2 節(jié)能和環(huán)保效益球型鉸支座施工技術(shù)避免與土建交叉作業(yè)，純粹的鋼結(jié)構(gòu)施工提高了施工速度；降低了勞動力的投入，減少建筑垃圾排放，減輕了環(huán)境污染。10.3 社會效益球型鉸支座施工技術(shù)在本項目的應(yīng)用，從方案討論開始就得到了各方的密切關(guān)注，從業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、廠家和質(zhì)監(jiān)站都給予了充分重視，多次舉行專項會議進行討論。最終的成功應(yīng)用，也獲得了各方的一致肯定，為企業(yè)贏得了信譽，創(chuàng)造了良好的社會效益，并積累了經(jīng)驗，本工法有著極大的推廣應(yīng)用意義。11 應(yīng)用實例鋼結(jié)構(gòu)球型鉸支座施工技術(shù)的應(yīng)用，保證