圖書館鋼結(jié)構(gòu)工程施工方案（17頁）

1、圖書館鋼結(jié)構(gòu)工程施工方案目 錄概況2本工程鋼結(jié)構(gòu)特點4鋼結(jié)構(gòu)加工及運(yùn)輸4鋼結(jié)構(gòu)安裝方案5整體提升的安全措施10鋼結(jié)構(gòu)施工準(zhǔn)備11鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝13現(xiàn)場組裝質(zhì)量保證措施14一、工程概況:本工程由地下三層和地上五層組成,為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，分為兩大區(qū)；即由標(biāo)高8.650m(地上三層底板)以下的鋼筋（型鋼）混凝土全澆筑的框架(梁、板、柱)，及六個鋼筋混凝土抗側(cè)力筒體結(jié)構(gòu)(以下簡稱核心筒)形成的沉穩(wěn)基座區(qū)和由鋼結(jié)構(gòu)組成的(包括地上四層,五層)的屋頂區(qū)；屋頂區(qū)的全部豎向荷載由36根矩形型鋼/混凝土柱傳遞至筏板基礎(chǔ)；本工程屋頂區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)東西方向長105.878m,南北方向?qū)?16.600m,屋頂結(jié)構(gòu)標(biāo)

2、高26.190m。屋頂區(qū)鋼結(jié)構(gòu)由6榀巨型主鋼桁架，4榀次鋼桁架（主桁架柱間支撐）和6榀屋面鋼桁架及2000余件主、次鋼梁、層間鋼柱、梁間支撐等組成大樓四層、五層樓板及屋面承重結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)梁之上，鋪設(shè)樓承板，焊接抗剪釘，澆灌鋼筋混凝土；本工程鋼結(jié)構(gòu)總重約12300t（含基座內(nèi)型鋼柱；混凝土框架梁內(nèi)鋼骨）。分區(qū)情況如圖所示:26.190 二、本工程鋼結(jié)構(gòu)特點:1、鋼結(jié)構(gòu)體量大: 本工程鋼結(jié)構(gòu)總重約12300t,其大部分集中在剛接節(jié)點的六榀主桁架、四榀次桁架及主、次桁架間剛接栓接的主梁上。最重構(gòu)件為HJ-1其重達(dá)765t(不含節(jié)點短肢)。其外形尺寸為長度：116.6m。寬:1.2m、高:10.04m。

3、2、本工程鋼結(jié)構(gòu)的主、次桁架的立柱、弦桿、腹桿及主梁均采用焊接箱形截面，其桁架下弦截面達(dá)1997Kg/m。且在節(jié)點區(qū)腹板加厚。最重的節(jié)點為23噸；弦桿與腹桿相交均為圓角過渡并在弦桿箱內(nèi)增設(shè)對應(yīng)加勁板。次梁、主梁下弦支撐等采用軋制H型鋼。3、由于屋頂區(qū)鋼結(jié)構(gòu)Y形支撐與基座區(qū)的連接點設(shè)在標(biāo)高8.650m處，且設(shè)計要求當(dāng)基坐區(qū)(即:標(biāo)高8.650m(地上三層底板)以下的鋼筋（型鋼）混凝土)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時，才可將屋頂區(qū)鋼結(jié)構(gòu)落座。因此，結(jié)構(gòu)安裝時，必須將本工程鋼結(jié)構(gòu)特點一并考慮去分析其安裝方案的可行性，安全性，和經(jīng)濟(jì)性。三、鋼結(jié)構(gòu)加工及運(yùn)輸：1、由于桁架外形尺寸高大：主桁架高達(dá)10余米，長達(dá)100余米

4、，一個單元的次桁架也高達(dá)10余米；長22.7米,也就是說,即便將主桁架分段組成單元，就其外形尺寸而言也無法運(yùn)輸。因此工廠只能將所有主、次桁架分解若干桿件及節(jié)點，加工成型。然后按變號運(yùn)至現(xiàn)場組裝；這部分工程量約為5000噸。2、其余主、次鋼梁、層間鋼柱、梁間支撐等工廠須加工成型完整構(gòu)件并與上述桁架散件按項目部提出的桿件加工清單分期分批運(yùn)到施工現(xiàn)場。（工廠加工工藝略）四、鋼結(jié)構(gòu)安裝方案：1、安裝方案確定：（1）由于本工程鋼結(jié)構(gòu)特點所決定,本工程鋼結(jié)構(gòu)的安裝與常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)安裝(即基礎(chǔ)驗收-構(gòu)件進(jìn)場就位碼放起重安裝)的簡單方法是不相同的；因為，從工廠運(yùn)至現(xiàn)場的桁架散件還需增加一個焊接拼裝成完整桁架的過程

5、,桁架不能成為獨(dú)立穩(wěn)定單元,其他任何構(gòu)件均無法安裝。要完成桁架拼裝過程必須滿足其拼裝條件：鋪設(shè)承重拼裝平臺（單榀桁架線荷載8噸/米）、設(shè)置工裝卡具，配備起重、焊接、檢測人員及設(shè)備等。單榀桁架拼裝還需增設(shè)可靠臨時支撐系統(tǒng)，以防止桁架傾倒。如果把桁架散件視為構(gòu)件按常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)安裝方法，（即：土方開挖基礎(chǔ)底板基坐區(qū)施工-鋼結(jié)構(gòu)安裝）；那么，上述的要完成桁架拼裝過程必須滿足其拼裝的條件必然要跨越鋼筋/型鋼混凝土結(jié)構(gòu)層而到標(biāo)高8.65m-16.15m高空去建立；顯而易見，這種施工方法的安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工難度的不可預(yù)見性，在本工程的特殊情況下是不可取的。 （2）將桁架散件在地面分段拼裝，空中對接，除事先在

6、對接節(jié)點設(shè)置足夠剛度承重架及操作平臺外，還需解決對接接口同心矯正和變形矯正問題。如果桁架分段空中對接的變形解除不徹底產(chǎn)生了側(cè)向變形，當(dāng)次桁架單元高空安裝時（兩個節(jié)點同時安裝）施工難度就會更大，將難以保證工程質(zhì)量。（3）按常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)安裝方法，混凝土結(jié)構(gòu)占據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的下部空間，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件都要通過起重機(jī)遠(yuǎn)距離起吊空中就位；無論是桿件空中散拼，還是構(gòu)件分段空中對接，其最小單件重量都要長期使用超大噸位起重機(jī)配合水平、垂直運(yùn)輸、起重和安裝；且不能發(fā)揮其效率；如果想省去超大噸位起重機(jī)的水平運(yùn)輸，必然增加通過混凝土結(jié)構(gòu)層進(jìn)行滑移就位安裝，從而增大安裝費(fèi)用。（4）結(jié)合本工程鋼結(jié)構(gòu)特點和通過對常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)安裝方法

7、在本工程使用不利因素的分析；考慮到安裝方案的可行性，安全性，經(jīng)濟(jì)性和施工工期；得出如下結(jié)論：1）地面就位拼裝是滿足桁架拼裝過程必備條件的最佳選擇。2）將主桁架、次桁架、四/頂層主梁（以下簡稱主結(jié)構(gòu)）地面組合，是鋼結(jié)構(gòu)整體安裝質(zhì)量、并給五層結(jié)構(gòu)及其他次結(jié)構(gòu)的安裝建立空中平臺提供可靠保證。3）主結(jié)構(gòu)整體液壓提升是避免長期使用超大噸位起重機(jī)配合安裝的安全、穩(wěn)定的起重安裝方法。4）整體液壓提升主結(jié)構(gòu)這一體量的選取與確定，并非整體液壓提升全部屋頂區(qū)鋼結(jié)構(gòu)能力的問題，而是考慮到在保證質(zhì)量的前提下，盡可能縮短鋼結(jié)構(gòu)在地面的停留時間，使基礎(chǔ)及基座區(qū)鋼筋（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)工程投入施工。因此，安裝方案確定為：主結(jié)

8、構(gòu)地面整體就位拼裝-基座鋼筋/型鋼混凝土施工-主結(jié)構(gòu)整體分步提升-基座型鋼混凝土施工完成-主結(jié)構(gòu)整體落座-拆除液壓提升裝備并改用穩(wěn)定的主結(jié)構(gòu)作平臺和塔吊繼續(xù)拼裝四/頂層剩余主梁-四/頂層次梁-屋面桁架-五層全部結(jié)構(gòu)。2、整體提升主結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點：（1）首先在地面上建立拼裝平臺,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的節(jié)點、桿件利用工裝、卡具和較小起重機(jī)，能準(zhǔn)確無誤地拼裝在水平、軸線位置上；相對減少高空作業(yè)。構(gòu)件所有節(jié)點均穩(wěn)定地坐落在平臺上焊接變形量小。（2）主結(jié)構(gòu)地面拼裝完成后，等于建立起空中安裝平臺，整體提升至設(shè)計標(biāo)高對繼續(xù)安裝的四層/頂層懸挑主梁、次結(jié)構(gòu)，以及五層全部鋼構(gòu)件提供可靠保障。3、整體提升主結(jié)構(gòu)的順序：（1

9、）平整場地：進(jìn)場后先進(jìn)行場地平整和施工道路硬化。（2）測量放線：將建筑物各軸線和鋼桁架軸線及控制線測設(shè)在地面上。（3）制作拼裝平臺：按軸線位置在主桁架每個下弦節(jié)點處制作鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，同時進(jìn)行提升鋼架樁基礎(chǔ)和下部鋼架安裝。為方便鋼結(jié)構(gòu)安裝，平臺上表面高出地面1.2m。（4）拼裝鋼結(jié)構(gòu)：在拼裝平臺上按順序拼裝鋼結(jié)構(gòu)。（5）土方開挖：在主要鋼結(jié)構(gòu)拼裝完成后，從東向西進(jìn)行土方開挖。（6）地下室結(jié)構(gòu)施工：土方開挖完成后，按正常施工順序進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)施工，施工時核芯筒提前進(jìn)行。（7）安裝上部提升鋼架、千斤頂和鋼架間支撐：在核芯筒施工到負(fù)一層時，將上部提升鋼架和千斤頂安裝到位，并進(jìn)行調(diào)試。（8）第一次

10、提升：經(jīng)對整體提升主結(jié)構(gòu)的各項措施落實、技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確無誤后，將主結(jié)構(gòu)提升至下弦底標(biāo)高8.900米，在提升鋼架上設(shè)置橫梁，將主鋼構(gòu)臨時支撐，拼裝桁架Y型支撐（屋頂區(qū)支撐鋼柱），將其桿件分別安裝于桁架下弦桿上，最重桿件為20t,使用50t汽車起重機(jī)在地面上完成吊裝工作，吊裝高度8.000米（詳見附圖四）。（9）第二次提升：將主鋼構(gòu)繼續(xù)向上提升4.4m高，在提升鋼架上設(shè)置橫梁，將主鋼構(gòu)臨時支撐，施工地上一層核芯筒和其他混凝土結(jié)構(gòu)。（10）第三次提升：將主鋼構(gòu)再次向上提升4.4m高，在提升鋼架上設(shè)置橫梁，將主鋼構(gòu)臨時支撐，施工地上二層核芯筒和其他混凝土結(jié)構(gòu)。（11）下降至設(shè)計標(biāo)高：主結(jié)構(gòu)整體提升至設(shè)計

11、標(biāo)高以上，待基座施工滿足要求后，將結(jié)構(gòu)的Y型支撐柱筒體套進(jìn)基座的型鋼柱頭上并進(jìn)行剛性連接 (焊接)。（12）其他桿件安裝：拆除液壓提升裝備改為利用塔吊做起重設(shè)備;繼續(xù)進(jìn)行四/頂層剩余主梁-四/頂層次梁-屋面桁架及檁條-五層全部結(jié)構(gòu)的拼裝。4、整體提升的方法：（1）整體提升主結(jié)構(gòu)的吊點選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計支點相一致，共設(shè)六個吊點（每個核芯筒為一個吊點），每個吊點由四個500噸穿芯千斤頂組成，每個千斤頂承擔(dān)荷載為333噸，24只穿芯千斤頂整體提升主結(jié)構(gòu)約8000噸。（主結(jié)構(gòu)地面拼裝工程量及吊點布置見附圖一至四）（2）整體提升主結(jié)構(gòu)所用提升設(shè)備由提升承重塔架、吊裝索具、液壓千斤頂、液壓泵站和控制臺等組成。

12、本工程采用LSD液壓提升系統(tǒng)，它的工作原理是利用鋼絞線與夾持器裝置把重物、提升千斤頂連接起來，利用提升千斤頂、夾持器交替動作和千斤頂活塞與油缸、鋼絞線的相對運(yùn)動使重物達(dá)到上升和下降的目的，控制系統(tǒng)按相應(yīng)的液壓提升工法控制液壓泵站驅(qū)動千斤頂?shù)挠透?、夾持器動作，形成一個閉合循環(huán)。經(jīng)過一個閉合循環(huán)，重物升高或下降一定的高度，周而復(fù)始，直至把重物升高或下降到預(yù)定高度。LSD液壓提升系統(tǒng)由三部分組成:承重系、泵站系和控制系。1）承重系：承重系包括提升千斤頂、構(gòu)件夾持器以及承重用柔性鋼絞線，它利用設(shè)計制造的門式提升架作為提升的承力點。提升千斤頂安裝于承重橫梁之上,鋼絞線上端夾緊于提升千斤頂?shù)膴A緊裝置,下端

13、通過專用夾持器連接于重物上。工作時提升千斤頂油缸不動，活塞作往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)上夾持器夾緊鋼絞線時,下夾持器松開,活塞提重物上升或下降.當(dāng)下夾持器夾緊鋼絞線時,上夾持器松開,提升千斤頂空載上升或下降,重物保持不動。2）泵站系：液壓泵站接收控制系統(tǒng)給出的指令，開關(guān)電磁閥從而控制油路驅(qū)動千斤頂?shù)挠透住A持器動作。使千斤頂形成循環(huán)動作。它使用二位四通換向閥和三位四通換向閥作為調(diào)節(jié)流量的控制元件。3）控制系：它控制著整個液壓提升系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，提供了良好的人機(jī)界面讓操作者實現(xiàn)手動控制；自動控制；在手動控制中能實現(xiàn)對單項、多項、單吊點和多吊點的控制。控制系由檢測部分、電器執(zhí)行部分、顯示部分和操作部分組成；它有激

14、光測距儀、油壓傳感器等檢測元件，它檢測控制系統(tǒng)各個狀態(tài)的相關(guān)信息并把信息傳送到控制計算機(jī)，計算機(jī)處理這些信息，把相關(guān)數(shù)據(jù)送到控制臺提供給操作人員。監(jiān)視并根據(jù)控制臺預(yù)先選定的方式按LSD液壓提升工法控制液壓泵站驅(qū)動千斤頂動作實現(xiàn)提升。（液壓提升設(shè)備配置及其計算見附件一）（略）（3）提升承重塔架由-14米以下的灌注樁基礎(chǔ)承擔(dān)荷載和錨固。（灌注樁基礎(chǔ)、提升塔架設(shè)計及其計算見附件二）（略）五、整體提升的安全措施：整體提升約8000噸鋼結(jié)構(gòu)施工，目前還沒有成熟經(jīng)驗可借鑒，為了整體提升工藝做到萬無一失，重點研究制訂整體提升的安全措施。1、液壓系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試達(dá)到24個穿心千斤頂同步運(yùn)行，并在穿心千斤頂上下兩端設(shè)

15、置安全夾持器，以保證，萬一千斤頂出現(xiàn)故障時，使被提升的鋼結(jié)構(gòu)可靠停留。2、為使整體提升的主結(jié)構(gòu)在空中安全可靠停留，在提升架停留點位置上設(shè)置承重橫梁，當(dāng)整體提升進(jìn)入停留點位置后，將橫梁托住桁架下弦吊點，使被提升的全部荷載鎖定并傳遞到提升架上。3、當(dāng)整體提升進(jìn)行時，如何抵抗風(fēng)載給予的水平推力，防止鋼結(jié)構(gòu)水平位移，除提升塔設(shè)計本身保證足夠剛度外,整體提升前, 在每組提升塔架頂部設(shè)置支稱，將四個門架連接成一體，再用纜風(fēng)繩把六組塔架拉接在一起并與地錨可靠拉接。如下圖所示:（纜風(fēng)繩、地錨設(shè)計與計算詳見附件三）（略）六、鋼結(jié)構(gòu)施工準(zhǔn)備：1、施工技術(shù)準(zhǔn)備：（1）鋼結(jié)構(gòu)工程施工前根據(jù)設(shè)計藍(lán)圖進(jìn)行施工圖轉(zhuǎn)換工作,

16、按擬定的施工程序編制施工進(jìn)度計劃,提出桿件節(jié)點加工清單、運(yùn)輸計劃及工程所需材料、設(shè)備、用電計劃。（2）完成主結(jié)構(gòu)拼裝、整體提升工藝、裝備的設(shè)計工作并投入實施；（3）結(jié)合整個工程施工平面布置，安排鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)場卸車、碼放、拼裝、就位等所需場地，和必要設(shè)施的建造。（4）根據(jù)整個工程施工進(jìn)度安排,建立鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝、焊接，檢驗為一體的勞動組織。2、施工場地準(zhǔn)備：（1）因本工程主結(jié)構(gòu)在地面就位拼裝，所以施工現(xiàn)場必須進(jìn)行地面硬化，建造拼裝平臺，埋設(shè)工裝預(yù)埋鐵件，并將整體提升主結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)和正負(fù)零以下至負(fù)十四米的承重塔身埋設(shè)完成。（2）在拼裝平臺上完成鋼結(jié)構(gòu)1：1大樣的放線工作。（主結(jié)構(gòu)地面拼裝平臺設(shè)計計

17、算見附件四）（略）3、資源準(zhǔn)備：由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大部分拼接工程量必須在施工現(xiàn)場進(jìn)行，相當(dāng)于工廠的組裝車間搬到工地，因此，專業(yè)人員、吊裝鎖具、焊接設(shè)備、及電力供應(yīng)等均需做好充分準(zhǔn)備。（鋼結(jié)構(gòu)施工工藝流程圖如下：）七、鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝：本工程鋼結(jié)構(gòu)安裝采用主結(jié)構(gòu)地面就位拼裝，形成較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系（即：該結(jié)構(gòu)體系在脫離地面平臺模具后的變形量不影響剩余結(jié)構(gòu)桿件的安裝，或能控制安裝影響的條件下）-主結(jié)構(gòu)整體提升-鋼筋/型鋼混凝土基座施工-主結(jié)構(gòu)整體就位-剩余鋼結(jié)構(gòu)部分安裝的施工工藝進(jìn)行；在主結(jié)構(gòu)地面就位拼裝過程中，設(shè)六個安裝流水段（即：以六個核心桶為中心分別向四方沿伸合攏）所有本工程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、節(jié)點及桿件均在

18、工廠加工制造，按計劃運(yùn)抵現(xiàn)場，施工現(xiàn)場再按六個組裝流水段組織安裝,每個組裝流水段均在安裝平臺上按軸網(wǎng)放大樣,設(shè)置工裝模具；焊接采用氣體保護(hù)焊,火焰預(yù)熱,以保證構(gòu)件連接的幾何尺寸和焊接質(zhì)量。其安裝工藝過程簡述如下:1、組合桁架拼裝：組合桁架A由一榀Hj-1與一榀Hj-2主桁架；組合桁架B由兩榀HJ-3主桁架并用兩榀間SL-3(4)SL-5(6)主梁連接在一起形成相對穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)單元；拼裝時，采用汽車吊先將主桁架下弦桿及下弦節(jié)點放置平臺模具中進(jìn)行定位，（最重桿件23.6t,吊裝高度2.7m；）定位準(zhǔn)確無誤后進(jìn)行節(jié)點剛性連接，沒個節(jié)點安排兩臺氣保焊機(jī)組，對稱焊接?？刂葡孪覘U側(cè)向焊接變形；下弦桿拼接完

19、成后，利用可調(diào)整支撐架進(jìn)行腹桿的安裝；（最重17t吊裝高度10.34m;）腹桿的定位須與對應(yīng)上弦節(jié)點或上弦桿同時進(jìn)行，只有定位準(zhǔn)確無誤后才能進(jìn)行上部節(jié)點焊接。（上弦桿最重17.4t吊裝高度11.24m）；為保證焊接質(zhì)量和焊接速度，上、下弦箱型截面的下板全熔透對接焊縫坡口應(yīng)朝上，在箱筒里施焊。因此，工廠加工桿件、節(jié)點時應(yīng)將焊縫區(qū)的一塊上翼板留至現(xiàn)場焊接。2、其余桿件安裝（1）與主桁架剛接拼裝的同時，將兩榀主桁架間的四/頂層主梁依次、全部栓接于主桁架的節(jié)點短肢上，初擰高強(qiáng)螺栓；當(dāng)主桁架整榀檢測合格后，才能將主梁與主桁架的螺栓/焊接節(jié)點拼接完成。通過上述工作形成了組合桁架A，B四座既獨(dú)立又穩(wěn)定的單元。其總重已達(dá)4705噸（組合桁架地面就位拼裝的工程量及平面布置見附圖一所示）。（2）為保證四個組合桁架在提升時保持整體性（即水平、雙向軸線保持一致）HJ-4、HJ-5次桁架也在地面就位拼裝。其拼裝工藝本著先下弦節(jié)點及下弦桿，再腹桿、上弦節(jié)點、上弦桿的安裝順序和一個對接焊口兩臺氣保焊機(jī)組對稱焊接的原則，進(jìn)行拼裝。為了給組合桁架間主梁留有安裝通道；次桁架HJ-4的拼接可先行；HJ-5次桁架的拼接須留一節(jié)間，待這一節(jié)間主梁安裝完畢，再行拼裝。 （3）拼裝HJ-4次桁架的