鋼結(jié)構(gòu)支撐體系同步等距卸載工法（14頁）

1、鋼結(jié)構(gòu)支撐體系同步等距卸載工法YJGF161-2006編制單位:主要執(zhí)筆人: 1.前言近些年國內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展日新月異，鋼結(jié)構(gòu)被廣泛的用于高層、超高層建筑以及大跨度的工業(yè)廠房、體育場館的建設(shè)中。許多大跨度及復雜鋼結(jié)構(gòu)的施工，采用臨時支撐體系、空中組裝的安裝工藝，在結(jié)構(gòu)組裝完成后拆除臨時支撐的施工方案。在拆除臨時支撐過程中，支撐與結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生根本變化，由臨時支撐受力轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)自身受力。在大體量鋼結(jié)構(gòu)工程中，臨時支撐最大所承受的支座反力往往在成百上千噸。在臨時支撐搭設(shè)前，進行嚴謹?shù)娜^程施工工況模擬計算分析，根據(jù)計算結(jié)果科學合理的設(shè)置支撐點、選擇支撐體系搭設(shè)方案及對支撐體系卸載工藝方法，

2、同時在施工中周密細致的組織管理，是結(jié)構(gòu)受力體系由臨時支撐受力向結(jié)構(gòu)自身受力平緩、安全過渡的重要環(huán)節(jié)。在國家重點工程“國家游泳中心”“延性多面體鋼框架結(jié)構(gòu)”鋼結(jié)構(gòu)施工中，施工單位根據(jù)計算機全過程模擬演算分析，使用手動螺旋千斤頂，采用同步等距的卸載工藝，對承載重量為6700噸的支撐體系進行了卸載，安全高效的完成了鋼結(jié)構(gòu)的施工任務。該工法施工技術(shù)是“國家游泳中心新型多面體空間剛架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究”核心技術(shù)之一。2007年5月16日，在北京市建委組織并主持召開了“國家游泳中心新型多面體空間剛架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究”科技成果鑒定會上，專家一致認為“該項目施工綜合技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平”。2.特點2.1結(jié)構(gòu)安全

3、性好。小行程等距多步卸載，卸載過程中桿件內(nèi)力變化平緩，避免了應力突變。2.2 成本低，環(huán)保性好。采用手動螺旋式千斤頂，經(jīng)濟、簡單、實用，較計算機中控液壓式千斤頂?shù)馁M用大幅降低，同時無能源消耗，無污染。2.3工藝操作簡便。易于施工人員掌握操作要領(lǐng)，保證卸載行程的良好控制。2.4 利用數(shù)據(jù)處理與反饋技術(shù)指導施工，同時施工措施受力部位進行實體受力試驗使施工準確、確保安全。2.5采用手動螺旋式千斤頂,操作直觀動作準確。3.適用范圍本工法適用于各種鋼結(jié)構(gòu)類型的多支點大跨度不鋼框架及鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支撐體系的卸載。4.工藝原理 在鋼結(jié)構(gòu)安裝前，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)平面形狀特點和下部結(jié)構(gòu)允許的支撐條件進行鋼結(jié)構(gòu)安裝臨時支撐

4、體系的布置和設(shè)計。支撐體系通過工況模擬計算確定，并根據(jù)受力情況進行支撐體系設(shè)計。在鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接完畢并驗收合格后，進行統(tǒng)一卸載。采用同步等距離將所有卸載支撐點下移，使千斤頂隨著逐級卸載逐步退出工作，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)平緩的達到設(shè)計受力狀態(tài)。5.工藝流程及操作要點5.1工藝流程結(jié)構(gòu)施工驗收卸載前施工準備非卸載點千斤頂下降預卸載正式卸載一個行程檢查各項情況并記錄卸載過程中構(gòu)件應力、支撐體系位移監(jiān)測進行下一行程卸載逐級完成最終卸載5.2操作要點5.2.1卸載前施工準備1、卸載點千斤頂設(shè)計布置千斤頂選擇手動螺旋式千斤頂，規(guī)格根據(jù)計算機模擬演算確定。2、卸載支撐點的試驗與檢查1）卸載支撐點的試驗根據(jù)計算機模擬

5、計算受力結(jié)果，設(shè)計打設(shè)卸載支撐點腳手架。卸載支撐點分3種形式搭設(shè)。第一種9根間距為600mm單立桿組成為塔架，承受4t以下重量的荷載，橫桿步距為1200mm，見圖5.2.1-1；第二種為16根間距400mm單立桿組成為塔架，承受4t以上、9t以下重量的荷載，橫桿步距為600mm見圖5.2.1-2；第三種為32根間距400mm雙立桿組成塔架，承受9t以上重量的荷載見圖5.2.1-3。按設(shè)計搭設(shè)形式檢查支撐體系搭設(shè)形式與荷載是否相匹配。圖5.2.1-1 荷載4噸以下支撐架詳圖圖5.2.1-2 荷載4噸-9噸支撐架詳圖圖5.2.1-3 荷載大于9噸支撐架詳圖2）對三種支撐點進行1：1實體加載試驗。針

6、對每種支撐形式進行加載試驗，加載由9KN到600KN，三種形式支撐符合卸載需要，見圖5.2.1-4圖5.2.1-4支撐架加載試驗圖2、卸載過程組織及人力安排卸載由總指揮統(tǒng)一指揮，采用對講機。對每個卸載點千斤頂均需劃出下移刻度線（每格5mm），嚴格控制千斤頂下降行程。見圖5.2.1-5?？傊笓]專家組監(jiān)測組卸載數(shù)據(jù)記錄組安全監(jiān)護組千斤頂操作組1結(jié)構(gòu)檢查組1腳手架檢查組1應急小組千斤頂操作組2結(jié)構(gòu)檢查組2腳手架檢查組2千斤頂操作組N結(jié)構(gòu)檢查組N腳手架檢查組N鋼結(jié)構(gòu)組腳手架組圖5.2.1-5 卸載組織結(jié)構(gòu)圖總指揮負責現(xiàn)場統(tǒng)一指揮，一次卸載5mm?，F(xiàn)場操作管理人員按區(qū)域劃分，每個卸載點設(shè)二名操作人員，管

7、理人員每人負責23個卸載點，各自對責任區(qū)內(nèi)的卸載點進行觀測，如有問題及時與指揮人員聯(lián)系。卸載過程中對應力比較大桿件的焊縫進行重點監(jiān)測，設(shè)置監(jiān)測總控制中心，集中實時監(jiān)測相關(guān)桿件應力、位移，為整個卸載過程的決策提供真實有力的數(shù)據(jù)。3、卸載之前對所有參加卸載的管理和操作人員進行技術(shù)、質(zhì)量、安全交底，保證卸載的精度和施工人員的安全。對所有參加卸載的施工人員提前進行模擬訓練。即由現(xiàn)場總指揮統(tǒng)一指揮，規(guī)定下降速度，所有施工人員按照口令在各自的區(qū)域進行千斤頂?shù)哪M下降。4、卸載前對所有節(jié)點、卸載點千斤頂及支撐平臺逐個檢查，千斤頂重點檢查規(guī)格及行程是否能夠滿足要求。為防止意外情況發(fā)生時千斤頂彈出傷人，事先將千

8、斤頂綁固主體鋼結(jié)構(gòu)上。5、支撐點反變形措施為保證支撐點受力均勻，需要在卸載千斤頂頂面節(jié)點之間墊一塊厚20mm、300*300mm的鋼板詳圖5.2.1-6： 圖5.2.1-6 千斤頂措施圖6、在卸載前將非卸載點部位千斤頂高度下降20mm，觀察24小時，無異常情況后拆除。5.2.2預卸載為能夠進一步了解承重結(jié)構(gòu)的變化情況，在卸載前一天進行預卸載，千斤頂行程5mm，預卸載完畢后對卸載部位承重架的變化情況，千斤頂?shù)南陆蹈叨龋Y(jié)構(gòu)焊縫的質(zhì)量情況及屋架撓度的變化情況進行一次全面的檢查。各項檢查合格無誤后，才可進行正式卸載。5.2.3 同步等距卸載卸載時采用同步等距的方法，每個卸載行程為5mm，事先要在千斤

9、頂上用油漆噴涂5mm間距格，卸載時統(tǒng)一指揮操作人員每次下降一格，卸載操作如圖5.2.3-1：圖5.2.3-1 千斤頂操作圖卸載做到同步性，且在一個行程完畢后，各個工位操作人員應該通知指揮員。監(jiān)測確認監(jiān)測桿件應力、位移無異常后，通知總指揮，再統(tǒng)一進行下一個行程的卸載。見圖5.2.3-2。圖5.2.3-2 過程檢查記錄圖5.2.4檢查各項情況并記錄在每一個卸載行程完畢后，各個工位操作人員應對各項目重新檢查無誤后，記錄卸載過程控制資料，等候進行下一行程卸載。5.2.5卸載過程監(jiān)測為了對結(jié)構(gòu)在卸載過程中的安全狀況進行評估，應對大應力桿件的應力應變進行監(jiān)測。卸載監(jiān)測是對構(gòu)件的安全性進行評定，采用光纖光柵

10、應變傳感器實時跟蹤測試現(xiàn)場卸載時的數(shù)據(jù)，將其與材料設(shè)計強度進行比較，確定其安全水準。為屋蓋的卸載提供安全評估并對不利情況提供現(xiàn)場預警，預警指數(shù)為0.9（按照設(shè)計要求）。見圖5.2.5-1、圖5.2.5-2。監(jiān)測桿件的選擇根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)安裝方案、卸載工況選擇實際應力值較高的桿件作為監(jiān)測對象，并與設(shè)計方共同確定。光纖溫度傳感器光纖應變傳感器圖5.2.5-1 傳感器安裝圖圖5.2.5-2 數(shù)據(jù)監(jiān)測與反饋圖5.2.6卸載數(shù)據(jù)比較通過利用計算機模擬演算技術(shù)，我們科學的組織了國家游泳中心的卸載工作，其結(jié)果完全符合設(shè)計要求。卸載數(shù)據(jù)如表5.2.6-1，表5.2.6-2。表5.2.6-1 桿件應力監(jiān)測對比表監(jiān)測桿

11、件位置施工監(jiān)測桿件號鋼材強度設(shè)計值(N/mm2)允許應力比（N/mm2）實際監(jiān)測應力比（N/mm2）墻體部分8603600.310.0414743100.340.0222373100.510.1822933100.370.1123013100.320.0830723600.360.02687783100.310.1199133600.360.05屋蓋部分36203100.310.1238243100.380.1272943100.330.1583833100.320.05133043100.330.21184793100.310.07198133600.320.06 表5.2.6-2結(jié)構(gòu)自撓尺

12、寸觀測對比表12356觀測點初始值下弦圖紙標高觀測值下?lián)现?015 23.55323.52623.507-19801723.52823.52623.493-33940523.52823.52623.492+8939623.52823.52623.491-35907323.57323.52623.477-4938723.61223.52623.468-58782023.58123.52623.514-12219423.64223.52623.445-81234023.53923.52623.508-18根據(jù)圖紙要求下弦標高23.526m，卸載完成后，屋面下弦標高最小值為23.445m，因此屋面標

13、高下降最大值為81mm，作為觀測下?lián)现档囊罁?jù)，遠低于設(shè)計計算的自重荷載撓度245mm，滿足設(shè)計要求。5.2.7注意事項1、在卸載過程中對群頂?shù)南陆蹈叨冗M行檢查，看是否滿足規(guī)定下降的數(shù)值，有無多降或少降的情況發(fā)生。2、千斤頂?shù)氖芰η闆r，有無卡死未降或降值過大的千斤頂，如有及時更換調(diào)整。3、承重架支撐情況，有無彎曲變形的，如有變形的承重部位必須及時做補強處理。4、檢查卸載部位鋼構(gòu)件的焊縫是否存在因卸載產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象的部位，如有將立即調(diào)整該卸載部位的千斤頂?shù)男谐袒蚋鼡Q該部位的千斤頂，并修補撕裂的焊縫。5、所有施工人員必須嚴格按照施工程序進行群頂?shù)男遁d，按照同時、等距的原則，按照規(guī)定數(shù)值進行循環(huán)卸載，每

14、卸載一個5mm行程各個操作人員向指揮人員匯報自己卸載點的情況，確認5mm卸載完成，再統(tǒng)一進入下一個5mm卸載的進行。6、當卸載到設(shè)計規(guī)定值時，觀測千斤頂是否退出工作，如果卸載過程中，出現(xiàn)個別卸載點撓度增加，千斤頂行程不夠的情況，應通知指揮人員，暫停卸載，再次計算位移值，對繼續(xù)卸載是否安全進行核對，確認無誤后，更換千斤頂，繼續(xù)卸載。6、設(shè)備選用除腳手架支撐體系外，卸載中需要的材料和設(shè)備主要有：千斤頂、千斤頂上下支撐鋼板，應力、應變、位移監(jiān)測設(shè)備、對講機等?？紤]在施工過程中，千斤頂在屋架安裝過程中長期處于受力狀態(tài)，液壓千斤頂將出現(xiàn)回油現(xiàn)象，這樣將對結(jié)構(gòu)受力的整個過程控制不利，所以選用螺旋千斤頂。千

15、斤頂?shù)男阅苓x型，根據(jù)卸載點最大支點反力，按鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程中規(guī)定，取0.6-0.8的折減系數(shù)后確定。表6卸載點千斤頂規(guī)格表：千斤頂型號(t)自重（Kg）自身高度（mm）可調(diào)高度（mm）數(shù)量（個）161732018021322839520017505445225087507061840010對講機配備數(shù)量依據(jù)卸載點數(shù)量確定，每個卸載點一臺。7.質(zhì)量控制7.1監(jiān)測控制卸載前對所有卸載點標高進行測量，從中選出9個點作為卸載過程監(jiān)測點，將監(jiān)測點卸載前、卸載過程中、卸載后的絕對標高值隨時監(jiān)測，作為屋面下?lián)峡刂茢?shù)據(jù)。對受力較大桿件需進行應力、應變實時監(jiān)測，應分別選擇拉、壓桿設(shè)計應力較高的桿件進行監(jiān)

16、測。監(jiān)測點布置圖如下：圖7.1 監(jiān)測點布置圖7.2 控制標準 卸載中結(jié)構(gòu)桿件內(nèi)應力比不超過0.9 ,卸載后結(jié)構(gòu)自撓值不超過245mm。7.3操作管理控制要點7.3.1 卸載實施中作到高度集中的統(tǒng)一指揮和嚴謹認真的具體操作。7.3.2 卸載前進行精密細致的前期準備，組織所有參與人員對實施方案和應急預案進行詳細交底。7.3.3安排模擬訓練，根據(jù)模擬中反映的問題進行必要的完善和調(diào)整。7.3.4 準備應急人員及需要的備用千斤頂?shù)仍O(shè)備，對于應力檢測設(shè)備須預備不間斷電源。7.3.5 正式卸載中嚴格執(zhí)行操作規(guī)程和記錄，及時反饋信息，聽從總指揮統(tǒng)一指揮。8、安全措施8.1卸載前，通告所有現(xiàn)場內(nèi)施工單位及個人；

17、清理現(xiàn)場，除卸載操作及指揮人員外，其它不相關(guān)人員不得進入卸載區(qū)；卸載區(qū)以下架體用警戒線封閉，防止意外。8.2不同反力的點位標注清楚，實際放線準確。卸載前應嚴格檢查千斤頂?shù)墓ぷ餍阅堋⑿遁d點下支撐架的情況。若發(fā)現(xiàn)千斤頂“帶病工作”應立即更換，其中扣件式腳手架應特別注意步距的設(shè)置、上部平臺鋼板、工字鋼的擺設(shè)；安德固腳手架應特別注意獨立塔架的步距保證、與周邊架體的拉接、上部工字鋼的型號及擺設(shè)方法。8.3仔細檢查鋼結(jié)構(gòu)自身的焊接情況，卸載區(qū)域及計算工況中假定需要滿焊區(qū)域的結(jié)構(gòu)是否已經(jīng)形成了穩(wěn)定體系，沒有漏焊；焊接部位是否已經(jīng)100%通過自檢及第三方檢驗。8.4在卸載過程中，禁止隨意拆除腳手架的基本構(gòu)架桿

18、件，以防止破壞腳手架的整體性，卸載過程中需要拆除的部分桿件必須經(jīng)主管人員同意，采取相應的補救措施，方可拆除。8.5所有施工人員進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽、系好安全帶，穿好防滑鞋.工人在腳手架面上作業(yè)，必須掛好安全帶，為防止意外情況，卸載人員的安全帶要掛在主鋼結(jié)構(gòu)上。在任何情況下，嚴禁從架上向下拋擲材料及其他物品.8.6在每步卸載作業(yè)完成之后，必須將架上剩余材料物品移走，清理腳手架面上的多余物品防止墜落傷人。8.7 卸載前對所有千斤頂?shù)男阅苓M行檢查，同時為防止發(fā)生意外情況時，千斤頂飛出傷人，先將每個千斤頂與主體鋼結(jié)構(gòu)連接固定。8.8 卸載時切斷除監(jiān)測電源外的所有電源。8.9 在卸載過程中，注意觀察結(jié)構(gòu)支座位移變形、異常響動等異?，F(xiàn)象，以及惡劣天氣停止卸載。8.10卸載過程中監(jiān)測記錄應力比變化較大，應暫停卸載，進行計算，確認無誤后繼續(xù)卸載。9.環(huán)保措施本工法采用螺旋式千斤頂無噪音，