全國萬噸鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工技術(shù)（共84）

XX建工集集團張xxxx圖書館館工程程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)整體體提升升施工工匯報內(nèi)內(nèi)容一．工工程概概況二．施施工方方案的的選擇擇三．鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)施工工工藝藝流程程四．提提升施施工特特點、、難點分析五．提提升施施工設(shè)設(shè)備布布置六．提提升施施工理理論計計算分分析七.提升施施工控控制方方案八.提升施工九.小結(jié)1．建筑基本本情況建設(shè)單位：：xx圖書館工程名稱：：xx圖書館工程程建設(shè)地點：：xx大街33號建筑規(guī)模：：總建筑面積積約為100000m2；其中地上上建筑面積積：35000m2，地下建筑筑面積：65000m2。一．工程概概況2．主要設(shè)計計及參建單單位建筑設(shè)計單單位：xx建筑設(shè)計有有限公司結(jié)構(gòu)設(shè)計單單位：xx建筑設(shè)計研研究院有限限公司監(jiān)理單位：：xx監(jiān)理有限公公司施工總承包包單位：xx建工集團有有限公司3．工程簡介介xx圖書館工程程主樓結(jié)構(gòu)構(gòu)由地下三三層和地上上五層組成成。該建筑筑基礎(chǔ)底板板標高－13.6m，鋼結(jié)構(gòu)屋屋面結(jié)構(gòu)標標高＋26.19m。主要建筑內(nèi)內(nèi)容為密集集型藏書庫庫、閱覽室室、圖書加加工用房、、學(xué)術(shù)交流流用房、珍珍品圖書保保存庫和展展示廳、數(shù)數(shù)字圖書館館的大型計計算機機房房、數(shù)字資資源存儲機機房、數(shù)字字處理間等等。主體三層以以下采用鋼鋼筋混凝土土框架－筒筒體結(jié)構(gòu)體體系形成基基座區(qū)，基基座區(qū)長120m，寬90m。三層以上上采用巨型型鋼桁架結(jié)結(jié)構(gòu)體系由由36根鋼柱承受受其重量，，外形尺寸寸116m××106m。南北向設(shè)設(shè)有6榀巨型鋼桁桁架，東西西向設(shè)有4榀支撐桁架架。基座區(qū)屋頂區(qū)鋼骨柱核心筒HJ-1HJ-1HJ-2HJ-2HJ-3HJ-3HJ-3HJ-3HJ-5HJ-5HJ-4HJ-4主樓南北方方向剖面主樓東西方方向剖面HJ-3HJ-1、2WJ-1桁架結(jié)構(gòu)桁架節(jié)點鋼桁架及主主梁均采用用箱型截面面，桁架架長116m，高10.04m,最重單榀桁桁架1100t,總工程量約約13500t。鋼板厚度度范圍主要要為25～80mm，材質(zhì)為Q345C，其中40～60mm板材Z向性能要求求滿足Z15，大于60mm板材Z向性能要求求滿足Z25。桁架桿件連連接采用全全焊接形式式，各層主主梁與桁架架弦桿連接接采用栓焊焊結(jié)合，焊焊縫等級為為一級。鋼結(jié)構(gòu)工程主要構(gòu)件截面尺寸構(gòu)件名稱截面形式截面尺寸桁架下弦箱形1500×1200×40×60桁架上弦箱形900×1200×30×60桁架腹桿箱形1200×600×（50～80）×（50～80）四層主梁箱形1500×600×25×60五層主梁工字形H485×300×16×30頂層主梁箱形900×600×25×60各層次梁工字形HM482×300、HN500×200、HW300×300Y形支撐箱形1200×600×（60～80）×（60～80）主勁性柱箱形1200×600×（40～80）×（40～80）2.1施工方案的的選擇本工程采用用了巨型鋼鋼桁架體系系，主桁架架1.2m*106m*10.04m，重1100t,經(jīng)深化加工工圖單個桿桿件最重61t，空中組拼拼難度較大大。若采用用常規(guī)的安安裝方法無無法實現(xiàn)跨跨外吊裝，，跨內(nèi)吊裝裝吊車運行行通道加固固及桁架拼拼裝支撐胎胎架費用驚驚人，施工工安全難以以保證且無無法滿足工工程工期要要求。結(jié)合本工程程鋼結(jié)構(gòu)特特點和通二．施工方方案的選擇擇2.2鋼結(jié)構(gòu)“地地面拼裝，，整體提升升”方案優(yōu)點：：（1）在地面上上建立拼裝裝平臺,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的桿件利利用工裝、、卡具和較較小起重機機，能準確確無誤地拼拼裝在水平平、軸線位位置上；相相對減少高高空作業(yè)。。構(gòu)件所有有節(jié)點均穩(wěn)穩(wěn)定地坐落落在平臺上上焊接變形形量小，施施工質(zhì)量及及安全易于于保證。（2）工作面大大，工序間間銜接較好好，便于施施工組織。。（3）主鋼構(gòu)地地面拼裝完完成后，建建立了空中中安裝平臺臺，對繼續(xù)續(xù)安裝的四四層、頂層層次結(jié)構(gòu)及及五層構(gòu)件件提供可靠靠保障。（4）大型結(jié)構(gòu)構(gòu)整體提升升施工技術(shù)術(shù)是一項新新穎的結(jié)構(gòu)構(gòu)安裝施工工技術(shù)，其其采用柔性性鋼絞線承承重、提升升油缸集群群、計算機機控制、液液壓同步提提升、機電電液一體化化的技術(shù)原原理，實現(xiàn)現(xiàn)同步升降降、負載均均衡、結(jié)構(gòu)構(gòu)姿態(tài)校正正、應(yīng)力控控制、操作作鎖閉、過過程顯示、、故障報警警等，施工工安全有一一定保證。。2.3提升重量的的確定工程總體施施工方案采采用逆作法法施工，屋屋頂區(qū)鋼桁桁架結(jié)構(gòu)地地面原位拼拼裝完成后后，再進行行土方開挖挖、基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)施工。。經(jīng)多方討論論研究，屋屋頂鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)主要鋼結(jié)結(jié)構(gòu)地面拼桁架體系地地面原位拼拼裝后進行行土方開挖挖，施工基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)四層提升構(gòu)構(gòu)件四層提升構(gòu)構(gòu)件主要包包括主桁架架、次桁架架下弦桿件件及四層主主梁、懸臂臂梁等。2.4提升構(gòu)件布布置2.4提升構(gòu)件布布置屋面層提升升構(gòu)件屋面層提升升構(gòu)件主要要包括主桁桁架、次桁桁架上弦桿桿件及屋架架、屋面層層主梁、懸懸臂梁、天天井區(qū)次梁梁。2.5整體提升方方案的確定定確定總體施施工方案后后，共制定定了四套整整體提升施施工方案：：1）鋼格構(gòu)柱柱提升方案案；2）混凝土框框架柱提升升方案；3）鋼結(jié)構(gòu)頂頂升施工方方案；4）利用結(jié)構(gòu)構(gòu)體系中的的六個鋼筋筋混凝土核核芯筒做為為主要提升升平臺，HJ-3端部設(shè)鋼格格構(gòu)柱輔助助提升的方方案。經(jīng)多方研究究討論最終終確定第四四種方案最最為經(jīng)濟合合理。頂升千斤頂頂《鋼結(jié)構(gòu)整體體提升施工工方案》編制完成后后，于2006年7月1日邀請了國國內(nèi)知名專專家，召開開了方案論論證會，與與會專家一一致肯定了了提升總體體方案的合合理性和可可行性。2.6整體提升專專家論證論證會上與與會專家和和領(lǐng)導(dǎo)積極極討論三．提升施施工工藝流流程·土方平整鋼結(jié)構(gòu)地面拼裝基礎(chǔ)施工拼裝支撐樁施工鋼結(jié)構(gòu)地面就位拼裝主體結(jié)構(gòu)土方施工核心筒施工及提升平臺施工提升設(shè)備安裝調(diào)試試提升試下降，檢查各提升設(shè)施狀況正式提升安裝第三節(jié)鋼骨柱安裝Y形支撐第一次下放，焊接Y形支撐上口首次卸載，焊接Y形支撐下口提升廠家確認提升設(shè)備制備提升吊架加工出廠檢驗提升設(shè)備基礎(chǔ)施工提升塔架提升塔架加工提升塔架安裝提升吊耳加工提升吊耳焊接最終卸載拆除提升設(shè)備4.1提升吊點的的確定整體提升重重量大，需需提升結(jié)構(gòu)構(gòu)面積廣，，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，，桿件剛度度差異較大大，合理布布置提升吊吊點，使提提升施工過過程中構(gòu)件件應(yīng)力及變變形在規(guī)范范允許范圍圍內(nèi)，提升升施工經(jīng)濟濟合理安全全可靠。四．提升施施工特點、、難點分析4.2提升重量重重，面積大大總的提升重重量10388噸，在國內(nèi)內(nèi)已建工程程中還前所所未有。本本工程提升升鋼結(jié)構(gòu)的的尺寸為116m××106m，面積約12300m2。4.3同一提升平平臺上各點點的載荷在在提升過程程中波動較較大在同一核芯芯筒上，各各吊點之間間的距離近近，結(jié)構(gòu)剛剛度大，對對位置同步步控制極其其敏感。位位置誤差稍稍有差別，，各點的負負載將重新新分配而發(fā)發(fā)生較大的的波動，可可能引起結(jié)結(jié)構(gòu)的不安安全。4.4同步控制要要求高在提升過程程中，各吊吊點之間的的同步控制制要求在10mm內(nèi)；同時，，同一核心心筒上各吊吊點的載荷荷要控制在在與理論計計算基本一一致的范圍圍內(nèi)。4.5鋼結(jié)構(gòu)在提提升過程中中與核心筒筒間距近鋼結(jié)構(gòu)在提提升過程中中，其桁架架與核心筒筒之間的最最小間距理理論上只有有50mm；要求提升升設(shè)備的安安裝須保證證較高的定定位精度。。4.6空中懸停時時間長鋼結(jié)構(gòu)提升升到位后，，需要在空空中懸停近近60天，進行鋼鋼結(jié)構(gòu)勁性性柱及Y型支撐安裝裝等工序施施工后,再整體下放放就位。4.7整體下放600mm根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計特點，，在結(jié)構(gòu)就就位前，需需要將結(jié)構(gòu)構(gòu)整體下放放600mm。5.1提升施工組組織機構(gòu)圖書館鋼結(jié)結(jié)構(gòu)整體提提升組織機機構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測組鋼結(jié)質(zhì)量巡視組提升平臺變形監(jiān)測組核心筒質(zhì)量巡視組安全保衛(wèi)組宣傳組會務(wù)組鋼結(jié)構(gòu)保障組砼結(jié)構(gòu)保障組水電保障組結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測組結(jié)構(gòu)計算組提升監(jiān)控組控制操作組提升油缸組液壓泵站組領(lǐng)導(dǎo)小組組長：鄭勇提升施工指揮部指揮長：楊煜提升執(zhí)行機構(gòu)經(jīng)理：王玉生砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全組組長：吳長路鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全組組長：張文學(xué)工程保障組組長：黃璞提升施工組組長：卞永明會務(wù)組組長：任為祥專家組組長：楊嗣信五．提升施施工設(shè)備布布置5.2提升吊點布布置xx圖書館工程程屋架總重重約10388t，采用28個吊點整體體同步提升升。其中，，24個吊點分布布在6個核心筒周周圍，編號號為A-F；其余4點分布在兩兩個格構(gòu)柱柱上，編號號為G。核心筒編號號吊點編號核芯筒編號鋼桁架編號提升點編號提升點反力（單位kN）提升油缸布置提升能力（單位：kN）油缸儲備系數(shù)/利用系數(shù)鋼絞線安全系數(shù)核芯筒1HJ－1HJ－2A15601

2×3501×20090001.61/0.623.72B136352×35070001.92/0.514.45C127771×3501×20055001.98/0.54.6D167984×350140002.06/0.484.75核芯筒3HJ－1HJ－2A35601

2×3501×20090001.61/0.623.72B335732×35070001.96/0.514.52C328431×3501×20055001.93/0.524.49D368424×350140002.05/0.494.72各核心筒吊吊點布置信信息核芯筒編號鋼桁架編號提升點編號提升點反力（單位kN）提升油缸布置提升能力（單位：kN）油缸儲備系數(shù)/利用系數(shù)鋼絞線安全系數(shù)核芯筒4HJ－1HJ－2A455882×3501×20090001.61/0.623.73B436222×35070001.93/0.524.46C428101×3501×20055001.96/0.514.54D468334×350140002.04/0.494.73核芯筒6HJ－1HJ－2A656092×3501×20090001.61/0.623.72B635912×35070001.93/0.524.46C627901×3501×20055001.96/0.514.54D667924×350140002.06/0.484.75核芯筒編號鋼桁架編號提升點編號提升點反力（單位kN）提升油缸布置提升能力（單位：kN）油缸儲備系數(shù)/利用系數(shù)鋼絞線安全系數(shù)核芯筒2TG3軸上HJ－3E128011×3501×20055001.96/0.514.56F114331×35035002.44/0.415.64G123022×20040001.74/0.574.07TG4軸上HJ－3E228151×3501×20055001.95/0.514.53F214011×35035002.49/0.45.76G224182×20040001.65/0.63.88核芯筒5TG3軸上HJ－3E328081×3501×20055001.96/0.514.56F314011×35035002.49/0.45.76G324192×20040001.65/0.63.88TG4軸上HJ－3E428021×3501×20055001.96/0.514.56F414321×35035002.44/0.415.64G422992×20040001.74/0.574.07合計101,63644×35020×2001940001.91/0.524.42350T油缸:9臺200T油缸:2臺

泵站:3臺

壓力傳傳感器:3個

長距離離傳感器:2個核心筒1、3、4、6提升設(shè)備布布置核心筒2、5提升設(shè)備布布置350T油缸:4臺200T油缸:6臺

泵站:3臺

壓力傳傳感器:3個

長距離離傳感器:4個行程傳感器器，測量油油缸行程油壓傳感器器，測量載載荷長距離傳感感器，測量量鋼結(jié)構(gòu)絕絕對位移各種傳感器器5.3提升施工主主要施工機機械設(shè)備表表序號機械或設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量國別產(chǎn)地制造年份額定功率KW生產(chǎn)能力用于施工部位備注1提升油缸350噸45中國02～05

350噸提升備用1臺2提升油缸200噸22中國02～05

200噸提升備用2臺3液壓泵站80L/min18中國03～0450KW80L/min提升

4計算機控制柜同步控制型2中國03

提升備用1臺520米長距離傳感器20米30中國04

提升備用2臺6油壓傳感器

30德國04

提升備用2只7油缸行程傳感器

68中國04

提升備用4臺8錨具傳感器

135中國04

提升備用7只9地錨錨具350噸44中國02～05

提升

10地錨錨具200噸20中國02～05

提升

11安全錨具350噸44中國05

提升

12安全錨具200噸20中國05

提升

13監(jiān)控儀器

2套中國

提升監(jiān)控備用1臺千斤頂型號350噸200噸配用泵站80型額定提升噸位(KN)35002000額定油壓(MPa)25活塞行程(mm)250250流量(L/分鐘)80活塞面積m20.130.08質(zhì)量(kg)2000額定油壓(MPa)2525外形尺寸(mm)1200*1100*1700外形尺寸(mm)?635H1770?510H1700

鋼絞線根數(shù)3119

穿心孔徑(mm)270190

提升速度(M/小時)55

質(zhì)量(kg)20001000

千斤頂安裝尺寸?635H1770?510H1700

5.4主要機械設(shè)設(shè)備性能表表1.分析依據(jù)1）國家行業(yè)業(yè)及地方標標準：2)《國家圖書館館二期工程程暨國家數(shù)數(shù)字圖書館館巖土工程程地質(zhì)勘察察報告》3)風(fēng)荷載:基本風(fēng)壓0.45kN/m24)地震相關(guān)參數(shù)數(shù):施工階段抗震震驗算時，取取10年一遇的地震震烈度值進行行驗算。5)計算程序采用有限元分分析軟件Etabs、SP2000、ANSYS六．提升施工工理論計算分分析2.計算分析工況況工況1：鋼結(jié)構(gòu)地面拼拼裝完成后基基坑開挖完畢畢，基礎(chǔ)底板板尚未施工前前的工況。工況2：提升過程中的的工況。采用不同支座座條件下模型型的支座反力力計算分析；；某一提升吊點點油缸退出工工作時力的分分配計算分析析；各提升吊點之之間的相對剛剛度統(tǒng)計計算算分析；采用鋼絞線模模擬支座時各各提升吊點相相對A點允許最大位位移計算分析析；鋼屋架提升過過程桁架應(yīng)力力計算；工況3：提升完畢后擱擱置于提升平平臺上的工況況。工況4：提升施工結(jié)束束，型鋼柱安安裝完成，混混凝土1~3層結(jié)構(gòu)尚未施施工的工況。。3.結(jié)構(gòu)計算模型型4.提升工況計算算支座條件（1）各提升點采采用三向固定定支座（即限限制提升點x、y、z向的平移，不不限制轉(zhuǎn)角））；（2）G點采用三向固固定支座，A-F點采用單向（（限制z向位移）支座座；（3）各提升點采采用模擬鋼絞絞線形式。即即各個提升點點采用一段長長度為10m的圓鋼，圓鋼鋼直徑和彈性性模量的選用用分別按照實實際的鋼絞線線的總面積和和鋼絞線的彈彈性模量。提升點各點三向固定支座G點三向A-F單向鋼絞線模擬A543756784781B335635342801C238321753033D632261976824E225922802256F131712591478G1963208020745.提升工況各支支座條件下模模型反力6.提升工況結(jié)構(gòu)構(gòu)整體變形情情況7.提升工況結(jié)構(gòu)構(gòu)整體應(yīng)力情情況8.其他計算分析析(1)提升平臺設(shè)計計計算(2)提升吊耳設(shè)計計A點吊耳B點吊耳C、E點吊耳D點吊耳六.提升施工控制制方案吊點布置六.提升施工控制制方案提升控制方案案選擇位置同同步與載荷同同步相結(jié)合的的控制策略：：核心筒內(nèi)載荷荷同步，同時時監(jiān)控位移變變化；核心筒間位置置同步，同時時監(jiān)控載荷變變化。位置同步與載載荷分配相結(jié)結(jié)合的控制框框圖動作同步的控制框圖八.提升施工xx圖書館鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)整體提升施施工提升距離離為15.65m，超過設(shè)計標標高600mm，鋼結(jié)構(gòu)整體體提升施工共共分為六個過過程：試提升過程：：2006年10月11日正式提升過程程：2006年10月14日～2006年10月17日空中懸停階段段：2006年10月18日～2006年11月29日整體下降過程程：2006年11月30日部分卸載過程程：2006年12月18日最終卸載過程程：2006年12月25日～2006年12月27日1號電梯井2號電梯井3號電梯井6號電梯井5號電梯井4號電梯井南提升架北提升架國圖桁架全景景圖片主桁架南側(cè)立立面圖片南側(cè)提升平臺臺圖片主提升平臺圖圖片南側(cè)提升架圖圖片主桁架提升點點圖片四提升點圖片片三提升點圖片片兩同提升量提提升點圖片兩不同提升量量的吊點圖片片單提升點圖片片提升滑滑動支支撐圖圖片提升長長距離離傳感感器傳感器器傳傳感感器下下部與與桁架架固定定點三千斤斤頂工工作及及固定定圖片片四千斤斤頂工工作及及固定定圖片片兩千斤斤頂工工作及及固定定圖片片提升泵泵站圖圖片提升控控制平平臺鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)提升升前狀狀態(tài)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)提升升過程程中狀狀態(tài)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)提升升結(jié)束束后狀狀態(tài)8.1試提升升和正正式提提升施施工提升加加載：：按下下列比比例，，進行行20%、40%、60%、80%、90%、95%、100%分級加加載；；試提升升過程程利用用應(yīng)力力檢測測手段段，確確定每每次加加載時應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)線線布置置溫度補補償塊塊應(yīng)變片片應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)采采集鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)提升升結(jié)構(gòu)