大型體育館鋼結(jié)構(gòu)開合活動屋面施工工法圖

大型體育場館開合活動屋面施工工法1前言如今，大型、超大型空間建筑正在憑借其建筑規(guī)模巨型化、建筑造型多樣化、專業(yè)技術(shù)集成化、建筑功能人性化而成為國內(nèi)工程建筑的熱點。鄂爾多斯東勝體育場便是其典型代表。它伴隨著鄂爾多斯的經(jīng)濟快速發(fā)展、廣大人民群眾對精神文化的不斷追求而誕生。體育場設(shè)有開合屋蓋，可以滿足全天候使用要求，系我國目前國內(nèi)規(guī)模最大的開閉頂體育場。該活動屋蓋的驅(qū)動系統(tǒng)，采用鋼纜繩牽引的驅(qū)動方式，通過卷揚機、鋼纜繩牽引活動屋蓋。每片活動屋蓋兩邊各有7個臺車?；顒游萆w通過臺車、軌道等部件將活動屋蓋的荷載傳至固定屋蓋。我公司在總結(jié)國內(nèi)開閉頂體育場館施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合該體育場館在北方冬期冰雪季節(jié)環(huán)境下需要正常使用的特點，通過不斷改進創(chuàng)新，形成本工法。2工法特點2.1具有綜合性、系統(tǒng)性、跨學(xué)科的特點，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造與施工；起重機械、液壓設(shè)計、制造與安裝；電器、自動控制設(shè)計、安裝與調(diào)試；三部分必須聯(lián)合設(shè)計、聯(lián)合制定加工和施工方案，交叉施工，共同為調(diào)試服務(wù)才能取得成功。2.2采用國內(nèi)領(lǐng)先的雙層復(fù)合保溫排水系統(tǒng)、高強度調(diào)溫恒溫軌道系統(tǒng)、恒加熱組件、高強度定向保溫系統(tǒng)等融雪措施，實現(xiàn)了開合屋面體育場館在北方冬期冰雪季節(jié)的正常開閉功能，克服了冰雪對軌道的卡軌問題，從而達(dá)到了開合體育場館在任何情況下的正常使用功能。2.3采取在單片活動屋面的兩個臺車上加裝自驅(qū)下滑裝置的同時，并在軌道拱上的兩處插銷上安裝彈簧以輔助在全閉位置時活動屋面順利下滑，彈簧最大變形量為100㎜，彈簧最大壓力為50KN，實現(xiàn)了彈簧在最初位置時能夠幫助屋面下滑。2.4消除、降低了結(jié)構(gòu)變形量，減少了卡軌力；增加了鋼結(jié)構(gòu)與開閉系統(tǒng)之間的性能匹配程度。2.5開合屋蓋開啟面積大，重量重,開閉行程長,開閉靈活，開閉時間短。2.6運行產(chǎn)生噪聲小，運行費用較低，經(jīng)濟適用。3適用范圍適用于大型鋼結(jié)構(gòu)體育場、會展中心等各種鋼結(jié)構(gòu)的活動屋蓋施工，尤其適用大跨度、大空間、施工難度大、較復(fù)雜的公共建筑和冬季環(huán)境中需要正常開啟的活動屋蓋施工。4工藝原理由于活動屋面是沿著有曲線的桁架軌道移動，運行軌道有較大的角度傾斜，活動部分無法滿足自鎖要求，為防止屋面下滑，使用時需要額外的機械來保證外部支持及安全。開合屋面在開啟活動的時候，伴隨屋面運動會產(chǎn)生額外的特殊荷載，這些荷載的控制與預(yù)防也同樣給施工帶來一定的難度及制約。如何在施工過程中提高機械臺車運動的適應(yīng)性，是一個重點。為使活動屋面能確保順利下滑，采取在單片活動屋面的兩個臺車上加裝自驅(qū)下滑裝置的同時，并在軌道拱上的兩處插銷上安裝彈簧以輔助在全閉位置時活動屋面順利下滑，彈簧最大變形量為100㎜，彈簧最大壓力為50KN，彈簧在最初位置時幫助屋面下滑。采用國內(nèi)領(lǐng)先的雙層復(fù)合保溫排水系統(tǒng)、高強度調(diào)溫恒溫軌道系統(tǒng)、恒加熱組件、高強度定向保溫系統(tǒng)等融雪措施，實現(xiàn)了開合屋面體育場館在北方冬期冰雪季節(jié)的正常開閉功能，克服了冰雪對軌道的卡軌問題，從而達(dá)到了開合體育場館在任何情況下的正常使用功能。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程活動屋蓋的組成見下圖：圖：活動屋蓋的組成：工藝流程卷揚機的吊裝與安裝→保溫系統(tǒng)安裝→軌道安裝→融雪除冰系統(tǒng)安裝→臺車安裝→屋蓋固定插銷安裝→均衡梁安裝→上部轉(zhuǎn)向滑輪安裝→托輥安裝→車擋安裝→插銷自鎖機構(gòu)安裝→控制系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)安裝（控制器、傳感器安裝）→控制系統(tǒng)調(diào)試、開閉頂整體聯(lián)動調(diào)試。安裝工序詳見下圖：圖工藝流程圖5.2操作要點卷揚機的吊裝與安裝卷揚機吊裝前，應(yīng)對卷揚機進行有效的防護，防止碰傷，用400T吊車吊裝。起吊時，在卷揚機的一端設(shè)置一只手拉葫蘆，卷揚機的兩端設(shè)置拖拉繩，用于調(diào)整卷揚機的安裝角度。在離地0.5米處檢查綁扎點是否牢靠，和地面物體有無掛礙，確認(rèn)無誤后，開始吊裝。吊裝到位后，吊機方可摘鉤。對卷揚機的移位校正，可采用千斤頂和倒鏈調(diào)整卷揚機的底座定位點和滑移軌道的軸線，在確認(rèn)無誤的情況下，把卷揚機和臨時滑移設(shè)備進行有效的連接，壓板點焊牢，其它卷揚機安裝方式相同。根據(jù)現(xiàn)場實際的安裝條件，如果卷揚機無法一次性吊裝到位，可采用卷揚拖動-滑移法將卷揚機移動到位，操作方式如下：在卷揚機安裝樓層的地面上固定一臺10T卷揚機,沿著滑移軌道方向設(shè)置卷揚機的鋼絲繩。將鋼絲繩系在卷揚機上,并檢查是否牢固,確認(rèn)無誤后,漫漫的啟動絞車,將臺車沿著卷揚機的滑移軌道漫漫的提升，施工人員應(yīng)隨著卷揚機向前移動,防止卷揚機的移位和傾斜。卷揚機移動到位后，迅速將卷揚機底座與預(yù)埋件位置對正，利用同步升降液壓系統(tǒng)將卷揚機平穩(wěn)落到位，確定無誤后緊固卷揚機。拆掉滑移軌、卷揚機等部件。圖卷揚機拖動--滑移法安裝圖保溫系統(tǒng)安裝調(diào)溫恒溫系統(tǒng)保護罩溫層層調(diào)溫恒溫系統(tǒng)保護罩溫層層圖軌道定向保溫系統(tǒng)安裝圖調(diào)溫恒溫系統(tǒng)保護罩溫層層調(diào)溫恒溫系統(tǒng)保護罩溫層層調(diào)溫恒溫系統(tǒng)保護罩溫層層5.2.3軌道安裝軌道吊裝必須在軌道梁固定好，并焊接到位，同時確保拱架與軌道梁承載能力達(dá)到設(shè)計要求的70%，滿足設(shè)計尺寸精度、安裝的位置精度后進行。軌道就位時應(yīng)保證軌道梁接縫與軌道接縫不重合。軌道梁與拱架應(yīng)保證緊密貼合，保證軌道圓滑的弧面。軌道的校正在所有臺車結(jié)構(gòu)校正和最后固定后進行。軌道梁校正內(nèi)容有標(biāo)高、平面位置和垂直度。標(biāo)高主要取決于鋼結(jié)構(gòu)拱架標(biāo)高,(在基礎(chǔ)杯底準(zhǔn)備工作中已由找平層基本解決)。軌道的平面位置和垂直度的校正應(yīng)同時進行。垂直度用掛線錘測量，發(fā)現(xiàn)偏差可于軌道梁底加墊鐵片進行校正。軌道平面位置的校正，即中心線與吊車軌距的校正。先在吊車軌道的兩端的地面上，根據(jù)柱軸線放出吊車軌道軸線,用鋼尺校正兩軸線的距離，再用經(jīng)緯儀或鋼絲掛線錘的方法進行逐根校正。校正后應(yīng)立即點焊,重復(fù)上述測量過程后，確定滿足要求后再進行全面焊接。融雪除冰系統(tǒng)安裝恒加熱組，單件長度125m，一端接線，礦物絕緣，絕緣性好且無老化現(xiàn)象。5.2.5臺車安裝大型體育場館根據(jù)工程的結(jié)構(gòu)形式，可從中間開始，與鋼結(jié)構(gòu)共用400噸履帶吊車，將臺車吊入屋頂臺車行走軌道上，再經(jīng)過一臺5噸的卷揚機將臺車依次拉至指定位置，其它跨向兩邊采用相同方法依次推進，對臺車輪位點和軸線再次進行復(fù)測，并在軌道上打出洋沖點，放好臺車臨時支架，臨時支架和軌道要有牢固的連接，以確保臺車安裝的準(zhǔn)確，達(dá)到安裝要求。臺車吊裝前，應(yīng)對臺車進行有效的防護，防止碰傷，用150T汽車吊吊裝。起吊時，在臺車的一端設(shè)置一只手拉葫蘆，臺車的兩端設(shè)置拖拉繩，用于調(diào)整臺車的安裝角度。在離地0.5米處檢查綁扎點是否牢靠，和地面物體有無掛礙，確認(rèn)無誤后，開始吊裝。吊裝到位后，吊機方可摘鉤。對臺車的移位校正，可采用千斤頂和倒鏈調(diào)整臺車的輪位點和軌道的軸線，在確認(rèn)無誤的情況下，把臺車和臨時支架進行有效的連接，壓板點焊牢，其他臺車安裝方式相同。根據(jù)現(xiàn)場實際的安裝條件，高處的小車無法一次性吊裝到位，我方似采用卷揚提升法將臺車移動到位，操作方式如下:在地面上固定一臺5T卷揚機,沿著起升導(dǎo)向滑輪方向設(shè)置卷揚機的鋼繩,在上面最高處臺車的上端設(shè)置導(dǎo)向滑輪,并將鋼絲繩穿下來,到第一臺臺車的位置。將鋼絲繩系在臺車上,并檢查是否牢固,確認(rèn)無誤后,松開臺車與臨時設(shè)置的連接點,漫漫的啟動卷揚機,將臺車沿著臺車的軌道漫漫的提升.施工人員應(yīng)隨著臺車向前移動,防止臺車的移位和傾斜。臺車移動到位后，訊速安裝固定臺車支架，并與臺車連接，開始調(diào)整，符合安裝規(guī)范后，將臺車最后固定。其它臺車的移動方法相同。臺車安裝示意見下圖5.2.5-1～5.2.5-3。圖5.2.5-1臺車與卷揚機房布置圖圖5.2.5-2臺車行走方向示意圖圖5.2.5-3臺車吊裝示意圖5.2.6屋蓋固定插銷安裝如下圖5.2.6所示，插銷需將屋蓋合攏后，經(jīng)過不小于10次的開合后，根據(jù)現(xiàn)場實際位置進行配裝，焊接處需達(dá)到一級焊縫。圖5.2.6插銷安裝示意圖5.2.7均衡梁安裝如圖5.2.7所示，均衡梁在安裝前，屋蓋安裝底座需經(jīng)過一級探傷后，根據(jù)現(xiàn)場實際位置進行配裝。圖5.2.7均衡梁安裝示意圖5.2.8上部轉(zhuǎn)向滑輪安裝如圖5.2.8所示，上部轉(zhuǎn)向滑輪在安裝前，屋蓋上部轉(zhuǎn)向滑輪安裝底座需經(jīng)過一級探傷后，根據(jù)現(xiàn)場實際位置進行配裝，焊接處需達(dá)到一級焊縫。圖5.2.8轉(zhuǎn)向滑輪安裝示意圖5.2.9托輥安裝如圖5.2.9-1～5.2.9-2所示，托輥為主要受壓部件，其安裝前必須根據(jù)上部轉(zhuǎn)向滑輪軸線位置進行定位安裝，根據(jù)現(xiàn)場實際位置進行配裝，焊接處需達(dá)到一級焊縫。圖5.2.9-1托輥安裝示意圖圖5.2.9-2托輥安裝剖面圖5.2.10車擋安裝如圖5.2.10所示，插銷需將屋蓋合攏后，經(jīng)過不小于10次的開合后，根據(jù)現(xiàn)場實際位置進行配裝，焊接處需達(dá)到一級焊縫。圖5.2.10車擋安裝示意圖5.2.11插銷自鎖機構(gòu)安裝：活動屋面拼裝結(jié)束后，根據(jù)軌道的位置及方向，在兩片活動屋蓋中間采用配焊方式安裝插銷自鎖機構(gòu)。2控制系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)安裝（控制器、傳感器安裝）：控制系統(tǒng)包括臺車電器控制系統(tǒng)，卷揚機電器控制系統(tǒng)，安全控制系統(tǒng)以及中央控制系統(tǒng)。安裝過程中主要包含電器管線的敷設(shè)，傳感器的安裝以及總控室電器的安裝。在鋼結(jié)構(gòu)完成主體安裝，臺車、卷揚機、輪系、鋼絲繩安裝結(jié)束后，確保施工面內(nèi)不會有焊接后方可進行控制器、傳感器安裝。3控制系統(tǒng)調(diào)試、體育館開閉頂整體聯(lián)動調(diào)試1．系統(tǒng)調(diào)試開閉系統(tǒng)調(diào)試必須滿足如下要求：開閉系統(tǒng)安裝必須全部結(jié)束并通過安全驗收；各個監(jiān)控及檢測元件處在正常工作狀態(tài)；各個電柜及電器之間的通訊必須對應(yīng)，并檢查各個電線接頭無接觸不良；臺車、均衡梁、卷揚機等關(guān)鍵部件的焊接、螺栓連接處應(yīng)有第三方檢測報告制定調(diào)試人員崗位及其責(zé)任，避免調(diào)試期間發(fā)生意外情況。2．卷揚機調(diào)試（1）電氣部分電源控制線路是否接好，是否可靠接地。（2）確認(rèn)上述各次工作好后進行下道工序的工作。（3）試運行啟動（4）對各電氣及運動部分進行單獨試車。（5）對高速級制動器進行打開、關(guān)閉、手動釋放操作不少于5次，檢查制動、退距是否均勻，是否在允許的范圍內(nèi)，各限位開關(guān)是否能有效工作。（6）電動機進行試車運轉(zhuǎn)，應(yīng)注意開啟電機時應(yīng)先點動幾次，檢查各運動部分是否正常，有無阻礙，若有阻礙應(yīng)仔細(xì)檢查排除故障，才能接著下道工序。在正常的情況下，先點動無異常的情況下才進行連續(xù)運行，正、反轉(zhuǎn)不少于20min，檢查各齒輪嚙合情況，各工作部件是否正常工作，制動裝置是否可靠，是否有足夠的退距，各緊固件是否牢固，各機構(gòu)運轉(zhuǎn)是否正常，有無異常響聲，檢查潤滑密封情況，若有異常立即停電檢查，排除影響再進行試運行。試運行：試運行在試運行啟動完全達(dá)到要求后才進行。穿上鋼絲繩，將鋼絲繩頭壓在法蘭外側(cè)的鋼絲繩壓板中，必須壓緊。檢查鋼絲繩是否是按繩型規(guī)律入槽。（10）繞繩須帶有一定的預(yù)緊力。（11）鋼絲繩繞滿后，進行空載試驗?？蛰d試驗檢查除參照試運行啟動外，還應(yīng)檢查鋼絲繩走向，入繩角度是否在設(shè)計要求的范圍內(nèi)，滑輪組的穿繩是否正常，鋼絲繩是否安全落入滑輪繩槽內(nèi)，鋼絲繩收放繩、入槽的保險裝置是否齊全有效。各滑輪是否靈活，鋼絲繩的松緊程度是否一致，吊具是否按設(shè)計要求運動。3．臺車調(diào)試開啟電機進行試車運轉(zhuǎn)，整體調(diào)節(jié)活動屋蓋沿垂直于軌道方向整體滑動，檢查各部件及傳感器是否正常，有無臺車產(chǎn)生異常報警等現(xiàn)象，若有阻礙應(yīng)注意排除故障。先點動幾次，每次滑動距離小于2mm。4．系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)調(diào)前檢查各個輪系，鋼絲繩是否安裝到位，連接處是否達(dá)到設(shè)計強度要求。檢查軌道及活動屋蓋行走區(qū)域是否有雜物干涉。啟動控制系統(tǒng)，檢查各個監(jiān)控設(shè)備及傳感器反饋數(shù)據(jù)是否正常，系統(tǒng)自檢是否正常。首次啟動系統(tǒng)，保證屋蓋行走速度不超過5mm/秒，行走距離小于2米，檢查系統(tǒng)運行情況。反復(fù)進行直至屋蓋完成一次全開，全閉。根據(jù)首次全開、全閉運行情況加快行走速度，反復(fù)進行開閉，并對每次開閉進行記錄。至少保證20次反復(fù)操作。5.2.14勞動力組織勞動力組織見表5.2.14。表5.2.14勞動力組織情況表序號工種名稱數(shù)量備注1起重工10負(fù)責(zé)設(shè)備的吊裝2機電安裝工20負(fù)責(zé)卷揚機等設(shè)備備的安裝3電焊工15負(fù)責(zé)各部位的焊接接4電氣安裝工3負(fù)責(zé)設(shè)備的電源連連接、輸送工工作5司索工3負(fù)責(zé)拼裝、吊裝、旋旋轉(zhuǎn)6配合人員20負(fù)責(zé)配合巨拱制作作、拼裝、吊吊裝、旋轉(zhuǎn)等等作業(yè)6材料與設(shè)備6.1開閉系統(tǒng)安裝材料與設(shè)備見下表6.1。表6.1閉系統(tǒng)安裝材料與設(shè)備明細(xì)表序號名稱單重（噸）尺寸長x寬x高（mm）數(shù)量說明1卷揚機705125x53555x389904預(yù)埋件+整機吊裝裝2軌道梁、軌道及附附件安裝0.702174分段對接3臺車51870x14000x1411028整機吊裝4托輥、導(dǎo)向輪1.8792x700xx80088整機安裝5均衡梁4.682176.3x8800x80004整機安裝6上部轉(zhuǎn)向滑輪1.587下部轉(zhuǎn)向滑輪28預(yù)埋件+整機吊裝裝8鋼絲繩安裝49車擋及插銷3.124整機安裝10電纜敷設(shè)111電子監(jiān)測元件112控制柜（器）113400T吊車17質(zhì)量控制7.1主要質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》對焊縫和安裝精度進行嚴(yán)格控制。在開閉系統(tǒng)全部安裝完畢后，必須進行實際運行測試。對臺車逐一進行控制測試，然后進行系統(tǒng)整體調(diào)試和復(fù)測，直至所有臺車運行和控制完全符合設(shè)計要求。按照國家相關(guān)行業(yè)設(shè)施的規(guī)范極標(biāo)準(zhǔn)要求，開閉系統(tǒng)全部安裝結(jié)束后，必須由國家認(rèn)可的第三方檢測機構(gòu)進行專用的形式試驗。已確保開閉設(shè)施設(shè)備的運行處于國家監(jiān)管部門的受控狀態(tài)。7.2針對工程特點，努力做到以工程質(zhì)量保證工序質(zhì)量，以工序質(zhì)量保證產(chǎn)品質(zhì)量。建立健全質(zhì)量保證體系，實行二級管理，一級專檢的體制，以及“三檢”制的質(zhì)量管理制度。7.3測量所用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀量具等計量器具，在使用周期內(nèi)的計量器具按二級計量標(biāo)準(zhǔn)進行計量檢測控制。7.4焊接、測量、無損檢測設(shè)備計算部門證書及維修記錄等資料必須齊全。7.5現(xiàn)場焊工必須經(jīng)考試合格取得合格證書。7.6明確各級人員的質(zhì)量職責(zé)、工作程序。7.7成品或半成品進場，必須具有質(zhì)量保證文件、規(guī)范，使用前應(yīng)復(fù)核其品種、標(biāo)號、出產(chǎn)日期。8安全措施8.1貫徹“管生產(chǎn)必須管安全”的原則，布置生產(chǎn)任務(wù)及技術(shù)質(zhì)量交底時，同步布置安全生產(chǎn)工作及進行安全生產(chǎn)交底，對參加施工人員進行有針對性、有目的、有內(nèi)容的安全生產(chǎn)教育，增強職工的安全生產(chǎn)意識。8.2設(shè)備安裝時，高空應(yīng)鋪設(shè)安裝、操作臨時平臺，地面應(yīng)劃定安全區(qū)，應(yīng)避免重物墜落，造成人員傷亡；下降前應(yīng)進行全面清場，在下降過程中，應(yīng)指定專人觀察地錨、上下吊耳、提升器、鋼絞線等的工作情況。8.3各工種人員必須持證上崗，嚴(yán)格遵守本工種安全操作規(guī)程。同時高空作業(yè)人員還須經(jīng)醫(yī)生檢查合格，才能進行高空作業(yè)，高空作業(yè)人員必須帶好安全帶，安全帶應(yīng)高掛低用。8.4起重吊裝巨拱時必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。8.5遵照施工現(xiàn)場用電安全管理規(guī)定，規(guī)范用電線路、配電箱、配電開關(guān)等裝置的配備，按規(guī)定設(shè)置各類保護裝置，加強檢查、維護、保養(yǎng)，確?，F(xiàn)場電氣設(shè)備的安全、正常運轉(zhuǎn)。9環(huán)保措施9.1項目部要成立相應(yīng)的施工環(huán)境管理部門，在工程施工過程中，嚴(yán)格遵守國家和地方政府有關(guān)環(huán)境保護的法律法規(guī)，并加強對施工中燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃