大型鋼網(wǎng)架整體提升施工工法

大型鋼網(wǎng)架整體提升施工工法1.前言近年來(lái)，大型大跨度工業(yè)廠房的建設(shè)日益增多，鋼網(wǎng)架以其優(yōu)越的受力性能，重量輕、跨度大、施工快的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中。西飛369號(hào)飛機(jī)總裝廠房，建筑面積26966m2，屋蓋結(jié)構(gòu)為三層焊接球節(jié)點(diǎn)斜放四角錐網(wǎng)架，下弦標(biāo)高+26.000m，網(wǎng)架總面積20976㎡，焊接球3199個(gè)，各類(lèi)桿件12816根，總重量2100t.為保證此大型鋼網(wǎng)架能快速、安全、優(yōu)質(zhì)地安裝到位，公司成立了以總工程師為組長(zhǎng)的科研攻關(guān)小組，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究、論證，確立了“大型鋼網(wǎng)架整體提升技術(shù)”的研究課題，課題的研究成果為該工程網(wǎng)架提供了既經(jīng)濟(jì)又能保證施工質(zhì)量、施工安全和施工進(jìn)度的技術(shù)方案。通過(guò)該工程的實(shí)踐，充分證明采用這種新技術(shù)，成功地完成了西飛369號(hào)飛機(jī)總裝廠房大型鋼網(wǎng)架的施工任務(wù)，施工工藝達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，整體提升技術(shù)成果被陜建集團(tuán)總公司評(píng)為優(yōu)秀科技成果，并形成了“大型鋼網(wǎng)架整體提升施工工法”。2、工法特點(diǎn)“大型鋼網(wǎng)架整體提升施工技術(shù)”與常規(guī)施工技術(shù)相比較具有如下特點(diǎn)：2.1提升結(jié)構(gòu)的重量大；2.2提升結(jié)構(gòu)的的尺寸、面積和體積大；2.3減少高處作業(yè)量，施工安全可靠，降低施工風(fēng)險(xiǎn)；2.4提升過(guò)程采用計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高；2.5縮短施工周期，降低施工費(fèi)用。3.適用范圍適用于工業(yè)與民用公共建筑的大型鋼網(wǎng)架屋蓋安裝。4.工藝原理采用同步控制原理，用液壓提升器、變頻液壓泵和計(jì)算機(jī)共同組成提升控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制形成同步提升。計(jì)算機(jī)同步控制原理如圖4-1所示。圖4-1計(jì)算機(jī)同步控制原理流程圖5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1.施工工藝流程施工工藝流程見(jiàn)圖5.1。注：2～17號(hào)吊點(diǎn)，19、24、25、30號(hào)吊點(diǎn)在圖5.2.3-1圖中標(biāo)出。圖5.1施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1編制并確定施工方案。內(nèi)容包括：對(duì)人員崗位、職責(zé)進(jìn)行分配，明確安裝過(guò)程的支撐點(diǎn)及下吊點(diǎn)位置、數(shù)量；使用設(shè)備的型號(hào)及數(shù)量；過(guò)程方法控制等。5.2.2為保證提升過(guò)程中網(wǎng)架變形和各桿件節(jié)點(diǎn)應(yīng)力均在允許范圍內(nèi)，由設(shè)計(jì)人員對(duì)鋼網(wǎng)架在各種最不利工況下進(jìn)行下提升吊點(diǎn)反力計(jì)算，經(jīng)計(jì)算分析，對(duì)鋼網(wǎng)架桿件存在超應(yīng)力的情況進(jìn)行桿件更換，對(duì)提升下吊點(diǎn)的桿件及焊接球進(jìn)行加強(qiáng)和增設(shè)，使各節(jié)點(diǎn)、桿件強(qiáng)度均能滿(mǎn)足在最不利條件下的受力要求。5.2.3提升吊點(diǎn)布置根據(jù)鋼網(wǎng)架的重量、跨度設(shè)計(jì)提升吊點(diǎn)，合理布置滿(mǎn)足提升要求。1.滿(mǎn)足屋面鋼網(wǎng)架液壓提升力的要求，盡量使每臺(tái)液壓設(shè)備受力均勻；2.盡量保證每臺(tái)液壓泵站驅(qū)動(dòng)的液壓設(shè)備數(shù)量相等，提高液壓泵站利用率；3.在總體布置時(shí)，要認(rèn)真考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低工程風(fēng)險(xiǎn)。提升吊點(diǎn)平面布置見(jiàn)圖-1圖5.2.3-1提升吊點(diǎn)平面布置圖4.提升下吊點(diǎn)設(shè)置在網(wǎng)架桿件較少部位處，避免鋼絞線(xiàn)與網(wǎng)架桿件碰撞。如遇有相互碰撞桿件，應(yīng)暫不安裝，可增加臨時(shí)焊接球?qū)?yīng)桿件，采用臨時(shí)球支座加提升地錨作為提升用下吊點(diǎn)，分為單臺(tái)提升與雙臺(tái)提升臨時(shí)球。1）單臺(tái)提升支座中心開(kāi)孔，孔徑為鋼絞線(xiàn)外圍，單臺(tái)提升器下吊點(diǎn)示意圖見(jiàn)圖2圖5.2.3-2單臺(tái)提升器下吊點(diǎn)示意圖2）雙臺(tái)提升與單臺(tái)提升器相似，不同之處在于臨時(shí)球支座3圖5.2.3-3雙臺(tái)提升器下吊點(diǎn)示意圖5.2.4提升平臺(tái)設(shè)計(jì)1.鋼支撐提升平臺(tái)設(shè)置：提升平臺(tái)由四個(gè)框撐柱組成，頂部用桁架連接牢固，如圖5.2.4-1圖5.2.4-1框撐柱提升平臺(tái)立體圖2.主體結(jié)構(gòu)混凝土柱做支撐平臺(tái)1）鋼筋混凝土柱單邊設(shè)置支撐平臺(tái)如圖5.2.4-2所示-2鋼筋混凝土柱單邊設(shè)置圖2）鋼筋混凝土柱雙邊設(shè)置支撐平臺(tái)如圖5.2.4-3所示-3鋼筋混凝土柱雙邊設(shè)置圖5.2.5液壓提升系統(tǒng)配置與安裝。1.液壓提升系統(tǒng)由液壓提升器、提升地錨和專(zhuān)用鋼絞線(xiàn)組成；提升器、鋼絞線(xiàn)承載力應(yīng)滿(mǎn)足吊點(diǎn)處最大反力值要求。2.液壓設(shè)備進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)完成后即可安裝液壓提升設(shè)備，用鋼絞線(xiàn)連接上下吊點(diǎn)，連接液壓泵站及傳感器，最后與計(jì)算機(jī)連接。5.2.6負(fù)載轉(zhuǎn)移1.負(fù)載轉(zhuǎn)移的目的是使該吊點(diǎn)的荷載由原來(lái)的下吊點(diǎn)地錨轉(zhuǎn)移至新的下吊點(diǎn)地錨上，在未轉(zhuǎn)移之前該吊點(diǎn)處荷載全部由原下吊點(diǎn)地錨承擔(dān)，負(fù)載轉(zhuǎn)移過(guò)程中，該吊點(diǎn)處荷載由原下吊點(diǎn)地錨及新的下吊點(diǎn)地錨共同承擔(dān)，在負(fù)載轉(zhuǎn)移完畢后，即吊點(diǎn)荷載全部轉(zhuǎn)移至新下吊點(diǎn)地錨上（原吊點(diǎn)地錨松弛不受力），原吊點(diǎn)拆除。2.負(fù)載轉(zhuǎn)移過(guò)程中，必須使轉(zhuǎn)移后的下吊點(diǎn)所承擔(dān)的荷載完全相同于原吊點(diǎn)所承擔(dān)的荷載，否則轉(zhuǎn)移后會(huì)使網(wǎng)架提升不同步。3.置換吊點(diǎn)時(shí)，在置換位置下方鋪設(shè)石子，整平壓實(shí)，放置1600mmx1600mmx30mm鋼板，放置支墩將下吊點(diǎn)支撐，卸載鋼絞線(xiàn)，使此吊點(diǎn)反力全部傳到下吊點(diǎn)上，然后拆除上吊點(diǎn)，完成該吊點(diǎn)的置換。4.為了確保負(fù)載轉(zhuǎn)移過(guò)程安全以及每根鋼絞線(xiàn)受力的均勻性，每組鋼絞線(xiàn)一般采取三級(jí)張拉。即每根鋼絞線(xiàn)初始張拉荷載為計(jì)算（實(shí)際所需）荷載的40％，在40％荷載情況下同組的每根鋼絞線(xiàn)張拉完畢后，再逐級(jí)加至計(jì)算荷載的80％，每根鋼絞線(xiàn)再次均勻張拉一次，最后再每根鋼絞線(xiàn)加至滿(mǎn)荷載張拉一次，亦即原吊點(diǎn)荷載全部均勻轉(zhuǎn)換至新下吊點(diǎn)。（每根鋼絞線(xiàn)張拉后承載大小都應(yīng)真實(shí)地反應(yīng)在張拉高壓油泵的壓力表上）5.在負(fù)載轉(zhuǎn)移過(guò)程中，原下吊點(diǎn)地錨和待置換的吊點(diǎn)地錨至少有一個(gè)是承受該吊點(diǎn)荷載的。6.因?yàn)榈觞c(diǎn)的置換的需要，初始穿鋼絞線(xiàn)時(shí)，必須在網(wǎng)架下弦桿底部多預(yù)留4～9m（待網(wǎng)架提升到一定高度后，吊點(diǎn)置換時(shí)，置換的吊點(diǎn)將與多預(yù)留的鋼絞線(xiàn)底端連接。在網(wǎng)架初始拼裝位置，網(wǎng)架下弦桿底部距離地面較近（拼裝胎架高度約500mm），而預(yù)留的鋼絞線(xiàn)較長(zhǎng)（4～9m），且承載用的鋼絞線(xiàn)又不能彎折。所以有必要對(duì)預(yù)留的鋼絞線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)。在地面吊點(diǎn)球位置的下面挖槽放置鋼絞線(xiàn)，以保證鋼絞線(xiàn)不被彎折和損傷。提升前系統(tǒng)調(diào)試液壓提升裝置系統(tǒng)安裝完成后，按下列步驟進(jìn)行調(diào)試：1.檢查泵站上所有閥或硬管的接頭是否有松動(dòng)，檢查溢流閥的調(diào)壓彈簧是否處于完全放松狀態(tài)。2..檢查泵站與液壓提升器之間電纜線(xiàn)的連接是否正確。3.檢查泵站與液壓提升主油缸之間的油管連接是否正確。4.系統(tǒng)送電，檢查液壓泵主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確。5.在泵站不啟動(dòng)的情況下，手動(dòng)操作控制柜中相應(yīng)按鈕，檢查電磁閥和截止閥的動(dòng)作是否正常，截止閥編號(hào)和提升器編號(hào)是否對(duì)應(yīng)。6.檢查傳感器（行程傳感器，位移傳感器）。按動(dòng)各臺(tái)液壓提升行程傳感器的2L、2L-、L+、L-，使控制柜中相應(yīng)的信號(hào)燈處于正常工作狀態(tài)。7.液壓提升前檢查：?jiǎn)?dòng)泵站，調(diào)節(jié)一定的壓力（5MPa左右），伸縮提升油缸：檢查A腔、B腔的油管連接是否正確；檢查截止閥能否截止對(duì)應(yīng)的油缸；檢查比例閥在電流變化時(shí)能否加快或減慢對(duì)應(yīng)油缸的伸縮速度。8.預(yù)加載：調(diào)節(jié)一定的壓力（2～3MPa），使錨具處于基本相同的鎖緊狀態(tài)。5.2.8試提升分級(jí)加載試提升。通過(guò)試提升對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提升設(shè)施、提升設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行觀察和監(jiān)測(cè)，以確認(rèn)是否符合模擬工況計(jì)算和設(shè)計(jì)要求。5.2.9正式提升1.確認(rèn)試提升階段一切正常后開(kāi)始正式提升。2.在整個(gè)同步提升過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查、監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。3.網(wǎng)架提升應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)位置5cm后，各吊點(diǎn)微調(diào)使網(wǎng)架精確到設(shè)計(jì)位置，最終使網(wǎng)架整體坐落于各柱柱頂上。即網(wǎng)架整體安裝就位。4.在網(wǎng)架整體就位安裝結(jié)束后，液壓提升系統(tǒng)設(shè)備卸載、拆除，完成網(wǎng)架的提升安裝。5.3勞動(dòng)力組織（見(jiàn)表5.3）表5.3勞動(dòng)力組織情況工種按工程施工階段投投入勞動(dòng)力情情況(單位：人)制作準(zhǔn)備階段制作開(kāi)始階段制作高峰階段安裝準(zhǔn)備階段安裝開(kāi)始階段安裝高峰階段工程收尾階段電焊工615306508010鉚工26162482測(cè)量員4464242起重工2324212鉗工24102462架子工2221010152拖車(chē)司機(jī)1262462輔工51020610158安全環(huán)保員2461221管理人員101015151520106.材料和機(jī)械設(shè)備所需材料和機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表6。表6材料和機(jī)械設(shè)備表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)設(shè)備單重?cái)?shù)量1液壓泵源系統(tǒng)30KWTJD-302t4臺(tái)15KWTJD-151t2臺(tái)2液壓閥塊箱YF-10.3t20臺(tái)3液壓提升器2000KNTJJ-200001t18臺(tái)600KNTJJ-6000.4t12臺(tái)4標(biāo)準(zhǔn)油管標(biāo)準(zhǔn)油管箱150箱5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)32通道YT-21套6傳感器位移3套7傳感器錨具、行程36套8專(zhuān)用鋼絞線(xiàn)φ15.24mm1860MPa12KM9激光測(cè)距儀Destoprro3臺(tái)10對(duì)講機(jī)Kenwood15臺(tái)11起重機(jī)械汽車(chē)吊50t4臺(tái)7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收允許偏差值（見(jiàn)表7.1）表7.1質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收允許偏差值序號(hào)性能指標(biāo)名稱(chēng)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求實(shí)測(cè)最大值1砼柱上部承受提升升荷載后位移移值（垂直度度偏差）LL≤H/450(H為為砼柱高度）即46mm28mm2屋蓋支座中心偏移移最大值≤30mm20mm3柱頂相鄰支座L高高差 ≤15mm11mm4起拱最大值偏差+15mm+9mm5網(wǎng)架撓度最大下?lián)蠐现?9mm72mm6鋼網(wǎng)架整體提升就就位偏差相鄰吊點(diǎn)同步偏差差≤25mm14mm7.2質(zhì)量保證措施7.2.1、突然停電措施各泵源控制閥自動(dòng)關(guān)閉，提升器液壓鎖自動(dòng)鎖緊，各上下錨及安全錨處于自鎖狀態(tài)；停電后恢復(fù)供電，系統(tǒng)將自動(dòng)處于安全停止?fàn)顟B(tài)。7.2.2、液壓油管突然爆裂措施提升器液壓鎖自動(dòng)鎖緊，提升器不致下沉，各上下錨及安全錨處于自鎖狀態(tài)；更換爆裂油管。7.2.3、液壓泵源故障處理通常的漏油故障能夠及時(shí)解決。只有在短時(shí)檢修無(wú)效情況下，快速更換相應(yīng)電磁閥。7.2.4、傳感器故障處理在短時(shí)檢修無(wú)效情況下，更換傳感器。7.2.5、控制系統(tǒng)故障處理應(yīng)準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)，在短時(shí)檢修無(wú)效情況下，更換系統(tǒng)零件、部件乃至整套系統(tǒng)。7.2.6、其它故障處理在液壓提升過(guò)程中，任何監(jiān)測(cè)人員發(fā)現(xiàn)有異常情況都可隨時(shí)叫停；但提升的重新啟動(dòng)則必須由現(xiàn)場(chǎng)總指揮下達(dá)指令，其他任何人不得擅自重新啟動(dòng)提升作業(yè)。8.安全措施8.1安全施工必須由項(xiàng)目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)和安排，專(zhuān)業(yè)工長(zhǎng)對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行安全教育、下發(fā)安全技術(shù)交底，專(zhuān)職安全員負(fù)責(zé)每天的現(xiàn)場(chǎng)檢查，確保施工安全措施到位。8.2工作前必須檢查機(jī)械、儀表、工具等，確認(rèn)完好方準(zhǔn)使用。8.3機(jī)械不得帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)，應(yīng)先停機(jī)檢查，排除故障后方可使用。禁止在設(shè)備運(yùn)行時(shí)進(jìn)行擦洗和修理。8.4電氣設(shè)備和線(xiàn)路必須絕緣良好，電線(xiàn)不得與金屬物綁在一起；符合“一機(jī)、一閘、一漏、一箱”的規(guī)定。休息或下班時(shí)，必須拉閘斷電，鎖好開(kāi)關(guān)箱。8.5操作人員應(yīng)體檢合格，無(wú)妨礙作業(yè)的疾病和生理缺陷，并經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)。8.6在工作中操作人員和配合作業(yè)人員必須按規(guī)定穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品。8.7照明條件應(yīng)滿(mǎn)足作業(yè)要求，確保視線(xiàn)良好，通迅聯(lián)系暢通。8.8安全管理預(yù)案制定下列安全管理預(yù)案：8.8.1《預(yù)防高處墜落緊急預(yù)案》；8.8.2《預(yù)防漏電傷害緊急預(yù)案》；8.8.3《現(xiàn)場(chǎng)防雷擊措施預(yù)案》；8.8.4《吊裝間歇過(guò)程中的安全措施預(yù)案》。9.環(huán)境保護(hù)9.1對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的噪音、廢水等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，均需達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。9.2物體搬運(yùn)輕起輕落；減少施工作業(yè)的敲擊噪聲；對(duì)真空泵及壓力泵采取隔音墻防護(hù)，減少噪聲。9.3施工完成后及時(shí)清除廢料并運(yùn)到指定地點(diǎn)堆放；廢水進(jìn)入污水沉淀池，使廢水經(jīng)過(guò)過(guò)濾、沉淀和化學(xué)中和后排放。9.4安排專(zhuān)人定時(shí)清掃現(xiàn)場(chǎng)，防止揚(yáng)塵，做到工完場(chǎng)清。10經(jīng)濟(jì)效益分析10.1直接經(jīng)濟(jì)效益10.1.1本工程網(wǎng)架采用液壓整體提升，面積20976m2，網(wǎng)架重量2100t，提升重量約1700t，提升單價(jià)490元/t，采用整體提升費(fèi)用為：2100t×490元/t=102.9萬(wàn)元10.1.2若采用高空散裝技術(shù)，則需搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架，其約需鋼管80.96萬(wàn)m，扣件49.73萬(wàn)個(gè)，租賃時(shí)間按6個(gè)月計(jì)算，租賃費(fèi)用按目前市場(chǎng)價(jià)：鋼管每米每天0.016元，扣件每個(gè)每天0.008元，租賃費(fèi)約為304.78萬(wàn)元；人工費(fèi)約為39.91萬(wàn)元，以上費(fèi)用合計(jì)344.69萬(wàn)元，節(jié)約資金241.79萬(wàn)元：10.1.3若采用整體提升技術(shù)，但鋼桁架部分是在開(kāi)挖的基槽內(nèi)拼裝，則需產(chǎn)生費(fèi)為122.46萬(wàn)元，而液壓整體提升技術(shù)是