帶混凝土排架中柱大跨度雙連跨網(wǎng)殼懸拼安裝施工工法

帶混凝土排架中柱大跨度雙連跨網(wǎng)殼懸拼安裝施工工法1.前言隨著社會的快速發(fā)展，在生產(chǎn)和生活中人們對大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑的需求越來越多，尤其是近年來，國家對環(huán)保的重視程度越來越高，許多工業(yè)企業(yè)的建筑開始大規(guī)模運用空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以其跨度大、用鋼量低、施工便捷等特點也越來越受到結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的重視，被廣泛應(yīng)用于電廠、焦化廠以及水泥廠等工業(yè)企業(yè)。但由于這些工業(yè)企業(yè)所建建筑覆蓋面積大，單一跨度的網(wǎng)殼不能滿足于所建建筑的結(jié)構(gòu)，因此開始考慮運用雙連跨甚至多連跨的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)解決這個問題。常規(guī)的網(wǎng)殼安裝方法有滑移法、整體提（頂）升法、整體吊裝法等，均不能夠滿足雙連跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝要求，因此目前迫切需要一種大跨度雙連跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝方法。結(jié)合帶混凝土排架中柱大跨度雙連跨網(wǎng)殼的安裝進行施工總結(jié)，形成了本工法。2.特點2.1下部土建結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土梁柱，包括周邊邊柱與中間排架梁柱。上部為跨度均為98米的雙連跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)通過支座焊接在鋼筋混凝土柱頂?shù)念A(yù)埋鐵上。2.2網(wǎng)殼起步段采用四組八個塔吊節(jié)臨時支撐柱，無需搭設(shè)大量的腳手架，不需要其它技術(shù)要求高的輔助設(shè)備和技術(shù)措施，措施費用低，施工效率高。由于混凝土排架中柱的抗剪性較差，因此整個雙連跨網(wǎng)殼安裝過程必須對稱進行安裝。2.3帶混凝土排架中柱大跨度雙連跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有獨特的自身微調(diào)撓度特點，在進行懸拼球桿安裝過程中，通過加快或減慢一跨的網(wǎng)殼懸拼安裝進度可調(diào)節(jié)鄰跨已安裝好的網(wǎng)殼撓度。3.適用范圍本工法適用于電廠、煤場以及水泥廠等工業(yè)企業(yè)需要建設(shè)大面積大跨度的雙連跨甚至多連跨鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝工程。尤其適合于帶混凝土中柱的大跨度雙連跨網(wǎng)殼安裝工程。4.工藝原理在滿足設(shè)計要求、運輸要求和場地要求的前提下，采用分段加工、制作、運輸，現(xiàn)場拼裝完成后進行吊裝。構(gòu)件進場后根據(jù)使用部位卸料，隨后進行網(wǎng)殼球桿單元拼裝。為確保網(wǎng)殼起步段整體空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在網(wǎng)殼起步段安裝的過程中，需在跨度方向設(shè)置4組8個塔吊節(jié)臨時支撐柱，減小網(wǎng)殼因自身重力形成的撓曲變形，保證網(wǎng)殼起步段的安裝標高與設(shè)計標高相符。帶混凝土排架中柱大跨度雙連跨網(wǎng)殼懸拼球桿單元安裝，即以網(wǎng)殼起步段為基礎(chǔ)，沿軸線方向把在地面拼裝好的網(wǎng)殼懸拼球桿單元利用吊裝機械將其吊裝至需要安裝的位置。由于混凝土排架中柱的抗剪性較差，整個雙連跨網(wǎng)殼安裝過程須對稱進行安裝，且整個雙連跨網(wǎng)殼的安裝進度和撓度需要嚴格進行控制。5.工藝流程及操作要點5.1工藝流程圖建立測量控制網(wǎng)及測量控制建立測量控制網(wǎng)及測量控制混凝土排架中混凝土排架中柱施工安裝預(yù)埋鐵并進行標高位置復測安裝預(yù)埋鐵并進行標高位置復測中、中、邊柱支座安裝，焊接網(wǎng)殼網(wǎng)殼起步段臨時支撐放線，搭設(shè)網(wǎng)殼起步段對稱安裝，復核設(shè)計標高網(wǎng)殼起步段對稱安裝，復核設(shè)計標高對稱安裝過程持續(xù)監(jiān)測網(wǎng)殼撓度，可根據(jù)一跨安裝的進度調(diào)節(jié)鄰跨的撓度安裝至整個網(wǎng)殼三分之一時起步段臨時支撐拆除對稱安裝過程持續(xù)監(jiān)測網(wǎng)殼撓度，可根據(jù)一跨安裝的進度調(diào)節(jié)鄰跨的撓度安裝至整個網(wǎng)殼三分之一時起步段臨時支撐拆除以網(wǎng)殼起步段為基礎(chǔ)向前對稱懸拼吊裝以網(wǎng)殼起步段為基礎(chǔ)向前對稱懸拼吊裝屋面屋面網(wǎng)殼安裝完畢，復核撓度滿足設(shè)計要求檁條彩板安裝檁條彩板安裝5.2操作要點大跨度雙連跨網(wǎng)殼安裝涉及吊機的選擇、施工測量定位、支撐架體的搭設(shè)、網(wǎng)殼懸拼球桿桿件拼裝、吊裝以及卸荷等多種施工工藝，而網(wǎng)殼起步段的對稱安裝和網(wǎng)殼懸拼球桿單元吊裝是整個施工過程的關(guān)鍵。5.2.1施工前準備工作1.組織技術(shù)人員熟悉圖紙，對圖紙進行自審，熟悉和掌握施工圖紙的全部內(nèi)容和設(shè)計意圖。發(fā)現(xiàn)問題，提前與建設(shè)單位、設(shè)計單位協(xié)商，參加由建設(shè)單位、設(shè)計單位和監(jiān)理單位組織的設(shè)計交底和圖紙綜合會審；2.根據(jù)施工進度計劃和施工預(yù)算所提供的各種構(gòu)配件，尤其是網(wǎng)殼桿件應(yīng)提前做好加工工作，根據(jù)現(xiàn)場分段編制相應(yīng)的需用量計劃，按照安裝進度要求的順序加工、運輸；3.編制施工圖預(yù)算，根據(jù)施工圖紙，計算分部分項工程量，按規(guī)定套用施工定額，計算所需要材料的詳細數(shù)量、人工數(shù)量、大型機械臺班數(shù)，以便做進度計劃和供應(yīng)計劃，更好地控制成本，減少消耗；4.拼裝場地平整，進出場道路修整完畢，滿足施工機械使用要求，落實機修人員對機械設(shè)備進行檢修和保養(yǎng)工作，保證設(shè)備處于良好的狀態(tài)；5.組織落實好施工機械需求計劃，機械設(shè)備提前準備，保證需要時能夠隨時進場施工。5.2.2施工測量首先建立測量控制網(wǎng)，根據(jù)GPS點的布局，在施工區(qū)域邊布設(shè)二級控制網(wǎng)，按閉合導線的觀測方法計算出導線精度。再根據(jù)計算出的點位精度，在施工區(qū)域內(nèi)按施工需要布設(shè)若干固定的基準點，對布設(shè)的基準點實行聯(lián)測。使用全站儀測量出大跨度雙連跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中、邊柱支座位置十字中心線，然后根據(jù)基準點測出起步段4組8個臨時支撐柱位置，同時安裝過程中持續(xù)監(jiān)測網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的標高與撓度。5.2.3具體拼裝流程示意拼裝角錐繼續(xù)拼裝藍色區(qū)域安裝上弦桿安裝上弦球及桿件按此順序繼續(xù)安裝形成一個吊裝單元塊5.2.4網(wǎng)殼安裝具體流程第一步，在地面抄平后拼裝30-31軸線（間距9m）的網(wǎng)格三個上弦，兩個下弦。支座處32軸方向多拼裝一個軸線（間距9m）的網(wǎng)格，增加網(wǎng)殼拼裝單元穩(wěn)定性。第二步，借助吊車拼裝網(wǎng)殼單元，A和X軸線分別向內(nèi)側(cè)拼裝下弦12個網(wǎng)格，上弦11個網(wǎng)格；中柱兩側(cè)分別拼裝單元下弦7（6）個網(wǎng)格，上弦6個網(wǎng)格。同時安裝運煤皮帶兩側(cè)的臨時支撐柱。第三步，中柱兩側(cè)網(wǎng)殼拼裝單元單重約9.4噸，使用兩臺120T吊車分別同時吊裝，首先東側(cè)網(wǎng)殼拼裝單元先就位安裝在中柱頂部，然后西側(cè)網(wǎng)殼拼裝單元進行對接安裝，形成整體落后同時固定在中柱支座以及兩側(cè)臨時支撐柱上，最后同時將兩臺吊車摘鉤。吊裝時吊車出桿48.5米，工作半徑18米，每臺起重量為12.3噸。吊索具及吊鉤重量約0.3噸，網(wǎng)殼單元重量不超過單機起重設(shè)備額定起重量總和的80%。第四步，A和X軸線內(nèi)側(cè)拼裝單元單重約20噸，首先使用兩臺120T吊車抬吊X軸線內(nèi)側(cè)拼裝單元，使其一邊落在臨時支撐柱上，一邊落在X軸混凝土支座處。吊裝時每臺吊車出桿36.5米，工作半徑20米，每臺起重量為14.2噸。吊索具及吊鉤重量約0.6噸，網(wǎng)殼單元重量不超過單機起重設(shè)備額定起重量總和的75%，完成吊裝后按照同樣方法安裝A軸線內(nèi)側(cè)拼裝單元。第五步，在運煤皮帶和中柱之間，緊挨運煤皮帶的位置分別拼裝兩塊中間合攏單元，即為30-31軸線的網(wǎng)格橫向1個上弦，2個下弦，縱向網(wǎng)格7個下弦，6個上弦。第六步，使用兩臺120T吊車分別同時吊裝中間合攏單元，在臨時支撐柱處進行對接。中間合攏單元單重8T,吊車出桿44.5米，工作半徑22米，每臺起重量為10.9噸，吊索具及吊鉤重量約0.3噸，網(wǎng)殼單元重量不超過單機起重設(shè)備額定起重量總和的80%。第七步，進行中間合攏網(wǎng)殼單元的高空散裝，直至起步段整體安裝完畢。第八步，以安裝好的30-31軸起步段為基礎(chǔ)，采用懸拼球桿單元方法向32軸進行高空散裝，直至32軸完成安裝。第九步，以安裝好的30-32軸為基礎(chǔ)，采用懸拼球桿單元安裝方法向1軸方向進行高空散裝，直到網(wǎng)殼整體安裝完成起步段吊裝過程時為防止A和X軸線內(nèi)側(cè)網(wǎng)殼拼裝單元安裝時向外擴張，在每片網(wǎng)殼拼裝單元下弦使用二道d20鋼絲繩及20噸倒鏈進行張拉，以控制網(wǎng)殼弦長及拱高。5.2.5中、邊柱與網(wǎng)殼的連接方式ZZ1跨度方向網(wǎng)殼支座示意圖中跨支座示意圖5.3臨時支撐柱體布置原則在進行網(wǎng)殼起步安裝時，由于網(wǎng)殼跨度較大，每跨要分成三段進行吊裝，根據(jù)模擬分析在對接處設(shè)置高度為30米的塔吊節(jié)臨時支撐柱，支撐柱上端頂住網(wǎng)殼起步拼裝單元的下弦球，直至起步段整體安裝完成且整體受力良好，經(jīng)過計算可以卸荷載時，方可將臨時支撐柱拆下。臨時支撐柱頂部為鉸接，底部為固接。臨時支撐柱底部基礎(chǔ)由混凝土澆筑而成，在澆筑前提前固定好預(yù)埋鐵，臨時支撐柱安裝時直接焊接到基礎(chǔ)預(yù)埋鐵上，將網(wǎng)殼起步單元臨時支頂，可消除拼裝單元安裝時產(chǎn)生的下?lián)?。臨時支撐柱柱腳通過焊接固定在混凝土基礎(chǔ)的預(yù)埋鐵上，其位置保證平整且排水暢通，要求地基承載力不小于180kPa，根據(jù)施工要求，本工程地面500mm厚C30混凝土地面，地基承載力特征值≥261kPa；完全滿足要求。塔吊節(jié)臨時支撐柱在當?shù)刈赓U，根據(jù)所需長度分節(jié)運輸至工地?，F(xiàn)場根據(jù)圖紙組裝成型。使用完畢后將塔吊節(jié)臨時支撐柱拆成分節(jié)運輸回租賃站。塔吊節(jié)臨時支撐柱具體見下圖。臨時支撐柱立好后使用經(jīng)緯儀測量其垂直度，垂直度在l/1000且不大于10mm以內(nèi)方可用于施工。網(wǎng)殼起步段安裝時需在98米跨度內(nèi)設(shè)置4個塔吊節(jié)臨時支撐柱，共需8個臨時支撐柱，每個臨時支撐柱高度的三分之二處由四道直徑為d18的纜風繩與其卡扣連接。具體見下圖。30軸四個支撐C265、B273、B273、C265四個球。31軸四個支撐C265、B273、B273、C265四個球。在進行施工段一起步段網(wǎng)殼桿件拼裝時，同時安裝8個塔吊節(jié)臨時支撐柱。臨時支撐柱體底部輔助做法塔吊節(jié)臨時支撐柱混凝土基礎(chǔ)尺寸為3000mm*3000mm*500mm，并按照塔吊節(jié)臨時支撐柱位置尺寸提前居中設(shè)置預(yù)埋鐵500mm*500mm*20mm。臨時支撐柱體頂部輔助做法臨時支撐柱頂部做法-使用HW150*150型鋼焊接交叉底座，交叉底座焊接在臨時支撐柱頂部，交叉底座上設(shè)置20噸千斤頂進行高低調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到位后使用HW150*150型鋼及鋼板墊塊支撐起步段網(wǎng)殼，支托托住螺栓球，并再添加兩道鋼絲繩進行捆綁固定。5.4吊車傾覆理論計算120t吊車自重60t，最不利工況下，汽車吊吊裝半徑10m，吊重37t（已考慮吊具重量），即起重力矩為370t.m，配重35t。（2）汽車吊支腿壓力計算1）計算簡圖 圖1汽車吊吊裝支腿簡圖2）計算工況工況一、起重臂沿車身方向（α=0°）；工況二、起重臂垂直車身方向（α=90°）；工況三、起重臂沿支腿對角線方向（α=45°）3）支腿荷載計算公式：N=ΣP/4±[M×（Cosα/2a+Sinα/2b）]式中：ΣP——吊車自重、配重及吊重；M——起重力矩；α——起重臂與車身夾角；a——支腿縱向距離；b——支腿橫向距離。4）計算結(jié)果本工程120t汽車吊用于網(wǎng)殼起步段的吊裝，吊車主臂從吊裝開始至吊裝完成基本不發(fā)生大角度的轉(zhuǎn)動，根據(jù)吊車站位規(guī)劃，選用工況二吊車起重臂與車身的夾角為90°。因此計算結(jié)果如下：工況二、起重臂垂直車身方向（α=90°），Nmax=ΣP/4+[M×（Cosα/2a+Sinα/2b）]=（11+60+35）/4+[370×（Cos90/2*10+Sin90/2*10）]=45t120t汽車吊支腿最大反力為45t。（3）基礎(chǔ)承載力計算吊車支腿下方墊設(shè)1.5*1.5m路基板。支腿處最大壓力，450kN/（1.5*1.5）=200kpa120t汽車吊進入煤棚內(nèi)地面上站位抬吊時，地面地基承載力應(yīng)達到200kpa以上。6.材料與設(shè)備6.1主要采用的機具設(shè)備序號機械名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1汽車吊QY506臺2汽車吊QY254臺3汽車吊QY1202臺4砂輪切割機SQ-40-1Q4個5角向磨光機Φ1006個6氣割槍CG1-30K4套7導鏈20T6個8手動扳手30把9扭力扳手NBS60D2臺10千斤頂20T12個11二保焊焊機IGBT2臺7.質(zhì)量控制本工法施工質(zhì)量控制須嚴格按GB50205-2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》中相關(guān)驗收標準執(zhí)行。7.1螺栓應(yīng)擰緊到位，不允許套筒接觸面有肉眼可觀察到的縫隙。7.2桿件不允許存在超過規(guī)定的彎曲。桿件軸線的彎曲矢高允許偏差為L/1000且不大于5.0mm。7.3已安裝網(wǎng)殼零部件表面應(yīng)清潔，完整，不損傷，不凹陷,不錯裝,對號準確,發(fā)現(xiàn)錯裝及時更換。7.4油漆厚度和質(zhì)量要求必須達到設(shè)計規(guī)范規(guī)定。7.5防火涂料使用合格的材料，不得存在漏刷現(xiàn)象。7.5網(wǎng)殼節(jié)點中心偏移不大于1.5mm，且單錐體網(wǎng)格長度誤差不大于±1.5mm。7.6相鄰支座高差不大于15mm，最高與最低點支座高差不大于30mm。7.7支座焊接必須滿焊，不得有遺漏。7.8質(zhì)檢人員備足全站儀、經(jīng)緯儀、水準儀、鋼卷尺及輔助用線、錐、鋼尺等測量工作。7.9混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)不得存在漏筋、存在較大尺寸偏差、保養(yǎng)時間不足、混凝土強度不足等質(zhì)量問題。7.10檢驗員在現(xiàn)場不中斷，不離崗，隨時控制，及時記錄、及時完成資料、及時向質(zhì)量工程師、項目經(jīng)理、監(jiān)理工程師匯報并密切配合。8.安全措施8.1施工中必須做好安全保障措施，進入現(xiàn)場施工人員必須正確佩戴安全帽，穿絕緣鞋；高空作業(yè)正確佩戴五點式雙鉤安全帶、穿防滑鞋，確保人身安全。8.2作業(yè)前應(yīng)對使用的工具、機具、設(shè)備進行檢查，安全裝置齊全有效。8.3構(gòu)件綁扎方法正確，吊點處應(yīng)有防滑防割措施，高處作業(yè)使用的工具，材料應(yīng)放在安全地方，禁止隨便放置。8.4施工現(xiàn)場的機電設(shè)備、閘箱、電焊機，應(yīng)有可靠的接地防雨措施。電器操作必須由專業(yè)人員進行，嚴禁非專業(yè)人員操作。電焊機使用嚴格安全操作規(guī)程，一次線不得超過3米，二次線不得超過30米并不能破皮裸露，如果有破皮情況，必須及時用絕緣膠布嚴密包扎。電焊機的外殼應(yīng)該接地。8.5鋼網(wǎng)殼吊裝作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)工程特點和施工現(xiàn)場的實際情況，編制有針對性的專項施工方案，并經(jīng)公司總工、監(jiān)理批準后方能施工。8.6鋼網(wǎng)殼的吊裝作業(yè)人員必須持有操作作業(yè)證書上崗，高空作業(yè)人員每日開工前進行血壓檢測。8.7吊裝作業(yè)前，應(yīng)向作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底，并檢查起吊用具和防護設(shè)施，落實吊物的回轉(zhuǎn)半徑范圍、吊物的落點等情況的準備工作。此外，專職安全員應(yīng)檢查使用的工具是否牢固。8.8吊裝前要對構(gòu)件進行受力計算，以確定吊點數(shù)目及吊點位置。起吊過程中必須做到“十不吊”的規(guī)定。8.9構(gòu)件、檁條吊裝時如遇大風（大于6級）或雨雪天氣，應(yīng)停止吊裝。8.10彩板吊裝時如遇大風（大于5級）或雨雪天氣，應(yīng)停止吊裝8.11作業(yè)區(qū)域用警戒帶進行封閉，派專人盯守，嚴禁無關(guān)人員隨意進入施工場地。9.環(huán)保措施9.1嚴格控制人為噪音，進入施工現(xiàn)場不得高聲叫喊、亂吹口哨、限制高音喇叭使用，最大限度的減少擾民。施工噪音遵守《建筑施工場界噪聲限值》（GB12523—90）。9.2加強對施工現(xiàn)場粉塵