EPC項(xiàng)目中心組團(tuán)大屋頂施工工藝及成品保護(hù)等措施

目錄14.1中心組團(tuán)大屋頂施工工藝及成品保護(hù)等措施 114.1.1重難點(diǎn)分析 114.1.2大屋頂施工工藝的合理化建議 414.1.3成品保護(hù)措施 17該內(nèi)容為最新國企高分中標(biāo)的施工投標(biāo)方案的內(nèi)容，有完整各級標(biāo)題和正文格式，高度契合本年度最新施工及評標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)！-林工中心組團(tuán)大屋頂施工工藝及成品保護(hù)等措施重難點(diǎn)分析中心組團(tuán)大屋頂整體尺寸168m×396m，鋼結(jié)構(gòu)主要由中央懸掛大屋頂和兩邊的屋頂延伸段組成，通過兩處橫向的結(jié)構(gòu)縫分開。中央懸掛大屋頂采用索+懸臂梁+轉(zhuǎn)換桁架體系，最大跨度133.2m，拉索跨距91.2m，通過下部建筑內(nèi)的8組墻體，支承于4棟建筑上；延伸段采用矩形網(wǎng)格體系，整體支撐于混凝土結(jié)構(gòu)上。鋼結(jié)構(gòu)體系見圖14.3-1，屋面板體系見圖14.3-2。中心組團(tuán)大屋頂鋼結(jié)構(gòu)體系示意中心組團(tuán)大屋頂屋面板體系示意針對中心組團(tuán)大屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工的重難點(diǎn)分析、針對性措施和合理化建議見表14.3-1。重難點(diǎn)分析、針對性措施和合理化建議序號重難點(diǎn)分析針對性措施和合理化建議1公共中心屋頂延伸段網(wǎng)格結(jié)構(gòu)安裝：公共中心延伸段重約2900t，屋面網(wǎng)格的脊梁和主梁截面大，平面投影尺寸168m×118.9m，吊裝范圍廣，自重大，對起重性能要求高，選擇合理的施工機(jī)械和安裝工藝，確保安裝質(zhì)量和安全，是本工程屋蓋結(jié)構(gòu)安裝的重點(diǎn)。（1）對履帶吊跨外安裝、塔吊安裝和吊車上樓面吊裝等不同吊裝方案進(jìn)行質(zhì)量、安全、成本、工期等全方面的對比分析，得出較優(yōu)的施工方案。（2）制定專項(xiàng)鋼屋蓋施工方案，對施工全過程進(jìn)行仿真分析，重點(diǎn)對支撐胎架穩(wěn)定性、安裝各工況下的構(gòu)件穩(wěn)定性及整體屋蓋的穩(wěn)定性等進(jìn)行驗(yàn)算分析，分析結(jié)果報(bào)設(shè)計(jì)院復(fù)核認(rèn)可，同時(shí)對整個(gè)施工過程進(jìn)行施工模擬，反復(fù)論證可行性。2公共中心中央懸掛大屋頂拉索施工：公共中心中央大屋頂為索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，拉索跨度91.2m。索網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為柔性結(jié)構(gòu)體系在施工過程中，其剛度和平衡狀態(tài)均會發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)都會經(jīng)歷一個(gè)自適應(yīng)的過程而使內(nèi)力重分布，形狀也隨之改變。如何保證預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，保證整個(gè)屋面的外形為單曲拋物面，主要是徑向索下料幾何長度的確定和檁條安裝預(yù)偏值的確定。拉索的下料長度必須根據(jù)節(jié)點(diǎn)及鋼索的工作載荷進(jìn)行精確計(jì)算，采用Midas和Ansys軟件進(jìn)行找力和找形分析得出結(jié)構(gòu)成型態(tài)，得到成型態(tài)拉索的內(nèi)力大小，同時(shí)，在初始態(tài)的基礎(chǔ)上，通過施工反分析的方法得到徑向索下料幾何長度的確定和檁條安裝預(yù)偏值。加工時(shí)拉索在制作單位進(jìn)行預(yù)張拉，以消除拉索自身的非彈性變形。接著按照設(shè)計(jì)預(yù)張力，在有應(yīng)力條件下確定索長和標(biāo)記索夾位置；所有拉索均設(shè)置索長調(diào)節(jié)裝置，以消除拉索制作長度誤差。3索網(wǎng)體系的預(yù)應(yīng)力分析：拉索屬于柔性結(jié)構(gòu)體系，須對施工過程進(jìn)行詳細(xì)的仿真模擬計(jì)算，為提升過程提供理論依據(jù)。而對于柔性結(jié)構(gòu)體系，其計(jì)算的難度和復(fù)雜性均較一般工程大得多。在未張拉前整個(gè)索系為機(jī)構(gòu)，必須通過張拉建立預(yù)應(yīng)力，方可具有結(jié)構(gòu)剛度和形成結(jié)構(gòu)。采用針對常規(guī)結(jié)構(gòu)的線性靜力有限元方法已無法解決。對于本工程，將采用大型通用有限元分析軟件Midas和Ansys對施工過程進(jìn)行模擬計(jì)算，以保證施工質(zhì)量和施工過程的安全。針對具體工程建立結(jié)構(gòu)整體模型，進(jìn)行施工仿真模擬計(jì)算，得出如下計(jì)算結(jié)果：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)狀態(tài)，給出環(huán)向索節(jié)點(diǎn)位置標(biāo)記點(diǎn)。在拉索鋪放階段，按照標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行連接就位，在提升階段制定嚴(yán)格的技術(shù)措施確保拉索的相對位置固定。（2）驗(yàn)證提升施工方案的可行性，確保安裝成形過程的安全。（3）給出每提升步驟徑向索索力的大小，為實(shí)際提升時(shí)的張拉力值的確定提供理論依據(jù)。（4）給出每張拉步驟結(jié)構(gòu)的變形及應(yīng)力分布，為張拉過程中的變形監(jiān)測及索力監(jiān)測提供理論依據(jù)。（5）根據(jù)計(jì)算出來的徑向索索力大小，選擇合適的張拉機(jī)具，并設(shè)計(jì)合理的提升工裝。4施工過程的監(jiān)測：（1）公共中心中央大屋頂為索結(jié)構(gòu)，為了保證施工質(zhì)量和施工完成后的預(yù)應(yīng)力形態(tài)符合設(shè)計(jì)要求，對施工過程的監(jiān)控十分重要。（2）體育館擬采用滑移施工，滑移施工過程的安全控制要求極高，為了確保施工質(zhì)量和過程安全，需要制定安全專項(xiàng)施工方案，并落實(shí)監(jiān)測手段。（1）本工程中將采取可靠的監(jiān)測手段，對鋼結(jié)構(gòu)的變形和預(yù)應(yīng)力鋼索的受力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以確保結(jié)構(gòu)施工安全，保證結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)與原設(shè)計(jì)相符。（2）設(shè)置監(jiān)測預(yù)警閾值，對應(yīng)力應(yīng)變、位移、溫度進(jìn)行監(jiān)測，收集過程數(shù)據(jù)，并對信息及時(shí)作出反應(yīng)。備注：其它鋼結(jié)構(gòu)重難點(diǎn)分析、針對性措施和合理化建議見本章14.15節(jié)“魚腹式桁架、四角錐網(wǎng)架、鋼框架等復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系施工”相關(guān)內(nèi)容。大屋頂施工工藝的合理化建議此處僅對中心組團(tuán)屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工工藝方法做簡單介紹，具體方案見第18章18.7節(jié)“中心組團(tuán)屋面鋼結(jié)構(gòu)及懸索施工方案”。總體施工安排（1）根據(jù)大屋頂鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我司建議的總體施工順序?yàn)椋合韧瑫r(shí)安裝剛度較大的南、北延伸段，完成后再安裝中央懸掛大屋頂。（2）南北延伸段擬采取“合理分段，設(shè)置支撐”的安裝思路，吊裝機(jī)械以4臺ST8075塔吊吊裝為主，2臺400t履帶吊吊裝為輔，局部80t汽車吊配合，工況見圖14.3-3。南、北延伸段鋼結(jié)構(gòu)吊裝示意根據(jù)結(jié)構(gòu)分布狀況，在中庭按對角線布置ST8075塔吊，并沿建筑外圍布置適當(dāng)?shù)穆膸У踹M(jìn)行配合吊裝。先安裝主梁、脊梁、中跨梁，形成屋蓋框架體系，后安裝次梁、懸挑及封邊。中跨梁、脊梁的跨度和自重均較大，充分考慮吊裝機(jī)械的安裝吊重、吊裝半徑、安裝精度控制要求等進(jìn)行綜合分析，對各部分鋼構(gòu)件進(jìn)行合理的分段設(shè)計(jì)，并根據(jù)分段情況布置合適的支撐胎架，控制結(jié)構(gòu)安裝變形，保證結(jié)構(gòu)安裝精度。（3）中央懸掛大屋頂擬采取“先剛后柔，統(tǒng)一張拉，協(xié)調(diào)線型，后裝檁條”的安裝思路。轉(zhuǎn)換桁架和懸挑段分塊重量大，擬設(shè)置排架式支撐，使用400t履帶吊進(jìn)行分塊安裝。索結(jié)構(gòu)使用2臺ST7020塔吊安裝，充分考慮鋼結(jié)構(gòu)變形，整體先臨時(shí)固定，完成后統(tǒng)一張拉、調(diào)整，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求后安裝檁條、屋面板等次結(jié)構(gòu)。工況見圖14.3-4。中央懸掛大屋頂?shù)跹b示意（4）鋼結(jié)構(gòu)施工總體流程BIM圖示及說明見表14.3-2。中心組團(tuán)屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝流程序號說明圖示1安裝延伸段下部支撐結(jié)構(gòu)。施工機(jī)械：4臺ST8075塔吊、2臺400t履帶吊、2臺80t汽車吊。2安裝延伸段主梁和脊梁。施工機(jī)械：4臺ST8075塔吊、2臺400t履帶吊、2臺80t汽車吊。3安裝延伸段中跨梁。施工機(jī)械：4臺ST8075塔吊、2臺400t履帶吊、2臺80t汽車吊。4塔吊安裝延伸段次梁，履帶吊安裝中央懸索結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換桁架。施工機(jī)械：4臺ST8075塔吊、2臺400t履帶吊、2臺80t汽車吊。5塔吊安裝延伸段懸挑，履帶吊安裝中央懸索結(jié)構(gòu)懸挑端。施工機(jī)械：4臺ST8075塔吊、2臺400t履帶吊、2臺80t汽車吊。6塔吊安裝中央懸索結(jié)構(gòu)拉鎖，逐件張拉至設(shè)計(jì)索力。拉鎖全部完成后先調(diào)整位形，無誤后塔吊安裝上方檁條。施工機(jī)械：2臺ST7020塔吊。7汽車吊配合塔吊自拆。施工機(jī)械：2臺ST7020塔吊、2臺50t汽車吊。8汽車吊安裝兩臺塔吊站位處的兩條拉索并張拉，調(diào)整位形與設(shè)計(jì)相符后，安裝上部檁條。施工機(jī)械：2臺50t汽車吊。（5）金屬屋面總體施工順序見圖14.3-5。金屬屋面總體施工順序示意屋頂延伸段鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)屋頂延伸段為矩形網(wǎng)格體系，屋蓋由主梁、脊梁、中跨梁、次梁、懸挑梁和邊梁構(gòu)成，支撐體系由豎向支撐柱+豎向支撐構(gòu)成，施工順序見圖14.3-6。屋頂延伸段鋼結(jié)構(gòu)施工流程根據(jù)塔吊和外圍起重機(jī)械吊裝性能，將延伸段鋼結(jié)構(gòu)按起重機(jī)械分區(qū)，見圖14.3-7。平面安裝分區(qū)示意（北延伸段為例）延伸段屋蓋為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，脊梁最大跨度42.75m，中跨梁最大跨度48m，主梁最大跨度為25.65m，且分布位置均靠內(nèi)側(cè)，需要塔吊安裝。綜合考慮構(gòu)件重量和塔吊性能，在安裝時(shí)，考慮將大跨度結(jié)構(gòu)中較遠(yuǎn)且較重構(gòu)件分多段安裝（見圖14.3-8），下設(shè)穩(wěn)固支撐架，整體安裝到位后進(jìn)行統(tǒng)一分級卸載，在安裝過程中控制鋼梁預(yù)拱度，保證卸載后標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。延伸段網(wǎng)格分段和吊重分析示意（以北延伸段為例）中央懸掛大屋面鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)（1）中央?yún)^(qū)屋面為索+懸臂梁+轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu)，施工順序見圖14.3-9和圖14.3-10。中央懸掛大屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工流程平面安裝分區(qū)及安裝順序示意（2）分段設(shè)計(jì)1）轉(zhuǎn)換桁架擬分為20個(gè)分段進(jìn)行吊裝，單個(gè)分段長度8.4m×13.2m，重量46.1~61.0t，使用400t履帶吊進(jìn)行吊裝。轉(zhuǎn)換桁架分片見圖14.3-11。轉(zhuǎn)換桁架分片示意2）懸臂梁與其間的水平連桿擬分為10個(gè)分段，單個(gè)分段長度16.8m×21.0m，重量53.6~60.5t，使用400t履帶吊進(jìn)行吊裝。懸臂端分段見圖14.3-12。懸臂端分段示意3）檁條在拉索施工完成后由塔吊統(tǒng)一安裝，單根檁條分段長度為16.8m。（3）支撐胎架設(shè)計(jì)對懸臂端分段構(gòu)件，采用格構(gòu)式支撐胎架臨時(shí)支撐，在相鄰支撐間布置聯(lián)系平臺，作為拉索施工操作平臺，拉索張拉前，保證支撐胎架與懸挑端完全脫離。支撐胎架樣式見圖14.3-13。支撐胎架布置樣式（4）拉索采用溜索工藝安裝本工程為大跨度弧形索網(wǎng)，空間規(guī)模大、索段數(shù)量多、索力大，下部為土建結(jié)構(gòu)，索結(jié)構(gòu)安裝制約因素多。常規(guī)工程中一般搭設(shè)滿堂支架，在支架上組裝索結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行各索的張拉。但本工程安裝高度高，搭設(shè)滿堂腳手架的施工成本較高、工期長，而且將長索吊運(yùn)至支架平臺上展開和組裝的難度也非常大。為此，我司建議采用溜索工藝安裝索結(jié)構(gòu)，該方法避免了大量滿堂支架的搭設(shè)，高空作業(yè)量少，施工安全，節(jié)約工期。采用吊機(jī)輔助，將單根拉索提升到高空溜繩的一端，懸掛在溜繩上，同時(shí)與牽引卷揚(yáng)機(jī)的牽引繩連接；在結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)向滑輪與拉索索體連接，拉索通過轉(zhuǎn)向滑輪實(shí)現(xiàn)豎向到水平向的轉(zhuǎn)向。牽引卷揚(yáng)機(jī)牽引繩，實(shí)現(xiàn)溜索。溜索工藝見圖14.3-14。溜索工藝示意采用溜索工藝將41組索由中間向兩側(cè)安裝，全部臨時(shí)固定后，利用拉索工裝，統(tǒng)一分級張拉，張拉過程中對索體實(shí)時(shí)監(jiān)測，最終張拉成型。（5）索結(jié)構(gòu)張拉1）張拉前準(zhǔn)備：張拉前需進(jìn)行施工過程的分析，模擬張拉過程，進(jìn)行施工全力學(xué)分析，預(yù)控在先，為施工監(jiān)測提供理論參考值，確保施工安全。檢查直接與拉索相連的節(jié)點(diǎn)，其空間坐標(biāo)精度嚴(yán)格控制。節(jié)點(diǎn)上與索相連的耳板方向嚴(yán)控控制，以免影響拉索施工和結(jié)構(gòu)受力。2）張拉時(shí)支座條件：外圍鋼構(gòu)的支座條件需與設(shè)計(jì)要求一致。3）整體分級張拉方法：索結(jié)構(gòu)全部臨時(shí)固定后，41組索同步分級張拉，各級以張拉行程控制。（6）當(dāng)張拉后出現(xiàn)索力或結(jié)構(gòu)形狀與理論值出現(xiàn)較大偏差時(shí)，采取措施予以調(diào)整。（7）拉索施工監(jiān)測索網(wǎng)的索力以及剛度與其位形存在很大的關(guān)系，故在張拉過程中索網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行位形的監(jiān)測非常必要。索網(wǎng)提升張拉過程中，鋼結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生位移，選取懸臂梁為關(guān)鍵點(diǎn)，對其進(jìn)行施工過程中的位移監(jiān)測。索的監(jiān)測分索力監(jiān)測和變形監(jiān)測兩個(gè)方向，以位形控制為主，索力控制為輔。每個(gè)拉索布置五個(gè)測量控制點(diǎn)，分別位于端部、跨中和四分之一位置，使用應(yīng)力傳感器+全站儀監(jiān)測。拉索監(jiān)測點(diǎn)見圖14.3-15。拉索監(jiān)測點(diǎn)示意成品保護(hù)措施鋼結(jié)構(gòu)和索結(jié)構(gòu)成品保護(hù)措施見表14.3-3。鋼結(jié)構(gòu)和索結(jié)構(gòu)成品保護(hù)措施序號類型保護(hù)措施1防止變形（1）鋼結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸、堆放過程中采用枕木墊超，拼裝時(shí)設(shè)專用胎架。進(jìn)場應(yīng)堆放整齊、正放，防止變形和損壞，并根據(jù)構(gòu)件的編號和安裝順序來分類。（2）轉(zhuǎn)運(yùn)和吊裝時(shí)吊點(diǎn)及堆放時(shí)擱置點(diǎn)通過計(jì)算確定，確保鋼結(jié)構(gòu)變形不超出允許范圍。（3）運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放，拼裝、吊裝過程中應(yīng)防止碰撞、沖擊而產(chǎn)生局部變形，影響構(gòu)件質(zhì)量。吊裝時(shí)專人在旁邊監(jiān)督，避免碰撞已安裝就位的鋼結(jié)構(gòu)或其他成品、半成品。（4）本工程鋼結(jié)構(gòu)跨度和自重均較大，在施工過程中，除采取常規(guī)的保護(hù)措施外，還應(yīng)通過計(jì)算，對各工況進(jìn)行模擬分析，確保施工過程中支撐可靠、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減少變形。（5）檁條和屋面板施工過程中，應(yīng)控制屋面施工荷載，防止局部荷載過大造成構(gòu)件變形。2禁止隨意割焊（1）施工過程中，任何單位或個(gè)人不得任意割焊。凡需對構(gòu)件進(jìn)行割焊時(shí)，均須提出割焊原因及割焊方案，報(bào)監(jiān)理單位或設(shè)計(jì)院批準(zhǔn)后實(shí)施。（2）構(gòu)件在吊運(yùn)、堆放過程中，吊點(diǎn)和支承點(diǎn)應(yīng)選擇在節(jié)點(diǎn)上，不得隨意在構(gòu)件上開孔或切斷任何桿件，不得受到撞擊。3涂裝及防火涂