大跨鋼桁架支撐胎架卸載施工工法

在現(xiàn)行建筑行業(yè)的施工中，鋼結(jié)構(gòu)以其跨度大、強(qiáng)度高、自重輕、剛性好、變形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的被應(yīng)用于大跨度和超高、超重型的建筑工程當(dāng)中。鄂爾多斯市體育中心游泳館為2015年第十屆全國(guó)少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)主場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)組裝，在組裝完成后經(jīng)驗(yàn)收合格再拆除臨時(shí)支撐。在卸載過(guò)程中，鋼桁架的受力狀態(tài)發(fā)生了根本性的變化，支撐胎架所受的荷載逐漸減小至由臨時(shí)胎架支撐轉(zhuǎn)換為完全依靠自身受力。若胎架的支承力卸載釋放不合屋蓋鋼桁架結(jié)構(gòu)破壞或胎架失穩(wěn)，后果十分嚴(yán)重。因此保證卸載過(guò)程的安重要，大跨鋼桁架支撐胎架的卸載是鋼結(jié)構(gòu)施工中最為核心的一個(gè)環(huán)節(jié)。在以往的鋼結(jié)構(gòu)卸載過(guò)程中，由于施工難度大、不確定因素多，施工單位不重視等，尚無(wú)總結(jié)形成比較成熟的卸載經(jīng)驗(yàn)。本工程采用“分步驟多次循環(huán)微量下降”卸載方法。在整個(gè)卸載過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)結(jié)果：結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形值、實(shí)際應(yīng)力變化值與理論數(shù)據(jù)相對(duì)比,符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,卸載取得了圓滿成功。本工提供了安全、可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本工程質(zhì)量預(yù)控目標(biāo)為中國(guó)建筑工程最高獎(jiǎng)——魯班獎(jiǎng)，已于2013年4月榮獲中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)。2.1通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算，確定采用“分步整體同步卸載，避免出現(xiàn)過(guò)大變形、位移，保證受力轉(zhuǎn)換安全且穩(wěn)定。2.2卸載過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，做到同步卸載、變形協(xié)調(diào)、分結(jié)構(gòu)安全。用功能及安全性能的變形和位移情況。尤其適用于大跨度鋼桁架放射狀空間結(jié)構(gòu)體系的中心支撐的卸載施工。對(duì)鋼桁架結(jié)構(gòu)工程，例如體育場(chǎng)館、展覽館、影劇院、航空候機(jī)大廳及其他筑和工業(yè)生產(chǎn)廠房等工程的施工有著重要借鑒意義。中始終保持在控制的允許范圍之內(nèi)。4.2本工程鋼桁架空間結(jié)構(gòu)體系的中心加強(qiáng)環(huán)下設(shè)計(jì)布置4個(gè)支撐胎架，平穩(wěn)過(guò)渡為目標(biāo)，遵循“變形協(xié)調(diào)、卸載均衡”的原則。五個(gè)階段修割支撐點(diǎn)來(lái)進(jìn)行卸載。全及整體下降情況。若正常則采用同樣的方法，下降到第二階段。重復(fù)進(jìn)架完全脫離支撐點(diǎn)。程實(shí)時(shí)分析并指導(dǎo)卸載施工。以確保卸載安全順利進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)大跨度鋼結(jié)時(shí)支撐受力平穩(wěn)地過(guò)渡到自身受力的過(guò)程。卸載前準(zhǔn)備工作→卸載實(shí)施第一步→卸載過(guò)程監(jiān)測(cè)→分析各正常則進(jìn)行下一步卸載→逐級(jí)完成→直至桁架完全脫離支撐胎架→數(shù)據(jù)分滿成功。2）鋼桁架構(gòu)件全部安裝完成，節(jié)點(diǎn)全部焊接完成。3）構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)質(zhì)量通過(guò)驗(yàn)收合格。4）根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬仿真計(jì)算分析數(shù)據(jù)編制卸載專項(xiàng)施工方案。的安全警示牌。6）對(duì)卸載人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，讓每個(gè)人員熟練掌握自己的操作步驟。架及胎架的應(yīng)力應(yīng)變等情況。在正式卸載前進(jìn)行模擬演練，主要調(diào)試應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)、檢驗(yàn)卸載指揮小組的通暢運(yùn)行、檢測(cè)卸載操作人員的技術(shù)水平、檢驗(yàn)專項(xiàng)方案的可行性。處，最終確認(rèn)是否具備卸載條件，確保卸載過(guò)程零風(fēng)險(xiǎn)。在各項(xiàng)模擬工作具備卸載條件后可實(shí)施卸載。變形協(xié)調(diào)、分步循環(huán)的原則。通過(guò)設(shè)計(jì)理論計(jì)算，屋蓋鋼桁架結(jié)馬道的荷載，整體鋼結(jié)構(gòu)在獨(dú)立承重后將出現(xiàn)不同程度的下沉，位移值，采用所有支點(diǎn)每階段同時(shí)修割最大值不大于15mm的下降法直至拆除支撐架。本工法計(jì)劃分五個(gè)階段修割支撐點(diǎn)來(lái)進(jìn)行卸載，具體卸載方法如下：第一步：按預(yù)定卸載方案進(jìn)行精確的控制各次卸載量，在桁架下的臨上畫上標(biāo)記線，標(biāo)出每次下降量的控制線。第二步：采用同時(shí)緩慢修割支撐點(diǎn)的方法，使桁架自然平緩的下降到第一階段，下降量為9mm。第三步：檢查桁架焊接節(jié)點(diǎn)及與斜筒柱連接處的情況，監(jiān)測(cè)桁架整體下降情況。若無(wú)非正常情況出現(xiàn)則進(jìn)行下一步。第四步：采用同時(shí)緩慢修割支撐點(diǎn)的方法，使桁架自然平緩的下降到第二階段，第五步:重復(fù)第三步。第六步:采用同時(shí)緩慢修割支撐點(diǎn)的方法，使桁架自然平緩的下降到第三階段，第七步:重復(fù)第三步。第八步:采用同時(shí)緩慢修割支撐點(diǎn)的方法，使桁架自然平緩的下降到第四階段，第九步:重復(fù)第三步。第十步:采用同時(shí)緩慢修割支撐點(diǎn)的方法，使桁架自然平緩的下降到第五階段，3.在第五階段完成后，觀察屋蓋鋼桁架中心加強(qiáng)環(huán)是否全站儀對(duì)主桁架進(jìn)行檢測(cè)，變形滿足設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行支撐胎架支點(diǎn)的拆除。加強(qiáng)環(huán)、支撐胎架及實(shí)際應(yīng)力最大的桿件進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的信息化管理，以確保整個(gè)卸載過(guò)程在安全掌控之內(nèi)。精確的量取并控制每個(gè)階段的卸載量。的標(biāo)高，以確定下一次卸載量的調(diào)整值。若標(biāo)高與理論需要做出調(diào)整，仍按原計(jì)劃進(jìn)行。段都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。5.2.3-1傳感器安裝圖（一）5.2.3-2傳感器立的過(guò)程，特別是在卸載過(guò)程中，存在著結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，受力狀態(tài)發(fā)生根本變構(gòu)受力從臨時(shí)支撐胎架轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)受力，部分桿件受力特性可能發(fā)生改變，因此對(duì)施工過(guò)程中的若干關(guān)鍵工況需要進(jìn)行計(jì)算，對(duì)可能發(fā)生的不利因素進(jìn)行提前預(yù)警，以保證結(jié)構(gòu)施工的安全。進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)指揮現(xiàn)場(chǎng)卸載施工。確保構(gòu)件在最應(yīng)力應(yīng)變?cè)陬A(yù)計(jì)范圍內(nèi)。圖表5.2.4-1應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)表5.2.4-2中心環(huán)撓度監(jiān)測(cè)卸載累計(jì)下?lián)现担╩m）12345在模擬仿真計(jì)算中，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)附加上屋面檁條及馬道的荷載后，最大豎向位移設(shè)計(jì)差在允許范圍之內(nèi)，實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值能夠較好的吻合，滿足標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)下?lián)咸幱诎踩珷顟B(tài)。表5.3卸載人員組織情況一覽表：13233445366738392本工法無(wú)需特別說(shuō)明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見(jiàn)下表。表6卸載主要設(shè)備和儀器統(tǒng)計(jì)表：11套234561.屋蓋鋼桁架結(jié)構(gòu)體系中心加強(qiáng)環(huán)豎向位移最大桿件應(yīng)力比最大損失不超過(guò)0.034。7.1.2施工質(zhì)量控制應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)；7.2.1在卸載過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)由臨時(shí)支撐受力逐步轉(zhuǎn)換為依靠自撐胎架系統(tǒng)及鋼桁架結(jié)構(gòu)的受力十分復(fù)雜。為了保證整個(gè)卸載過(guò)過(guò)渡，必須建立嚴(yán)格的組織管理體系。7.2.2復(fù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)工程的高程及平面控制網(wǎng)，并以此做基準(zhǔn)，來(lái)及胎架的應(yīng)力應(yīng)變等情況。7.2.3卸載前鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收合格,并經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等相關(guān)單位簽字確認(rèn)。7.2.4卸載前進(jìn)行仔細(xì)的前期準(zhǔn)備工作，對(duì)所有參加卸載人員進(jìn)交底。7.2.5卸載前進(jìn)行模擬卸載，總結(jié)并整改模擬卸載中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。7.2.6卸載過(guò)程中，要時(shí)刻保證指揮、操作、檢測(cè)協(xié)調(diào)一致，實(shí)傳遞及反饋快速準(zhǔn)確。7.2.7每個(gè)支撐點(diǎn)上修割要聽(tīng)從統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一操作，禁止任何一點(diǎn)支點(diǎn)修割量過(guò)大。7.2.8卸載過(guò)程中,要做到同步卸載、變形協(xié)調(diào)、分步驟多次循環(huán)、微量下降。7.2.9為實(shí)現(xiàn)荷載的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移，卸載前先計(jì)算好支撐點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)量下降，實(shí)現(xiàn)荷載的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移。7.2.10桁架與支撐點(diǎn)支點(diǎn)完全脫離后靜置1天，然后對(duì)桁架認(rèn)真再拆除支撐胎架支點(diǎn)。組成專職安全應(yīng)急管理體系，加強(qiáng)安全管理和安全教育，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安制度。8.2卸載前仔細(xì)檢查節(jié)點(diǎn)焊縫、構(gòu)件，并且通過(guò)第三方檢驗(yàn)合格，才可進(jìn)行卸載。面的雜物。卸載過(guò)程中嚴(yán)禁高空拋物。8.4應(yīng)對(duì)無(wú)關(guān)人員清場(chǎng)，保證卸載過(guò)程中沒(méi)有其他專業(yè)進(jìn)行施工作業(yè)。8.5在卸載區(qū)域拉設(shè)安全警戒線，作好安全警示標(biāo)識(shí)。8.6對(duì)卸載人員進(jìn)行技術(shù)交底，讓每個(gè)人員熟悉自己的操作步驟。8.7嚴(yán)格遵守施工用火審批制度。凡從事電焊修割作業(yè)的人員必須持特種作業(yè)證上崗，實(shí)行持證上崗,并應(yīng)使用面罩或護(hù)目鏡，佩戴相應(yīng)的勞保用品。8.8所有施工人員必須戴好安全帽、穿好防滑鞋、系好安全帶。8.9卸載過(guò)程中，安全人員加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的安全檢查，確保卸載作業(yè)安全進(jìn)行。8.10如遇意外情況，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案：8.10.1情況：在卸載過(guò)程的每個(gè)階段中，部分支撐點(diǎn)不能同時(shí)達(dá)到標(biāo)高要求。則重新制定卸載專項(xiàng)方案。計(jì)要求的標(biāo)高位置，仍有較大的支撐力。處理：參建各方共同分析，找出原因，如：是構(gòu)件制作安裝誤差，還是理等。針對(duì)具體原因，制定措施。8.10.3情況：鋼桁架結(jié)構(gòu)屋蓋出現(xiàn)明顯異常響聲。處理：對(duì)出現(xiàn)異常部位進(jìn)行檢查,確認(rèn)無(wú)誤后繼續(xù)卸載。否則進(jìn)行加固處理。8.10.4情況：支撐胎架發(fā)生較大垂直度和側(cè)彎偏差。處理：對(duì)胎架進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，使其滿足繼續(xù)使用的要求。環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，場(chǎng)地整潔文明。9.3卸載操作人員佩戴個(gè)人安全防護(hù)用品,采取必要的措施保不會(huì)傷及其他人員?？椚藛T及時(shí)清理卸載廢棄物。9.5在施工工程中，嚴(yán)格執(zhí)行工地環(huán)境管理方案嚴(yán)格，控制施工過(guò)程中的環(huán)境污染。本工法解決了鄂爾多斯市體育中心游泳館大跨鋼桁架屋蓋工程施工最難題。采用分步驟多次循環(huán)、微量下降、緩慢修割胎架支撐點(diǎn)的卸載技術(shù)工工序，保證了施工質(zhì)量，確保了施工進(jìn)度，提高了工作效率，節(jié)省了設(shè)而降低了工程造價(jià)。形成了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等效益。期延誤而造成的直接的巨大經(jīng)濟(jì)損失。液壓千斤頂費(fèi)用節(jié)約：12個(gè)×18700元/個(gè)=18泵站費(fèi)用節(jié)約：1個(gè)×10萬(wàn)元/個(gè)=10本工法施工費(fèi)用明細(xì)：人工費(fèi)：2人×200元/人.天×89=3支撐點(diǎn)鋼型材等材料費(fèi)約為：12個(gè)支撐點(diǎn)×1416元按本工法施工總費(fèi)用：35600+17000=5要求，又節(jié)約了施工成本。工人施工安全性，保證了生命、財(cái)產(chǎn)的安全。企業(yè)信譽(yù)，取得了良好的質(zhì)量技術(shù)效益。對(duì)環(huán)境造成任何影響，環(huán)保效益十分顯著。會(huì)如期舉行做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)，得到了業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等社會(huì)各界的高度好評(píng)。體系工程提供了寶貴的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)卸載技術(shù)的進(jìn)步，有著很廣闊的應(yīng)用前景，取得的社會(huì)效益十分明顯。11.1.1鄂爾多斯市體育中心游泳館工程地下一層，地上三層，總建筑面積：4.8凝土框架結(jié)構(gòu)，屋蓋為大跨鋼桁架結(jié)構(gòu)，屋面為復(fù)合鋁鎂錳合金屋面，幕墻有玻璃幕墻和蜂窩鋁板幕墻。工程造型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體量大?？膳e辦全國(guó)性和單項(xiàng)國(guó)際比賽，工程將成為康巴什新區(qū)地標(biāo)性建筑，具有重要的政治意義。11.1.2主館鋼結(jié)構(gòu)由中心加強(qiáng)環(huán)及其向四周引出的36榀放射狀主桁架組成的圓形大分別與36個(gè)巨型混凝土斜柱相連。游泳館鋼結(jié)構(gòu)安裝工程量約3358T。大跨度鋼桁11.1.3在進(jìn)行支撐胎架卸載施工時(shí),按照本工法規(guī)定的卸載施工工藝流質(zhì)量保證措施、安全措施及應(yīng)急預(yù)案等進(jìn)行卸載施工。結(jié)構(gòu)應(yīng)力論值相吻合，滿足設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。鄂爾多斯體育中心撐胎架卸載取得圓滿成功。11.2.1鄂爾