中建钢构有限公司 广东深圳 518040
摘要:北京某项目运管中心为大跨度屋盖桁架结构,为双向桁架最大跨度为48m,工程跨度大,原位安装难度大安全质量较难控制。为保证工程质量,采用地面拼装完成后整体提升技术进行施工。阐述提升吊点的优化布置,结构的加固,提升就位后的回顶与支撑,钢桁架及下部混凝土结构的验算,提升同步控制技术以及质量控制与质量监测技术等要点,最终达到预期的目标。
关键词:大跨度钢桁架;整体提升;同步控制;回顶支撑;验算
Construction Technology of Integral Lifting of Long-span Steel Truss
Guo Taiyuan,Liu Xin,Ding Jiuzhou,Zhang Zhen,Yu Hanqing
(China Construction Steel Structure Corp Ltd,Guangdong Shenzhen,518040)
Abstract:The transportation and management center of a project in Beijing is a long-span roof truss structure with a maximum span of 48m for two-way truss.The project has a long span,and it is difficult to control the safety and quality of in-situ installation.In order to ensure the quality of the project,the integral lifting technology after ground assembly is adopted.This paper expounds the optimization layout of lifting points,reinforcement of structures,roof return and support after lifting in place,checking calculation of steel truss and lower concrete structures,upgrading synchronous control technology,quality control and quality monitoring technology,etc.,and finally achieves the expected goal.
Keywords:Long-span steel truss;Integral lifting;Synchronization control;Roof support;Calculation
0前言
近年来,越来越多的项目使用液压整体提升技术进行施工。该施工方法具有如下优点:
(1)通过提升设备扩展组合,提升重量、跨度、面积不受限制。
(2)采用柔性索具承重,只要有合理的承重吊点,提升高度不受限制。
(3)液压提升器锚具具有逆向运动自锁性,使提升过程十分安全,并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定。
(4)液压提升器通过液压回路驱动,动作过程中加速度极小,对被提升构件及提升框架结构的附加动荷载很小。
(5)液压提升设备体积小、自重轻、承载能力大,特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升。
(6)设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高,使用面广,通用性强。
提升采用液压提升器作为提升机具,柔性钢绞线作为承重索具,液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作(紧)时,会自动锁紧钢绞线;锚具不工作(松)时,放开钢绞线(钢绞线可上下活动)。当液压提升器重复周期动作时,被提升重物则可以一步步向上移动[1-4]
1工程概况及难点
1.1 工程概况
本工程位于北京市朝阳区,钢结构主要分布于运行管理中心、气象中心、情报中心、后勤中心、共享大厅和发信台。其中,发信台钢结构为屋顶装饰架钢梁,钢构件截面形式为箱型、H型;气象中心、情报中心、后勤中心钢结构为劲性钢柱及屋顶装饰架钢梁,钢构件截面形式为箱型、H型;运行管理中心(简称为运管中心)钢结构为屋顶装饰架钢梁及桁架,桁架上方铺设钢筋桁架楼承板,钢构件截面形式为箱型、H型;共享大厅位于运行管理中心、气象中心、情报中心、后勤中心之间,整体结构为钢桁架,由单层网格、侧桁架、编织筒、弧形梁等组成,钢构件截面形式为箱型、圆管。总用钢量约3000t。
1.2 工程难点
1)运管中心仅屋顶结构为钢桁架,所选用塔吊型号较小,若在高空分段安装,则桁架分段过多,安装质量难以保证。
2)运管中心桁架为双向桁架,施工过程中需保证结构受力合理。
3)高空全位置焊接质量及安全难以保证。
为此,本工程运管中心大跨度桁架采用地面拼装,液压同步提升,高空散件补档,提升就位后回顶加固的方法进行。最大程度减小地面作业量。
2整体提升施工
2.1提升吊点设置
在每榀主桁架的两端设置提升吊点,总计设置8个吊点,一次整体提升到位,吊点平面布置如下图所示:
2.2提升平台设计
在柱顶设置提升平台,提升平台由提升梁、斜撑及斜拉杆组成,其中,提升梁截面采用箱型400X400X20X20,斜撑及斜拉杆采用热轧H400X400X13X21,加固杆件采用热轧H300X300X10X15,材质均为Q345B,如下图所示:
桁架安装完成,提升器卸载,拆除提升平台、提升器及临时加固杆件。
2.4提升就位后的临时加固与回顶
1、桁架提升至设计标高后停止提升,先定位下弦标高,而后固定焊接高强度螺栓连接板(采用8.8级安装螺栓安装),并依照下图在下弦上翼缘下表面的腹板两侧焊接支撑码板;
2、完成下弦临时固定后,开始拼接上弦与支座预留段的对接口,以及斜腹杆对接口,并完成焊缝的焊接;
3、对桁架回顶。在轴D/4、轴D/5、轴G/4、轴G/5的主次桁架正交点的下弦下部,采用标准胎架(两节胎架+型钢工装)进行回顶,回顶高度等于各点处的设计起拱值。注意胎架的支腿应落在下部混凝土梁上。
4、完成回顶后,开始调校和加固上弦,同样固定焊接高强度螺栓连接板(采用8.8级安装螺栓安装),并依照上图在上弦上翼缘下表面的腹板两侧焊接支撑码板;
2.4提升系统卸载与设备拆除
提升区域桁架结构形成整体稳定受力体系后,液压提升系统设备同步卸载,至钢绞线完全松弛;拆除液压提升系统设备及相关临时措施,完成桁架提升单元的整体提升安装。
2.5回顶拆除
需高空安装的桁架吊装单元和钢梁全部安装焊接或栓接终柠后,自检及三检探伤,复测整个桁架结构的标高、轴线、起拱值等,做好记录。
待天气转暖,当天最低温度在10℃以上后,开始多级同步卸载回顶,待回顶与桁架完全脱离后,组织复测桁架结构稳定后的安装标高、轴线、下挠值(允许)等。
最后报请验收。
3施工模拟计算
运管中心桁架安装和卸载过程中,结构位移情况如下所示:
卸载后的最大位移,11.3mm,与结构设计位移相近,安装和卸载步骤合理。
4实施效果
通过良好的现场控制,顺利完成了运管中心大跨度钢桁架的整体提升,结构变形均与施工模拟验算相近,满足设计要求,也保证了后续安装工程的顺利进行。
5总结
大跨度桁架结构整体提升技术成功应用于本项目,通过该技术的应用,缩短工期30d,避免使用大型起重设备及胎架,创造了良好的经济效益和社会效益。可为类似大跨度桁架施工过程提供参考价值。
参考文献:
[1] 中国钢结构协会 .建筑钢结构施工手册[M].北京:中国计划出版社,2002.
[2] 蓝天,张毅刚 .大跨度屋盖结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
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[4] 陆宁.大跨度钢结构网架整体液压提升技术及安全措施[J].建筑施工,2011,33(3):194 -195.