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摘要:本文将针对本工程结构类型、安装高度高、构件长而重、场地有限的特点,提出相应的施工方案。
关键词:大跨箱型钢桁架;胎架方案;整体提升;
Liuzhou Jiuzhou building Air Corridor Assembling and upgrading Programs
WANG Zhong qiu,Li Jian,Liu Jing jie
Abstract: This article will focus on the features of the project type,high installation height, long and heavy components, and limited space,propose appropriate construction program.
Key words: Large cross-box steel truss; assembled rack; upgrade the overall.
中图分类号:U671文献标识码: A 文章编号:
一、工程简介
本工程位于广西柳州市河东桂中大道东侧,地理位置极其优越,是新区的核心商务区。总建筑面积约99317.8m2,地下2层,塔楼A为办公、公寓,地面以上35层,主体高144.1m;塔楼B为酒店,地面以上20层,主体高81.4m;裙房五层,高25.1m。连廊结构位于A楼和B楼17~20层之间,即标高67.90m~81.40m之间,跨度为26.40m,主要有两榀钢桁架组成,两榀桁架的间距为8.65m,桁架主弦杆为B700×350×20×35的箱型截面,分别与A楼钢管混凝土柱和B楼钢骨混凝土柱连接。连廊结构总重量约为180t。
二、主要施工技术特点与难点
1、本连廊钢结构为三层钢结构,由两片桁架和楼层梁组合而成,宽度约9m,总高度达12.4m, 桁架主跨约为26.4m。
2、如散件吊装要设置支撑脚手架,裙房顶标高25.1m,连廊桁架底标高为69.0m,脚手架高度达43.9m,脚手架拆装量大、受风面积大、对裙房屋面承载力要求高,下部要一直支撑到地下室底板,而且高空作业危险性高。
3、现场地面狭小,拼装场地有限,如在连廊安装位置正下方拼装,要设置有效的支撑胎架支撑连廊,而且连廊整个重量都要下部混凝土结构承担,下部混凝土结构承载力是否满足承载力要求,是否要设置支撑系统一直支撑到地下室底板,要通过验算支撑胎架反力并与设计人充分交流。
4、连廊结构的整体重量大,安装高度高,采用大型吊机进行安装无法满足要求,且安装难度大,费用高,不利于现场安装的安全、质量以及工期控制。
5、连廊的安装时机尤为重要,安装过早,两侧塔楼不均匀沉降,将引起连廊结构新的应力应变,可能超出设计要求,甚至会破坏。
6、连廊体型大,在拼装过程中要严格控制定位尺寸、焊接收缩变形,同时确保施工安全。另连廊位于高空,结构施工质量务必保证,现场全熔透焊缝质量一定要达到规范要求,
7、提升过程要严格数据化控制,并做好应对出现各种突发事件的准备。
三、工法及对策
1、考虑现场塔吊吊装能力及桁架拼装位置,桁架弦杆分段,腹杆和楼层梁重量较轻,不必分段。
2、综合考虑费用、工期、施工难度,决定在连廊安装位置正下方,拼装桁架。
3、桁架下部设置钢支墩,钢支墩设置在混凝土柱顶和混凝土大梁上,不便设置处,增加托梁。通过SAP2000建模验算,得出钢支墩支座反力,经设计院复核,下部混凝土结构可以承担此部分荷载。
图一钢支墩布置图
4、采用液压提升方式整体提升连廊。上部提升点设置在预先焊接在两侧的钢牛腿上,下部提升点设置在上数第二层桁架端部,根据验算,对上、下部提升点进行加固。另对桁架提升状态进行验算,根据计算的应力应变结果,采取桁架拼装起拱的方法,抵消自重下的节点位移。
图二 连廊同步提升立面图
图三 节点位移图图三 应力比图
5、由于连廊两侧A、B塔结构形式、高度都不一樣,造成沉降不同,所以与设计、监理、土建单位沟通协调,确定两侧塔楼结构封顶、底板后浇带浇筑完毕终凝后,同时监测两侧塔楼沉降稳定后,才与设计人设计意图一致,此时才可提升。由于连廊两侧牛腿是先焊接上去的,塔楼沉降必将带来牛腿标高的变化,同时存在混凝土和钢结构的施工误差,在连廊拼装前,必须对上部已经焊接好的牛腿位置进行测量,根据测量数据,在连廊拼装中消除这些因素带来的影响,以保证垂直提升,保证牛腿与提升的桁架间留有足够的安装间隙,保证与设计模型一致。
6、根据测量结果,对桁架弦杆两端定位尺寸及标高严格控制,并且充分考虑每道全熔透焊缝焊接后的收缩变形,每道焊缝的收缩变形为3mm。在连廊两侧搭设施工脚手架平台,以保证工人施工安全,且形成良好的作业环境,调整出工人的良好工作状态。根据现场焊接工艺评定的要求,同时做好防风工作,焊接过程严格控制,焊后24小时后,自检100%合格后,请第三方检测公司检测,确保全熔透焊缝探伤100%通过率。
7、为确保连廊结构以及临时措施结构提升过程的平稳、安全,根据连廊结构的特性,拟采用“吊点油压均衡,结构姿态调整,位移同步控制,分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略。充分考虑风载和其他恶劣天气以及突发事件的影响,并制定相应的应急预案。在整个同步提升过程中应随时检查各个环节的工作状态,确保顺利、安全提升。
四、结论
1、采取合理有效的施工方案,有利于工程质量、安全、工期的有效控制。
2、根据裙房顶砼梁、柱布置情况,设置钢支墩和托梁,并通过计算得出支座反力,与设计院合作,确保混凝土结构满足拼装的荷载要求。
3、根据整体提升方案要求,对深化设计分段等进行有效控制,以保证施工方案的顺利实施。
4、对提升点进行受力分析,进行有效的加固措施;对连廊整体提升进行验算,根据应力应变情况,采取相应对策,以保证提升方案顺利实施,安装就位后初始变形满足设计要求。
5、为了施工方案的顺利实施,必须待两侧塔楼沉降稳定后,方可提升,且在提升前要严格进行相关测量工作。
6、保证拼装质量是整体提升质量的保证,保证全熔透焊缝的质量是结构在设计年限内使用安全的保证。
7、整体提升过程时间较长,对提升过程各个设备、环节监控尤为重要,而且要充分考虑天气和人为因素的影响,制定切实可行的应急预案。
参考文献
1、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)
2、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ 81-2002)
3、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)(2006版)
4、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
5、《重型结构(设备)整体提升》技术规程J11400-2009
关键词:大跨箱型钢桁架;胎架方案;整体提升;
Liuzhou Jiuzhou building Air Corridor Assembling and upgrading Programs
WANG Zhong qiu,Li Jian,Liu Jing jie
Abstract: This article will focus on the features of the project type,high installation height, long and heavy components, and limited space,propose appropriate construction program.
Key words: Large cross-box steel truss; assembled rack; upgrade the overall.
中图分类号:U671文献标识码: A 文章编号:
一、工程简介
本工程位于广西柳州市河东桂中大道东侧,地理位置极其优越,是新区的核心商务区。总建筑面积约99317.8m2,地下2层,塔楼A为办公、公寓,地面以上35层,主体高144.1m;塔楼B为酒店,地面以上20层,主体高81.4m;裙房五层,高25.1m。连廊结构位于A楼和B楼17~20层之间,即标高67.90m~81.40m之间,跨度为26.40m,主要有两榀钢桁架组成,两榀桁架的间距为8.65m,桁架主弦杆为B700×350×20×35的箱型截面,分别与A楼钢管混凝土柱和B楼钢骨混凝土柱连接。连廊结构总重量约为180t。
二、主要施工技术特点与难点
1、本连廊钢结构为三层钢结构,由两片桁架和楼层梁组合而成,宽度约9m,总高度达12.4m, 桁架主跨约为26.4m。
2、如散件吊装要设置支撑脚手架,裙房顶标高25.1m,连廊桁架底标高为69.0m,脚手架高度达43.9m,脚手架拆装量大、受风面积大、对裙房屋面承载力要求高,下部要一直支撑到地下室底板,而且高空作业危险性高。
3、现场地面狭小,拼装场地有限,如在连廊安装位置正下方拼装,要设置有效的支撑胎架支撑连廊,而且连廊整个重量都要下部混凝土结构承担,下部混凝土结构承载力是否满足承载力要求,是否要设置支撑系统一直支撑到地下室底板,要通过验算支撑胎架反力并与设计人充分交流。
4、连廊结构的整体重量大,安装高度高,采用大型吊机进行安装无法满足要求,且安装难度大,费用高,不利于现场安装的安全、质量以及工期控制。
5、连廊的安装时机尤为重要,安装过早,两侧塔楼不均匀沉降,将引起连廊结构新的应力应变,可能超出设计要求,甚至会破坏。
6、连廊体型大,在拼装过程中要严格控制定位尺寸、焊接收缩变形,同时确保施工安全。另连廊位于高空,结构施工质量务必保证,现场全熔透焊缝质量一定要达到规范要求,
7、提升过程要严格数据化控制,并做好应对出现各种突发事件的准备。
三、工法及对策
1、考虑现场塔吊吊装能力及桁架拼装位置,桁架弦杆分段,腹杆和楼层梁重量较轻,不必分段。
2、综合考虑费用、工期、施工难度,决定在连廊安装位置正下方,拼装桁架。
3、桁架下部设置钢支墩,钢支墩设置在混凝土柱顶和混凝土大梁上,不便设置处,增加托梁。通过SAP2000建模验算,得出钢支墩支座反力,经设计院复核,下部混凝土结构可以承担此部分荷载。
图一钢支墩布置图
4、采用液压提升方式整体提升连廊。上部提升点设置在预先焊接在两侧的钢牛腿上,下部提升点设置在上数第二层桁架端部,根据验算,对上、下部提升点进行加固。另对桁架提升状态进行验算,根据计算的应力应变结果,采取桁架拼装起拱的方法,抵消自重下的节点位移。
图二 连廊同步提升立面图
图三 节点位移图图三 应力比图
5、由于连廊两侧A、B塔结构形式、高度都不一樣,造成沉降不同,所以与设计、监理、土建单位沟通协调,确定两侧塔楼结构封顶、底板后浇带浇筑完毕终凝后,同时监测两侧塔楼沉降稳定后,才与设计人设计意图一致,此时才可提升。由于连廊两侧牛腿是先焊接上去的,塔楼沉降必将带来牛腿标高的变化,同时存在混凝土和钢结构的施工误差,在连廊拼装前,必须对上部已经焊接好的牛腿位置进行测量,根据测量数据,在连廊拼装中消除这些因素带来的影响,以保证垂直提升,保证牛腿与提升的桁架间留有足够的安装间隙,保证与设计模型一致。
6、根据测量结果,对桁架弦杆两端定位尺寸及标高严格控制,并且充分考虑每道全熔透焊缝焊接后的收缩变形,每道焊缝的收缩变形为3mm。在连廊两侧搭设施工脚手架平台,以保证工人施工安全,且形成良好的作业环境,调整出工人的良好工作状态。根据现场焊接工艺评定的要求,同时做好防风工作,焊接过程严格控制,焊后24小时后,自检100%合格后,请第三方检测公司检测,确保全熔透焊缝探伤100%通过率。
7、为确保连廊结构以及临时措施结构提升过程的平稳、安全,根据连廊结构的特性,拟采用“吊点油压均衡,结构姿态调整,位移同步控制,分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略。充分考虑风载和其他恶劣天气以及突发事件的影响,并制定相应的应急预案。在整个同步提升过程中应随时检查各个环节的工作状态,确保顺利、安全提升。
四、结论
1、采取合理有效的施工方案,有利于工程质量、安全、工期的有效控制。
2、根据裙房顶砼梁、柱布置情况,设置钢支墩和托梁,并通过计算得出支座反力,与设计院合作,确保混凝土结构满足拼装的荷载要求。
3、根据整体提升方案要求,对深化设计分段等进行有效控制,以保证施工方案的顺利实施。
4、对提升点进行受力分析,进行有效的加固措施;对连廊整体提升进行验算,根据应力应变情况,采取相应对策,以保证提升方案顺利实施,安装就位后初始变形满足设计要求。
5、为了施工方案的顺利实施,必须待两侧塔楼沉降稳定后,方可提升,且在提升前要严格进行相关测量工作。
6、保证拼装质量是整体提升质量的保证,保证全熔透焊缝的质量是结构在设计年限内使用安全的保证。
7、整体提升过程时间较长,对提升过程各个设备、环节监控尤为重要,而且要充分考虑天气和人为因素的影响,制定切实可行的应急预案。
参考文献
1、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)
2、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ 81-2002)
3、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)(2006版)
4、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
5、《重型结构(设备)整体提升》技术规程J11400-2009