云南多层框架航站楼粘滞阻尼器安装施工工法(超大隔震建筑)

'粘滞阻尼器安装施工工法1前言自然灾害严重威胁着建筑结构的安全，尤为严重的当属地震带来的危害，如何减轻自然灾害对建筑结构的破坏备受关注。在这种大条件下，阻尼器应运而生。阻尼器是一种通过提供运动的阻力，耗减运动能量来达到吸能减震目的的抗震减震设备。自阻尼器用于建筑工程之后，地震灾害在一定程度上得到了控制，同时，随着科学技术的不断发展，阻尼器发展非常迅速，并在不断的改进、完善中，粘滞阻尼器就是其中最具代表性的一种，它在经历大量实验以及地震的考验之后，显示出无法比拟的优越性，从而被广泛应用于建筑结构工程。**新机场距小江断裂带只有12千米，该断裂带为世界上活动级别最高的断裂带之一。为了提高新机场工程的抗震能力，新机场航站楼前中心区8万m2采用了减隔震技术。整个前中心区共六层结构全部由1810个叠层橡胶隔震垫托起，上部混凝土结构与基础底板完全断开，同时，为限制建筑物在地震作用下产生过大水平位移，设置了108个粘滞性阻尼器，这是目前国内乃至世界上最大规模的隔震建筑，其中所采用的粘滞性阻尼器由上海材料研究所研发，其使用年限为30年，具有的最大阻尼力为160T，误差控制由国家规定的±20%提高为±15%。2工法特点粘滞性阻尼器安装施工，目前在我国运用时间较短，尚属新工艺、新技术范畴。而我局更是未曾应用过该项技术，没有成熟的施工经验可以借鉴，兼之阻尼器安装施工过程须仔细、精确，耗时耗工，同时，阻尼器的安装对于本工程来说，还存在以下几个难点：（1）阻尼器耳板预埋件定位施工；（2）阻尼器耳板定位测量施工；（3）阻尼器安装施工偏差控制；（4）阻尼器的运输机吊装施工。10 为能很好的解决上述难题，做到阻尼器安装施工既快又经济，我们对阻尼器的安装施工进行研讨，最终明确了阻尼器安装施工工艺。经过不断实施及改进施工工艺，阻尼器安装完成效果良好，为此，我们总结出了阻尼器安装施工工法，该工法具有以下特点：（1）解决了阻尼器安装数量多，环境复杂，运输不方便工程的阻尼器安装施工；（2）采用叉车或空压机吊装运输，减小劳动强度；（3）采用全站仪进行定位测量，确保了阻尼器安装施工定位偏差；（4）焊缝采用磁粉进行无损探伤。（5）阻尼器最大阻尼力可达160t，其自重重达1.9t。3适用范围适用于阻尼器安装数量多，环境复杂，运输不方便且阻尼器自重大的同类型工程的阻尼器安装施工。4工艺原理粘滞阻尼器抗震减震的设计原理是根据流体通过节流孔时产生的粘滞阻力来消耗外部传来的能量，减小建筑产生的位移，以减轻建筑结构的破坏。设计时，把阻尼器安装在吊柱与隔震垫支座承台之间（详见图4-1），通过阻尼器对运动的阻碍吸收和耗散外部条件对结构产生的能量，并减少能量在结构与隔震垫支座承台之间的传递，从而达到减小建筑结构的破坏，保证结构的安全，并且能够防止非结构部件的破坏，避免建筑物内部装修、室内设备的损坏以及由此引起的次生灾害。图4-1阻尼器部件示意图10 5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程阻尼器施工工艺，分两步进行，第一步为耳板预埋件的施工，第二步为阻尼器安装施工，具体施工工艺详见图5.1-1。图5.1-1阻尼器安装施工工艺5.2操作要点5.2.1预埋件施工阻尼器耳环板预埋件施工工艺流程主要包括有承台/吊柱定位及钢筋绑扎、阻尼器耳板预埋件定位、预埋件焊接、预埋件定位校核、承台/吊柱模板安装、承台/吊柱混凝土浇筑、预埋件位置复核、预埋件验收共八个步骤，由于预埋件是连同主体结构进行施工，为保证预埋件定位准确，避免在阻尼器安装时期出现预埋件不符合安装要求的情况出现，在此，仅对阻尼器预埋件定位、阻尼器预埋件焊接、阻尼器预埋件位置复核及其验收工序进行描述。10 1、阻尼器预埋件定位阻尼器构造见图5.2.1-1，定位前，为使得预埋件在水平方向出现偏差，在预埋件底部焊接四根的钢筋作为加固。加固钢筋的长度根据现场地基/底模板标高面控制，见图5.2.1-2。预埋件固定好后，方进行下一道工序。图5.2.1-1预埋件大样详图图5.2.1-2预埋件支撑详图2、阻尼器预埋件焊接焊接前，要进行定位，以免焊接后仍达不到阻尼器安装的平整度要求。焊接时，用E50焊条先进行楔形钢板的定位焊接，从外往内依次进行钢筋与预埋件连接焊接，焊接采用穿孔塞焊的方式进行，焊缝要饱满，且要填满预埋件孔洞。3、阻尼器预埋件位置复核焊接完成后，应对预埋件钢板进行定位复核，防止出现预埋件扭曲，不垂直等现象出现，若有不满足阻尼器安装要求部分，要进行校正。4、阻尼器预埋件验收预埋件的验收，重点在于验证预埋件的中心位置不偏移或偏移量不大，满足规范要求，同时，还应验证预埋件的垂直偏差是否满足要求。5.2.2阻尼器安装施工1、安装前准备工作1）清理耳板预埋件：将耳板预埋板上的混凝土浆及锈斑等杂物清理干净，并进行打磨，保证预埋件表面平整。10 2）阻尼器尺寸测量及编号：测量阻尼器现场安装控制尺寸，确保阻尼器安装控制尺寸大于阻尼器的总长度不超过5㎜。再由厂家根据现场实际长度在试验机上调整好阻尼器总长度并进行编号，以便于和实际安装位置一一对号入座。施工时，先量测出阻尼器安装位置的实际尺寸，如果实际尺寸比阻尼器长度小或大于阻尼器总长度5㎜以上，可通过调节锁紧螺母调整阻尼器的总长度。（注：阻尼器的总长度已由生产厂家根据现场测量情况预先调整完毕）调节方法如下：只需将锁紧螺母拧松，旋转右球铰座，顺时针为缩短，逆时针为伸长。可调节长度为±20㎜。调节完毕后再将锁紧螺母紧固即可。3）现场施工条件：现场要满足通水、通电及通路的要求，叉车等相关机械到位，人员组织到位。2、装卸根据阻尼器编号，将相对应装有阻尼器及双耳环座的木箱用叉车及压力车运送到对应阻尼器安装位置，拆除木箱。3、阻尼器耳板定位根据图纸定位要求，在清理好的耳板预埋件上，采用全站仪定出耳板竖向及水平中心线，根据中心线，定出耳板边线，然后采用定向葫芦把耳板抬高，使得耳板外边线与所弹出边线重合，见图5.2.2-1。图5.2.2-1耳环板定位图4、焊接耳板待耳板吊高至其安装位置后，先采用点焊的方式进行耳板定位，每边3个定点，定点好后，进行耳板中心线及耳环方向，避免耳板出现偏差或是翘起的现象，从而影响下一步的阻尼器安装。耳板复核合格后，方进行耳板焊接，焊接时，为降低焊缝残余应力对焊接质量的影响，采用间隔焊接方式，见图5.2.2-2，耳板焊缝完成质量效果见图5.2.2-3。10 　　图5.2.2-2耳板焊接顺序图图5.2.2-3现场焊缝效果5、焊缝探伤耳板焊缝达到强度后，对焊缝进行探伤，探伤采用磁粉进行无损探伤方式进行，进行二级评定。6、阻尼器拼装耳板探伤合格后，进行阻尼器安装，安装时，用叉车将阻尼器运送到安装位置下面，然后采用定向葫芦进行阻尼器的提升，见图5.2.2-4。提升过程分两阶段，一阶段是在耳板以下，一阶段是在耳板位置处。当处于第一阶段是，两边葫芦同时向上拉阻尼器，当阻尼器插销孔正对着耳板上下耳环之间时，进入第二阶段，此时，2位置的葫芦收钢绳，1位置的葫芦放钢绳，缓慢的阻尼器插销孔进入上下耳环板内，到位后把阻尼器插销插上，完成安装。图5.2.2-4阻尼器提升示意图7、复核耳板定位阻尼器安装到位后，采用全站仪对阻尼器及其耳板进行定位复核。8、防腐、防锈漆10 阻尼器安装焊接完毕后，清除焊接渣滓，并将钢箱梁与预埋件一并进行防腐涂装处理。阻尼器外露面全部油漆，包括全部焊缝，见图5.2.2-5。图5.2.2-5防腐、防锈漆施工效果图6材料与设备1、材料方面：本工程所采用的阻尼器，其主要技术参数和要求有以下几点：1）采用粘滞阻尼器；2）本工程中使用的阻尼器的相关参数如下表6-1：表6-1　阻尼器技术参数型号重量（t）阻尼系数（KN/(m/s)0.4）阻尼指数最大阻尼力（t）最大速度（m/s）最大容许位移(mm)KZ·1600S×600X1.615000.41601.15±6003）阻尼器的使用年限为30年，其防腐年限为30年，连接耳板与预埋件防腐年限为20年。4）阻尼器安装误差控制为±15%，其他参数指标、检测方法、标准和检测比例均国家有关规定执行，并由具有检测能力的第三方检测机构进行检测。5）预埋件的尺寸为：700mm×700mm；预埋板厚度为40mm；预埋板的材质为：Q345B。2、设备方面：详见表6-2。10 表6-2机具设备一览表序号材料名称单位数量1氧气保护焊机台22叉　车台13卷扬机台14空气压缩机台15角向砂轮机台26磁粉探伤仪台17千斤顶个48水平仪台19风镐台110葫芦个2115m卷尺个1121m直尺个113记号笔支27质量控制7.1　执行标准规范施工按照《建筑消能阻尼器》（JGT209-2007）、《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《钢结构手工电弧焊焊接工艺标准》（501-1996）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）及设计要求执行。7.2质量验收标准（1）阻尼器的安装技术指标须满足：竖直平面内，偏差≤1度，水平面内偏差≤0.5度。（2）选用与Q345匹配的焊接材料（50级焊条），焊缝质量为一级（GB-95）。焊缝为三角焊缝，其高度为25mm，且必须饱满。（3）焊缝需要磁粉无损探伤，按（JB/T6061-2007）标准，进行二级评定。7.3监测的要求（1）阻尼器安装施工，测量监测时，要确保阻尼器两端满足以下两个条件：1）双耳环座底板对应的上下两边偏差不得大于84mm，角度偏差不得大于1度；2）两个双耳环座底板对应的左右两边偏差不得大于42mm，水平面内转角偏差不得大于0.5度。10 （2）基准点的埋设依据《工程测量规范》（GB50026-2007）中有关水准观测的精度要求。8安全措施(1)安装工程的施工应遵守国务院颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和《建筑机械使用安全技术规程》中的有关规定。(2)起重机械应执行现行国家颁发的《起重机械安全规程》的有关规定。(3)机械操作人员应按现行国家颁发的《起重司机安全技术考核标准》执行。(4)参加施工人员必须经安全技术培训、考核合格取得上岗证后，才能参加施工。(5)施工时，施工人员应持证上岗，做到服从分配、遵守劳动纪律、思想集中、坚守工作岗位。(6)施工前，必须对参加施工的人员进行安全技术交底，使施工人员明确：施工任务、施工方法、安全注意事项。将安全生产的措施落实到施工中，自觉做好安全防护工作，正确使用劳动保护用品(如安全帽、安全带、防护服、防滑鞋等)。(7)严禁非施工人员进人施工现场。施工人员进人现场必须戴上和系好安全帽；登高作业必须穿好和系牢安全带。(8)起重机械在使用前，应进行检查和调试，机械调试正常、性能可靠才能投入使用。(9)机械操作人员在操作时，与指挥人员、吊件之间有良好的视线；操作前应鸣号示意。(10)构件安放时不得将手、脚伸入构件下，防止意外事故发生。(11)施工中遇有雨和六级以上大风时，应停止室外作业。9环保措施9.1噪音与振动控制（1）现场噪音排放不得超过国家标准《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）的规定。（2）在施工场界对噪音进行实时监测与控制。监测方法执行国家标准《建筑施工场界噪声测量方法》（GB12524-90）。（3）使用低噪音、低振动的机具，采取隔音与隔振措施，避免或减少施工噪音和振动。10 9.2光污染控制（1）尽量避免或减少预埋件施工过程中的光污染。夜间室外照明灯加设灯罩，透光方向集中在施工范围。（2）电焊作业采取遮挡措施，避免电焊弧光外泄。10效益分析10.1技术经济效果本工法阻尼器安装施工采用一次安装就位，工艺简便、合理、科学，充分利用现场条件和阻尼器安装部位结构自身特点，进行阻尼器安装，同时，该施工方法新颖独特、安全可靠、保证质量，易于推广，成本降低，经济效益显著。10.2社会效益该工法在工期紧、条件差的条件下，快速、优质、安全的完成施工任务，充分显示了企业的技术势力，受到业主、监理单位及其他兄弟单位的好评。为企业赢得了信誉，创造了良好的社会效益，并积累了经验，本工法有着极大的推广应用意义。11应用实例**新机场航站楼前中心区采用粘滞阻尼器预防地震带来的危害，建筑面积7.5万m2，阻尼器总数为108套，阻尼器在20度时设计尺寸长为4300㎜，单箱阻尼器净重为1900㎏，单箱毛重2200㎏，双耳环座单箱净重750㎏，单箱毛重850㎏。2010年6月底第一批20套阻尼器做好安装准备，2010年7月中旬完成第一批安装施工，工期16天；2010年10月初开始安装剩余88套阻尼器，2010年11月初完成安装。安装工艺科学合理，施工过程安全可靠、优质快速，经济性好，为同类工程阻尼器安装施工提供了借鉴作用，具有推广价值。10'