山东框架结构文化中心狭窄空间大跨度重钢桁架施工工法(省级工法)

'xx建设集团股份有限公司标准QB002-2009狭窄空间大跨度重钢桁架施工工法（省级工法编号：LEGF-117-2009）2009-02-28发布2009-03-01实施xx建设集团股份有限公司技术质量部发布-10- 狭窄空间大跨度重钢桁架施工工法xxxx钢结构有限公司1．前言钢结构桁架以其重量轻、跨度大、结构稳定抗震性好的优点越来越多的应用于大跨、高耸、重载，大跨度桥梁、展馆、体育中心等特殊结构上。但随着跨度、自重的增加，桁架构件的自重、平面尺寸也逐渐加大。而这些结构的施工位置往往位于建筑物屋顶、中间层位置，施工作业面受到的限制很多，显得非常拥挤，起吊设备不能充分发挥作用，不能按照常规施工方法施工。本文意在探讨狭窄空间内大跨度重钢桁架的施工方法。xx市民文化中心钢桁架工程，桁架跨度为33.6米，单榀桁架自重86吨。桁架位于建筑物三层位置，操作面上土建正在施工，空间非常狭小。2．工法特点此工法桁架组装在操作平台上进行，满足狭窄空间需要，操作方便，焊接过程中对焊接变形实时控制，质量容易控制，加快施工速度，降低成本。此工法考虑钢桁架组装焊接顺序，整个焊接工程仅需要一次桁架翻身即可全部完成。3．适用范围适用于场地狭窄，无法实现机械高空散装。适用于构件单体尺寸及重量较大，无法实现整体运输。适用于焊接量较大，需要现场二次加工制作。4．工艺原理-10- 在这种时间紧、场地受限、构件单体重量大的情况下能顺利的完成施工任务,本着技术先进、经济合理、安全适用、质量保证的原则,尽量减少工程造价、保证质量、确保工期。5．施工工艺及操作原理汽车吊进入地下室进行基础验算5.1施工工艺流程图：桁架现场拼装吊点确定桁架整体进行吊装操作平台搭设预留施工空间桁架固定5.2操作要点：5.2.1预留施工空间：由于跨外无法吊装，只能考虑在建筑物内部施工，如图5.2.1.1K轴/16-20及H轴/16-20为两榀桁架位置，从施工成本及施工方便考虑，经与有关各方协商决定在下图斜线所示位置预留施工空间，以便停放机械设备及构件。图5.2.1.1现场预留施工空间吊装及运输车辆进入施工区域须在18-19轴之间预留坡道，提供行车路线，提供行车路线坡道做法及坡度如图5.2.1.2：-10- 图5.2.1.2现场行车坡道5.2.2搭设桁架组装平台：由于桁架需要现场组装，根据现场条件搭设桁架组装平台，材料选用219*5.5钢管及I32工字钢，根据桁架尺寸，确定平台平面尺寸如图5.2.2.1：图5.2.2.1组装平台平面图考虑施工方便，桁架拼装在地下室顶板上进行，组装平台搭设高度为5.5m,钢管柱顶面高度比地下室顶板高出500mm,钢管柱底部用膨胀螺栓与地下室筏板基础连接，钢管柱顶与I32工字钢用螺栓固定，为确保平台整体稳定，部分钢管柱之间设置支撑，并将钢管柱与地下室原有满堂脚手架连接形成整体稳定结构。平台搭设在预留空间两侧，临近桁架吊装位置,具体详见图5.2.2.2：-10- 5.2.3汽车吊进入地下室基础验算：地下室筏板厚度为400mm，经同设计沟通计算筏板承载力为5吨/㎡,汽车吊进入打开支腿后，在每个支腿处铺设5㎡H型钢及钢板来增加支腿面积，防止对地下室筏板基础产生破坏。5.2.4桁架现场拼装：首先对地下室顶板处组装平台用水准仪进行水平标高抄侧，将桁架位置放样到平台上，将桁架上下弦杆平放在平台上组装，保证其平整，从而保证桁架组装尺寸和垂直度。测量工作必须贯穿整个组装过程，随组随测，对于组装中出现的弯曲、变形尽早发现，进行校正，由于焊接使用二氧化碳气体保护焊，所以搭设防风棚做防风处理。桁架拼装在地下室顶板现场组装平台上进行，先对接上下弦杆，然后组装腹杆。由于桁架平放焊接节点只能完成三面焊缝，剩余一条焊缝然需将桁架翻转过来进行焊接。本工程利用汽车吊在地下室内将桁架立起并翻身后，焊接剩余焊缝。整个组装过程中没有仰焊焊接施工，桁架翻身使用两台QY150汽车吊进行。5.2.5吊点确定：经计算桁架吊装使用两台QY150-10- 汽车吊进行双机抬吊，根据汽车吊站位及桁架受力分析，确定吊点位置距桁架端部十米，设置两个吊点，如图5.2.5.1。图5.2.5.1吊点布置图经查钢丝绳参数表每台吊车采用两绳四点进行吊装，为方便吊装，在吊点位置焊接吊耳，经计算吊耳用钢板及焊脚尺寸满足承载力要求5.2.6桁架吊装5.2.6.1吊装前对桁架两端钢柱标高及垂直度进行测量，保证安装精度，测量结果如下：钢柱一钢柱二钢柱三钢柱四柱顶标高18355（+5mm）18353(+3mm)18346(-4mm)18354(+4mm)垂直度横向3mm5mm2mm3mm纵向4mm4mm3mm5mm注：以上测量结果均符合规范要求及现场安装要求。5.2.6.2二机抬吊时进行统一部署，听从指挥。保证二台吊车同步受力（同时起吊、同时落钩）、协调一致。5.2.6.3吊装时应缓慢进行，专人进行指挥，待上弦高出其与柱节点1m后将桁架从柱侧面插入柱间并下落就位。5.2.7桁架固定：为方便安装，在钢柱桁架弦杆安装位置焊接钢牛腿及连接耳板用于对桁架的临时固定,待汽车吊摘钩后再进行全面焊接。-10- 6．材料与设备6.1对钢材要求：钢柱、钢桁架、组合梁以及其连接板件均采用国标Q345B的低合金高强度结构钢。6.2焊接材料与母材匹配。6.3设备选用：二保焊机8台、QY150汽车吊两台、直径56mm钢丝绳两根、角磨机4把、防风棚、氧气、乙炔。7．质量控制7.1质量标准：本工法执行：GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》7.2对操作平台搭设后整体稳定性及标高、尺寸控制进行验收。7.3影响质量因素分析及质量控制点。7.3.1由于桁架需要现场组装，保证质量，根据现场条件搭设桁架组装平台提供安装条件。7.3.2桁架弦杆为700*1000*30矩形结构,钢板较厚,焊接量大，故采用对称焊接，即弦杆对接焊缝两侧同时施焊，腹杆焊接从中间向两侧进行，焊接过程中通过耳板连接控制焊接变形；由于钢板较厚多层焊时应连续施焊，每一条焊缝焊接完成后，应及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊；注重过程控制，加强自检，对焊缝进行实时监控。焊缝检测（自检、检测站）在平台上完成，缺陷修补、油漆补刷等在吊装前完成。-10- 8．安全措施8.1本工法执行国家、山东省、xx市有关安全技术规范、规程。8.2施工现场安全设施应按照国家《建筑安装工程安全技术规程》的有关规定。8.3在吊装过程中，及时设置围挡，防止其他人员进入。8.4对安装人员及时进行安全教育和安全技术交底。8.5设专人对施工区定期进行安全检查，并建立检查记录，使其有可追溯性。8.6现场焊机使用较多，配备消防器材，对易燃材料要集中管理，并设有明显标志。8.7进入施工现场人员必须戴安全帽，高空作业穿防滑鞋，酒后不得进行施工作业。9．环保措施切实做好施工现场的环境保护工作，主要采取以下措施：9.1整个施工阶段进出场车辆的轮胎不得带泥土，措施，落实责任人，对进出场车辆进行检查、清理。9.2施工现场噪音严格控制，电动工具严禁在休息期间或夜间使用。9.3尽量减少油品、化学品的泄露现象，施工现场易燃品及化学品存放应设立专用仓库或专用储存柜。9.4最大限度防止施工现场火灾、爆炸的发生，对现场施工管理人员和操作人员进行消防培训，增强消防意识。9.5固体废弃物实现分类管理，提高回收利用率，及时收集并处理。-10- 9.6最大限度地节约水、电能源。10．效益分析目标完成情况、经济效益、社会效益经过两个月的实施，顺利完成了课题，现场顺利完成大跨度桁架吊装，经过测量安装精度符合规范要求，达到了预期目的，测量结果如下:钢柱一钢柱二钢柱三钢柱四桁架一桁架二挠度(桁架50mm起拱)————————拱高32mm拱高35mm垂直度横向4mm5mm2mm4mm3mm5mm纵向3mm4mm2mm5mm————经济效益：通过对进度的控制及对技术方案的优化,实际的工程成本在预算之内，取得了很大的经济效益。社会效益：桁架的安装在进度和施工安排上得到了土建单位、监理、和指挥部的认可。在这种时间紧、场地受限、构件单体重量大的情况下能顺利的完成任务,大大提高了公司在日趋激烈的钢构市场的竞争力,进一步提高了公司的形象,取得了很大的社会效益。11．应用实例xx市民文化中心工程为xx标志性建筑之一，工程质量目标为鲁班奖，其展览大厅为二层大跨度钢框架结构,重要性为一级。展厅总高度18.35米，地下一层，地上四层，跨度为33.6米，桁架间距16.8米。结构类型：柱为箱形柱,C60混凝土灌芯。顶层钢桁架采用矩形钢管。桁架间为焊接H型钢组合梁连接，混凝土浇筑平台，形成空间骨架，建筑面积1693㎡。单根钢柱重约20吨，单榀桁架重量约为86吨。本工程重点为两榀桁架施工，结构形式及平面布置图如下：-10- -10-'