辽宁地标性会议中心大悬挑平台桁架卸载施工工法

'大悬挑平台桁架卸载施工工法第1章前言随着我国国民经济的发展，钢结构在民用建筑工程中的应用越来越广泛，建筑科技迅猛发展，各类建筑造型多样，空间跨度越来越大，如何合理的完成大悬挑部位的结构卸载将是整个工程质量控制的重点，本工法通过对可调胎架底座的合理运用，通过对主要杆件应力应变实时监测并指导卸载，顺利完成平台桁架大跨度区域的结构卸载工作，解决了传统的利用千斤顶整体顶升分级卸载的困难，操作简单方便，结构加载过程均匀，防止杆件应力突变，且能够实时监测主要杆件受力情况，能够安全合理的完成整个卸载施工。取得了很好的技术效益和经济效益、社会效益也非常显著，极具推广应用价值。第2章特点本工法利用专用胎架底座可调高度的特性，卸载过程中只需多人同时转动底座手柄，同步调节支撑胎架使之匀速下降，以达到结构卸载的目的，本工法具有以下特点：2.0.1使用本工法卸载操作简单；2.0.2使用本工法卸载时结构加载过程安全合理；2.0.3本工法可控性好，便于检测和调整；2.0.4整个卸载过程可实现实时监测，可控性好，施工过程安全度高。第3章适用范围3.0.1本工法适用于大跨度平台桁架、网架结构卸载；3.0.2本工法适用于其他悬挑结构形式的结构卸载；3.0.3本工法中的监测部分可应用于其它重要结构的安装及卸载监测。第4章工艺原理4.0.1按照施工方案的要求，在平台桁架安装之前，设置支撑胎架，在每个支撑胎架底部放置4个专用可调胎架底座。4.0.2结构卸载前，检查胎架底座及其旋转丝扣是否完好，并统一上润滑油，保证旋转时不受影响。4.0.3卸载时按照方案顺序由四人同时旋转丝扣手柄，使其均匀下降，以达到结构逐步加载的过程。 4.0.4采用健康监测，在应力较大处的主要杆件上设置应力传感器，监测杆件受力情况，以指导合理卸载，达到施工过程安全和整个结构安全的目的。第5章工艺流程及操作要点5.1平台桁架卸载工艺流程桁架支撑胎架安装→桁架安装→桁架卸载前准备工作→桁架卸载→结构监测与测量→压型钢板混凝土浇筑→结构监测与测量→结构安全分析5.2操作要点5.2.1桁架支撑胎架安装依据施工图以及结构各杆件受力情况分析，根据施工方案的要求，在指定的位置设置支撑胎架，以完成平台桁架的安装。设置胎架时必须满足以下要求：定位准确，提前放出支撑胎架的位置线，调节好胎架的标高，此胎架为1m×1m×1m标准拼装胎架，底部安装于专用可调螺栓底座上，顶标高不符模数的可在支撑胎架顶端设置型钢钢梁调节。安装可调螺栓底座时注意将丝头拧出长度不少于100mm,底座应放置在平整的基础之上。（见图5.2.1）专用可调底座组拼式支撑胎架组拼式支撑胎架专用可调底座图5.2.1支撑胎架各部件图 5.2.2桁架安装1首先根据设计图纸，确定桁架安装标高，根据方案中要求的支撑形式组拼支撑胎架，不满足胎架模数的使用工字钢调整至设计标高。支撑胎架图5.2.2a桁架安装时的临时支撑架图5.2.2b临时支撑架放大图2桁架吊装，采用单元吊装法吊装，深化设计时根据起重设备的参数以及运输要求确定桁架分段大小，加工时按设计分段加工，安装时依据先主桁架后次桁架的顺序，主桁架安装、焊接完成、探伤检测合格后方可开始次桁架的安装。安装时注意控制桁架轴线位置，桁架起拱数据值，采用全站仪控制，位置偏差控制在4mm以内，起拱值控制在±1/1500mm。3焊接、检测验收，桁架安装完毕后开始焊接，焊接顺序根据施工方案确定，先焊接约束度大的部位，后焊接约束度小的部位，使之焊接残余应力最小。焊缝的检查验收分外观检查和焊缝内部缺陷检测，外观检查主要检查焊缝的外部缺陷，检查标准符合质量验收标准。焊缝内部缺陷检测采用超声波无损探伤，依据图纸和规范要求确定焊缝的探伤检测比例，规范要求一级焊缝检测比例为100%，二级焊缝为20%。所有焊缝外观检查和内部缺陷检测均合格后方可进行后续施工，对于悬挑部位方可进行卸载工作。5.2.3卸载前准备工作1结构检查，卸载前由专人负责检查桁架焊缝质量，对于重要部位以及悬挑根部区域重新组织探伤，防止结构徐变应力过大造成焊缝裂缝。2结构是否按方案施工的核实，根据设计要求，为了减轻卸载重量，保证卸载工作顺利进行，卸载前桁架上的压型钢板混凝土不得浇筑。3支撑点检查，检查所有支撑点的状态是否完好，同时检查专用胎架旋柄丝扣是否能灵活转动，可在底座丝扣部位提前一天上润滑油； 4卸载点统一编号，根据卸载顺序，在支撑架体张贴编号，以便统一指挥；图5.2.3支撑架卸载前统一编号5人员准备，对参与卸载的人员进行安全技术交底，使其明确各自职责以及相应操作要求。人员就位后记录每处底座手柄现有方向和精确位置，并在地面用红色油漆做好标记，以便控制旋转圈数。6监测设备准备，根据监测方案要求，在相应位置设置监测应力传感器以及高程观测标记。5.2.4桁架卸载1统一指挥，分级卸载，整个卸载过程设置一名总指挥，两名副总指挥，总指挥负责整个卸载过程总协调，发号司令，副总指挥负责收集卸载过程中的信息和收集监测数据，经分析后汇报给总指挥，以便总体决策；2卸载顺序（以大连国际会议中心A区为例），根据支撑胎架的安装位置以及桁架的受力情况分析，采用由外向内的卸载顺序进行逐级等距卸载（由悬挑远端向近端的顺序），确保结构受力均匀，防止应力突变造成结构破坏。图5.2.4a卸载顺序示意图 3卸载过程控制，采用分区分级等距卸载，每次卸载下降距离为5mm（胎架底座旋转一周），直至卸载完成。卸载时由4人同时操作同一支撑胎架上的4个胎架底座，同一级卸载同时进行，使之匀速下降，悬挑结构受力均匀。当总指挥下达开始卸载的命令后，同一级卸载的操作人员同时敲击底座旋转手柄，使手柄缓缓的匀速转动，而整个支撑胎架随着缓缓下降，以达到结构受力的目的。顺时针旋转底座每旋转一周下降5mm图5.2.4b底座工作原理图图5.2.4c现场操作照片4出现异常情况的处置，卸载可能出现的异常情况主要有：1）支撑压力过大，无法旋转手柄；2）局部受力不均，导致个别焊缝破坏；3）下降绕度过大，超出设计要求。对策：1）支撑压力过大，无法旋转手柄的临时改为备用千斤顶+气割的方式卸载，当开始卸载后发现个别旋转手柄无法旋转从而无法达到同步卸载的目的时，必须及时上报总指挥，立即停止所有卸载工作，待备用千斤顶准备就绪后再开始同时卸载，以达到同级同步的原则。2）同一级的一个卸载步骤完成后，由专职质量检查员对焊缝根部全面检查，发现焊缝出现异常的及时采取补救措施。3）当监测过程中发现卸载下绕值超过设计值时，提请设计重新计算，认可后方可进行下到工序施工。5.2.5卸载监测1监测方式，卸载的监测分受力杆件应力应变监测和悬挑杆件绕度监测（悬挑杆件端部高程监测）两方面进行，应力应变监测主要是监测重要受力杆件的材质应变，通过传感器数据应变分析，从而能推算出此杆件的受力情况。绕度监测主要是监测杆件端部下绕值，是否满足设计要求。2监测点布置，应力应变监测点的布置原则：主要受拉应力较大的杆件，一般为主桁架悬挑根部上弦以及受拉腹杆中部（如图5.2.5a）。 图5.2.5a应力传感器布置示意图图5.2.5b光纤光栅应变传感器图5.2.5c焊接安装完成的传感器高程监测点的布置原则：主要受力杆件安装预起拱值较大处，一般在主桁架最外侧端部。高程监测标识点位置图5.2.5d高程监测点布置图5.2.5e高程监测3监测信息反馈，通过监测可以实时掌握卸载的具体情况，分次卸载中每次卸载完成后，及时收集监测信息，经过汇总计算后判断是安全的方可进行下一步的卸载。 图5.2.5f数据收集、整理图5.2.5g数据分析、决策5.2.6压型钢板混凝土浇筑桁架卸载完成后经监测分析，确保结构安全后开始浇筑压型钢板混凝土，同时在悬挑根部设置变形缝，满足结构变形需要。5.2.7整体结构监测为了观测受力完整后的结构是否安全，评估整个施工过程的安全性，在混凝土浇筑完毕后，即整个结构受力趋于平稳后，对整个结构受力进行监测分析，以确保施工过程满足设计要求。5.2.8卸载监测数据分析整个平台卸载完成后，将所有数据进行分析，形成综合分析报告，如图5.2.8，详细分析过程从略。图5.2.8卸载过程应力变化统计 第6章材料与设备6.1主要材料1桁架的加工根据设计院审核通过的深化设计图纸，进场检验合格，满足设计和规范的要求；2支撑胎架和底座的规格模数满足桁架安装的承载力要求；3千斤顶满足本次卸载承载力的要求；4应力传感器符合国家相关技术规范要求，满足本次监测要求；5其它监测设备均满足本工法卸载的检测参数要求。6.2主要施工机械主要机械设备及器具见以下列表：表6.2施工工具一览表序号名称规格/型号数量1测量工具全站仪R-202N2台2电子经纬仪DJD22台4红外线测距仪ND30001台5钢卷尺50m1把6钢卷尺5m2把7光纤光栅应变传感器T-FRP-OFBG-W018动态光纤光栅解调仪MOI9笔记本电脑10施工工具电焊机BX-5001台11电源箱三级1台12千斤顶100t,200t,50t各3个13手拉葫芦2吨、5个14气割5套15大锤每人1把第7章质量控制 本工法执行《钢结构工程施工质量验收规范》（50205—2001）,桁架焊接质量符合下表要求：第8章安全措施及劳动力组织8.1安全措施 1进行三级安全教育，使施工人员了解进行作业的环节和危险程度，熟悉操作规程，检查劳动保护用品是否完好并会正确使用；2所有操作人员必须服从指挥，按口号行事；3检查桁架上是否有杂物未清理干净，卸载区域禁止其他作业人员施工；4顶升用千斤顶必须满足承载力要求，不准超负荷使用；5焊工操作前做好各项准备工作，在气割施工时，应严格执行动火制度。并设有专人看护，准备好灭火器材，以确保安全施工。8.2劳动组织分区卸载施工劳动力安排如下表。表8.2平台桁架卸载劳动力计划表序　号工　种数　量序　号工　种数　量1卸载工403检测人员102气割工54测量工5合计60人第9章环保措施9.0.1材料堆放要整齐，出入现场车辆要保持清洁。9.0.2电焊条随时清理，施工现场要做到工完场清。9.0.3夜间进行焊接施工时应采取挡光措施，防止光污染扰民。第10章效益分析大连国际会议中心工程工程应用本工法施工获得了良好的效果，安装方便，卸载工序简单，卸载时悬挑结构受力均匀，由于压型钢板混凝土后浇筑，避免了应卸载下绕值不一导致楼板不平整的情形，同时加快了工期，累计节省费用超过50万元，直接和间接经济效益较显著。同时，本工程为当地非常有影响力的重点工程和地标性建筑，深受社会各界关注，社会影响非常大。通过技术攻关，攻克了平台桁架卸载难题并确保了施工工期，同时本工程分别获辽宁省优质主体结构工程、大连市质量安全管理标准化示范工程及鲁班奖等质量奖项，并多次接待其他省市政府部门的各种观摩学习参观团和代表当地建筑业接受省级、国家级检查，获得社会各界好评，社会效益非常显著。第11章工程实例11.1大连**会议中心工程由大连市政府投资兴建，由奥地利**蓝天组负责建筑方案设计，大连市**建筑设计研究院结构施工图设 计。该工程地下1层、地上5层，建筑面积14.6万m2，总建筑高度59m。本工程为大连市重点工程，社会影响大，建成后将成为大连的标志性建筑物之一。开工时间为2009年3月23日，竣工时间2011年6月30日。该工程结构造型复杂，为多支撑大跨度大悬挑复杂空间体系承载整个结构荷载，其中悬挑最大处42m。通过本工法的应用，成功的解决了钢结构大悬挑部位的桁架卸载问题，确保了整个工程的施工质量，节省卸载工期5天。先后获得大连市质量样板工程，工程主体结构现已基本完成。同时大连市建委也在本工法实施期间组织了现场观摩会，获得了业主、设计、监理的一致好评，本工程经济效益和社会效益显著。11.2吉林省**中心一期工程是吉林省年重点工程，地处长春市东南方向的净月潭旅游经济开发区，东临规划待建的会展新城，南面有沿子河，北侧是生物城。工程总占地面积79057m2，总建筑面积89399m2，地下1层，地上21层，裙房6层，建筑总高度115.34m。该工程由吉林省建筑工程学院设计院设计。该工程钢结构悬挑钢梁长度19m，通过本工法的应用，节省工期2天，顺利完成钢梁的卸载，施工期间未发生质量、安全事故，并先后获得哈长大三市联检金奖、吉林省省优质工程、鲁班奖等荣誉。'