工艺工法qc大面积屋盖钢桁架及两层结构吊挂施工工法

'天津市市级工法申报资料大面积屋盖钢桁架及两层结构吊挂施工工法XXXX建筑工程有限公司2013年3月48 目录1、工法内容…………………………………………22、企业级工法批准文件复印件……………………413、科技查新报告……………………………………424、专利证书复印件…………………………………505、应用证明…………………………………………516、经济效益证明……………………………………537、工法操作要点照片………………………………5448 大面积屋盖钢桁架及两层结构吊挂施工工法XXXX建筑工程有限公司1.前言在采用大型钢桁架屋面的建筑中，屋面钢桁架下面的多层楼面采用钢吊挂层结构，可充分发挥屋面桁架的承载作用，节省内部楼面的竖向结构材料，同时满足了建筑内部大空间的要求。吊挂结构通过高强钢棒将楼层自重和楼层荷载传递至屋盖桁架，传力方式与传统的建筑结构明显不同。施工前采用通用有限元分析软件模拟分析吊挂层和钢屋盖，在不同的砼浇筑顺序情况下，对吊挂层结构受力及变形的影响进行分析，优化后确定最终的砼浇筑顺序。并对施工过程中柔性楼层吊杆的应力值进行实时监测和跟踪，确保施工过程中不出现异常情况。天津大剧院主体结构由钢筋混凝土-剪力墙及吊挂结构、屋盖钢桁架组合而成。钢结构主要由21m、37m、44.5m标高的钢梁、21m、16m标高的吊挂钢梁及30.6m标高的屋盖桁架组成。其中21m、16m标高楼板采用了国内外应用不多的大面积吊挂结构体系，吊挂结构通过高强度钢棒传递楼面自重和楼面荷载。既满足了大剧院大空间的使用，又展示了其独特的建筑造型。该工程屋盖钢结构施工技术获2012年天津市优秀项目管理成果一等奖、2012年全国建设工程优秀项目管理成果二等奖、钢结构施工获中国钢结构金奖。获得实用新型专利一项。同时该项目已在天津市科委、天津市建交委立项并开展研究。48 2、工法特点1.屋盖钢桁架下部多层楼面采用吊挂结构，钢结构吊挂层由钢梁、压型钢板、砼楼面、长度可调的吊挂钢棒组成。充分利用了屋盖结构的承载能力，既节省了下部竖向结构材料，同时又增大了使用空间。2.屋盖桁架下部吊设高强钢棒，用以连接吊挂层钢结构，结构受力传递的路径为自下而上传递，常规吊挂结构自上而下的安装顺序无法进行吊装，因此采用“先支撑后吊挂、先卸荷后浇筑楼面砼、动态监测、随时调整、控制变形”的施工技术安装。3.吊挂结构纵向受力通过高强钢棒将楼层自重与荷载传递至屋盖桁架，屋盖桁架通过滑移支座将荷载传递给多个核心筒砼结构；吊挂钢梁横向与砼核心筒结构预埋件相连接，实现对吊挂层水平方向的约束。4.屋盖桁架周边为悬挑状态，刚度较差，吊挂层混凝土浇筑时会对其产生影响，因此吊挂层砼先浇筑中间部位，后浇筑外围部位，减小对屋盖桁架悬挑部位的影响。5.在吊挂层及屋盖上混凝土浇筑过程中，屋盖桁架部分杆件和吊挂钢棒受力会发生较大的变化，所以采用跟踪监测的方法对其进行过程控制，利用“振弦式表面应变计”收集数据，随时调整，保证结构的变形在控制范围内。6.吊挂层通过高强钢棒吊挂于屋盖桁架下弦。施工前通过混凝土浇筑过程的数值模拟计算确定合理的砼浇筑顺序；施工过程中跟踪监测，对产生的应力值进行记录、分析、数据对比，以保障施工安全。7.连接吊挂层的高强钢棒具有长度可调节的功能，卸荷及楼板砼浇筑后可根据监测结果来调节钢棒长度，保证楼层水平标高位于同一高度。屋盖钢桁架高强钢棒砼核心筒吊挂楼层砼结构层图2-1吊挂楼层示意图3、适用范围48 随着建筑结构领域科学技术的发展，大跨度建筑结构大量应用。大型钢结构屋盖结构的建筑不断涌现，为满足建筑内部大空间的需求，多有屋盖下多层楼面采用钢吊挂层结构，结构传力路径不同于普通结构，因此传统自上而下安装顺序不再适用。本工法迎合上述建筑结构施工的需要，适用于大型全钢结构桁架屋盖及下设多层钢结构吊挂层的安装施工，实现此类结构的精确安装和安全施工。本工法已成功应用于天津文化中心大剧院工程和中新生态城动漫大厦钢通廊工程的施工。4、工艺原理4.1吊挂层通过高强钢棒将楼层自重和楼层荷载传递至屋盖桁架，屋盖桁架由砼核心筒支撑。4.2吊挂层通过高强钢棒将楼层自重和楼层荷载传递至屋盖桁架，屋盖桁架由混凝土核心筒支撑。此类吊挂层结构形式的受力递的路径为自下而上传递，常规的自上而下安装顺序无法进行吊装。因此采用“先支撑后吊挂、先卸荷后浇筑楼面混凝土、动态监测、随时调整、控制防止变形”的施工技术安装。5、施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程原材料进场48 复验吊挂层钢梁及屋盖桁架临时支撑架的安装钢结构有限元整体建模分析吊挂楼层钢梁吊装及焊接屋盖桁架吊装及焊接高强钢棒安装定位吊挂层砼浇筑数值模拟分析屋盖钢结构卸荷吊挂层钢结构卸荷施工测点选取及布置测点传感器屋盖混凝土浇筑吊挂层钢承板铺装调节钢棒测点数据采集吊挂层钢筋绑扎观测吊挂层楼面水平分区域浇筑砼根据吊挂楼层水平误差调节钢棒图5.1工艺流程图5.2操作要点5.2.1临时支撑架安装1、支撑架的构造及设置48 根据选定的安装方法，吊挂层钢梁及屋盖桁架采取分段吊装的施工方案，需要在吊装分段位置处设置临时支撑架，以便钢梁的高空就位和焊接。支撑架采用工厂制作成标准节的形式，运输至现场使用。工厂加工制作的支撑架，以每6m为一标准节，采用单片组合，平面尺寸为2m×2m。由A、B、C三个组件构成，可在施工中根据需要随意组合，任意扩展。支撑架所有组件均由圆管构成。钢管采用力学性能适中的Q235B钢。支撑架标准节如图5.2.1-1所示：支撑架标准节组件A组件B组件C图5.2.1-1支撑架标准节组装示意图支撑架标准节立杆采用法兰系统对接，组件B与组件A、C之间采用螺栓连接。在设置临时支撑架时，应根据屋盖钢桁架、吊挂层钢梁的垂直位置关系，尽量一撑两用，即可支撑顶部屋盖钢桁架，又能支撑下部吊挂层的钢梁，降低临时支撑架的成本投入和场地占用。如天津大剧院的现场吊挂层区域共设置87个临时支撑架，其中64个为吊挂层钢梁及屋盖桁架共用架体（该支撑架在顶部支撑屋盖钢桁架，在16m、21m处支撑吊挂层钢梁一撑多用），23个吊挂层独立支撑架体。临时支撑架所承受荷载包括有上部屋盖桁架传来的竖向集中力（最大竖向反力为923.3KN）、支撑架自重（软件自行考虑）；支撑架高度30.0m，同时支撑架上部做施工操作平台，考虑施工活荷载2KN/m²。临时支撑架高度较大，需考虑施工过程中风荷载的作用。支撑架作为临时构建物，取10年一遇基本风压Wo=0.30KN/㎡（n=10年），进行支撑架的设计复核。采用计算软件SAP2000建立支撑架计算模型如图5.2.1-2所示：48 H350×300×14×18型钢加强立杆：P168×8腹杆：P89×5顶部加强斜撑：P121×6图5.2.1-2支撑架计算模型2、临时支撑架底座处理及加固措施：落位于砼楼面上的支撑架立杆可直接与砼楼面上的预埋板焊接，为增加临时支撑架的稳定性，设置H型钢底座增大临时支撑架立杆与砼楼板的接触面积。临时支撑架立杆尽量落位于砼柱上，当支撑架立杆落位于砼梁板上时，在梁板下采取钢管柱进行支顶加固，将上部荷载传递至下部基础梁。见图5.2.1-3所示。图5.2.1-3楼面上部支撑架设置示意图3、支撑架缆风绳设置：临时支撑架安装时，在距离支撑架顶部1/3高度处，拉设缆风绳，缆风绳与楼面成50～60度角，缆风绳下端固定于混凝土楼面预埋件上。缆风绳拉设如图5.2.1-4所示：48 图5.2.1-4支撑架缆风绳拉设示意图5.2.2吊装机械选择根据工程自身特点结合施工方案，分别对不同结构的施工阶段进行吊装设备的配置，在塔吊作业范围内且不超重的情况下，采用现场塔吊吊装；此时现场正在进行屋面钢桁架的构件吊装，一般都备有大型履带吊，吊挂层钢梁也可穿插使用履带吊吊装施工。天津大剧院在16m、21m标高，总面积8000㎡的吊挂楼层钢梁吊装施工中采用1台STT293塔吊、1台MC480塔吊吊装，结合1台250t履带吊（CC2200,108m臂长）吊装（该履带吊为屋盖桁架吊装设备，吊挂楼层施工阶段穿插配合使用）。同时为细部构件的定位及拼装焊接施工，配备了15个起重量为30t的卷扬机。5.2.3钢结构主体桁架的吊装分析1、钢结构现场安装总体思路序号内容1根据现场实际情况，地下车库在完成钢结构安装之后再开挖，台阶在完成钢结构之后施工。按照履带吊所负责钢结构区域，对现场屋盖进行分区，一共分成6个区域（详见施工分区图）。2核心筒剪力墙间钢主梁及16.9m、21m标高吊挂主梁工厂分段制作及运输，现场按照运输分段进行吊装。次梁按照实际长度进行制作、运输及吊装。330.6m标高屋盖桁架工厂散件制作及运输现场地面拼装为单个吊装单元后高空对接。48 416.9m、21m标高悬挂梁及核心筒剪力墙间钢梁采用5台塔吊随混凝土的使用依次安装，悬挂梁采用先撑后挂方案进行安装。530.6m标高屋盖桁架采用2台400吨履带、2台350吨履带进行桁架高空对接，5台塔吊进行桁架间联系梁及斜撑的安装。606-10轴之间悬挑桁架选择4台25吨汽车吊地面拼装后，采用2台400吨履带由中间向两边吊整榀吊装。2、钢结构施工分区及安装顺序A、钢结构施工分区根据工程特点，钢结构现场施工分为6个区域，即：A-F区。具体分区部位如下图5.2.3-1所示：48 图5.2.3-1钢结构施工分区示意B、钢结构安装顺序钢结构现场安装划分为六个区域，其中A、B、C、D四个区域同时进行施工，安装顺序为详见施工顺序流程。E、F区待A-D区域施工完成后依次进行安装，即：T-G1轴、S-B轴方向。48 13245769810111312354679810111213246785912345678910A区C区B区D区F区E区图5.2.3-2钢结构吊装顺序示意C、钢结构安装主要流程现场吊装作业时，屋盖桁架和下部钢棒在同一垂直平面内，常规的自上而下垂直安装顺序无法进行吊装，经过多种方案的对比分析和施工模拟计算，最终选用“先撑后挂”的安装方案，即：先搭设临时支撑架，将吊挂钢梁吊装到支撑架上进行临时固定（如图5.2.3-3），待屋盖桁架安装完成后再安装屋盖桁架与吊挂钢梁之间的吊棒。48 根据工程特点，钢结构吊装前根据钢梁分段位置，在现场搭临时支撑架，采用塔吊进行高空拼装焊接。支撑架点位砼核心筒砼核心筒图5.2.3-3吊挂楼层钢梁支撑架布置图吊挂楼层钢梁均采用散拼吊装、高空焊接的工艺进行施工。21m标高层钢梁高强钢棒16m标高层钢梁图5.2.3-4吊挂层钢梁、钢棒示意图吊挂梁通过高强钢棒悬挂在屋顶桁架下弦，吊挂层次梁连接于主梁之间，主梁与砼核心筒外预埋件通过高强螺栓以铰接形式固定连接。钢梁采用H型钢，材质为Q345B。48 核心筒梁钢梁预埋件图5.2.3-5核心筒与钢梁连接示意图高强钢棒通过高强螺栓与钢梁及屋面桁架节点预制配件相连接，相互作用受力（见下图图5.2.3-24）。21m吊挂层钢梁钢棒长度调节处钢棒长度调节处钢棒长度调节处图5.2.3-24高强钢棒细部节点示意图48 具体施工步骤如下：图5.2.3-6第一步：搭设支撑架。48 图5.2.3-7第二步：16.9m标高处主梁吊装。图5.2.3-8第三步：16.9m标高处主梁吊装。图5.2.3-9第四步：主梁之间次梁吊装，形成稳定体系。48 图5.2.3-10第五步：16.9m标高处钢梁吊装。图5.2.3-11第六步：16.9m标高处钢梁吊装。48 图5.2.3-12第七步：16.9m标高处钢梁吊装。图5.2.3-13第八步：完成16.9m标高处钢梁吊装。48 图5.2.3-14第九步：搭设支撑架，进行20.9m和21m标高处钢梁安装。图5.2.3-15第十步：20.9m和21m标高处钢梁安装。（20.9m标高处钢梁安装需要搭设支撑架，详见支撑架平面布置图。）48 图5.2.3-16第十一步：20.9m和21m标高处钢梁安装。（20.9m标高处钢梁安装需要搭设支撑架，详见支撑架平面布置图。）图5.2.3-17第十二步：20.9m和21m标高处钢梁安装。（20.9m标高处钢梁安装需要搭设支撑架，详见支撑架平面布置图。）48 图5.2.3-18第十三步：完成20.9m标高处钢梁吊装，21m标高处钢梁安装。图5.2.3-19第十四步：21m标高处钢梁安装。48 图5.2.3-20第十五步：完成21m标高处钢梁安装。图5.2.3-21第十六步：350吨履带吊和400吨履带吊进场开始吊装屋盖主桁架48 图5.2.3-22第十七步：5台塔吊安装屋盖主桁架间的次梁及腹杆图5.2.3-23第十八步：钢棒安装完成48 图5.2.3-25第十九步：大剧院钢结构的安装完成，吊装设备撤场。5.2.4钢结构卸荷施工1、卸载原则卸载顺序遵循三大原则：第一原则为按照现场实际施工进度制定的总体卸载顺序。第二原则为根据工程结构的受力特点，卸载顺序按由核心筒内部逐渐向核心筒外部进行卸载，先卸载变形小的（刚度大），再卸载变形大的（刚度小）。避免卸载过程中对支座产生拉力。第三原则为先下面后上面、先里面后外面，即先卸载悬挂层再卸载屋面桁架、先卸载核心筒内部再卸载核心筒外部。其中，吊挂层与屋面钢桁架用可调钢棒连接后，先对屋面钢桁架卸荷，然后对吊挂层卸荷。根据吊挂钢梁结构的受力特点，以避免吊杆在卸载过程中受压为原则。将吊挂楼层自重荷载由施工临时支撑点位（支撑架）通过吊棒转移到屋盖桁架。卸载总体原则是：“变形协调、卸载均衡”。2、吊挂层钢结构卸载方法吊挂梁在卸载之前必须先安装完高强钢棒，并收缩拧紧。然后根据上部结构的传力顺序进行卸载。每个支撑点位设两个螺旋千斤顶，采用“交替下降法”卸载。48 千斤顶钢梁图5.2.4-1钢梁卸荷图图5.2.4-2吊挂钢梁支撑示意图3、屋盖桁架的卸载方法对于屋盖桁架的卸载以跨度最大，桁架截面最高的10轴桁架为例，具体卸载次序如下图所示。支撑架4支撑架2支撑架1支撑架3核心筒抗震支座桁架10轴核心筒抗震支座图5.2.4-3桁架10轴支撑架布置图桁架10轴线卸载顺序为：第一步：首先卸载桁架跨中的支撑架1、支撑架2，再卸载支撑架3、支撑架4，卸载量为桁架起拱度的25%。第二步：再循环卸载桁架的支撑架1→支撑架2→支撑架3→支撑架4，卸载量为桁架起拱度的25%。第三步：在卸载完成50%以后，间隔12小时，使结构应力重新分布完成之后，再进行卸载，卸载量为桁架起拱度的25%。48 第四步：再循环卸载桁架的支撑架1→支撑架2→支撑架3→支撑架4，卸载量为桁架起拱度的25%。卸载完成后拆除支撑架，并测出桁架杆件的应力应变数值。5.2.5屋盖桁架及吊挂层砼浇筑顺序的确定吊挂层及屋盖桁架卸荷后，先浇筑屋盖桁架上的砼，使屋盖桁架受荷变形完成后再浇筑吊挂层砼楼面。1、砼浇筑顺序的确定吊挂楼层通过高强钢棒吊挂于屋盖桁架下弦，不同的浇筑顺序对吊挂层的变形影响也不同。通过混凝土浇筑过程的数值模拟确定合理的浇筑顺序，保障施工安全。砼浇筑顺序共有两种方式：浇筑顺序1：屋盖、吊挂层砼穿插浇筑。浇筑顺序2：先浇筑屋盖砼再浇筑吊挂层砼。浇筑顺序1能够节省施工工期，便于砼的浇筑，但应考虑屋盖砼和吊挂层砼荷载之间存在相互作用的关系，屋盖钢结构的变形将会引起吊挂层的变形，因此需先进行施工模拟，进一步了解二者之间相互作用的影响。浇筑顺序2会增加施工周期。屋盖砼先行浇筑，屋盖结构的变形会带动吊挂层的变形，吊挂层变形过大将影响砼浇筑效果及楼板质量。因此，应对屋盖砼和吊挂层砼的浇筑进行施工过程数值模拟，预先了解吊挂层的变形，根据计算结果调整砼的浇筑顺序。利用有限元模型对砼浇筑过程进行数值模拟。计算结果表明，两种浇筑顺序最终得到的屋盖和吊挂层的变形存在差异。2、浇筑顺序的比较分析计算结果表明，采用浇筑顺序1时，吊挂层的竖向刚度较小，屋盖桁架的变形对吊挂层的变形有较大影响。吊挂层砼先于屋盖砼浇筑，屋盖桁架砼浇筑后的变形将带动吊挂层的变形，吊挂层硬化后的砼发生强制位移，严重时砼会出现开裂。按照浇筑顺序2进行砼浇筑时，由于屋盖桁架的刚度远大于吊挂层竖向刚度，因此吊挂层砼浇筑完成后的变形对屋盖桁架的变形影响较小。屋盖砼浇筑完成后，吊挂层整体发生较为均匀的竖向变形，各控制点的竖向位移相差不大，便于砼浇筑时控制板厚。屋盖悬挑边缘的桁架变形较大，施工时可采取吊挂层边缘砼后浇的方式处理。由于先浇筑屋盖，后浇筑吊挂层砼，屋盖桁架的局部竖向变形可能大于吊挂层的竖向变形，部分钢棒可能受压，应在施工中跟踪监测及时调整钢棒长度。3、砼浇筑顺序的确定对比以上两种浇筑顺序的计算结果可以看出，浇筑顺序2更为合理。屋盖桁架的竖向刚度远大于吊挂层的竖向刚度，屋盖砼浇筑完成后，吊挂层砼的浇筑对屋盖桁架的影响较小；同时屋盖砼浇筑完成后，吊挂层发生整体的竖向变形，变形比较均匀。48 5.2.6钢棒应力监测1、钢棒测点布置原则：（1）选择负荷面积较大的钢棒，同时要兼顾钢棒不同直径和双层吊挂的钢棒。（2）重要测点应设置2只振弦式表面应变计，保证数据能够相互验证。图5.2.6-1现场振弦式表面应变计照片2、测点布置首先建立屋盖钢结构有限元整体模型，对支撑架拆除、屋面混凝土浇筑和吊挂层砼浇筑施工过程进行数值模拟，得到此过程中结构受力最不利位置。根据有限元分析结果，进行测点布置。支撑架拆除过程中吊挂层边缘处钢梁及钢棒受力较复杂，要布置测点进行结构的应力监测。见图5.2.6-2（a）测点1-测点6（21m）（b）测点7-测点9（21m）图5.2.6-221m吊挂层钢棒测点布置图48 （a）测点3（16m）（b）测点8、10及11（16m）图5.2.6-316m吊挂层钢棒测点布置图测点布置完成后，定时跟踪监测，重点施工部位（楼板砼浇筑、钢梁挠度值监测、楼板水平监测等）应做检测记录后通过计算机模拟计算并加以分析、制定解决方案。5.2.7钢结构楼板砼浇筑施工根据监测数据进行模拟计算，选择变形最小、变形最均匀的砼水平浇筑顺序，确定先后浇筑区域。为防止对屋盖楼板四周悬挑部分产生不利变形影响，先浇筑吊挂层中间区域砼，后浇筑悬挑形成的外围区域砼。例如，天津大剧院屋盖及吊挂楼层结构复杂，局部受力不平均，因此对混凝土浇筑区域进行了划分。其中，屋盖分为5个区域、21m吊挂层分为5个区域、16m吊挂层分为2个区域。屋盖楼面16m吊挂层21m吊挂层图5.2.7-1浇筑顺序图48 屋盖及吊挂层采用组合楼板，是将压型钢板和砼通过某种措施组合成整体而共同工作的受力构件。压型钢板作为浇筑砼的永久模板，安装完成后可以作为施工平台使用，不必搭设临时支撑，不会影响其他楼层施工；压型钢板能够部分代替受力钢筋，减小钢筋工程的工作量；压型钢板的肋部便于铺设管线，能够增大层高或者降低建筑的总高度。在施工过程中由于压型钢板与砼尚未形成组合作用，需要采取合理的措施防止压型钢板挠度过大等不利情况的发生，避免施工过程中压型钢板直接承受较大的集中荷载；浇筑前应清理压型钢板表面的杂物和灰尘，以保证压型钢板和砼之间的良好结合；施工前做好压型钢板的固定措施，防止压型钢板被风掀起。砼的浇筑施工依据《混凝土结构工程施工规范》的要求进行，由于压型钢板下设有支撑，应根据压型钢板的承载力控制砼的堆放高度。有较大的集中荷载时应放在有钢梁的位置，吊挂层楼面砼宜采用平板振捣的方法，用电动抹面机抹平。5.3劳动力组织根据施工进度要求、任务分配和工种划分，以8000㎡吊挂层施工为例，劳动力配置如下。表5.3劳动力分布表序号工种数量（人）备注1管理人员8人2指挥工7人指挥吊装作业（持证）3起重工28人整体吊装作业（持证）、4焊工60人焊接作业（持证）5装配工32人桁架、钢梁安装校正6测量工4人标高、轴线测量（持证）7拼装工55人8架子工30人持证9应急人员12人10壮工30人48 6、材料与设备6.1吊装设备一览表序号名称规格、型号数量单位用途1塔吊STT2931台吊装、校正用2塔吊MC4801台吊装、校正用3塔吊JC70321台吊装、校正用4250吨履带吊CC2200,108m臂长1台吊装、校正用5500吨履带吊CC2400,168m臂长1台吊装、校正用6粽绳φ161000米校正用7卷扬机30t35个吊装8千斤顶20t120个卸荷表6.1吊装设备表6.2焊接及其他设备表表6.2焊接及其他设备表序号名称规格、型号数量单位用途1C02焊机NB-40017kw40台定位焊、对接、角接2直流电焊机ZX7-40015kw120台定位焊、对接、角接3空气压缩机XF2007.5kw6台定位焊、对接、角接4电动角向砂轮100-15030只焊前打磨5碳刨机ZX5-63026kw4台焊接处理6高温烘箱YGCH-X-40018kw4台焊接处理6.3支撑架详细规格部位规格材质防腐要求节点板要求弦杆Φ168×8无缝钢管Q235B2×60μm红丹漆法兰板板厚为16mm，其他节点板厚为12mm腹杆Φ89×5无缝钢管Q235B2×60μm红丹漆7、质量控制：48 7.1屋盖及吊挂楼层施工工程应按下列标准进行检验和验收。钢结构工程施工质量验收规范GB50205钢-混凝土组合楼盖设计与施工规程YB9238压型金属板设计施工规程YBJ216建筑用压型钢板GB/T12755钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ827.2采用的原材料及成品应进行进场验收。凡涉及安全、功能的原材料及成品等，按钢结构施工质量验收标准，根据国家相应规范对钢材进行复验。7.3每道工序完成后，进行交接验收检查，检查合格后方可进行下道工序施工。7.4钢结构吊挂楼层工程质量验收应在自检基础上，按照检验批、分项工程、分部工程进行。分项工程划分按照现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300的规定执行。分项工程所含的各检验批质量验收记录应完整。7.5安装偏差的检测，在结构形成空间刚度单元并连接固定后进行。在吊挂楼层施工过程中，采用了人工定位测量、试验仪器监测，对其施工过程中的关键工况进行跟踪监测，对数据进行分析并指导施工。7.6焊接：本工程钢构件材质主要为Q345B、Q345C，技术工艺部门依据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》标准的有关规定做好相关焊接工艺评定，并制定完善、可行的焊接工艺方案和措施，作为工程中指导焊接作业的工艺规范。7.7轴线：各控制点分布均匀，并定期进行复测，以确保控制点的精度；施工放样有专人复核，保证其准确性。7.8在吊装过程中，设专职人员观察并做记录，主要记录桁架、钢梁的吊装进度以及高强钢棒和压型钢板的安装精度，从而调整施工人员的操作流程与工艺。7.9高强螺栓性能检验1、本工程所使用的螺栓均应按设计及规范要求选用其材料和规格，保证其性能符合要求。2、高强度螺栓连接副应进行扭矩系数复验及摩擦面抗滑移系数试验，试验用螺栓连接副应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取。每套连接副只应做一次试验，不得重复使用。在进行连接副扭矩系数试验时，螺栓的紧固轴力应控制在一定的范围内，螺栓紧固轴力的试验控制范围如下表所示：螺栓紧固轴力值范围（kN）螺栓规格M16M20M22M24紧固轴力10015519022548 3、高强螺栓和连接副的额定荷载及螺母和垫圈的硬度试验，应在工厂进行；连接副紧固轴力的平均值和变异系数由厂方、施工方参加，在工厂确定。扭剪型高强度螺栓紧固轴力（kN）螺栓直径d（mm）1620（22）24紧固轴力公称109170211245最大120186231270最小99154191222紧固轴力变异系数≤10%7.10压型钢板安装的质量要求1、压型金属板铺放时，相邻压型板端部的波形槽口应对准。2、压型钢板应采用专用的吊具装卸和转运，严禁直接采用钢丝绳绑扎吊装。3、压型钢板与主体结构（钢梁）的锚固支承长度应符合设计要求，且不应小于50mm；端部锚固可采用电焊、贴角焊或射钉连接，设置位置应符合设计要求。4、支压型钢板的钢梁表面应保持清洁，压型钢板与钢梁顶面的间隙应控制在1mm以内。安装边模封口板时，应与压型钢板波距对其，偏差不大于3mm。7.11砼浇筑过程中的管理1、垃圾清理的基本要求（1)压型钢板安装完毕后以及砼施工前必须把垃圾、灰尘等杂物清理干净，清理方式宜采用吸尘器。（2)采用扫把、吸布等方式对压型钢板凹槽内积水进行排放处理，同时制定砼施工过程遭遇暴雨的对策，作好凹槽内雨水的及时处理方案。2、砼施工的注意事项（1)、砼施工前不能对压型钢板浇水湿润。（2)、砼浇筑采用送泵的方式进行砼浇筑。施工中注意倾倒砼要选择钢梁的部位，避免倾倒砼时的冲击力破坏压型钢板，从而造成压型钢板的变形，甚至塌陷。（3）、浇筑砼时注意不能在某个地方堆积料，砼应均匀分布，对于已堆积较高的砼必须立即人工向四周扒平，分散受力。（4）、采用平板震动器振捣砼时不能长时间停留在同一个地方震动。3、砼养护的注意事项（1）加强砼的养护，可采用在砼表面覆盖塑料薄膜的养护方法。（2）对预留孔洞的周边要进行围护处理，防止养护用水从孔洞口或其他空隙往下漏，从而影响下方的其他工序施工或行人正常的行走路线。48 4、后浇带留设的要求（1）压型钢板上的后浇带留设位置应取得设计单位的同意，宜设在次梁边缘，一方面有利于后浇带处快易收口网的拦截，另一方面有利于压型钢板受力，后浇带封闭时间不得少于14天。（2）后浇带处快易收口网的拦设方式分两种：平行与压型钢板纵向肋；垂直于压型钢板纵向肋。（3）后浇带部位的砼凿毛时要严格保护压型钢板不被凿穿、破坏，只对压型钢板板肋以上标高范围的混凝土进行凿毛处理。（4）后浇带封闭浇筑前，除满足设计要求外还应注意：用压力水冲洗凿毛面，并在每条压型钢板“波谷”中间设置直径10mm泄水孔，待压型钢板内积水排完后将泄水孔用相同材质修补并粘贴防水胶带，方可进行封闭浇筑。（5）、后浇带砼养护：采用浇水苫盖养护的方法。8、安全措施8.1做好个人安全防护，高空作业人员佩带工具袋，工具放在工具袋中，不得放在钢构件或易失落的地方，所有手工工具（如手锤、扳手、撬棍、焊把），应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。8.2根据吊装要求设置支撑架，架设时支撑架的标高要严格按照设计要求的桁架起拱值进行测量。为减小支撑架顶部变形，增加支撑架稳定性，在距离支撑架顶部1/3高度处，拉设缆风绳，缆风绳沿楼面成50～60度角，缆风绳另一端固定于混凝土楼面预埋件上。8.3钢梁吊装分段，需要按照以下原则进行：1.必须按照吊装机械的起吊能力进行合理分段。2.能够满足现场施工条件，能够保证高空对接的操作工艺要求。3.在进行现场吊装分段时，需要考虑到杆件受力情况，吊装分段不能划分在杆件内力较大截面位置。8.4高空作业人员严禁带病作业，施工现场禁止酒后作业，高温天气做好防暑降温工作。8.5吊装时应架设风速仪，风力超过6级或雷雨时禁止吊装，夜间吊装必须保证足够的照明，构件不得悬空过夜。8.6为满足工人在桁架上频繁通行，保证人员安全，在桁架顶面焊接1m高角钢，角钢上端牢靠挂设钢丝绳。工人通行时，安全带随行随挂在钢丝绳上。48 8.7悬空作业处有牢固的立足处，视具体情况，配置防护栏网、栏杆或其他安全设施。悬空作业所用的索具、脚手架、吊篮、吊笼、平台等设备，均需经过技术鉴定或验证方可作用。8.8电焊工高空作业时有安全设施保护，保护措施随构件同时上吊就位。高处焊接作业，下方设专人监护，中间应有防护隔板。钢梁就位后在钢梁对称边进行底座和埋件进行焊接，施工人员必须系好安全带和上圈梁连接好，做到安全施工。8.9施工人员高空操作应杜绝高空坠物。同时施工人员挂设好安全绳及其他安全措施。8.10电焊机使用时，要求焊把线与地线双线到位，焊把线不超过30m。电箱与电焊机之间的一次侧接线长度不大于5m。焊把线如有破皮，须用绝缘胶布包裹三道。电焊作业不准在油漆、稀释剂等易燃易爆物上方作业。8.11进入施工现场作业区特别是在易燃易爆物周围，严禁吸烟。8.12现场铺装压型钢板施工中，设专职安全人员监护，压型钢板吊装定位后应点焊固定，再安装施工。8.13高强钢棒的在吊装完成后，采用吊车与卷扬机配合施工，确认安装固定后，方可拆除保护缆绳。9、环保措施9.1噪声污染防治措施本工程施工噪声源主要有以下几种：施工机械、施工活动、运输车辆等。1、采取降噪措施，施工过程中向周围生活环境排放的噪声符合国家和本市规定的环境噪声施工场界排放标准。2、工程开工十五日前向当地政府环境保护部门提出申请，说明工程项目名称、施工企业名称、建筑施工场所及施工期可能排放到建筑施工场界的环境噪声强度和所采用的噪声污染防治措施等。3、施工噪声的控制标准：（1）对施工噪声的控制，选用噪声和振动符合城市环境噪声标准的施工机械，同时采用低噪音施工工艺和方法。作业时间由早晨6时至夜间23时。需要夜间施工时，提前填写《施工噪声排放许可证》，经相关管理部门审查后，向环境保护局申报，获得批准后方可执行，同时以文字形式或通过新闻等多种形式向施工工地附近居民予以公告。（2）按照不同施工阶段施工作业噪声的限制值，安排作业时间。4、采取有效措施，把噪声污染减少到最小的程度，并与可能受影响的组织和有关单位协商，达成协议。(1)合理安排作业时间，将混凝土施工等噪音较大的工序放在白天进行，在夜间避免进行噪音较大的工作。(2)吊车指挥配套使用对讲机。48 (3)使用手持电动工具（电锤、手电钻、手砂轮等）切割机时，周围设围挡隔音，使用设备性能优良，并合理安排工序不集中使用。9.2固体废弃物污染防治措施本工程产生的固体废物主要有以下几种：切割焊板、包装物、废弃杆件，生活垃圾及施工结束后临时建筑拆除产生的废弃物等。1、有利于保护环境的集中处置固体废物的措施：施工现场设固定的垃圾存放区域，及时清运、处置建筑施工过程中产生的垃圾，防止污染环境。2、对收集、贮存、运输、处置固体废物的设施、设备和场所，加强管理和维护，保证其正常运行和使用。3、教育施工人员养成良好的卫生习惯，不随地乱丢垃圾、杂物，保持工作和生活环境的整洁。4、施工中产生的建筑垃圾和生活垃圾，分类、定点堆放，并与环卫公司签订合同，由环卫公司进行专业化及时清运，不得乱堆乱放；建筑物内的垃圾必须装袋清运，严禁向外扬弃。9.3光污染防治措施施工现场的照明、电焊机等机具的使用将影响人们正常生活。作业时间为早晨6时至夜间22时。需要夜间施工时，提前向环境部门申报，获得批准后方可执行，同时以文字形式或通过新闻等多种形式向施工工地附近居民予以公告。9.4文明施工措施施工中需要停水、停电、封路而影响环境时，必须经有关部门批准，事先告示；在行人、车辆通行的地方施工，应当设置沟、井、坎、穴覆盖物和标志。9.5温暖季节宜对施工现场进行绿化布置。10、效益分析天津大剧院工程15.9m、20.9m处采用吊挂楼层结构的施工方法，总面积8000m2,用钢量1980t，合计杆件3280件。既节省下部空间又满足上部楼面的使用要求，增加了建筑物的使用价值。节约费用88.2万元，并且取消下部空间承重柱、墙等结构，大大提升了空间利用率，增加了建筑物的使用价值。其中，16m、21m吊挂层采用铺装钢承板浇筑砼楼板施工技术，节省架体搭设及脚手板铺装费：60万+5万=65万元160根钢棒代替138棵结构柱体，节约工料费：23.2万元11、工程实例48 11.1天津大剧院工程天津文化中心大剧院项目位于平江道与隆昌路交口处，是市委市政府打造天津文化商圈的核心工程。该建筑外观造型新颖独特，面湖而建，大气磅礴。内部使用功能完备，达到国际领先水平，总造价约为67亿元。天津大剧院吊挂楼层工程，东西跨度为86m，南北跨度为235m，总体吊挂楼层面积为8000㎡,用钢量1980t，合计杆件3280件。采用了国内外应用不多的大跨度吊挂结构体系，既满足了大剧院大空间的使用功能，又充分展示了其独特的建筑造型。屋盖桁架下部吊设160根高强钢棒，用以连接悬挂钢梁，此类结构受力传递的路径为自下而上传递，采用“先撑后挂、先卸后浇、动态监测、随时调整、防止变形”的方法施工。砼浇筑顺序共有两种方式：浇筑顺序1（屋盖、吊挂层砼穿插浇筑）、浇筑顺序2（先浇筑屋盖砼再浇筑吊挂层砼）。利用有限元模型对砼浇筑过程进行数值模拟。计算结果表明，两种浇筑顺序最终得到的屋盖和吊挂层的变形存在差异。浇筑顺序1的计算结果表明，吊挂层的竖向刚度较小，屋盖桁架的变形对吊挂层的变形有较大影响。吊挂层混凝土先于屋盖混凝土浇筑，屋盖桁架的变形将带动吊挂层的变形，硬化后的混凝土发生强制位移，严重时混凝土出现开裂。图11.1-116m吊挂层竖向位移图11.1-221m吊挂层竖向变形浇筑顺序2的计算结果表明进行混凝土浇筑时，由于屋盖桁架的刚度远大于吊挂层竖向刚度，因此吊挂层混凝土浇筑完成后的变形对屋盖桁架的变形影响较小。屋盖混凝土浇筑完成后，吊挂层整体发生较为均匀的竖向变形，各控制点的竖向位移相差不大，便于混凝土浇筑时控制板厚。48 图11.1-3屋盖桁架竖向变形对比以上两种浇筑顺序的计算结果可以看出，浇筑顺序2更为合理。屋盖桁架的竖向刚度远大于吊挂层的竖向刚度，屋盖混凝土浇筑完成后，吊挂层混凝土的浇筑对屋盖桁架的影响较小；同时屋盖混凝土浇筑完成后，吊挂层发生整体的竖向变形，变形比较均匀。通过现场跟踪监测，对测点数据进行采集，与模拟数据对比分析得到以下数据：钢棒监测应力与数值模拟应力比较列于表11.1-1。表11.1-1钢棒监测应力与数值模拟应力比较/MPa钢棒测点编号混凝土浇筑前后混凝土浇筑前后相差/%监测应力变化数值模拟应力变化测点1（20.9m）33.341.123.4测点2（20.9m）22.731.739.6测点3（20.9m）2121.10.5测点3（15.9m）41.634.1-18.0测点4（20.9m）30.832.45.2测点5（20.9m）47.436.5-23.0测点6（20.9m）36.436.3-0.3测点7（20.9m）79.234.6-56.3测点8（20.9m）35.832.6-8.9测点8（15.9m）37.229.3-21.2测点9（20.9m）50.340.2-20.1测点10（15.9m）42.241.4-1.9测点11（15.9m）32.933.41.5注：相差=(混凝土浇筑前后数值模拟应力变化-混凝土浇筑前后监测应力变化）/混凝土浇筑前后监测应力变化48 从表11.1-1可以看出，部分钢棒监测应力变化大于数值模拟应力变化，因施工现场测点附近有施工临时堆载所致，数值模拟无法精确仿真安装误差、温差效应以及混凝土徐变效应对结构的真实影响。数值模拟吊挂层支撑架卸载的次序与实际卸载次序稍有所不同，也是导致监测应力变化与数值模拟应力变化相差较大的原因之一。桁架监测应力与数值模拟应力比较列于表11.1-2。表11.1-2桁架监测应力与数值模拟应力比较/MPa桁架测点编号混凝土浇筑前后监测应力变化混凝土浇筑前后数值模拟应力变化相差/%测点113.415.414.9测点27.411.656.8测点314.815.33.4测点415.27.4-51.3测点511.82.2-81.4测点65.66.617.9测点76.31.3-79.4测点822.015.7-28.6测点96.38.839.7测点1027.615.0-45.7注：相差=(混凝土浇筑前后数值模拟应力变化-混凝土浇筑前后监测应力变化）/混凝土浇筑前后监测应力变化从整体变化来看，数值模拟结果和监测结果比较接近，说明数值模拟在一定程度上还是能够反映浇筑过程中应力变化的。施工完成后，经实体检测符合设计要求、满足设计使用功能，并得到建设单位、设计单位、监理单位的一致肯定。11.2中新生态城动漫大厦工程动漫产业园的主楼建筑面积75692㎡,地下1层、地上8层，高度42m,主楼B区在标高31.2m～40.2m处设有悬空的弧形钢结构通廊，跨度60.5m，通廊高度为9m，在钢通廊施工中应用了“大面积钢结构吊挂层施工工法”，钢结构吊挂层施工质量符合设计及规范的要求。钢通廊结构复杂、外形呈曲面且较为高大，其上层为钢桁架承重层，下层为4.8m的吊挂层。吊挂层、下弦层、上弦层桁架平面及支撑系统空间交汇而成。利用插接式承重架体，作为安装平台，采用自下而上的施工顺序。在待安装的钢通廊的下方搭设插接式架体承重平台，遵循着自下而上的顺序拼装，在承重平台上待整体结构拼装完成后，实施通廊主体结构的整体卸荷。1、吊挂层主次梁的安装48 安装前，在承重架体的主立杆上设置吊挂层主梁的支撑点，支撑点采用工16工字钢，工字钢与架体的主立杆之间设置可调节U型钢垫板，用来调整支撑点顶面标高，支撑梁顶面标高与悬挂层主梁底面标高一致（包括起拱值）。支撑点设置完成后，用全站仪在每个支撑梁的顶面准确的放出悬挂层主梁的中线及两边线的平面位置，并在两边线位置焊上定位钢板。图11.2-1支撑点示意图一切准备工作完成后，即可进行吊挂层主次梁的安装，其安装顺序先安装弧形主梁再安装次梁，安装时钢梁间接头处采用临时螺栓固定。由于最大跨度的弧形主梁分为5段，所以该梁安装时应从中间往两端对称施工，从而减少误差的累计，其余两跨弧形主梁从一边往另一边依次施工即可。吊挂层主梁的安装：由于弧形主梁起吊时会发生侧扭，所以弧梁采用三个吊点起吊使之平衡，其中中间的一个吊点采用5t的倒链，如图11.2-2所示。图11.2-2弧梁吊点示意图2、钢吊柱与桁架下弦杆的连梁桁架下弦杆安装顺序：曲率大的下弦杆从中间向两边安装，曲率小的下弦杆由于杆件分段少(3～4段)可以从一边往另一边依次安装。48 图11.2-3下弦杆与钢吊柱的节点图用塔吊将下弦杆第一段杆件缓慢吊装到接近钢吊柱顶部，起重工可伸手触及梁时用撬棍穿眼、对位，先用普通螺栓进行临时固定，校正合格后，用高强螺栓进行初拧、终拧，螺栓拧紧的顺序应从螺栓中部向四周扩展逐个拧紧，每拧一遍均用不同颜色的油漆做上标记，防止漏拧。然后用揽风绳将下弦杆固定后再托钩，继续吊装下一段下弦杆件。(如图11.2-4所示)图11.2-4下弦杆临时固定示意图3、吊挂层及钢桁架的卸荷1、卸荷前的准备工作：（1）检查现场所有的焊缝是否达到卸荷要求，检查现场所有的螺栓紧固是否达到终拧要求。（2）卸荷采用等比例原则，分别计算出各个支撑点的每次卸荷量，每次缓慢卸荷4mm,分10次卸荷，由于螺旋丝杆的螺距为8mm，所以每次旋转180度即每次下调4mm，制定出样板严格控制，按交替等比例原则依次卸荷，直至螺栓即将松动停止。48 图11.2-5卸荷阶段顺序示意图2、卸荷过程中的操作要点：（1）卸荷时通过旋转支撑架上的丝杠，实现分级同步的卸荷。（2）每榀桁架每次缓慢释放位移4mm，逐次进行，直至螺栓即将松动停止。（3）卸载时遵循着从中间向两侧过渡的顺序，分10次卸完，每次卸荷4mm，规定每次卸荷间隔时间不小于30分钟。48 应用证明动漫产业园的主楼建筑面积75692m2,地下1层、地上8层，高度42m,主楼B区在标高31.2m～40.2m处设有悬空的弧形钢结构通廊，跨度60.5m，通廊高度为9m，其上层为钢桁架承重结构，下层为4.8m高的吊挂层，施工中应用了“大面积钢结构吊挂层施工工法”，钢结构吊挂层施工质量符合设计及规范的要。特此证明。经济效益证明48 天津大剧院吊挂楼层工程，东西跨度为86m，南北跨度为235m，总体吊挂楼层面积为8000㎡,用钢量1980t，合计杆件3280件。采用此种楼层结构的施工工法，既节省下部空间又满足上部楼面的使用要求，节约费用88.2万元，并且取消下部空间承重柱、墙等结构，大大提升了空间利用率，增加了建筑物的使用价值。其中，16m、21m吊挂层采用铺装钢承板浇筑混凝土楼板施工技术，节省架体搭设及脚手板铺装费：60万+5万=65万元160根钢棒代替138棵结构柱体，节约工料费：23.2万元特此证明。操作要点照片48 屋盖桁架及吊挂楼层钢梁定位桁架下弦48 高强钢棒与钢梁链接高强钢棒节点安装48 压型钢板楼板铺装压型钢板与钢棒节点48 吊挂楼层砼浇筑施工48 双层吊挂楼层48 双层吊挂楼层吊挂楼层楼面实景48'