北京某大型图书馆钢结构现场拼装施工方案(鲁班奖 巨型钢桁架 三维示意图).doc

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北京某大型图书馆钢结构现场拼装施工方案(鲁班奖 巨型钢桁架 三维示意图).doc

第一章 总体安排

1.1 主要的工艺流程图……………………………………………………………………… 6

1.2 现场的拼装分区…………………………………………………………………………. 7

DB13/T 1696-2013标准下载 1.3 主结构现场地面就位拼装平台构筑 ………………………………………………….. 8

1.4 拼装机械的选择…………………………………………………………………………. 9

1.5 组织管理及劳动力的配置………………………………………………………………. 9

1.6 进出场通道……………………………………………………………………………… 12

1.7 主结构现场地面就位分区拼装顺序…………………………………………………… 13

第二章 桁架的拼装

2.1 主桁架的拼装 …………………………………………………………………………..42

2.1.1 地面拼装放样及布置胎膜 …………………………………………………………….43

2.1.2 下弦杆的拼装 ………………………………………………………………………….44

2.1.3 腹杆的拼装 …………………………………………………………………………..48

2.1.4 上桁杆的拼装 ………………………………………………………………………….50

2.2 屋面桁架的拼装 ……………………………………………………………………….53

2.3 拼装注意要点 ………………………………………………………………………….55

第三章 屋面的桁架和主、次梁的安装

3.1 屋面桁架高空安装平台的设置 ……………………………………………………….56

3.2 屋面桁架吊装及吊点选择 …………………………………………………………….56

3.3 安装的验算……………………………………………………………………………..59

3.4 桁架的高空就位………………………………………………………………………..60

四层主梁的吊装………………………………………………………………………61

SZ—2立柱安装………………………………………………………………………62

顶层主梁安装…………………………………………………………………………63

4.4 次梁的安装 …………………………………………………………………………64

第五章 拼装节点的焊接

5.1 焊接的工艺流程 ………………………………………………………………………66

5.2 焊接准备 ……………………………………………………………………………..66

5.3 焊接工艺 ……………………………………………………………………………..67

5.4 焊接的检验 ………………………………………………………………………… 71

5.5 现场焊接防风、防雨雪、保温措施 ……………………………………………… 72

第六章 高强螺栓的储运与保管及安装

6.1 高强螺栓的储运与保管的措施 ………………………………………………………79

6.2 高强螺栓安装工艺流程 ………………………………………………………………80

6.3 高强螺栓的安装 ……………………………………………………………………..80

6.3.1 对孔和穿孔 ……………………………………………………………………..80

6.3.2 扩孔 ……………………………………………………………………………….80

6.3.3 高强螺栓的连接 ………………………………………………………………….81

6.3.4 接触面间隙处理方法……………………………………………………………..81

第七章 现场涂装工艺

7.1 涂装准备………………………………………………………………………………. 82

7.2 涂装的环境与温湿度………………………………………………………………… 82

7.3 涂料的储存……………………………………………………………………………. 82

7.4 涂装的要求………………………………………………………………………….. 83

7.5 涂装工艺流程……………………………………………………………………….. 84

7.6 涂装方法………………………………………………………………………………. 85

7.7 涂膜厚度的控制………………………………………………………………………. 85

7.8 涂装的修补……………………………………………………………………………..85

7.9. 施工过程的质量保证措施…………………………………………………………….86

第八章 主结构安装质量检测及验收

8.1 安装质量检测 ………………………………………………………………………….89

8.2 安装过程累计误差检测 ……………………………………………………………….89

8.3 焊接检测 ……………………………………………………………………………..89

8.4 高强螺栓施工质量验收 ……………………………………………………………..91

第九章 技术质量保证措施

8.1 质量管理体系……………………………………………………………………………92

8.2 质量管理制度……………………………………………………………………………92

8.3关键点质量控制措施……………………………………………………………………93

第十章 安全施工保证措施

10.1安全保证体系 …………………………………………………………………………102

10.2现场施工安全管理 ………………………………………………………………… 107

10.3安全保障设施 ……………………………………………………………… 110

10.4 高空作业的安全保证措施及应急预案 ……………………………………………113

第十一章 环保及文明施工保证措施

11.1文明施工目标及施工布置 ……………………………………………………………117

11.2文明施工和环境保护管理机构 ………………………………………………………117

11.3文明施工管理细则 ……………………………………………………………………118

11.4文明施工检查措施 ………………………………………………………………… 119

11.5 环境保护措施 ……………………………………………………………………… 120

附图1 主桁架拼装顺序图

附表1 拼装进度计划

附图2 上弦杆临时支撑计算书

****二期暨****工程

主结构现场地面就位拼装方案

主结构现场地面就位拼装的工作主要指:将工厂加工的主桁架、次桁架的分段杆件及桁架间四、顶层联系主梁等主要构件在现场地面上就位拼装,形成稳定的空间结构体系(工程量:9210吨),给主结构整体提升至设计标高,避免大工程量高空安装创造条件。其主要的工作包括运输构件到场,承重工程桩、拼装平台搭设,桁架杆件组拼,主梁吊装,拼装节点焊接,高强螺栓连接,主结构安装质量检测及验收。

主结构现场地面就位拼装平面布置如图

主结构地面拼装四层平面布置

主结构地面拼装顶层平面布置

1.1主要的工艺流程图:

合格

1.2 现场的拼装分区

为保证主结构现场地面就位拼装合理有序进行,并与工厂结构加工计划保持同步,根据现场实际施工条件,以及本工程地下室土方工程的开挖顺序和时间和主结构的现场地面就位拼装时焊接顺序尽可能控制结构焊接应力变形,特划分成15个流水拼装区,具体分区见下图。

3主结构现场地面就位拼装平台构筑

(详见:拼装平台施工方案)

1.4 拼装起重机械的选择

根据本钢结构的特点,对于主桁架单根拼装散件采用原地拼装和屋面桁架胎架组装相结合。考虑到主桁架的下弦杆的单件的最大重量为54.048吨,所需要的最大拼装高度为1.5米,屋面桁架组拼的最大重量为42.472吨,最大拼装高度为1米,因此选用150吨的履带吊完全可以满足组拼过程中的起重要求。如果采用履带吊作为吊装设备,150 吨履带吊的10米半径(30米主臂)可吊重77.9 吨,可以满足组拼后的起重要求。因此根据起重要求和设备工况,在拼装场地上仍然采用150吨履带吊,完成单榀桁架的拼装任务和屋面桁架的组拼吊装工作。

1.5组织管理及劳动力配置

1.5.1钢结构主要施工管理人员见下表:

钢结构主要施工管理人员表:

1.5.2、施工现场各专业人员的配置

本工程钢结构施工各专业人员的配置,以计划工期为主考虑了承包范围、夜间卸钢构件等因素。各工期拟投入本工程各专业人员,

1.7 主结构现场地面就位分区拼装顺序

主结构现场地面就位拼装按上述分区流水进行,吊车站位,构件进场,安装操作人员,安装工装卡具及焊接定位工具设备等均需在安装区域内做好充分准备,使构件进场后变卸车为吊装一步到位,尽可能减少二次倒运。特别是桁架下弦分段杆件较重,更应直接吊至拼装平台上。

第一拼装分区及吊车站位工况

第一分区构件进场顺序清单:

第二拼装分区及吊车站位工况

第二分区构件进场顺序清单

第三拼装分区及吊车站位工况

第三分区构件进场顺序清单

第四拼装分区及吊车站位工况

第四分区构件进场顺序清单

第五拼装分区及吊车站位工况

第五分区构件进场顺序清单

第六拼装分区及吊车站位工况

第六分区构件进场顺序清单

第八拼装分区及吊车站位工况

第八分区构件进场顺序清单

第九、十、十一拼装分区及吊车站位工况

第九、十、十一分区构件进场顺序清单

第十二拼装分区及吊车站位工况

第十二分区构件进场顺序清单

第十三拼装分区及吊车站位工况

第十三分区构件进场顺序清单

第十四、十五拼装分区及吊车站位工况

第十四、十五分区构件进场顺序清单

本工程采用的是空间重型桁架结构,无论在制作、运输、安装上都存在难度。按设计要求对大型主桁架在工厂进行分段制作,最长不大于13米、最重54吨左右,散件运输、现场拼装。根据现场的安装条件,采取以主桁架为主的分区安装。每个区采用自下而上、先平面后立体的原则进行拼装。将工厂制作好的下弦杆按桁架的拼装顺序直接在拼装平台胎模上进行对接,拼装时,采用在主控制点上支架全站仪,以极

坐标法测定箱梁分段定位点的坐标,全站仪正倒镜观测取中数与设定坐标进行比较,可将箱梁分段定位点确定,在箱梁下部标识好主轴线位置。及在下弦杆对应位置,用吊线锤的方法对准投影标志,用千斤顶进行校正测量固定。经核准后,将本区范围内接长定位桁架下弦杆接口按规定的焊接顺序进行定位焊接。在地面上把[腹杆可调定位支撑]连同腹杆起吊卡具固定在被拼装腹杆的上部1/3处,一并吊起,将腹杆下部与下弦杆相对应的安装节点栓接,并将[腹杆可调定位支撑]打开并固定在下弦杆预定位置上,同时微调一定的角度使腹杆立面上端的投影与下弦杆上原测定的投影点重合,腹杆吊装就位完成。吊装上弦杆时先将[支撑井架]安装、就位在对应的安装位置上(固定在下弦杆上);搭设操作脚手架平台并与[支撑井架]拉接。采用上面的测量方法,对上弦杆进行调整,正确后,上弦杆定位。上弦杆就位时首先栓接垂直柱上部的安装节点,以保持上弦杆立面的投影位置。(再次拼装上弦杆时首先栓接该上弦杆与已被固定的上弦杆节点)在[支撑井架]上,运用[支撑井架]上的千斤顶调节上弦杆的平面位置,检测合格后并固定。

待一榀桁架的一段拼装完成后,再拼装另一榀,拼装的顺序和第一榀的一致。两单榀桁架拼装完成后,再拼装桁架之间的支撑和连系桁架。当一个分区构件拼装完成并检测合格后,再开始焊接。焊接时需考虑焊接变形和焊接收缩,应采用合理的焊接方法和焊接顺序来控制。

之后,再拼装下一区的下弦、腹杆、上弦、支撑 ……

下面以第一区的桁架为例对桁架的拼装顺序予以详细的说明:

2.1.1 地面拼装平台上放样及布置桁架下弦胎模

根据本工程总体控制网点,(根据钢结构四层平面图)在拼装平台上放出主桁架下弦杆在各轴线的位置线,并在重要的位置(如轴线的交点、弦杆的节点投影部位)作好标记。

2.1.2 下弦杆的拼装

图:首件桁架分段杆件运至现场卸车、就位,一步到位。

第二步;以首件桁架分段杆件的安装定位为基准,再进行与首件桁架分段杆件节点相接的桁架下弦分段杆件。直至本区桁架下弦分段杆件全部 定位对接完成。

本区主桁架的下弦杆初步定位完成后,先用测量仪器和工具(水准仪或经纬仪)对对接的杆件进行测量,对不合格的端口部位进行精确校正,采用的主要方法为在箱形的内外两侧,同时设置工艺卡板和辅助顶推设备在小范围内确保各个断口的精确对位。待校正并检测符合规范要求后,再用临时耳板固定,确保端口相互位置后再焊接。

焊接时为避免构件出现仰焊,采用在上翼板上去除一块700mm宽的板件,待下翼板、两侧腹板的焊缝焊接完成后,再盖上面的700mm的板件。具体见下图:

2.1.3 腹杆的拼装

本区主桁架腹杆的拼装是在本区主桁架下弦杆分段杆件对接焊口施焊完成并经对主桁架下弦杆分段杆件定位、焊接质量检测合格后进行的,在地面上把[腹杆可调定位支撑]连同腹杆起吊卡具固定在被拼装腹杆的上部1/3处,一并吊起,将腹杆下部安装节点与对应的下弦安装节点栓接并将[腹杆可调定位支撑]打开并固定在下弦杆预定位置上,同时微调一定的角度使腹杆立面上端的投影与下弦杆上原测定的投影点重合,第一根腹杆吊装就位完成,然后按此法将对应主桁架上弦杆分段杆件所包含的腹杆依次拼装定位。

对于构件的测量,左右、前后位置采用挂线锤的方法来控制,标高的测量采用从上弦杆的上端面向下挂带刻度的标尺,再用水准仪测量的方法来控制。

具体的腹杆吊装如图所示:

[腹杆可调定位支撑]调整装置示意图如下:

主桁架的拼装顺序,决定腹杆的拼装要以下弦杆为基础,进行腹杆的调节。由于腹杆是连接上、下弦杆的支撑杆件。根据此因素,腹杆的拼装在没有上弦杆连接的时候需要增加辅助的调节装置,此装置采用调节螺杆进行腹杆的支撑和调节作用。主体用φ159*6的钢管做为支撑杆,钢管端头焊接一块连接耳板,与下端夹具铰接。夹具采用[14槽钢封δ12钢板,两端钻孔,穿φ24夹紧螺杆,螺杆两端配双螺母防松。夹具通过弦杆的牛腿固定。支撑的调节作用通过支撑杆上的φ60的梯形螺杆来实现。螺杆两端的双螺母与钢管焊接。通过转动螺杆上的操作手柄来实现腹杆角度的调整。

斜腹杆的拼装主要采用调节螺栓辅助设备进行拼装,使用调节螺杆设备考虑以下几个方面:

调节螺杆不占用50吨或150吨的大型吊机,人工可操作性强,使大型的吊机可充分的发挥特长,用于下一榀桁架弦杆的拼装和吊运,及可以加快拼装的速度,缩短了拼装的时间。

调节螺杆可以填补大型吊机无法进入或回转困难的难题,可避免在某些地方因基础或其它条件的限制,不影响下一步的工序开展。

调节螺杆的灵活性很大,可以两边调整,节省拆装的时间,从而减少了拼装的时间。

支撑上的调节螺杆可利用固定在下弦杆的支点来进行腹杆的调节

每个腹杆安装支撑系统由两个钢管液压装置构成,单个构件选用φ159×6材质为Q235的钢管。

计算截面承载力如下:

钢管回转半径为:i=54.1mm

计算长度取L=6800mm

得λ=6800/54.1=125.7

查表得稳定系数为:φ=0.46

单个构件承载力为:F=φ*A*f=0.46*2884*215=285KN

故两个构件可承载570KN,所以无论支撑在什么位置均可满足施工要求。

2.1.4 上弦杆的拼装

主桁架上弦杆的拼装是在本段上弦杆所对应的腹杆均已支固定位于下弦杆节点上,并已将腹杆的倾斜角度将其上部节点调整锁在空间安装位置上以后,起吊主桁架上弦杆空中与腹杆进行安装螺栓连接的。为了保证主桁架上弦杆与腹杆定位的牢靠,需要对接口实施焊接定位,在吊装上弦杆之前将工具式[支撑井架]安装在下弦杆的节点短肢上。每拼装一段上弦杆需安装四个[支撑井架],并测量[支撑井架]顶端的承载面的标高,把桁架的中心轴线的位置投影到[支撑井架]的承载面上并做好标记,以此中心线向两边引两条辅助线(距离中心600mm)为参照点,进行初定位。在吊装的过程中用仪器(经纬仪、水准仪、量具)跟踪测量进行构件的就位和偏差的调整,直到最终固定。

用150吨的履带吊将上弦杆吊至指定位置,经初步定位后,我们采用[支撑井架]承载面上的辅助设备来调节上弦杆的标高、水平位置,同时用测量仪器复测,确保构件的就位、固定的准确性。井架调节构件装置的示意图如下,井架的构造见详细说明书。

上弦井架调节装置,具体做法如下图:

井架主体由L90*6及L50*5的角钢拼接而成,底面为600*600,高度为7200。井架底座与下弦杆牛腿固定形式同腹杆可调定位支撑。井架底部放置一个600*600*400的活动小承台,小承台用δ20钢板焊接成形,内置一台16t千斤顶。之后,将同一上弦杆下及相邻两上弦杆间的井架用L90*6角钢用螺栓连接,增强井架稳定性,且便于拆除。

为了使四个[支撑井架]相对稳定,通过搭设安装操作脚手架及操作平台时予以解决。

[支撑井架]采用角钢和脚手架组合成井字形格构式支架,顶面采用厚度为20mm的钢板制作而成,配备10吨千斤顶一台。[支撑井架]下底面用20mm的钢板作底座,底座四脚用20mm的钢板带与下弦杆短肢拉接锚固。

以后分区(有主桁架的分区)的安装顺序和方法基本和一区相同。

2.2 屋面桁架的拼装

由于屋面桁架高度为2.5m,最长46.5m,最大重量为42吨左右,最长分段为16m,故由工厂每榀屋面桁架分三段制作,运到现场组装成整榀屋面桁架,因此全部采用在地面拼装枕架进行拼装,然后整体吊装,将拼装枕架全部设置在施工现场的8号拼装场地内,将六榀屋面桁架全部拼装完成。除四榀屋面桁架保留在8号拼装场地内整体吊装外,余两榀吊运至13号拼装场地内等待整体吊装。

每榀屋面桁架拼装时间为3天,完全满足整个安装进度的需要。桁架拼装完成后GBT51294-2018 风景名胜区详细规划标准.pdf,根据桁架的重量约42.472吨,采用150吨级履带式吊机整体就位。

屋面桁架拼装节点对接的示意图:

屋面桁架现场焊接节点示意图

在第八拼装区内设置6个拼装枕架,采取卧拼方法拼接屋面桁架。每两个拼装枕架支撑一段屋面桁架,每榀屋面桁架拼装时间为3天,满足整个安装进度的需要。桁架拼装完成后,根据桁架的重量约42.472吨,采用150吨级履带式吊机整体就位。

桁架拼装的胎架承台基础混凝土强度必须达到设计强度的75%以上时,才能进行胎架的组装,胎架的组装应严格按照工艺设计图纸进行,每个胎膜架组装完成后应进行严格的验收,验收合格后方能进行桁架的拼装,在桁架的拼装过程中应定期对胎膜架的尺寸位置,沉降量等技术要求进行测量。

由于主桁架采用立面的整体胎架后,最大支撑高度达到10米左右JB/T 13658-2019 井下矿用轮胎式潜孔钻机.pdf,因此必须对支架的稳定性进行加强,采取的措施主要有以下几点:

1. 在支架间设置拉接杆件,保证这个胎架形成整体;

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