第284頁/共285頁展廳鋼結構工程施工建議方案目錄TOC\o"1-3"\h\u199931鋼結構工程概況 1181242重難點及關鍵技術解決措施 2172443總體安裝思路 6214754鋼結構吊裝分段劃分 684765吊裝機械的選擇 7186106鋼結構施工流程 8166667張弦梁施工的質量控制 121鋼結構工程概況北側1號樓展廳東西長400m，南北長100m，建筑高度22.15m，地上1層，局部2層，1層層高7.8m，2層層高6.7m，展廳屋面標高為19~25m不等，由14片三角形按照一定規律相折連接。鋼材為Q345B,屋頂主要為張弦梁結構，單榀自重42t,跨度69m，北側懸挑1025m，南側懸挑825m，張弦梁采用箱型梁，梁高1000mm、800mm,主要截面規格口1000*500*15*34mm、口800*500*16*34mm，張弦梁高度7m,采用預應力鋼索為1670級PES低松弛超高強度度鋅鋼絲，還設有4榀平面桁架，分布在1-16、1-17、1-29、1-304軸。詳見下圖1-1。整體三維軸側圖俯視圖張弦梁圖平面桁架圖圖1-1鋼結構概況圖2重難點及關鍵技術解決措施1屋蓋張弦梁的安裝屋蓋張弦梁的安裝重難點見下表2-1。表2-1屋蓋張弦梁的安裝重難點現場安裝重點、難點分析及解決措施重點難點重點、難點及關鍵技術剖析張弦梁的安裝是本工程的重點本工程屋蓋鋼結構采用張弦梁結構體系。鋼結構整體布置規則，張弦梁間距9m，跨度69m，左端懸挑1025m，右端懸挑825m。平面內縱向設置9道水平支撐體系，橫向設1道水平支撐體系。跨度達安裝過程中易產生結構位移、撓度、局部焊接應力大等特點，對安裝方案提出了較高的要求，同時安裝完成后張拉過程的控制也是本工程的重點。解決措施經過對本工程的結構特點分析，擬在展廳內側地下室頂板設置吊車通道，布置4臺70噸汽車吊進行屋蓋張弦梁的分段安裝。采用“分段吊裝、高空對接、一次張拉的施工方案本方案安裝施工簡單、方便快捷，施工效率高。同時拼裝工作受混凝土結構的影響相對較小，可穿插施工，易分散、平行施工，施工進度易于保證。2現場焊接質量的保證現場焊接質量的保證重難點見下表2-2。表2-2現場焊接質量的保證重難點現場安裝重點、難點分析及解決措施重點難點重點、難點及關鍵技術剖析現場焊接質量保證是本工程的重點本工程大量采用張弦梁結構作為屋面結構的主體結構，高空對接焊接工作量大，在進行焊接時容易造成結構的焊接變形。因此控制的焊接變形是本工程的重點和難點。解決措施1、發揮以往類似工程焊接經驗及多年鋼結構焊接技術的積累的優勢，針對本工程特點，按《焊接規范》的相關規定進行焊接工藝評定和焊工資格考試，制定WPS，焊工全部持證上崗。并對參與本工程焊工進行同類構件、同類材料、同類厚度附加考試，合格后才能上崗焊接，并嚴格限定作業范圍。2、嚴把材料關，即保證材料的Z向性能，并在焊接前對母材焊道中心線兩側各2倍板厚加30mm的區域增加斜探頭超聲波探傷檢查。4、針對不同的板厚、不同的截面、不同的坡口形式，預先考慮縱向變形和橫向的收縮余量。5、為保證高空焊接質量，當高空焊接遇風雨天氣時，采用在接頭處設置防風雨棚進行焊接，使焊接不中斷，對保證焊接質量和安裝進度有保證。6、根據現場焊接的主要結構特點，針對性地制定焊接工藝、焊接方法以及降低應力集中的方法。7、采用擴大探傷范圍的方法對現場高空焊接的焊縫進行檢測，確保焊接質量。3高空施工安全是本工程的重點高空施工安全重難點見下表2-3。表2-3高空施工安全重難點現場安裝重點、難點分析及解決措施重點難點重點、難點及關鍵技術剖析高空施工安全是本工程的重點本工程結構最大懸挑達11米，施工最高位置為24米，施工難度系數高，風險大，高空作業安全控制是鋼結構施工中應該注意的重點和難點。1、本工程為空間結構，各點標高不一，且節點構造復雜，截面形式多樣，高空腳手不易搭設，結構安裝階段對腳手架的要求高。2、結構安裝面積大，施工作業面廣，安裝施工作業面標高高，且整體呈傾斜布置，安全隱患多。3、結構安裝階段，在每個吊裝單元的接口處，均要設置操作平臺，且平臺和平臺間還要設置相應的安全行走通道，安全措施要求高。4、屋面結構安裝階段，施工作業面將更大，高空滑移施工對屋面結構安裝更加對安全提出了較高的要求。解決措施1、強化安全管理及安全教育工作開展三級安全教育：三級安全生產教育分公司、項目部和班組三個級別。每一個新進入工地的人，和轉換工作崗位的人都需要做三級安全生產教育。2、建立以項目經理為核心的安全管理組織機構在現場建立以項目經理為組長，執行經理、項目總工為副組長，專職安全員、各部組負責人為組員的項目安全生產領導小組，形成縱橫網絡管理體制。3、安全管理基金專款專用設立安全管理基金賬戶，采取專款專用的方式，不得挪作他用。4、建立以項目經理為核心的安全管理組織機構1)臨時支撐采用鋼管格構式鋼柱，鋼柱間采用鋼管桁架進行穩定連接，使支撐具有空間剛度和穩定性。2)在臨時支撐上端設置操作平臺，并在平臺四周設置封閉型防護攔桿，減輕視覺恐高屏障。3)在高空操作平臺之間，利用臨時支撐間的加勁鋼管桁架設置高空人行通道，使平臺間形成相互貫通的空中連廊，確保高空操作人員的操作空間。4)在高空人行通道的二側，設置密封型防護攔桿。4現場施工的測量現場施工的測量重難點見下表2-4。表2-4現場施工的測量重難點現場安裝重點、難點分析及解決措施重點難點重點、難點及關鍵技術剖析現場施工測量是本工程的重點本工程屋蓋是大跨度張弦梁結構，其每一個各個節點部位均有不同的空間坐標，控制點繁多。且施工面積大，場地內部環境復雜。同時由于本工程的各部分結構體系的施工精度直接影響下道工序的安裝誤差精度，因此必須從工廠加工制作至現場拼裝安裝制定嚴格的測量方案，采用科學的測量儀器及測量手段進行各道施工精度的控制。另外由于本工程的屋蓋結構的施工面積大且安裝精度要求高的特點及現場施工安裝過程中整個結構體系受溫差效應影響，導致的熱脹冷縮差異，所以本工程所涉及的測量、監測內容繁多，技術要求很高。是本工程拼裝和安裝的重點。解決措施1、根據本工程特點，結合以往大型大跨度空間結構安裝成熟經驗，采用高精度全站儀建立平面控制基準網，并采用雙頻大地型GPS接收機進行校核，采用激光準直儀和全站儀進行平面控制基準的豎向傳遞；采用電子水準儀建立高程控制基準網，采用全站儀測天頂距法進行高程控制基準的豎向傳遞，并采用電子水準儀進行校核。2、對累積誤差的處理，采用在各個結構鋼柱之間設置補償量進行調整的辦法，逐節消除，防止因累積量過大一次性消除而對結構產生影響。對測量數據，應在設計值的基礎上加上預變形值后使用，并根據施工同步監測數據，及時調整預變形值。3、由于環境溫度變化及日照影響，使測量定位十分困難。在精確定位時，必須監測結構溫度的分布規律，規避日照效應，通過計算機模擬計算結構變形并調整之。5鋼屋蓋結構卸載鋼屋蓋結構卸載重難點見下表2-5。表2-5鋼屋蓋結構卸載重難點現場安裝重點、難點分析及解決措施重點難點重點、難點及關鍵技術剖析鋼屋蓋結構卸載是本工程的重點1）卸載支點布置多屋蓋采用分段吊裝的安裝方法，安裝臨時支架支點多，利用千斤頂同步卸載難度很大。如何將面積大屋蓋安全卸載到位，是一項重要的問題。2）使用頂升設備多根據臨時支撐的數量統計，卸載頂升千斤頂數量較多，如何所有卸載千斤頂的協調動作，需要有較強的控制能力。3）同步控制要求高在卸載過程中，各支點之間的同步控制要求在±2mm內；同時，同一卸載支架單元上各支點的載荷要控制在與理論計算基本一致的范圍內。解決措施1）選取合適的卸載單元根據本工程的特點，安裝時采用分段安裝的方法。張弦梁分段處設置臨時支撐，一個分區的屋蓋的張弦梁安裝完成后進行張拉、整體卸載。2）選擇適當的卸載機具根據本工程卸載點多的特點，決定選用計算機控制頂升（下降）技術進行鋼屋蓋的整體卸載。由計算機控制油壓機工作，達到同步卸載的目的。3）合理選擇卸載方法本工程卸載根據微調循環、均勻卸載的原則進行卸載，卸載時通過設置在臨時支架頂部的計算機控制液壓千斤頂進行卸載，卸載時通過統一指揮進行同步操作，根據計算機同步控制液壓千斤頂調節對結構進行逐級卸載，直至結構和千斤全部脫離。3總體安裝思路施工擬采用“分段吊裝，高空對接，一次張拉”的施工方案，屋蓋鋼結構共分為2個區域，從中間向東西兩側對稱施工，屋蓋張弦梁、平面桁架采用汽車吊分段吊裝法。平面桁架現場設置拼裝場地，工廠桿件等加工完成后運至現場進行拼裝成吊裝分段。原則上吊裝分段的拼裝場地設置在安裝區域四周區域，就近拼裝。在展廳內部設置吊裝通道，汽車吊在地下室頂板上行走進行吊裝，4鋼結構吊裝分段劃分張弦梁擬分四段進行安裝，單榀設置三道支撐胎架，具體如下表4-1所示。表4-1張弦梁分段圖張弦梁ZXL-1(1-5軸、1-41軸分段）B-1段：長度3m重量.2t..B-2段：長度26.2m重12.6tB-3段：長度23.8m重量11.5tB-4段：長度30m重12.2t5吊裝機械的選擇根據吊裝分段的重量、位置、及吊裝的半徑等因素，本工程投入以下安裝機械見表5-1。表5-1吊裝機械表機型型號數量（臺）用途70噸汽車吊4屋蓋張弦梁吊裝25噸汽車吊8屋蓋現場拼裝，屋面檁條及連梁鋼結構吊裝鋼桁架、張弦梁分段采用70噸汽車吊吊裝，采用34米主臂工況。根據吊車行走路線，現場分段吊裝半徑為7米~15米，本工程構件分段最大為12.8噸，吊裝半徑約7米，其吊裝性能為17噸，因此吊車選用滿足現場的吊裝需求。6鋼結構施工流程鋼結構施工流程圖見下表6-1。表6-1鋼結構施工流程步驟一：柱頂預埋件、支座安裝，配合混凝土施工進度步驟二：支撐胎架安裝、張弦梁分段安裝步驟三：張弦梁分段安裝步驟四：張弦梁之間連梁安裝步驟五：流水向東西兩側施工步驟六：張弦梁分別單根張拉后、支撐胎架卸載步驟七：依照以上順序進行張弦梁的安裝步驟八：依照以上順序進行張弦梁的安裝步驟九：鋼結構整體檢測7張弦梁施工的質量控制1工廠加工及質量控制1）有限元分析結果表明，張弦梁應力在支座區域最大，所有熔透焊縫均為一級焊縫，由于支座處含有拉索的斜向穿孔，加勁板多，工廠內加工應注意保證焊接質量，尤其對于隱蔽焊縫，做好焊縫檢測。2）對張弦桁架，采用工廠內加工預起拱，以減小支座應力。3）深化設計的找形分析完成后，構件之間的位置關系就已經精確形成且唯一，包括張弦梁總長、梁底插耦位置、受力段撐桿的長度、拉索總長、索夾在拉索上的位置，對于張弦梁的整體長度應在加工中全過程控制，69m跨度的誤差應控制在-5～+10mm之內，以保證梁體在兩端支座埋板上的準確就位，以及插耦位置和索夾的對應關系。4）撐桿的垂直度直接決定觀感質量，如果撐桿不垂直，將顯著影響展館建筑效果，撐桿垂直度主要由深化設計建模分析的精度決定，同時施工中應控制好張拉力、上下節點初始位置、張拉伸長值3個因素，本工程采用兩端張拉工藝，有助于避免撐桿向一個方向傾斜。5）撐桿與張弦梁的連接，靠撐桿插入梁底的兩片耳板間（插耦）來實現，插耦間隙精度應嚴格控制，間隙過大，對撐桿起不到平面外的約束作用，撐桿將有外擺趨勢，間隙過小，撐桿難以插入，且工廠內如果不能加工到位，出現間隙不足，施工現場的作業人員往往會采用火焰糾正來擴大間隙，對質量產生影響，工廠內應保證撐桿插入后，每側間隙＜1.5mm。2鋼梁吊裝及質量控制1）張弦梁體系的構件進場做好配套工作，包括主梁、次梁、撐桿、支座、索夾、拉索等構件，對現場做好交底，保證現場安裝有條不紊的進行。2）張弦梁兩端支座下的砼獨立柱，由于張弦梁及屋面板自重由兩端支座承擔，柱頂局部壓應力大，重點保證柱體垂直度、鋼筋綁扎、砼澆筑質量，柱體垂直度須在埋板安裝時校核到位，同時保證澆筑過程不跑模，保證固定鉸支座位于柱頂正中，使得獨立柱軸心受力。3）從便于運輸角度考慮，每根69米長的張弦梁均分為3段進場，吊裝時在胎架上對接拼裝，對接焊縫均為一級焊縫，增加了穩定性，也方便拉索從雙胎架中間提升吊裝。4）考慮到館內運輸通道，張弦梁垂直跨度方向擺放，卡馬對中后，普通螺栓加點焊臨時固定，之后吊車松鋼絲繩不松鉤，次梁隨主梁同步安裝，待兩側次梁就位固定后，吊車松鉤，梁上下翼緣及腹板的對接焊縫正式焊接，高空焊接采用防風布，保證CO2氣體保護效果。5）在張弦梁腹板上張貼反光觀測標識，采用全站儀檢測張弦梁的安裝位置、標高，安裝與張拉偏差控制，除高低跨處的桁架大梁外，不考慮安裝起拱。張弦梁安裝與張拉偏差控制指標見表7-1。表7-1張弦梁安裝與張拉偏差控制指標砼獨立柱垂直度支座平面位置（mm）標高（mm）跨度（mm）跨中擾度拉索撐桿垂直度（mm）1/300支座長邊方向20支座短邊方向10±10-10～+20≯301/2003索起、安裝及質量控制1）拉索進場檢查由于拉索在無應力狀態下安裝，為保證索夾的安裝位置，同時為消除非彈性因素對鋼索長度的影響，拉索的長度和索夾位置標識控制，均應在設計預張力的應力狀態下料，雖然制索在工廠內完成，但拉索與撐桿的空間姿態關系是在深化設計中得到計算和控制的，對拉索廠家應進行交底，拉索進場重點檢查拉索長度、預張拉記錄、索體表面索夾位置的標識，成品拉索長度≤100m時，索長偏差≤20mm。2）索夾安裝索夾由兩個半球形的鑄鋼件組成，半球內壁鑄有凸起的條文，以增加包裹拉索的摩擦力，在拉索展開后，根據索體表面的標識安裝索夾，由4顆螺栓固定，由于索體外包的聚乙烯護套既有一定硬度，又有一定的彈性，需要對4顆螺栓進行反復擰緊。3）拉索吊裝將拉索在地面上順梁方向展開，從雙拼胎架中間穿過，兩端由汽車吊吊起，采用鋼絲繩、千斤頂牽引索頭，穿過張弦梁兩端支座的斜向張拉孔中就位，調整上半截撐桿，使得索夾進入撐桿凹槽，穿過張弦梁支座的張拉孔中就位，待兩側各榀裝完，張拉本榀。4索張拉及質量控制1）張拉采用雙控原則，以控制變形為主，張拉力控制為輔，設計張拉索力每榀不等，每榀張弦梁張拉前，按照兩側均有2榀張弦主梁及次梁安裝到位的前提下，方可張拉本榀梁，張弦梁一端支座固定，一端自由滑動，全部張弦梁張拉完畢后，將滑動支座固定。自由端