鋼管拱架在拌合站料倉雨棚中的設計與施工

1、鋼管拱架在拌合站料倉雨棚中的設計與施工第37卷第18期2011年6月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVo1.37No.18Jun.2011?89?文章編號:10096825(2011)18008903鋼管拱架在拌合站料倉雨棚中的設計與施工王海濤摘要:以長吉城際鐵路3號混凝土拌合站及2號級配碎石拌合站為工程背景,介紹了鋼管拱架主要設計參數(shù)及施工活荷載,建立了荷載模型,并進行了反力和位移計算,闡述了鐵路施工項目拌合站雨棚的施工技術和主要工序的技術質(zhì)量控制措施,為今后同類工程積累了寶貴經(jīng)驗.關鍵詞:料倉雨棚,鋼管拱架,拌合站中圖分類號:TU758.11文獻標識碼:A1工程概況長吉城際鐵路

2、DK76+092DK98+000段,全長21.9km.設計在DK87+710位置處,設立3號混凝土拌合站及2號級配碎石拌合站,以集中拌合所需混凝土和級配碎石,然后由此沿施工便道自中間向兩端運輸.3號混凝土拌合站有HZS90型混凝土拌合機三臺,2號級配碎石拌合站有WD500型級配碎石拌合機一臺.為保證混凝土和級配碎石的生產(chǎn)質(zhì)量,在該拌合站設計了5400m的雨棚的配套設施.拌合站雨棚主體結構采用鋼管拱架結構,屋面采用0.5mm厚彩鋼面板,構件刷涂防銹漆一遍,相鄰拱架之間設立排水槽,排水方向為由前(拌合站主機方向)向后(圍墻方向).2主要設計參數(shù)1)本工程考慮施工活荷載3kN/m,上吸風活載0.35

3、kN/m,恒載(白重)1kN/m.2)單榀跨度分別為13Ill和15irl,總跨度為133m.上構跨徑組合為113m+8-15nl.同一立柱間距6m,立柱高7m.3)主要工程數(shù)量為鋼管拱架,檁條及立柱(包括節(jié)點)數(shù)量.鋼管拱架共90榀,檁條共9000ITI,立柱100根.4)排水方向為單向,方向由前(拌合站主機方向)向后(圍墻方向),坡度4%o,排水槽設于每跨連接處,截面尺寸寬×高=20em×20em.總長度432Irl(8x54m).3荷載計算1)計算施工活荷載.施工活荷載:按0.5kN/m考慮,折合到梁上均布荷載為0.5×6=3kN/m.依據(jù)鋼結構設計規(guī)范,考

4、慮活載安全系數(shù)1.4,可知雪作用在屋架結構上的荷載為0.3kN/m,經(jīng)計算Q=0.3X6=1.8kN/m.雪荷載等于施工活荷載,由于二者不會同時出現(xiàn),這里只考慮施工活荷載.2)計算風活載.按照荷載規(guī)范要求,該結構矢跨比1.8/18=0.1,則僅考慮上吸風荷載.上吸風荷載:按風壓高度系數(shù)為1.0(B類),風振系數(shù)取為1.2,體型系數(shù)取為0.8,基本風壓為:0.35kN/m.3)計算恒載(自重).屋面彩鋼板及屋面檁條荷載:按0.17kN/m考慮,折合到梁上均布荷載為0.17×6=1kN/m.4鋼管拱架結構驗算4.1主要材料+6o×375.5和+16oX4.5鋼管;120

5、5;50×20×2.5c型鋼;40×40×5型角鋼;10thin鋼板;中18和+16鋼筋04224,4.0焊條.4.2鋼管拱形結構模型拱頂鋼管2XL=2×15.055m間距450mm,L2=15.029m,l與間距350mm.中18和巾16加固鋼筋間距50mm.4.3結構驗算4.3.1鋼管拱架1)荷載模型(有限元模型)見圖1.c)屋面檁條及彩鋼板荷栽圖1荷載模型(單位:kN/m)2)反力計算見圖2.a)1.35x恒+l4x0.7×施I活荷栽b)1.0x恒+1.4×上吸風荷栽6c)1.2x恒+l-4×施工活荷載圖2反

6、力計算示意圖(單位:kN)3)位移計算見圖3.數(shù)據(jù)分析:l,=0.0235/181/1306<1/400,因此符合設計要求.4.3.2檁條撓度冷彎內(nèi)卷邊槽鋼檁條型號:60×30×15×2.5.lz=16.78em;E=210MPa;q=Q雪+Q自=3+0.03=3.03kN/m;Z=6m.最大撓度:收稿日期:20110318作者簡介:王海濤(1978一),男,助理工程師,中鐵十九局集團第三工程有限公司,遼寧遼陽111000第37卷第l8期?90?2011年6月山西建筑b)1.2x恒+1.4×施工活荷栽,c)1.35x恒+1.4x0.7x施工

7、活荷栽圖3位移計算示意圖(單位:mm)=5qt/(384Etz)=5×3.03x61(384×2.10x10.×16.78x10一)=I.45×10一m./l=1.45X10/61/41379<1/400.滿足剛度要求.考慮到兩跨中間積雪可能會更深,因此不予調(diào)整.拉筋拉應力驗算:.=210x2.545×l0=53kN<228.7kN.由以上數(shù)據(jù)可以看出,拉筋提供的拉力偏小,此拉力主要是由施工活載引起,因此在施工時一定要做好立柱和拱桁架的連接.4.3.3立柱穩(wěn)定性計算選d=168mm,t=5mill,h=6m,Q235

8、薄壁鋼管.假設一桿端鉸接,一端剛接,A=N/i:=0.7X6/168/4×10=100,查A對應值0.604,則:=A=0.604X3.14/4(168一163)X170×10×10=133kN.=102.3kN<133kN,因此符合要求.4.3.4抗傾覆計算:jII=0;y墩+柱)×182?0×18x9+1×18x90.y(墩+柱):9kN,實際上分擔在墩和柱的重量約3.5kN,因此保證結構不傾覆,必須將立柱與基礎焊接牢靠,才能符合要求.以上計算施工荷載較大,施工時應采取措施,增加橫向連接筋截面,或采取側向支撐,以平衡

9、橫向力.5鋼管拱架施工技術5.1主要工序1)模具制作.基礎底座混凝土頂面必須精確測量保證水平,并預埋相應構件,基礎底座上鋪10mm鋼板作為模具基礎,與預埋在底座混凝土中的預埋件焊接牢固.2)放樣和下料.放樣和下料由專職放樣技術工人負責,放樣前應做好樣板樣桿并應檢驗合格,同時應對鋼板進行矯平矯正,切割放樣劃線應預留割縫和邊緣加工余量,組裝和鉆孔劃線應劃出中心線,邊緣控制線,沖印,并做上相應的記號,以防混淆.3)組立定位.組立定位主要是指巾60X4.5鋼管,在焊接前的點焊定位固定.,60x4.5鋼管組立,量大而規(guī)則的則工作平臺上組立加工,組立前應對鋼管骨架進行矯正矯直,由放樣人員劃出中心線,定位線

10、,待檢驗合格后才準點焊固定.4)組裝電焊(手工焊).端頭板,加筋板,連接節(jié)點都要進行組裝電焊,組裝時應在專用模具胎架上進行正式電焊.焊接后對應力過于集中的位置用熱處理以消除過大的應力.手工焊的焊接人員均按規(guī)定考核持證上崗.5.2鋼管拱架的制作1)鋼管拱架的制作流程圖見圖4.2)下料時對于弧形的鋼管拱架材料長度放余量30mm.3)基準的選擇:高度方向:對于鋼管拱架的上表面.長度方向:中心線.寬度方向:中心線.碌枯聃連r矯正,檢驗連接板,勁板二二二切割,下料.:I!.一檢驗.!I!:.一焊接二二二二栓驗主體二二二二鋼管拱架下抖二二二檢驗二二二組立定位二二二焊接,檢驗二=】二構件定長二二二組裝二二二

11、焊接,矯正驗收合格立拄支承板.:jl:.一切割,下井一檢驗圖4鋼架制作流程圖4)主體的加工.根據(jù)上面定出的基準線,在經(jīng)檢驗合格的胎架上拼裝,拼裝時應注意不得在焊縫區(qū)域外引弧.在鋼管骨架組立定位后,再焊接架立筋.焊接次序和參數(shù)見焊接要領.焊接矯正后,待裝.5)加勁板,連接板加工.加勁板,連接板按圖示尺寸切割下料,部分加勁板和連接板劃線鉆孔.6)加勁板等的組裝.以兩鋼管中心連線為基準,以拱架的上拱側為上表面,每擋勁板加放0.3mill焊接收縮余量后組裝加勁板.焊接矯正,半自動切割定長度.鉆端孔,開現(xiàn)場焊坡口(注意方向),安放襯墊板.5.3屋面系統(tǒng)1)檁條.檁條長度為6m,此長度等于兩榀鋼拱架間距.

12、檁條問距滿足設計要求,橫向間距誤差小于10mm.2)彩鋼瓦.堆放場地應平整,應用墊木使板離地20cm左右,墊木應平整且間距不得大于2m.安裝時,鉚釘橫向間距同檁條間距;縱向間距0.5nfl.5.4立柱及鋼管拱架的安裝1)吊裝工藝流程:立柱按照編號依次進行吊裝,校正,固定一柱間圈梁吊裝,固定一I號,2號柱間鋼管拱架吊裝,校正,固定一3號,4號柱間鋼管拱架吊裝,校正,固定一跨間斜拉肋安裝(若有)一跨間檁條及水平,垂直支撐安裝一5號,6號柱間鋼管拱架吊裝,校正,固定,依次類推.2)鋼管拱架吊裝前應先在地面拼接平臺上進行焊接組裝拼接,應采用水準儀,鋼卷尺控制拱架的幾何尺寸,撓度,側彎等,嚴格控制鋼拱架

13、的組裝拼接精度.3)鋼管拱架吊裝后,應及時用纜風繩和次梁,斜撐等進行穩(wěn)定.6主要工序安裝施工方法及質(zhì)量要求6.1鋼管柱吊裝1)先檢查,復核基礎的軸線位置,高低偏差,平整度,標高,然后彈出每支鋼管柱基礎的十字中心基準線和基準標高.2)檢查鋼管柱的編號,中心基準點,高差基準點,吊點,以及表面損傷情況,待檢驗合格后即可提供吊裝.3)鋼管管柱采用汽車吊裝,吊裝時應對準基準中心線進行安裝,同時用水準儀控制標高,吊裝后,使用經(jīng)緯儀校正柱的垂直度,柱吊裝完并固定,經(jīng)過驗收后,由土建單位配合進行柱腳包裹混凝土施工.6.2鋼拱架吊裝第37卷第18期2011年6月山西建筑SHANXIARCHITECrUREVo1

14、.37No.18Jun.2011?91?文章編號:10096825(2011)18009102混凝土冬季施工及養(yǎng)護措施的選擇與實施李艷萍摘要:結合具體工程實例,針對混凝土冬季施工方法的選擇及關鍵技術措施進行了詳細闡述,并給出了混凝土冬季施工養(yǎng)護措施,通過現(xiàn)場試驗和嚴格管理,該工程取得了良好的施工效果,保證了隧道主體結構混凝土質(zhì)量.關鍵詞:混凝土,冬季施工,溫度,養(yǎng)護措施中圖分類號:TU755.8文獻標識碼:B1工程概況全國第一條鐵路入地石家莊六線隧道主體工程于2009年3月18日正式開工修建,工程歷時715d,由于工程采用明挖法施工,而且要跨越兩個冬季施工作業(yè),如何選擇合理的冬季施工方法和措施

15、成為保證混凝土耐久性質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié).2混凝土的冬季施工關鍵技術措施2.1混凝土冬季養(yǎng)護儀器儀表準備1)大氣溫度測量:木制百葉箱,最高最低溫度計;2)外加劑濃度測量:比重計;3)混凝土測溫:棒形溫度計,電子測溫元件等;4)室內(nèi)測溫:干濕溫度計;5)各種測溫表格及文具.2.2冬季混凝土施工方法選用選擇混凝土冬期施工方法時,應考慮的主要因素是:自然條件,結構類型,結構特點,原材料情況,工期限制,能源狀況和經(jīng)濟指標等.根據(jù)熱源條件和所使用的原材料,我國建筑工程冬期施工規(guī)程中給出的各種施工方法可分為兩大類,即混凝土養(yǎng)護期問不加熱的方法和加熱的方法.混凝土養(yǎng)護期間不加熱的方法包括蓄熱法,綜合蓄熱法,負溫養(yǎng)

16、護等;混凝土養(yǎng)護期間加熱的方法包括蒸汽加熱養(yǎng)護法,暖棚法,電加熱法等.當室外日平均氣溫為一10,最低溫度不低于一15時,地面為保障吊裝的精度要求,拱的地面焊接組裝一定要做到平,直,精,準.在地面搭設平臺,對鋼管拱按編號進行適當擺放,平臺和鋼管拱用水準儀,經(jīng)緯儀測量校正,同時檢查鋼梁的編號,中心基準點,高差基準點,吊點以及表面損傷情況,然后進行地面組裝拼接,待檢驗合格后即可提供吊裝,吊裝時應先試吊.7結語中鐵十九局集團長吉項目經(jīng)理部二工區(qū)3號混凝土拌合站和以下工程或表面系數(shù)(結構冷卻的表面積與結構體積之比)肼5的結構,優(yōu)先采用蓄熱法養(yǎng)護.根據(jù)石家莊市氣候情況,六線隧道施工特點及計算結果,冬期混凝

17、土施工選用蓄熱法養(yǎng)護.蓄熱法是指混凝土灌注后,利用原材料加熱儲存的熱量及水泥水化熱的熱量,通過適當保溫延緩混凝土結構物溫度的降低,使混凝土結構物表面溫度降至0前達到預期強度的施工養(yǎng)護方法.2.3冬季混凝土拌制措施1)水的加熱.利用蒸汽鍋爐直接向水箱內(nèi)通蒸汽加熱,加熱溫度為608O,水箱四面及頂口用巖棉被保溫.2)砂,石料的上料及保溫措施.砂,石料的上料均采用皮帶輸送機分別從砂,石料暖棚內(nèi)直接輸送到拌合站的砂,石料自動計量料斗內(nèi),整個輸送帶焊接鋼筋骨架,進行全封閉保溫.砂,石料暖棚設置在離拌合站最近的地方,以減少熱量的損失及保溫材料的用量.在骨料中,不應夾雜有冰屑,雪團和凍塊.若室外溫度太低,導

18、致砂,石料等骨料達不到拌合配比要求,可采用在料棚內(nèi)設置熱源的升溫方式;或采用直接加熱法,即在料堆內(nèi)插入蒸汽花管,直接向砂堆排放蒸汽.3)外加劑罐采用保溫棉包裹,并搭設保溫棚,罐外設置兩根蒸汽管道進行加溫.其中,若是采用直接加熱法,需注意要規(guī)范加熱管道,杜絕發(fā)生蒸汽傷人的事故.另外,在加熱完成后要重新2號級配碎石拌合站使用鋼材100t,比原設計節(jié)省鋼材近30t,取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益,得到了業(yè)主和局指領導的一致好評.參考文獻:1GB50017-2003,鋼結構設計規(guī)范s.2GB50017-2003,鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范S.3周學軍,顧發(fā)全.鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范應用指南M.北京:中國建筑.x-,3k出版社,2004.Designandconstructionofsteelpipearchframeinwarehouse