大型體育場館巨拱結(jié)構(gòu)高空傾斜偏轉(zhuǎn)提升施工工法（16頁）

1、大型體育場館巨拱結(jié)構(gòu)高空傾斜偏轉(zhuǎn)提升施工工法1前 言XXXX市XX全民健身活動(dòng)中心體育場造型新穎、氣勢宏大，其主要受力構(gòu)件巨拱頂面標(biāo)高為129，跨度330，總重量2600噸，拱與垂直面角度呈6.1。本工程首次將橋梁工程中的索拱結(jié)構(gòu)巧妙地應(yīng)用到建筑工程當(dāng)中，且拱與地面垂線傾斜6.1，受力體系極其復(fù)雜，施工難度極大。由于受運(yùn)輸和整體吊裝因素限制，只能采取工廠加工現(xiàn)場拼裝。若采用常規(guī)的分件高空散裝方案，需在現(xiàn)場搭設(shè)大量的高空腳手架，高空組裝，焊接難度大，而且存在較大的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。大量腳手架的搭設(shè)占用場地、占用工期，對(duì)吊裝及其他工種的穿插施工造成很大影響。借鑒國內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)的成功經(jīng)驗(yàn)，采用“超大型構(gòu)

2、件液壓同步提升施工技術(shù)”吊裝主拱結(jié)構(gòu)。將主拱分為5個(gè)單元，其中2個(gè)邊單元采用支撐架使用吊車進(jìn)行吊裝高空焊接。中間三個(gè)單元采用地面焊接拼裝，組拼完成后用液壓同步提升進(jìn)行吊裝提升（長度180，重1600噸）。將其提升到設(shè)計(jì)高度后進(jìn)行傾斜偏轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)要求的6.1，再與兩個(gè)邊單元進(jìn)行空中拼接合攏，及預(yù)留后裝桿件的安裝。此種方法將有效的降低安裝施工難度，節(jié)約了成本，且質(zhì)量、安全和工期均能有效保證。此方案經(jīng)過組織多次專家論證，實(shí)施后效果良好，通過認(rèn)真總結(jié)，形成本工法，為今后類似工程施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。2工法特點(diǎn)2.1巨拱結(jié)構(gòu)在地面分單元整體拼裝有利于專業(yè)交叉施工，對(duì)土建專業(yè)影響較小。2.2巨拱結(jié)構(gòu)主要的拼裝、

3、焊接及油漆等工作在地面進(jìn)行施工，效率高，施工質(zhì)量易于保證，減收了交叉作業(yè)及空中作業(yè)的危險(xiǎn)性。2.3可最大限度地減少高空吊裝工作量，縮短安裝施工周期。構(gòu)件加工運(yùn)輸方便靈活，組裝快捷，易于保證質(zhì)量。2.4采用“超大型構(gòu)件液壓同步提升施工技術(shù)”吊裝鋼結(jié)構(gòu)，技術(shù)成熟，有大量類似工程成功經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，吊裝過程的安全性有充分的保障。2.5液壓同步提升設(shè)備體積小、重量輕，機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)，倒運(yùn)和安裝方便、可滿足重量大的構(gòu)件提升要求。2.6 采用爬升式提升塔架，可減少吊車作業(yè)時(shí)間，巨拱結(jié)構(gòu)安裝完成后，拆卸不受場地影響，液壓同步提升動(dòng)載荷極小的優(yōu)點(diǎn)，使得臨時(shí)設(shè)施用量降至最小，大大的降低了施工成本。2.7構(gòu)件在地面拼裝

4、，使用提升塔架吊裝，節(jié)約了腳手架的塔拆及租賃費(fèi)用，節(jié)約了占用場地、縮短了工期。3適用范圍適用于公共建筑預(yù)應(yīng)力承重拉索的鋼結(jié)構(gòu)，如體育場、圖書館、會(huì)展中心等各種鋼結(jié)構(gòu)的屋蓋，尤其適用大跨度、大空間、施工難度大、較復(fù)雜的公共建筑。4工藝原理利用有限的空間，有限的場地，較少的設(shè)備。地面組裝與空中拼接相結(jié)合，同步提升和不同步的旋轉(zhuǎn)相結(jié)合，控制偏轉(zhuǎn)角度，達(dá)到整體提升后的高度偏轉(zhuǎn)角度符合6.1的設(shè)計(jì)要求。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)場地平整 放線定位焊胎架 組裝焊接、檢測 涂裝 安裝提升塔架 巨拱提升、調(diào)整角度達(dá)到設(shè)計(jì)6.1的偏轉(zhuǎn)要求 整體提升達(dá)設(shè)計(jì)高度 主對(duì)接合攏段支撐 焊接合攏段 驗(yàn)收涂裝。吊裝流程詳見圖

5、5-15-10。圖5-1XXXXXX體育場全景圖圖5-2XXXXXX體育場巨拱提升流程圖圖5-3XXXXXX體育場巨拱提升流程一圖5-4XXXXXX體育場巨拱提升流程二圖5-5XXXXXX體育場巨拱提升流程三圖5-6XXXXXX體育場巨拱提升流程四圖5-7XXXXXX體育場巨拱提升流程五圖5-8XXXXXX體育場巨拱提升流程六圖5-9XXXXXX體育場巨拱提升流程七圖5-10XXXXXX體育場巨拱提升流程八5.1 場地平整根據(jù)需拼接巨拱的長度，中間支水平儀，將場地水平標(biāo)高抄測到四周的水平樁上，人工鋪鏟平整、夯實(shí)，在地面上鋪設(shè)20厚度鋼板（沿胎架長度方向）。5.2放線定位焊胎架根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化后的x

6、,y投影點(diǎn)投放到鋼板平臺(tái)上，測量局拱標(biāo)高及各交叉點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)。形成田字型控制網(wǎng)，然后豎胎架模板及斜撐。胎架高度最低處應(yīng)能滿足全位置焊接所需的高度，胎架塔設(shè)后不得有明顯的晃動(dòng)狀。拼裝前，對(duì)胎架的總長度、寬度、高度等進(jìn)行全方位測量校正，然后對(duì)桁架桿件的擱置位置建立控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)各點(diǎn)的空間位置進(jìn)行測量放線，設(shè)置好桿件放置的限位塊，胎架在完成一次拼裝后，必須對(duì)尺寸進(jìn)行一次檢測復(fù)核，符合要求后進(jìn)行下次拼裝。焊接完成24小時(shí)后對(duì)焊接部位進(jìn)行檢測，全部驗(yàn)收合格后打磨刷漆。5.3安裝提升塔架5.3.1 根據(jù)工程需要安裝自爬式提升塔架2組，每組為一個(gè)提升單元，每組塔架上布置兩臺(tái)20噸吊車（每副塔架一個(gè)）。該塔架安裝

7、采用自爬式安裝，可實(shí)現(xiàn)自升自降。安裝步驟：1.安裝塔架低節(jié)2.安裝塔架環(huán)梁3.安裝塔架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)4.安裝套架5.安裝頂升油缸6.安裝塔架頂節(jié)7.安裝托梁8.安裝提升大梁9.安裝門座10安裝回轉(zhuǎn)節(jié)11.塔架組裝完成并驗(yàn)收12.確認(rèn)上下環(huán)梁銷軸固定13.對(duì)頂升油缸等設(shè)備進(jìn)行檢查14.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)起吊至適合高度15.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)掛至引進(jìn)梁16.牽引小車拖拉標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 17.拔出上環(huán)梁銷軸頂1.518.環(huán)梁銷軸固定下環(huán)梁銷軸拔出收縮1.519.重復(fù)上述兩個(gè)過程直至頂升620.再頂升 30021.用小車拖拉標(biāo)準(zhǔn)節(jié)就位22.收縮300，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接 。重復(fù)上述過程安裝完畢再頂升到第六節(jié)（60）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)時(shí)，頂部安裝硬支撐及臨時(shí)纜風(fēng)

8、繩，拉設(shè)永久纜風(fēng)繩，油缸吊裝。5.3.2 液壓提升承重系統(tǒng)主要有液壓提升器、提升地錨和專用鋼絞線組成，巨拱提升局域鋼結(jié)構(gòu)提升總重量為1600噸，配備8臺(tái)TJJ-3500型（額定提升能力為380噸）的液壓提升器，配備4臺(tái)液壓泵站，單臺(tái)TJJ-3500型液壓提升器每臺(tái)內(nèi)穿24根鋼絞線，提升施工前應(yīng)對(duì)提升系統(tǒng)包括承力結(jié)構(gòu)、提升吊點(diǎn)、被提升鋼結(jié)構(gòu)等進(jìn)行詳細(xì)檢查。5.4巨拱吊裝5.4.1將巨拱鋼結(jié)構(gòu)分為5個(gè)單元，其中兩個(gè)邊單元采用支撐架使用吊車進(jìn)行吊裝，中間三個(gè)單元采用液壓同步提升進(jìn)行吊裝。為減少支撐胎架高度，將第三單元在地胎架上進(jìn)行拼裝，將第二及第四單元在兩測胎架上分別組裝，首先將第三單元提升到16.

9、6 ，將第二單元及第四單元與第三單元進(jìn)行連接，然后將三個(gè)單元進(jìn)行整體提升，將其提升至82.27 預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再與第一單元和第五單元進(jìn)行對(duì)接及預(yù)留后裝桿件的安裝。巨拱提升采用計(jì)算機(jī)同步提升控制，為確保巨拱結(jié)構(gòu)提升過程的安全，根據(jù)巨拱結(jié)構(gòu)的特性，采用“吊點(diǎn)油壓均衡，結(jié)構(gòu)姿態(tài)調(diào)整，位移同步控制，分級(jí)卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略。提升運(yùn)行通道上無影響結(jié)構(gòu)提升的障礙物，若存在障礙物應(yīng)在試提升前全部清除。提升過程中應(yīng)密切觀測結(jié)構(gòu)及提升系統(tǒng)的情況是否正常，若出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止作業(yè)，按應(yīng)急方案處理正常后，才能繼續(xù)施工。鋼結(jié)構(gòu)整體提升到位后，提升設(shè)備卸載應(yīng)采用分級(jí)卸載方式，分級(jí)卸載應(yīng)有必要的時(shí)間間

10、隔。鋼結(jié)構(gòu)提升及卸載過程宜采用應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測手段加以觀測。5.4.2調(diào)整角度由于鋼拱與垂直面呈6.1，因此在提升過程中，隨著提升重量的逐漸增加，必須/不斷調(diào)整提升鋼絞線，使鋼拱保持提升狀態(tài)下與垂直呈6.1的狀態(tài)。在提升第三單元時(shí)，4個(gè)吊點(diǎn)的提升器分級(jí)加載，并調(diào)整4個(gè)吊點(diǎn)的提升油壓，使得鋼拱整體提升脫離底部拼裝胎架，此時(shí)測量鋼拱與垂直角度，如果鋼拱的垂直偏角不為6.1，則調(diào)整四個(gè)吊點(diǎn)使得鋼拱與垂直面呈6.1；調(diào)整后4個(gè)吊點(diǎn)的提升器同步提升；在整體提升中間三單元時(shí)，此時(shí)，各個(gè)提升吊點(diǎn)的反力有所變化，應(yīng)根據(jù)理論計(jì)算，設(shè)定油壓，啟動(dòng)提升器，逐級(jí)增加油壓，使得鋼拱提離地面，此時(shí)測量鋼拱與垂直面角度，如果鋼

11、拱的垂直偏角不為6.1，則調(diào)整四個(gè)吊點(diǎn)直至鋼拱與垂直呈6.1。6材料與設(shè)備6.1主要材料6.1.1 巨拱原材料為1200、299、402 的鋼管，進(jìn)場鋼管材料需滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，材質(zhì)證明與復(fù)驗(yàn)報(bào)告齊全。6.1.2 現(xiàn)場所用焊材需滿足GB/T5117碳鋼焊條、GB/T5118低合金鋼焊條、GB/T14579熔化焊用焊絲、GB/T8110氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。6.2主要設(shè)備巨拱的吊裝過程中需要的材料與設(shè)備見下表6.2所示： 巨拱吊裝主要材料與設(shè)備表 表6.2表號(hào)材料或機(jī)械設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量用途1鋼管1200數(shù)噸巨拱原材料2鋼管299數(shù)噸巨拱原材料3鋼管402數(shù)噸巨拱原材料

12、4龍門門架A額定起重量28001副提升門架5龍門門架B額定起重量28001副提升門架6150t 履帶吊QUY1501臺(tái)安裝大梁7500t 履帶吊QUY5001臺(tái)管口對(duì)接8提升油缸380t8臺(tái)提升巨拱9纜風(fēng)張拉油缸100t12只門架12道纜10液壓動(dòng)力泵站60型4臺(tái)調(diào)節(jié)油缸油壓11計(jì)算機(jī)控制系1套控制提升油缸12鋼絞線1842t巨拱提升13主梁抗風(fēng)系統(tǒng)100t / 套4套主梁抗風(fēng)14卷揚(yáng)機(jī)10t4臺(tái)主梁抗風(fēng)15千斤頂50t4套管口調(diào)節(jié)16經(jīng)緯儀4臺(tái)巨拱、塔架坐標(biāo)、轉(zhuǎn)角等測量17水準(zhǔn)儀2臺(tái)高差、高程、沉降等測量7質(zhì)量控制7.1主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)索拱結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收國家暫無標(biāo)準(zhǔn)，我公司結(jié)合GB50205-

13、2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范和JGJ81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程、等國家相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求制定了XXXXXX體育場鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。7.2鋼結(jié)構(gòu)分包單位資質(zhì)及無損檢測自檢必須具備相關(guān)資質(zhì)；7.3鋼結(jié)構(gòu)分包單位人員必須具備相關(guān)的資格證書；7.4焊接、測量、無損檢測設(shè)備計(jì)算部門證書及維修記錄等資料必須齊全；7.5現(xiàn)場焊工必須經(jīng)考試合格取得合格證書。7.6明確各級(jí)人員的質(zhì)量職責(zé)、工作程序。7.7對(duì)參與巨拱拼裝、安裝、吊裝施工等所有人員進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)合格者才能上崗，不合格者禁止上崗。7.8對(duì)所有鋼結(jié)構(gòu)的焊縫經(jīng)外

14、觀檢查合格后，還須按JGJ81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程進(jìn)行檢查。8.安全措施8.1 巨拱吊裝施工的安全措施應(yīng)符合JGJ80-91建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程、JGJ46-2005施工現(xiàn)場臨時(shí)用電驗(yàn)收規(guī)范、JGJ59-99建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)、建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。8.2 鋼絞線安裝時(shí)，高空應(yīng)鋪設(shè)安裝、操作臨時(shí)平臺(tái)，地面應(yīng)劃定安全區(qū)，應(yīng)避免重物墜落，造成人員傷亡；下降前應(yīng)進(jìn)行全面清場，在下降過程中，應(yīng)指定專人觀察地錨、上下吊耳、提升器、鋼絞線等的工作情況。8.3 大拱液壓同步提升過程中，注意觀察設(shè)備系統(tǒng)的壓力、荷載變化情況等，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人必須合理安排人員，密切注意所有液壓

15、頂?shù)淖兓闆r，并認(rèn)真做好記錄工作。8.4 提升過程中應(yīng)密注意液壓提升器、液壓泵源系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)等的工作狀態(tài)。8.5 各工種人員必須持證上崗，嚴(yán)格遵守本工種安全操作規(guī)程。同時(shí)高空作業(yè)人員還須經(jīng)醫(yī)生檢查合格，才能進(jìn)行高空作業(yè)，高空作業(yè)人員必須帶好安全帶，安全帶應(yīng)高掛低用。8.6起重吊裝巨拱時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。8.7制定火災(zāi)和高處墜落事故應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，并進(jìn)行演練。9.環(huán)保措施9.1 大型體育場館在工程施工過程中，嚴(yán)格遵守國家和地方政府有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)，并加強(qiáng)對(duì)施工中燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、廢棄物的控制和治理。9.2 施工現(xiàn)場采取封閉作業(yè)。9.3 施

16、工前加強(qiáng)對(duì)職工的環(huán)保教育，組織職工學(xué)習(xí)相關(guān)環(huán)保法律、法規(guī)，增加環(huán)保意識(shí)強(qiáng)化環(huán)保管理。制定相關(guān)環(huán)保措施和獎(jiǎng)懲制度，并進(jìn)行定期和不定期的環(huán)保監(jiān)督。9.4制定切實(shí)可行的措施，防止施工用燃油、水的“滴、漏、撒”。9.5嚴(yán)格控制施工中的噪聲、粉塵、廢氣體、光輻射等的污染，確保周邊居民群眾的正常生活不受影響。10效益分析10.1 工效高，管理操作更安全方便。 巨拱分5個(gè)單元，分別在地面拼裝，使用提升塔架吊裝，可最大限度地減少高空吊裝工作量。而且節(jié)約了腳手架的塔拆及租憑費(fèi)用，減少工程預(yù)算。工效提高了30%；每個(gè)巨拱單元可節(jié)約機(jī)械費(fèi)用 35萬元；材料費(fèi)用節(jié)約130萬元。10.2巨拱結(jié)構(gòu)的拼裝、焊接及油漆等工作

17、在地面進(jìn)行，大幅度提高了工作效率，縮短施工周期，降低施工成本，此部分節(jié)約施工成本38萬元。10.3 投入臨時(shí)設(shè)施和人員量大大減少。巨拱采用爬升式提升塔架，可減少吊車作業(yè)時(shí)間，待巨拱結(jié)構(gòu)安裝完成后，拆卸不受場地影響，使得臨時(shí)設(shè)施用量和施工作業(yè)人員用量降至最少，極大的降低了施工作業(yè)成本。此部分節(jié)約施工成本30萬元。10.4 施工速度快，工序銜接緊湊，工期短，質(zhì)量更易于保證。與傳統(tǒng)的大型拱結(jié)構(gòu)高空拼裝施工方案相比，工期縮短15 ，施工預(yù)算降低 12 ，且環(huán)保、節(jié)能，節(jié)約了大量的時(shí)間、人力和物力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。10.5安全系數(shù)更高。由于采用了地面進(jìn)行巨拱鋼結(jié)構(gòu)拼裝、焊接及油漆等作業(yè)，

18、避免了大量的高空作業(yè)，大大降低了施工人員的施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)，避免了危險(xiǎn)危害因素的發(fā)生，確保了施工人員的施工安全和施工質(zhì)量。10.6地面作業(yè)焊接質(zhì)量高，施工質(zhì)量更易于保證。由于采用了地面進(jìn)行巨拱鋼結(jié)構(gòu)拼裝、焊接及油漆等作業(yè)，使得焊接質(zhì)量更高，確保了焊縫內(nèi)部質(zhì)量與外部的成型美觀，焊縫一次合格率可達(dá)99%以上。11.應(yīng)用實(shí)例實(shí)例1、XXXX市XX全民健身活動(dòng)中心體育場造型新穎、氣勢宏大，總建筑面積100451，設(shè)有觀眾席35107座，地上三層，體育場設(shè)有開合屋蓋，可以滿足全天候使用要求，是我國規(guī)模最大的開閉頂體育建筑。建筑方案結(jié)合內(nèi)蒙古草原“弓”造型，巧妙地采用鋼管拱橋的設(shè)計(jì)理念，通過鋼索將屋蓋大部分重力荷載傳給巨拱，使大跨度屋蓋桁架高度大大降低，水平荷載則由下部剛度較大的混凝土看臺(tái)結(jié)構(gòu)承擔(dān)。鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量1.2萬噸，設(shè)有