鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程整體提升施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程整體提升施工技術(shù)1.前言隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)生產(chǎn)規(guī)模在不斷的增大，一些老舊廠房車間已不再適應現(xiàn)在的生產(chǎn)能力或工藝特點，拆除重建又不經(jīng)濟，所以越來越多的老舊廠房選擇改建方案，其中鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程整體加高就是其中一項重要改建工作。為解決此技術(shù)難題，建筑安裝工程集團有限公司成立了課題組，開展鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程整體提升施工技術(shù)研究，總結(jié)出《鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程整體提升施工技術(shù)》，其關(guān)鍵技術(shù)是采用滑模施工技術(shù)原理對屋蓋進行整體提升。2.技術(shù)特點2.1利用滑模施工技術(shù)原理，采用千斤頂做為提升機具將鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體提升,并保持原有屋頂蓋的整體平衡，創(chuàng)新了鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體提升施工技術(shù)。通過設計制作鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的支撐體系，采用滑升機具同步控制技術(shù)，保證了鋼結(jié)構(gòu)屋蓋同步提升,設計制作千斤頂支撐裝置；將支撐桿與鋼結(jié)構(gòu)屋蓋連在一起，支撐桿的向上滑升來帶動鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體提升。2.2避免了鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的拆除重建工作，減少材料的浪費、保持材料結(jié)構(gòu)的性能、縮短施工工期、節(jié)約了大量建筑材料，降低了施工成本。3.適用范圍本技術(shù)適用于各種車間、廠房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的加高改建工程。4.工藝原理采用滑模施工工藝原理，利用滑模提升系統(tǒng)，通過與鋼結(jié)構(gòu)屋蓋、鋼性支架、托架、吊腳手架、液壓控制臺、支承桿及千斤頂?shù)认到y(tǒng)，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體提升。鋼性支架作為主要的支撐構(gòu)件，用以承受千斤頂、托架、鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的全部荷載，托架作為鋼性支架和千斤頂?shù)倪B接件，它把鋼性支架和千斤頂連在一起，支撐桿通過底座和鋼結(jié)構(gòu)屋蓋連在一起，帶動鋼結(jié)構(gòu)屋蓋提升。5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程整體提升施工工藝流程見圖5.1-1。

施工準備施工準備加固原支腿增設新支腿鋼性支架制作屋蓋兩側(cè)蓋板拆除托架制作將屋蓋加固并連接成一個整體安裝鋼性支架、托架、支撐桿和千斤頂將支撐桿和鋼結(jié)構(gòu)屋蓋連在一起安裝液壓系統(tǒng)將屋蓋與原有支撐分離開始滑升檢查、調(diào)整、加固滑升1m拆下千斤頂及油管等，加長鋼性支架重新安裝千斤頂及油管等繼續(xù)滑升直到標高加高原有支腿將鋼結(jié)構(gòu)屋蓋放在支腿上加固屋蓋，拆除鋼性支架安裝行車加砌車間圍墻施工結(jié)束圖5.1-1工藝流程圖5.2操作要點5.2.1滑升系統(tǒng)的設計原屋蓋是由20個混凝土支腿進行支撐，因此在這20個支腿處安裝千斤頂，每個支腿支架上安裝2個3t的千斤頂。在原牛腿處設計制作安裝鋼性支架做為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)。為了固定千斤頂又設計制作了托架。支撐桿與鋼結(jié)構(gòu)屋蓋連在一起，滑升時支撐桿帶動鋼結(jié)構(gòu)屋架一起滑升。1、施工中荷載的計算：屋蓋的重量：60t。自制托架、鋼性支架，液壓系統(tǒng)（千斤頂、液壓控制臺、油管等）、連接桿件、人員、材料、設備（電焊機等）等重量共20t。荷載共計80t。2、操作平臺的設計1）自制托架的設計：自制托架由2根長度1m的12a槽鋼和厚度б20mm的綴板組成，如圖5.2.1-1。1-δ20mm鋼板；2-[12a槽鋼圖5.2.1-1托架設計圖荷載按集中荷載簡化計算，每個托架承受重量約4t（4N）、兩個平面的計算長度，，綴板厚度20mm，面積200*300，材料Q235，桿件長細比，查表3-26得壓桿穩(wěn)定系數(shù)=0.842，則：兩根槽鋼相并的組合截面形式，強度許用應力為MPa將代入式=303.2mm2截面回轉(zhuǎn)半徑為7mm；16.7mm由表可以查得兩根12a槽鋼截面總面積為2656mm2，95.6mm,30.6mm。滿足使用要求。2）鋼性支架的設計鋼性支架如圖5.2.1-2：材料全部采用∟100×10的角鋼組成。其荷載計算過程如下：1-∟100×10角鋼；2-∟100×10角鋼圖5.2.1-2鋼支架設計圖荷載按集中荷載簡化計算，每個鋼支架承受重量約4t（4N）,壓應力及穩(wěn)定性驗算如下：對于四肢綴板式構(gòu)件，x軸和y軸都是虛軸，換算長細比為：3、液壓系統(tǒng)的設計液壓系統(tǒng)主要由40臺3t滾珠式液壓千斤頂和液壓控制臺（油泵）、油路系統(tǒng)等組成。油泵的油路系統(tǒng)主要包括油管、管接頭、液壓分配器和截止閥等元、器件；油管布設堅持主油管、二級分油管長度均勻的原則，使油壓傳遞過程中千斤頂基本同步啟動；滾珠式液壓千斤頂是一種新型的提升設備,千斤頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)：中間為空心圓孔，用來穿支撐桿，支撐桿上的夾緊塊為千斤頂內(nèi)部滾珠，并且內(nèi)部有液壓彈簧裝置。夾緊塊的夾緊動作可以分為三個方向的運動：沿支撐桿的軸向運動，沿支撐桿徑向運動，相對支撐桿的旋轉(zhuǎn)運動。1-滾軸式液壓千斤頂；2-支撐桿圖5.2.1-3液壓爬升系統(tǒng)受力示意圖4、千斤頂爬桿設計每個支腿支架設置2臺3t千斤頂，支撐桿選用φ48×3.5鋼管。支撐桿φ48×3.5的鋼管作為軸心受壓構(gòu)件使千斤頂向上爬升，其剛度及穩(wěn)定性驗算如下：支撐桿長度為1500m，一端固定，一端鉸支，因此桿件長度系數(shù)μ取0.7，其計算長度=0.7×1500=1050mm。其材料為Q235，許用應力[σ]=205N/mm2。鋼管φ48×3.5mm的參數(shù)：截面積A=4.89cm2,慣性矩I=12.19cm4,截面模量E=5.08cm4,回轉(zhuǎn)半徑r=1.58cm其剛度及穩(wěn)定性驗算如下：桿的長細比可得出桿件的穩(wěn)定系數(shù)Ф=0.808滿足使用要求。（10.9S級M20的高強度大六角頭螺栓的軸力P，因考慮到螺栓的施工預拉力損失10%，因此一個大六角頭螺栓的施工預拉力為P=170KN（17t），滿足實際現(xiàn)場所需要求。5.2.2施工操作要點1、鋼屋蓋的拆除：鋼屋蓋的結(jié)構(gòu)是由平行均布的10榀鋼桁架為主要支撐，其間距為6m，上、下鋪設C型鋼檁條相連，上面覆蓋彩鋼板做為屋頂。由于要在車間內(nèi)加裝20t行車，原有支腿面積小，承重力不夠，因此首先對原有支腿進行加固。增加制作新的鋼牛腿，上面加設框架梁，以安裝行車。搭設腳手架，在車間的兩側(cè)從地平搭設雙排腳手架鋪設跳板、搭設防護欄桿，作為施工人員安全通道，再在屋蓋的兩側(cè)設8道纜風繩，用3t手拉葫蘆固定，以保證施工過程中屋蓋的平衡穩(wěn)定。掛設安全平網(wǎng)，作業(yè)層滿鋪跳板并用鐵線綁牢。拆除墻體及側(cè)面屋面面板，墻體采用電鎬拆除，局部采用人工鑿除。新設框架梁支撐采用內(nèi)外雙排腳手架，混凝土采用商品混凝土澆筑。為了保持鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的整體穩(wěn)定性，將屋蓋的支撐結(jié)構(gòu)鋼10榀鋼桁架用角鋼連在一起，使其成為一個整體。另外設8道纜風繩以保持鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的平衡。2、操作平臺的制作安裝：操作平臺主要由20個托架及20個固定鋼性支架、液壓系統(tǒng)等組成。1）鋼性支架的安裝固定鋼性支架做為支撐千斤頂?shù)钠脚_，固定鋼性支架采用L100×10角鋼，與支腿支座固定在一起。為了增加鋼性支架的穩(wěn)定性，每個鋼性支架用6根角鋼進行固定。將鋼性支架高度制作成1.5m，待屋蓋起升1m高時，將屋蓋固定，拆下千斤頂，再將鋼支架加高1.5m。2）支撐桿、千斤頂及托架的安裝支撐桿采用Φ48×3.5mm的鋼管制作，其底座與鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的鋼桁架底座相連。采用10.9S級M20高強度螺栓將托架、千斤頂、鋼性支架連在一起，每個托架上固定2臺千斤頂，共40臺。1-鋼屋架；2-千斤頂；3-液壓輸油管；4-頂升托架；5-爬桿；6-爬桿支座；7-倉房混凝土支架圖5.2.2-1支撐桿、千斤頂及托架安裝示意圖1-千斤頂；2-頂升托架圖5.2.2-3支撐桿、千斤頂及托架安裝平面布置圖3）液壓控制臺及油路的布置液壓控制臺（油泵）連接有5根主油管、5根二級分油管、40根連接液壓千斤頂油管、油管接頭及液壓分配器等組成。為了達到頂升過程中千斤頂同步起升，油管布設時主油管、二級分油管必須長度相等，盡量做到油壓傳遞均勻。5.2.3滑升首先將屋蓋與原牛腿用火焊割開，用斜鐵使屋蓋與原牛腿脫離10mm。整體屋蓋全部脫離后開始滑升，在支撐桿上打上標高線以100mm為一個單位，每次滑升為100mm。屋蓋升高時會受到鋼性支架橫桿的影響，這時就得將橫桿割斷，待屋蓋升高過此橫桿，再將橫桿重新焊牢。每滑升一次，都要仔細檢查各支撐點屋蓋起升的高度，和標高線進行比較，通過調(diào)節(jié)各千斤頂?shù)挠吐烽y門開啟度大小，以控制千斤頂起升的快慢，來達到整個屋蓋整體水平起升的目的。當屋蓋起升1m時，將千斤頂、油管等拆下，對鋼性支架進行加高加固，再將千斤頂、油管重新安裝，進行滑升。直到鋼結(jié)構(gòu)屋蓋滑升到規(guī)定的標高。5.2.4滑升過程中的糾偏滑升過程中由于千斤頂?shù)牟煌剑瑫霈F(xiàn)不同程度的垂直和水平偏差，必須采取一定的措施進行糾偏，使偏差控制在標準范圍內(nèi)，才能做到鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的正常滑升，達到施工的安全，從而保證施工質(zhì)量。施工時在支撐桿上打上標高線以100mm為一個單位，每次滑升為100mm。每滑升一次，都要仔細檢查各支撐點屋蓋起升的高度，和標高線進行比較，當偏差超過10mm時，及時查找原因，進行糾正。1、爬桿導向調(diào)整法當出現(xiàn)偏差時，主要采用“爬桿導向調(diào)整法”進行治理。其糾偏原理是對千斤頂?shù)闹С袟U施加一定的外力，使千斤頂支承桿產(chǎn)生與屋蓋偏移方向相反的轉(zhuǎn)角，利用支承桿導向關(guān)系，使屋蓋沿支承桿方向進行糾偏滑升，以達到導向糾偏的目的。具體操作方法是在千斤頂?shù)鬃?，在偏差反方向一?cè)墊楔形鐵片，使千斤頂與支承桿同時產(chǎn)生導向轉(zhuǎn)角，達到糾扭的目的。2、外力調(diào)整法利用導鏈來糾正扭轉(zhuǎn)。當產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時，利用導鏈使千斤頂與支承桿同時產(chǎn)生導向轉(zhuǎn)角，隨著屋蓋的滑升，達到糾偏的目的。5.2.5屋蓋的固定屋蓋提升完畢后，澆筑混凝土牛腿，把鋼屋蓋放在新澆筑的牛腿上。固定好屋蓋后，拆下鋼筋性支架、千斤頂、液壓系統(tǒng)等所有滑升用裝置。在原牛腿位置上安裝的鋼牛腿上安裝起重梁。鋼屋蓋就位后，砌筑女兒墻。5.3勞動組織勞動力組織見表5.3-1。表5.3-1勞動組織表序號工種所需人數(shù)備注1管理人員102普工153木工104鋼筋工105混凝土工36電焊工107鉚工68鉗工69架子工410起重工211其他配合人員10合計866.材料與設備本技術(shù)主要應用的材料是用于支架加工用角鋼，無需其它特殊材料，主要設備見表6-1。表6-1主要設備表序號名稱規(guī)格/型號數(shù)量備注１吊車QY251臺２經(jīng)緯儀DJ21臺３水準儀Z31臺４氣割設備10套５電焊機BX1-315F-24臺６倒鏈3t8臺7滅火器4公斤8個8千斤頂3t40臺9液壓控制臺1臺7.質(zhì)量控制7.1主要質(zhì)量控制標準本技術(shù)施工主要采用質(zhì)量控制標準有《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205、《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》JGJ81等。7.2質(zhì)量控制措施7.2.1建立項目質(zhì)量保證體系，在項目經(jīng)理的領(lǐng)導下，由項目技術(shù)負責人具體負責質(zhì)量管理工作，制定出總體質(zhì)量控制節(jié)點和各節(jié)點的質(zhì)量控制程序及措施，嚴格按程序辦事。7.2.2嚴格按方案組織施工。7.2.3在影響過程質(zhì)量的關(guān)鍵點、關(guān)鍵部位設置質(zhì)量管理點，成立QC小組，按照PDCA循環(huán)過程開展質(zhì)量管理活動。7.2.4定期觀察鋼屋架提升時軸線位置偏差情況，及時進行糾偏。7.2.5做好現(xiàn)場施工記錄。8.安全措施8.1施工現(xiàn)場嚴格執(zhí)行《建筑施工安全檢查標準》JGJ59、《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46、《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》JGJ80等安全管理標準。8.2施工現(xiàn)場安全管理1、凡參加施工的人員要嚴格按照《安全操作規(guī)程》進行操作。認真學習相關(guān)的安全規(guī)范、規(guī)程，熟悉本工種安全技術(shù)操作規(guī)程。嚴禁酒后作業(yè)。2、施工現(xiàn)場周圍劃出施工危險警戒區(qū)，拉設警戒線。設置圍欄和明顯的警戒標志，設安全監(jiān)護人員。3、施工現(xiàn)場設立警示牌，配備滅火器具。4、焊接時，嚴格執(zhí)行動火審批制度，并設安全監(jiān)護人員。5、施工現(xiàn)場必須正確配戴安全防護用品。6、施工班組作到安全文明施工，作到活完場清。7、施工時如遇雷雨、六級以上大風時，應停止施工，并做好?；胧?，人員撤離前應對設備、工具、材料等進行整理、固定并做好防護。9.環(huán)保措施9.1采取相應措施,使施工噪聲排放符合《建筑施工場界噪聲限