“转自:“
“道法自然”,道指一种规律或者可以理解为一种境界,法是遵照的意思;自然是自然界,成道是要遵照自然界的,万事万物都有其遵循的规律。“拔杆吊装”作为最早在网架施工中使用的方法之一,随着科学进步和社会发展,出现大型施工设备和更为科学和先进的施工工艺,在有些网架工程之中退出了舞台, 但在一些项目中还是精准的找到自身位置和作用,“道”无处不在,且自有公道 .
借用两个工程实例,把山西汾阳和江苏徐州两地为代表的不同拔杆吊装形式和方法介绍一下,有回忆,有启迪,有对网架人的景仰和尊敬,更有对我们钢构行业的希望。
在此我们谨向被中国空间钢结构领域学科带头人、留美学者蓝天教授赞为“中国网架第一人”的王育钊先生致敬!
该工程为轨道交通运用库网架钢结构工程。 建筑面积11138.4m2。 支撑方式为下弦周边多点支撑。长轴方向248m,跨度40.8m,柱顶高度10m;采用结构找坡,网格型式为正放四角锥,节点为螺栓球。 屋面采用0.6厚天蓝色压型钢板,屋面设1㎜厚阳光板采光带 。
一、施工准备
1、熟悉图纸
施工前组织工程技术人员按照施工图纸做好图纸会审和技术交底工作,做好施工与设计的结合,做好钢网架施工与土建施工的结合,编制详细的施工组织设计、施工方案、施工进度计划、材料采购供应进场计划、人力机具动员计划等。
2、现场准备
2.1.按照图纸要求进行施工前测量及预埋件复核,测量记录要与图纸相符,如有不符,应复测,经设计方认可共同解决后再进行施工。
2.2.同甲方、监理及总包单位协调工作,搞好“三通一平”,确保材料顺利进场。
2.3.安装调试施工机具。按照施工机具需要,安排计划,组织施工机具进场,将施工机具安置在规定的地点。对于固定的机具要进行就位、搭棚、接电源、保养和调试等工作。所有施工机具都必须在开工前进行检查和试运转。
2.4. 做好构(配)件、制品和材料的储存和堆放。
3.施工机械的准备
3.1.施工机械设备配备:
序号 |
名 称 |
型 号 |
单位 |
数量 |
1 |
电焊机 |
BX3-400A |
台 |
4 |
2 |
切割机 |
Φ500 |
台 |
1 |
3 |
角向磨光机 |
Φ100 |
把 |
2 |
4 |
气割具 |
套 |
1 |
|
5 |
提升井字架 |
套 |
15 |
|
6 |
电动葫芦 |
10T |
套 |
60 |
7 |
套筒扳手 |
不一 |
把 |
12 |
8 |
活头扳手 |
32-60mm |
把 |
4 |
9 |
千斤顶 |
10T、16T |
台 |
4 |
3.2检测设备配置
序号 |
设备型号 |
数量 |
设备名称 |
主要用途 |
1 |
0-300 |
2 |
游标卡尺 |
测量长度、厚度等 |
2 |
0-360º |
2 |
游标角度尺 |
测量角度 |
3 |
5-100m |
10 |
钢卷尺 |
测量长度 |
4 |
0-300、500 |
4 |
直角尺 |
测量直角、垂直度 |
5 |
0-40 |
2 |
焊缝检验尺 |
测量焊缝尺寸 |
6 |
PXUT-27 |
1 |
超声波探伤仪 |
焊缝内部缺陷的检测 |
7 |
HR-150A |
2 |
洛氏硬度计 |
检测高强度螺栓等的洛氏硬度 |
8 |
TT-220 |
1 |
数字式涂层测厚仪 |
检测涂、镀层厚度 |
9 |
DS3 |
2 |
水准仪 |
测量水平及标高 |
10 |
J1、T2 |
2 |
经纬仪 |
测量水平及竖直尺寸 |
11 |
M16-M64 |
5套 |
螺纹环塞规 |
测量螺纹 |
二、螺栓球网架拼装
1、网架拼装方法
清理拼装平台→放线→搭设拼装胎架→验线、验标高→安装下弦平面网格→搭设临时支撑→安装上弦网格→安装腹杆→尺寸复查→节点焊接→支座安装。
2、网架施工过程拼三角架的工作方法为
1)先配好该处的球和杆件,一名队员找准球孔位置,分别对接两根腹杆,用搬手或管钳拧套筒螺栓,接着再有一名队员抱一上弦杆(朝天杆),另一名队员迅速将螺栓对准相应的球孔,用搬手或管钳将此上弦杆拧紧到位,在拧紧过程中,腹杆队员晃动杆件,以使杆件与球完全拧紧到位。此项工作完毕后,再装另一根上弦杆(翅膀),找准球孔,拧紧螺栓到位。
2)网架施工过程推三角架的工作方法:两名队员在上弦结点处,两名队员在下弦结点处,分别找准与杆件相应的球孔,将杆件与球之间的螺栓迅速拧紧到位,四名队员同时工作,相互之间应熟练配合,最后有二名队员装下弦杆和下弦球。
钢网架结构安装允许偏差及检查方法
小拼单元偏差值 |
||
项 目 |
允许偏差(mm) |
|
网格单元 |
节点中心偏移 |
2.0 |
杆件轴线的弯曲矢高 |
L1/1000且不大于5.0 |
|
单锥体小拼单元 |
弦杆长度 |
±2.0 |
锥体高度 |
±2.0 |
|
上弦杆对角线长度 |
±3.0 |
|
下弦节点中心偏移 |
2.0 |
|
中拼单元偏差值 |
||
项 目 |
允许偏差(mm) |
|
单元长度L≤20m时, 拼接边长度 |
单跨 |
±10.0 |
多跨连续 |
±5.0 |
|
单元长度>20m时, 拼接边长度 |
单跨 |
±20.0 |
多跨连续 |
±10.0 |
3、螺栓球节点网架地面拼装方法
1)网架中心定位基准拼装定位
首先根据图纸中球节点的坐标求出各下弦球的Z坐标和高差,在根据中心区要拼网架球的大小在地面上砌砖垛,砖墩上分别测定中心十字线,用杆定位环确定球节点的位置,并连接拼装节间杆件,形成下弦四边形单元网格,再用腹杆将上弦中心球定位,使上弦球中心与地面投影中心位置吻合,连接拼装其它腹杆,形成一个小单元基准控制点。
2)中心区球杆就位方法与顺序如图①-⑩
3)扩展拼接方法
a 中心区拼装完成后,利用球和杆之间的相互定位逐渐向外扩展拼装,构件就位顺序与方法
b 外围构件采用类似的方法扩展拼装。
4)外扩拼装的精度保证
a 小拼单元网架结构采用的近地面拼装的方法,在小拼单元拼装完成并对其安装精度检查合格后,即可完全脱离砖墩支点,利用连接在同一个螺栓球上的三根杆件的长度作为控制指标,进行下一螺栓球的空间定位。
b 由于在外扩过程中随着已拼装单元的面积不断变化,已经拼装完成的结构会因为吊点位置不变而发生一定的整体弹性变形,而由于各个小拼单元的相对刚度较大,所以网架局部不会发生变形,因此外扩时以一个螺栓球对应的已安装好的另外三个螺栓球为定位参照用杆件长度进行定位,不会对网架整体造成累积误差。
c 外扩拼装好一部分小单元后,应及时利用网架三维模型在Autocad软件中将相应位置的坐标进行换算,以换算过后相对坐标位置对拼装的小单元安装精度进行复核,若出现偏差,则应在下一小单元中进行调整。
1网架提升
1.1网架安装概述:
该工程网格尺寸及矢高都较大,根据该项工程的特点,在类似工程整体吊装所累积的经验基础上,决定针对该工程采用在地面整体吊装的施工方法。现分述如下:网架柱顶部标高为10.00米,故中心把杆拔杆的设置高度为16米,每块共设15组把杆。
1.2施工顺序:
网架拼装完成后,利用拔杆提升网架,提升10-20㎝后静止12小时,观察各部位受力状况,特别是拔杆基础、捆绑绳索网架是否有变形等等,确认后继续提升至预定标高(比预埋件高50-100㎜);将上弦杆件和球拼装到位,水平移动网架至柱顶上方,然后将网架轻轻落在柱顶上,焊接支座,至此网架安装完成。
拔杆平面布置图
1.3网架吊装的具体方法:
a 安装好的分片网架经验收合格后,在吊点图指定的位置布置相应数量的格构式井字架拔杆。每组拔杆上设置提升倒链4只,每只倒链的起重量为10吨。
b 倒链和网架之间用Ф20的钢丝绳连接,钢丝绳一端于网架的下弦球节点捆扎牢固,并用卡环锁死,另一端固定在倒链的吊钩上。
c 在吊装时要在网架适当的位置挂15个钢卷尺,及时检查各点的提升速度,确保网架提升的同步性。
d 为保证拔杆在提升承重后的稳定性,不下沉,要在设置拔杆的位置浇灌C20的素混凝土基础。
e 另外所有拔杆端部用Ф14的钢丝绳串联紧固,以保证拔杆的整体性。拔杆端部的四个角也要设置缆风绳,并固定在适宜的建筑物上或固定在预先设置的地锚上。
f 在网架的水平位置也要设置倒链,用来控制网架在提升轻微摆动而产生的误差。辅助吊点位于周边柱顶,考虑辅助吊点的牢固安全,将系倒链的钢丝绳捆绑在柱上。
g 同时,在辅助吊点位置相应的网架下弦增加一辅助钢架,吊装的钢丝绳的下端就固定在该钢架上。(贴图一)
1.4网架吊装的人员组成:
针对该网架跨度大,吊装要求高,我公司专门成立了技术过硬,作风顽强的吊装小组。总指挥由公司具有多年吊装经验的高级工程师担任,负责网架吊装的全面工作。副指挥一名,负责网架提升前及网架提升过程中的具体工作。吊装班长两名,主要负责网架吊装前拔杆的安装以及吊装过程中的具体事务。检查员两名,主要负责吊具的安全检查以及吊装过程中的安全巡视。测量员4名,控制网架在吊装过程中的同步性,不得有偏移现象。网架吊装操作工人15名,负责网架在吊装过程中的具体操作。
1.5在网架提升过程中务必充分考虑以下几点:
1.5.1认真清理网架结构上的杂物,清理网架与地面的所有连接。
1.5.2进行试吊,当网架脱离拼装砖礅后(50–100㎜)检查网架。
* 下弦轴线与网架投影轴线是否重合,进行一次初调整
* 认真检查拔杆的受力状况,拔杆地基是否有下沉现象,拔杆顶端是否对准基准面的十字中心线。
* 导链是否受力均匀。
* 派专人对钢丝绳(揽风绳)地锚受力变化情况要观察.检查。
* 网架杆件受力情况详细检查。
* 网架轻微随松摆动,应正该向拔杆缆风,如此逐向试到不向前摆。
* 观察、检查12小时,发现无问题再正式提升。
1.5.3整体分块提升,关键是如何保证做到提升“同步”,保证网架结构在空中姿态。办法是:
* 提升前在网架提升架附近网架下弦相同杆件上分别挂上一把15m的钢卷尺,在该点同时悬挂线锤。
* 网架每提升1m用二台水准仪分别依此对15套提升架处15m钢卷尺读数一次,做好记录,检查各点的提升速度。
* 以就高不就低的办法分别按“跑头”提升到同一读数(标高)然后继续统一均匀提升。
* 当接近设计标高时,则采取0.5m来进行控制,用水准仪再测量一次。
* 网架提升时应保证做到“同步”,相邻两个提升点允许升差值为井字格式提升架间距的1/400,不大于20mm。
* 网架提升时统一有一人指挥,提升过程中认真做好记录,巡视、检查工作,发现问题及时向指挥人员报告、停止提升。
* 网架提升到设计标高后,将网架再次调正到位,然后将手拉小链栓在起重链轮的大链上,不使网架下滑。
2网架外缘拼装
在确定网架的几何尺寸及标高后须对网架四周进行拼装。
3补装网架杆件:
3.1事先对柱顶轴线、标高进行复测,发现有问题按规范设计要求进行处理,直到达到满足规范要求。
3.2由于需要填充的杆件均在拔杆位置处,故填充杆件时利用拔杆,分别按图补装上与弦球相连的的网架杆件,使网架连成整体。
4网架调整固定
4.1网架对接及补装杆件完成后,应将整块网架进行轴线调整,网架再次提升30—50mm,然后徐徐下落,在此过程中各个支座要详细检查位移值、标高值。
4.2将支座过渡板与预埋螺杆丝紧固。
5网架自检结构验收
网架安装完毕后,应对网架整体参数进行自检,检查内容包括纵向边长偏差,支承点的中心偏移和高度偏差。网架相邻点支座之间高差,网架自重挠度值等几个方面内容。检查使用的工具为钢卷尺、直尺、经纬仪、水准仪等,检查结果应做好详细准确的记录,检查的结果应符合下表的规定:
项目 |
允许误差 |
纵横向长度L |
L/2000≤30 – L/2000且≤30 |
支座中心偏移 |
L/3000且≤30 |
周边支承偏移 |
L/400且≤15 |
支座最高差 |
30 |
杆件轴线平直度 |
L/1000且≤5 |
挠度值 |
不得超过设计值的1.15倍 |
网架自检确定无误后,应会同甲方、监理有关人员对网架结构分部工程进行验收,并签署验收报告,合格后进行下一道工序施工。
6吊装拔杆的安全技术要求
6.1提升拔杆的设置位置要与网架使用时受力状况较为接近,同时拔杆的位置要求对称均布,并做精确放线。
6.2在拔杆安装之前,拔杆下部的地基要夯实垫平,同时根据地基的情况必要时要设置混凝土基础,以增大拔杆承重后的地基强度。
6.3拔杆的安装一定要垂直,拔杆的中心点应与地面定位中心点重合,以避免网架整体离开地面后其受力中心移位,造成不安全的因素。
6.4为确保起重拔杆的垂直,拔杆在安装过程中应选用经纬仪配合。单一拔杆在安装过程中要用缆风绳随时调整固定。
6.5拔杆在组装过程中的螺栓以及斜撑要及时装上,均匀紧固。
6.6拔杆整体安装完毕后,要用经纬仪整体校核。
6.7拔杆的缆风绳端部应与地锚或建筑物紧固,地锚的埋设要参照有关的技术规范。
7网架吊装过程中的技术要求
7.1网架吊装分为试吊和正式吊装两个阶段,必须先对吊具进行仔细的检查确定无误后方可进行试吊装。
7.2在提升时,网架离开组装平台10CM为第一阶段,现场两名副指挥应认真检查拔杆的受力状况,拔杆地基是否有下沉现象,提升用的倒链受力是否均匀,缆风绳与拔杆的连接卡扣是否有松动现象等。
7.3在第一步试吊装成功后,应观察12小时,对吊具及网架的受力情况进行详细的检查,确定没有问题后方可进行正式吊装。
7.4第二步的正式吊装以50CM为一阶段,检查员要随时检查网架以及拔杆的受力状况,并随时进行调整。
7.5网架提升时要保证做到同步,相邻两吊点相对高差允许值为拔杆吊点间距的1/400且不大于20mm。
7.6为保证网架提升的平衡,应在每一组拔杆上设置刻度,并在网架上悬挂线锤,而且要在网架的适宜位置悬挂钢卷尺,以控制网架提升的统一。
7.7网架在提升到设计的标高后,必须将所有吊点组销死,以防止在高空对接中吊点松动。
7.8网架吊装就位后,进行网架初调,初调后方能进行下道工序的安装。
7.9网架的高空封边和柱子部分安装,利用脚手架及吊车进行高空散装,封边由中心向两边同时进行。
7.10网架整体连接结束后,对网架进行调整就位,将网架落实并固定支座。
8吊装安全措施
8.1在网架吊装前必须对吊装时的吊点反力以及网架的受力状况进行验算,以确保网架吊装的安全。
8.2现场成立专门的安全检查小组,检查网架在提升过程中拔杆及网架本身的受力状况,随时向指挥人员汇报。
8.3吊装前向吊装人员进行安全教育以及关键部位的安全交底。
8.4吊装作业时应划定危险区域,挂设安全标记,加强安全警戒。
8.5进入施工现场必须戴好安全帽,并扣好帽带,2m以上高空作业系好安全带。
8.6起吊前应专人检查吊点、吊钩、索具、地锚、提升系统的安全装置,清理干净网架上杂物及清除与网架所有连接。
8.7所选用的吊装钢丝绳必须经过计算满足受力要求,并确保使用未经使用的新的钢丝绳。
8.8井字提升架拔杆底部支承面必须夯实平整。
8.9拔杆安装一定要垂直,中心点应与地面定位轴线重合,拔杆与拔杆之间应有水平缆风绳串连,缆风绳一端固定在拔杆顶端,另一端固定在柱上或地锚上,与地面的夹角大于30°小于45°。
8.10如遇雨天或6级以上大风停止提升。
8.11提升吊装节点处必须扎捆牢固。
8.12电动葫芦的使用,先空载检查传动是否灵活,是否有掉链现象,检查自锁装置是否灵敏。
8.13不得超负荷使用拉。
8.14脚手架应达到300kg/m2以上均布荷载,满铺架板,设护栏上下爬梯。
8.15夜间现场应有足够的照明。
8.16在提升过程中应指定专人指挥,其吹哨信号如下:
* 预备、停止:一声长。
* 上升:二短声。
* 下降:三短声。
* 微动:断续短声。
* 紧急停止:急促的长声。
9提升计算说明
9.1提升说明:
⑴、施工场地畅通,施工场地回填土逐层平整夯实,满铺一层30㎜-50㎜石子。
9.2必要时场地硬化,在设置拔杆的位置垫1000×1000 X16MM厚钢板。
9.3现场成立专门提升网架领导小组,对提升小组人员提升前进行安全教育以及关键部位的安全交底。
9.4在支座附近按吊点位置图安装格构式井字拔杆,其安装顺序与网架拼装同步进行。
9.5格构式井字提升拔杆顶部用Φ20的钢丝绳窜连紧固,以保证拔杆形成整体,拔杆提升架顶部外侧面要设揽风绳,揽风绳固定在建筑物的混凝土柱上或地锚上,揽风绳与地面夹角30度为宜,不得超过45度,拔杆安装完毕后必须经过验收后方可使用。
10提升设备的选择
10.1格构式井字提升拔杆采用高度为3M/每节,截面为1800㎜×1800㎜,四肢为Φ140㎜×4㎜钢管组合而成,上端借助揽风绳体系稳定,下端搁在钢板。(见下图)
计算用模型,搭设高度依据现场实际情况
10.2拔杆简介:
拔杆组合高度Hmax=15米,每组受力Fmax=20T+自重+F施,拔杆主支架柱为材质Q235B Φ140×4.0的钢管;缀条为材质Q235B规格L63×6角钢,其余连接板均为Q235B钢板,拔杆格构柱顶,沿对角线设两根36a工字钢 工字钢端部悬挂10T的手拉葫芦。
拔杆验算:
a 拔杆用于提升,且受力对称,故可简化为格构式轴心受压力学模型。
* 整体稳定性计算
* 刚度验算
* 单肢强度验算
* 单肢稳定性验算
* 缀条计算
* 36a工字钢强度计算
b 网架结构卸载满足要求,吊点的数量和位置经过网架卸载验算通过。
* 钢丝绳验算:
* 揽风绳验算
* 地锚验算
小结:
从以上对拔杆、地锚、钢丝绳、揽风绳重新分析后可看出:
格构式拔杆在受40t压力作用下的强度、刚度都满足要求,整体稳定性、
局部稳定性也满足要求。
地锚、钢丝绳、揽风绳的强度都满足要求。
11网架的就位与卸载注意事项
11.1网架的就位:
网架分阶段提升组装完成到柱点位置后,要校正整个网架的轴线尺寸。首先校正起吊拔杆的轴线尺寸,校正完毕后利用拔杆对网架的轴线进行校正。
⑴、事先对混凝土柱顶轴线、标高进行复测,发现有问题按规范设计要求进行处理,直到达到满足规范要求。
⑵、将支座过渡板、空心球放在柱顶上,分别按图安装上与空心球相连的的网架杆件,使网架初步稳定在周边柱上。
⑶、网架对接及补装杆件完成后,应将整块网架进行轴线调整,网架再次提升30mm,然后缓慢下落,在此过程中各个支座要详细检查位移值、标高值,检查无误后将支座过渡板固定安装。
⑷、网架安装应注意支座的受力情况,网架支座的施工应严格按照设计要求和产品说明进行。支座垫板、限位板等应按规定顺序和方法安装。
11.2卸载:
⑴、卸载的顺序:
网架卸载在外围网架安装完成后分两个阶段进行。第一阶段:对外围距离支座较近的8组拔杆进行卸载。第二阶段:余下拔杆进行同步卸载,对不同点按不同的位移值控制卸载的幅度,分七次完成。
⑵、拆卸时应注意同步,逐步的拆卸,防止应力集中,使网架产生局部变形或使局部网格变形。
12结构检测
12.1网架结构总拼完后及屋面施工完后应分别测量其挠度值;所测的挠度值,不得超过相应设计值的15%。
12.2由于后期使用过程中,屋面各种荷载及吊挂荷载完成后,杆件应力变化最大,由业主委托专业测量单位进行检测。
12.3坚持质量检查与验收制度严格执行“三检制”,上道工序不合格不得进入下道工序施工,对于质量容易波动,容易产生质量通病或对工程质量影响比较大的部位和环节加强预检、中间检和互检
13质量标准
13.1保证项目:
13.1.1网架结构各部位节点、杆件、连接件的规格、品种及焊接材料必须符合设计要求。
13.1.2焊接球节点网架焊接完成后,所有焊缝必须进行外观检查,并做出记录。
焊缝质量标准必须符合《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2003)二级焊缝标准。
13.2基本项目:
13.2.1各杆件与节点连接时中心线应汇交于一点,焊接球应汇交于球心,其偏差值不得超过1mm。
13.2.2网架结构总拼完后及屋面施工完后应分别测量其挠度值;所测的挠度值,不得超过相应设计值的15%。
13.3允许偏差项目:
网架结构安装允许偏差及检验方法见GB50205-2003
以徐州为代表的网架拔杆整体安装施工,对施工方案和作业职员的要求比较高,在安全治理上必须认真做好施工方案编制和审批、安全技术交底、职员培训教育、安全检查验收等工作。尤其是网架的整体提升安装一定要事前从方案上进行细化和完善,要考虑一切可能发生的题目,并做好相应的预防措施。
同一协调指挥及各操纵职员的整体配合非常关键,工艺实施前要有针对性的培训和练习。
网架整体提升方案,在技术上要针对施工工艺的难点和危险源采取完善的措施,主要有以下几点:
1.提升支架失稳
提升过程中提升支架的稳固是保证整个施工方案成功的基础,一定要确保万无一失。
2.手拉葫芦断裂
手拉葫芦是整个工艺的关键设施,要确保葫芦在提升中不能出现题目。 为此,采取以下措施: 公道布置葫芦位置,确保葫芦受力均匀。 选择合适数目的葫芦,确保葫芦提升时有一定的安全系数。
-THE END-
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