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来源:现代钢构网架
摘要:网架工程施工技术含量高,而网架就位是重中之重且直接影响施工成本。本文对某高校的焊接球网架采取拔杆吊装方法成功安装网架进行了分析,在满足工程进度、质量、安全的前提下,以最经济的吊装工艺实现网架的安装并期待了可观的效益。对以后类似的工程具有极高的参考价值。
关键词:网架、吊装、工艺、分析
引言
电子科技大学清水河校区风雨棚工程为室内体育运动场,其屋盖为焊接空心球节点、正放四角锥网壳型式,多点支承拱形网架。网壳平面投影面积12648.51m2,平面尺寸为153×82.67m,纵横净分别净跨为120m和80m。由13326根杆件(无缝钢管)和3323只空心球节点焊接组成,总重量430t左右(不含支座重量),网壳最高点标高21.85m,。
一,网架吊装(拼装)方案选择
该网架跨度大、重量大、平面尺寸大,且工程位于学校上课区域,建筑物外围轴线向外约10m均为已建成建(构)筑物或绿化,不允许被破坏或占用。大吊车也无法到达现场,因此采用常规的整体吊装、整体顶升、整体提升、高空滑移法均不可取;高空散拼法方法虽可行,但施工措施费用将达到上百万,成本不允许。
根据实际情况,经过分析决策决定网架跨内部沿长向分4个区段,每个区段单独进行施工吊装,每个区段由4根独立拔杆抬吊吊装工艺。经工程完成后,实际核算,该吊装措施费仅20余万元。
二,吊装工艺
施工准备→网架地面拼装部分砖支墩砌筑→拔杆制作→拔杆安装→地面拼装1拼单元→第一次吊装提升2m高左右→两侧2拼单元拼装→第二次吊装再提升2m高左右→两侧3拼单元拼装→第三次吊装至支座高度以上500mm→支承区段及支座拼装→下降,就位、调整、固定→完成
按上述工艺接着进行第二段、第三段、第四段拼装和吊装;各段网架间间预留一个节点间距进行高空散装。
三,拔杆安装
本吊装方案由4根Φ426×10,ℓ=2100的普通焊管加工成独立拔杆进行抬吊,拔杆安装位置必须处于一拼单元(条块)的四角相邻4个下弦节点的中心交点上,否则将影响网架就位。
四,吊装受力分析
根据吊装工艺和网架结构情况,本网架每段重量为80t,负荷不均衡系数取1.25,故拔杆最大荷载为:800÷4×1.25=250KN
4.1一套起重滑轮组计算荷载(P)
P=1.1(Q+q)÷cos4°
1.1—动载系数取(按绞磨考虑)
Q—最大吊装荷载
Q=250÷2=125KN
q—吊装索具重量取KN
P=1.1(125+5)÷cos4°=143.35KN(一套滑轮组荷载)
4.2拔杆轴向压力(正压力N)
N=N1+N2+N3+N4
N1—滑轮组计算载荷对拔杆的正压力
N1=P·cos4°·2=286KN
N2—滑轮组跑绳(牵引绳)对拔杆的正压力
根据滑轮组工作轮数、工作绳数及滑轮效率(共14轮、14根工作绳,效率取0.96)计算得:N2=29KN
N3—缆风绳初拉力(预张力)对拔杆的正压力
根据拔杆高度,拔杆应设6根缆风绳,每根缆风绳预初拉力按5KN计,缆风绳与水平面夹角为35°,则每根缆风绳初拉力对拔杆的正压力为:
T=6·sin35°=3.44KN
N3=6·6·s·in35°=20.65KN
N4—拔杆中部以上自重对拔杆的正压力
N4=1.03·11m+1KN(接头加强及缆风盘等附件重量)=12.33KN
故,N=N1+N2+N3+N4=327.98KN
4.3吊索受力计算
F=P÷2÷cos30°=82.62KN
4.4下弦杆件正压力(F′)
F′=F/2=41.31KN
五,拔杆校核及吊装机索具选择
5.1拔杆校核
由于拔杆为双侧吊装,为轴向受压,按轴心受压对其强度和稳定性进行校核,即:<f< p=””>
f:钢管屈服点承载力,取240N/mm2
N—拔杆轴向压力327.98KN;A—拔杆截面积131cm2;ϕ—压杆稳定折减系数;ϕ由拔杆长细比决定,长细比
ℓo—拔杆计算长度=2100cm;i=拔杆回转半径;i=14.7cm
λ=2100/14.7=142.857根据λ查表ϕ=0.331
故,=3279800/13100/0.331=75.6N/mm2,小于f,故安全!
5.2吊装机索具选择
5.2.1起吊滑轮组选择
根据滑轮载荷(P=143.1KN),选H16×4D滑轮(额定起重量16t、4轮、吊环型滑轮)即可满足要求。每根拔杆4个滑轮。
5.2.2起吊滑轮组钢丝绳选择
根据前面受力分析,滑轮组跑绳牵引力(S)为28.62KN,考虑一个导向轮,至绞磨处钢丝绳牵引力为1.1×S=31.48KN,安全系数取5.5,应选择破断拉力为5.0×31.48=157.41KN钢丝绳,查产品标准,选择φ19.5(6×37+1)钢丝绳可满足安全要求。
5.2.3绞磨选择
根据绞磨牵引力(37×1.1=40.7KN),选择牵引力为5t绞磨即可满足要求。绞磨推力(F)计算:
S—滑轮组牵引力28.62KN;r—绞磨卷筒半径120mm;L—绞磨磨杆长度2000mm;1.2—阻力系数
28.62×120=F/1.2×2000,F=2.06KN,F约210公斤。
按每人推力27kg计,需8人推每台绞磨。
5.2.4缆风绳选择
因拔杆为双侧对称吊装,理论上缆风绳不存在工作张力,故缆风绳按15KN(1.5t)拉力选择钢丝绳,安全系数取3.5,则钢丝绳破断拉力为3.5×5=52.5KN,查产品标准,选择φ13~15(6×19+1)钢丝绳可满足安全要求。
5.2.5拔杆上部定滑轮拴挂捆绑绳选择
根据前面受力分析,定滑轮荷载为143.1KN,按规程要求安全系数取8,则定滑轮拴挂捆绑绳破断拉力应为8×143.1=1144.8KN,查产品标准,选择φ21.5(6×37+1)钢丝绳6股或选择φ24(6×37+1)钢丝绳4股可满足安全要求。
5.2.6吊索选择
根据前面受力分析,吊索受力为F=82.62KN,按规程要求,安全系数取8,则吊索破断总拉力为8×82.62KN=661KN。查产品标准,选择φ26.0(6×37+1)钢丝绳2股即可满足安全要求。每个定滑轮吊索为4股,一根拔杆吊索共8股。
5.2.7卸扣(卡环)、绳夹等选择
用于起重滑轮组的卸扣选择16t卸扣。绳夹按钢丝绳直径选择相匹配绳夹,不允许以大代小,也不允许以小代大;绳夹数量及钢丝绳压扁程度必须符合规程、规范要求。
5.2.8绞磨固定钢丝绳选择
根据受力计算,固定绞磨的钢丝绳选择φ13~17(6×37+1)钢丝绳4股即可满足安全要求。
六,结束语
本案例以最低碳、最节能的安装方式实现网架工程的成功安装,期待了很好的社会效益和经济效益,也适用于类似工程作为参考。
来源:现代钢构网架,编辑:李修文,如有侵权请联系我们。
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