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液壓整體提升技術(shù)在北辰區(qū)行政中心工程的應(yīng)用

作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間:2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要:隨著鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)工程的吊裝技術(shù)也得到了不斷進步,其中整體提升施工技術(shù)以效率高,工期短,成本低而得到了廣泛應(yīng)用。本文介紹了天津市北辰區(qū)行政許可服務(wù)中心及檔案館鋼連廊整體提升施工技術(shù)。
    關(guān)鍵詞:鋼桁架;整體提升;同步控制

    一. 工程概況
    天津市北辰區(qū)行政許可服務(wù)中心及檔案館工程位于天津市北辰區(qū)文化中心以北,建筑面積44848m2,地下1層,地上17層,建筑高度96.4m,框架剪力墻結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)工程主要包括勁型鋼骨柱、鋼骨梁以及空中連廊鋼桁架。鋼連廊位于兩建筑之間,鋼連廊頂部標(biāo)高為75.5m,底部標(biāo)高為67.34m,下至標(biāo)高為25.8m的六層裙樓樓頂之間無建筑結(jié)構(gòu)。鋼連廊長度28.245m,寬度7.3m,高度8.16m,重量60t,上下兩端通過8只抗震支座與結(jié)構(gòu)上牛腿(標(biāo)高72.78m)、下牛腿(標(biāo)高66.92m)連接(下牛腿伸出長度大于上牛腿)。空中鋼連廊的安裝是該工程的難點與重點。建筑結(jié)構(gòu)參見圖1、圖2。

    該工程空中連廊采用H型鋼組合焊接而成,整體由兩榀立面桁架和桁架上下弦之間的水平及斜撐組成,整體斷面成箱型。桁架上下弦采用H300*300*10*15型鋼;桁架垂直支撐、桁架間水平支撐采用H250*270*6*10型鋼;桁架斜腹桿與桁架間水平斜撐采用H270*200*6*12型鋼。其結(jié)構(gòu)參見圖3。


    二.施工技術(shù)的選擇
    根據(jù)本工程的特點,我們采用鋼桁架在六層樓頂先拼裝完成后再整體提升至設(shè)計位置的安裝方法。采用整體提升施工技術(shù),既減少了施工臨時措施,降低了施工成本,又解決了與土建重疊交叉作業(yè)問題,縮短了施工工期,經(jīng)濟價值和社會效益尤為顯著。鋼桁架在六層樓頂拼裝便于測量和質(zhì)量控制,施工作業(yè)安全風(fēng)險小,對環(huán)境污染小,同時避免了鋼桁架的局部桿件受力不均而損壞的現(xiàn)象;就位控制準確,且提升過程受自然環(huán)境的影響較小。

    三.整體提升施工技術(shù)
    1.結(jié)構(gòu)分段
    據(jù)現(xiàn)場情況,在結(jié)構(gòu)上牛腿的正上方布置提升用的措施牛腿,在同側(cè)相臨的兩個措施牛腿間用□200*150*10的方鋼管進行加強連接;以上牛腿端部為線,將連廊鋼架分解成為提升段與后裝段,同時將下牛腿長出部分也作為后裝段,以保證連廊提升過程中無障礙物阻擋。
    結(jié)構(gòu)分段如圖4所示,后裝構(gòu)件待連廊整體提升就位后,利用塔吊依次安裝。后裝桿件的順序由下向上,依次為下牛腿后裝段→連廊下弦后裝段→下弦平面后裝段→立面斜撐與連廊上弦后裝段→連廊上弦支撐架與水平后裝段。
    同時對連廊整體提升段進行計算機模擬分析圖5。荷載條件:
    屋面恒荷載: a.雙層彩色壓型鋼板(夾保溫層)0.20KN/m2
    b.屋面檁條及支撐系統(tǒng) 0.15KN/m2
    c.吊頂 0.20KN/m2
    d.鋼結(jié)構(gòu)自重
    計算時,忽略結(jié)構(gòu)上的活載,風(fēng)荷載以及雪荷載;恒載為0.55*200=11ton,鋼結(jié)構(gòu)自重為44ton;總重量為55ton。結(jié)構(gòu)滿足要求


    2.提升上錨點設(shè)置
    提升牛腿采用Ⅱ1000*550*20*40的雙腹板H型鋼,共計4只,安裝標(biāo)高為78.9m,并在其上下翼緣的雙腹板中間位置開120mm的同心圓孔,作為提升系統(tǒng)的上錨點。提升措施牛腿伸出建筑2135mm,同心孔距建筑邊1835mm。以單只牛腿受力49噸進行演算。牛腿焊縫強度的校核驗算:結(jié)果滿足要求。同時利用計算機進行受力模擬分析,如圖6

    3.提升下錨點的設(shè)置
    下錨點設(shè)在桁架的四個角部上方,與上弦桿進行焊接,下錨點錨具采用提升專用防松工具錨。每個下錨點對應(yīng)桁架位置處設(shè)置一個提升吊點。(圖7,圖8)

    4.液壓穿心千斤頂與鋼絞線的選擇
    本工程采用4臺TSD1050-200型100t液壓穿心千斤頂,分別設(shè)在標(biāo)高為78.900m處的4個措施鋼牛腿上。中間分別穿3根1860鋼絞線(Φ15.2mm),兩端有主動錨具,利用鍥形錨片的逆向運動自鎖性,卡緊鋼絞線向上提升,提升速度控制在3-5m/h。

    ⑶ 鋼絞線安全性能
    單根鋼絞線的設(shè)計值為25.8ton,為了保證提升過程中的安全系數(shù),采用3根1860鋼絞線(Φ15.2mm),其設(shè)計值為77.4ton,若按正常設(shè)計15ton考慮,其安全系數(shù)為5.16。
    5.鋼桁架整體提升
    ⑴ 結(jié)構(gòu)加強
    對連廊結(jié)構(gòu)整體提升段進行局部加強,保證連廊提升點處的強度。加強措施采用H200x100x5.5x8 的H型鋼,將提升段的兩段做封閉處理,并用措施型鋼將后裝段部位臨時加固。見圖9。

    ⑵ 提升步驟:
    ① 安裝下牛腿、上牛腿、措施牛腿;拼裝桁架提升部分;提升設(shè)備、下錨點及臨時斜撐安裝。同時安裝抗震支座,暫不就位。
    ②提升桁架。下牛腿(下牛腿后裝段)用倒鏈吊在連郎桁架下弦,連廊提升到比設(shè)計位置高0.5m處懸停一段時間,此時,穿心千斤頂導(dǎo)向錨、上錨、下錨(安全錨)必須同時錨緊。
    ③提升至相應(yīng)位置,安裝下牛腿后裝段,并將支座水平推至設(shè)計位置。
    ④繼續(xù)提升超過桁架就位標(biāo)高500mm,安裝鋼連廊兩端部分后裝桿件。
    ⑤桁架回落就位。
    鋼連廊提升就位后,下弦與支座進行四周圍焊,東側(cè)安裝4個規(guī)格為1200*1070*420mm的固定端支座,西側(cè)安裝4個規(guī)格為1160*700*420mm的自由端支座。支座安裝在牛腿上,并進行四周圍焊。鋼連廊兩端與建筑結(jié)構(gòu)之間的連接縫用石棉網(wǎng)處理。
    6.整體提升過程應(yīng)急措施

    ⑶ 鋼絞線的更換方案
    ①將其他鋼絞線鎖死,將損壞的鋼絞線從中間割斷,斷開處打磨;
    ②將斷開的鋼絞線分別從提升油缸中和地錨中抽出;
    ③準備1根新的鋼絞線,從提升油缸頂部穿入,經(jīng)過導(dǎo)向錨、上錨和下錨,將鋼絞線的另一端穿入地錨,張緊該鋼絞線。
    7.提升過程的質(zhì)量控制措施
    ⑴提升設(shè)備的同步控制
    ①確定1號提升點為主控點,其余3個點均以此點為基準調(diào)整,保證其同步性;
    ②在穿心千斤頂上支撐架上放置油缸行程標(biāo)尺,監(jiān)測油缸每次伸缸速度及位置,從而保證在每個油缸行程內(nèi)保證各提升點的同步。
    ③ 油泵控制人員同時接收主控人員指令,同時開始伸缸操作,每隔30mm向主控人員報告油缸位置,主控人員根據(jù)各點提升位置,給出等待、加速、減速等操作指令,油泵控制人員根據(jù)指令及時調(diào)整。
    ④ 當(dāng)各提升點提升到油缸指定出缸高度時,立即停止伸缸,等4個點都伸缸到指定位置后,再根據(jù)主控人員指令進行縮缸操作,縮缸到初始位置,向主控人員報告油缸狀態(tài),并停止操作等待主控人員下一命令。
    ⑵ 被提升結(jié)構(gòu)的光學(xué)儀器監(jiān)測
    每隔2-3m用水準儀對整個被提升桁架上的指定點進行測量,并將測量結(jié)果反饋給主控人員,主控人員根據(jù)反饋結(jié)果對整個結(jié)構(gòu)進行找平,找平的基準點仍然為1號提升點。(圖10)
    本工程共計進行了248個提升行程,油缸最大出缸行程為20cm,本工程每個行程定為17cm,并在千斤頂上用紅油漆標(biāo)明。
    ⑷ 控制指標(biāo)
    提升過程中,以各提升點的位移差值作為關(guān)鍵的控制指標(biāo)。提升點1、2之間的位移差控制在3cm以內(nèi),提升點2、3之間的位移差控制在8cm以內(nèi)。
    ⑸ 提升通道的垂直度保證
    本工程被提升的桁架部分兩端距東、西樓各50mm。提升錢利用激光垂直儀在桁架端部向上投射激光束,安排施工人員進行觀測,如果發(fā)現(xiàn)障礙物立即安排人員清理,確保桁架提升暢通無阻。

    8、提升過程的安全防護措施
    ⑴在桁架整體提升范圍內(nèi)設(shè)置警戒區(qū)域,用隔離帶作為警戒線,并張貼警示標(biāo)識。另外夜間派4個人員通宵值班,東、西樓頂各2人值班。
    ⑵提升平臺搭設(shè)欄桿,滿鋪跳板,欄桿四周掛安全網(wǎng)及密目網(wǎng)。沿提升平臺拉桿兩側(cè)搭設(shè)扶手欄桿,底部搭設(shè)橫桿,鋪設(shè)跳板作為上下通道,跳板上釘木條作為防滑措施。(圖11)
    ⑶提前對現(xiàn)場提升設(shè)備故障、天氣變化、停電、人員傷亡等突發(fā)性事件制定詳細的施工應(yīng)急預(yù)案,做到未雨綢繆。
    ⑷提升過程懸停安全措施
    ①提升千斤頂?shù)膶?dǎo)向錨、上錨、下錨(安全錨)三個錨具全部夾緊,導(dǎo)向錨在提升時起到導(dǎo)向作用;在懸停時,導(dǎo)向錨錨緊,起到安全鎖的作用。使穿心千斤頂處于無伸缸狀態(tài)。
    ②提升中間階段的懸停時,用倒鏈將桁架兩端部上下節(jié)點與周圍結(jié)構(gòu)進行臨時固定。
    ③進行電焊、氣割操作時,雙線到位。用石棉布包裹鋼絞線以防止電焊、氣割對鋼絞線的損傷。
    ④搭設(shè)穿心千斤頂防護架并蓋上彩條布以防雨。

    四、結(jié)束語
    天津市北辰區(qū)行政許可服務(wù)中心及檔案館鋼連廊整體提升施工技術(shù),克服了施工現(xiàn)場交叉作業(yè),惡劣天氣等各種不利因素,縮短了施工工期,降低了施工成本,為整個工程的順利竣工提供了充分保障,取得了良好的經(jīng)濟價值和社會效益。
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