体育看台金属屋面钢桁架吊装工程管桁架的施工工艺.doc

体育看台金属屋面钢桁架吊装工程管桁架的施工工艺桁架安装从1轴开始安装，1轴27轴依次安装。吊装时采用50吨履带吊站位于场外吊装桁架。在地面上设置拼装胎架，桁架在地面焊接组装完毕后，开始吊装。吊装时，单榀桁架采用整体一次吊装就位的方法施工。由于单榀桁架悬挑长度较长，因此在单榀桁架安装就位完毕，吊车吊绳卸荷前，在桁架悬挑水平段下部，设临时支撑平台顶撑，以保证桁架整体稳定，防止单榀桁架在自重作用下，产生过大的位移。临时支撑平台底部坐在混凝土看台D轴线与桁架坐在轴线交点处的梁柱节点顶部。吊装时，以每两榀桁架为一个单元进行组装。每个安装单元的两榀桁架单独吊装，吊装完毕后，立即组织两榀桁架之间次桁架的安装填档施工。待次桁架填档完毕形成一个整体单元后，撤销主桁架下部的临时支撑平台，组织单元内的卸荷。各单元均卸荷完毕后，开始每个单元之间次桁架的填档工作。最后整个屋面桁架形成一个稳定的整体。1.1 临时支撑平台设置本工程临时操作平台用量较少，且可在各吊装单元之间循环利用，因此采用中联重科QTZ80塔吊标准节（现场租赁），平台上满铺钢架板。临时支撑平台设置在C轴与各个轴线交点处的柱顶部。临时支撑底部设置3cm厚，尺寸2m2m的钢板。钢板底部看台局部呈台阶状，不在同一个水平标高上。施工时，利用20#A工字钢将钢板底部找平，确保钢板在一个水平标高上。为了防止临时支撑平台侧向失稳，用钢丝绳在两侧面与主体拉结，拉结的角度不小于45度，如图所示。在距离临时支撑顶面200mm位置开始设置拉结钢丝绳，每隔3m设置一道钢丝绳，钢丝绳必须与标准节角部主弦杆有效连接。顶部平台采用H300X150X6.5X9型钢，平台上满铺40mm厚钢板。为了便于桁架就位控制，在临时支撑平台上设置定位胎模，定位胎模的定位及高度，根据现场实际测量放线确定。同桁架管材外径端部挖弧高度根据现场实际测量确定临时支撑架上定位胎模实例图片1.2 主桁架钢梁上安全绳设置为确保高空作业人员的人身安全，在屋面施工过程中，在钢梁上临时安装安全绳，确保人员安全。安全绳安装方法：用76x3.5圆管焊接在主桁架梁的上弦管上，间距6米，高度1.1米，在76x3.5圆管上设13圆孔，10钢丝绳从孔中穿过，两端反向用专用十字卡卡牢。1.3 主桁架钢梁段拼装胎架制作 结合现场实际情况，计划在F轴北侧的地面作为主桁架钢梁段的拼装平台。地面用150cm厚C20混凝土硬化。在拼装平台制作拼装胎架，胎架高度800mm，拼装胎架主结构立柱及横梁均采用H250X125型钢，水平支撑结构采用5#角钢，材质均为Q235B。胎架高度最低处应能满足全位置焊接所需的高度，胎架搭设后不得有明显的晃动状。为防止刚性平台胎架变形，胎架旁应设置胎架观察点，如有变化应及时调整，待稳定后方可进行焊接。1.4 主桁架段钢梁吊点的确定主桁架钢梁段形状为“7”字型，选用4个吊点进行吊装（如下图）。桁架重5.8吨。有两个吊点在竖向段桁架5m标高处，对角设置；另外两个吊点在距水平段桁架端部9m的距离处。为了保证4个吊点均匀受力，吊点绑扎前对每根吊索的长度进行模拟计算，确定每根吊索的实际长度。为了防止吊绳出现不均匀受力现象，在四根吊索的下端外侧均挂10t倒链，必要时通过倒链来调节吊索的合适长度，平衡各根吊索的受力。由于吊索受力情况无法从外表观察，但如果各吊索受力与设计模拟情况不符，会出现钢丝绳受力不均，影响吊装安全。为确保各吊点是处于均衡状态，施工时，吊装钢丝绳下料需提前在CAD中模拟放样。主桁架钢梁段吊装时状态下，采用3d3s软件对结构进行建模验算，结构变形为3.691mm，结构应力为25.17Mpa，结构应力和变形都很小，可保证吊装结构的安全，且变形和内力均满足规范要求。如下图： 结构变形（mm） 结构应力（MPA）1.5 主要安装方法为保证桁架柱弦杆与预埋钢柱拼接的精确性，拼接节点采用安装耳板的办法，圆管拼接处加设内衬，拼接并焊接完成后，对安装耳板进行去掉。主桁架弦杆拼装节点如下图所示：单榀主桁架重量单榀主桁架长约重5.8吨汽车吊机及履带吊机 一台50吨履带吊站在F轴外吊装桁架，一台25t汽车吊进行次桁架等散装构件的吊装。由于场地和工作面均不受限制，因此汽车吊可在F轴向建筑物外方向5m以外的位置随意站位。统筹管理，协调配合施工过程中统筹计划，全面管理，服从业主和总包协调，紧密工序之间和外部配合。1.6 安装顺序序号构件名称构件位置备注1ZHJ-11轴50t履带吊2ZHJ-12轴50t履带吊3HL1、CHL1-5、CHL2-11轴-2轴间25t汽车吊4ZHJ-13轴50t履带吊5ZHJ-14轴50t履带吊6HL2、CHL1-1、CHL2-33轴-4轴间25t汽车吊7ZHJ-15轴50t履带吊8ZHJ-16轴50t履带吊9HL2、CHL1-1、CHL2-35轴-6轴间25t汽车吊10ZHJ-17轴50t履带吊11ZHJ-18轴50t履带吊12HL2、CHL1-1、CHL2-37轴-8轴间25t汽车吊13ZHJ-19轴50t履带吊14ZHJ-110轴50t履带吊15HL2、CHL1-1、CHL2-39轴-10轴间25t汽车吊16ZHJ-112轴50t履带吊17ZHJ-113轴50t履带吊18HL4、CHL1-2、CHL2-512轴-13轴间25t汽车吊19ZHJ-114轴50t履带吊20ZHJ-115轴50t履带吊21HL5、CHL2-2、CHL1-414轴-15轴间25t汽车吊22ZHJ-117轴50t履带吊23ZHJ-118轴50t履带吊24HL3、CHL2-4、CHL1-317轴-18轴间25t汽车吊25ZHJ-119轴50t履带吊26ZHJ-120轴50t履带吊27HL2、CHL1-1、CHL2-319轴-20轴间25t汽车吊28ZHJ-121轴50t履带吊29ZHJ-122轴50t履带吊30HL2、CHL1-1、CHL2-321轴-22轴间25t汽车吊31ZHJ-123轴50t履带吊32ZHJ-124轴50t履带吊33HL2、CHL1-1、CHL2-323轴-24轴间25t汽车吊34ZHJ-125轴50t履带吊35ZHJ-126轴50t履带吊36HL2、CHL1-1、CHL2-325轴-26轴间25t汽车吊37ZHJ-127轴50t履带吊38HL1、CHL2-1、CHL1-526轴-27轴间25t汽车吊39HL2、CHL1-1、CHL2-32轴-3轴间25t汽车吊40HL2、CHL1-1、CHL2-33轴-4轴间25t汽车吊41HL2、CHL1-1、CHL2-34轴-5轴间25t汽车吊42HL2、CHL1-1、CHL2-36轴-7轴间25t汽车吊43HL2、CHL1-1、CHL2-38轴-9轴间25t汽车吊44HL3、CHL1-3、CHL2-410轴-12轴间25t汽车吊45HL5、CHL1-4、CHL2-213轴-14轴间25t汽车吊46HL4、CHL1-2、CHL2-515轴-17轴间25t汽车吊47HL2、CHL1-1、CHL2-318轴-19轴间25t汽车吊48HL2、CHL1-1、CHL2-320轴-21轴间25t汽车吊49HL2、CHL1-1、CHL2-322轴-23轴间25t汽车吊50HL2、CHL1-1、CHL2-324轴-25轴间25t汽车吊备注：HL、CHL安装时，利用25吨汽车吊进行构件吊装。汽车吊站在看台边C轴附近。1.7 吊装施工步骤桁架基础部分预埋全部施工完毕，混凝土达到设计强度要求，便可进行桁架吊装。（1）第一步：12轴吊装单元的施工1、2轴主桁架吊装完成后示意图1、2轴主桁架间填档完成后示意图1轴桁架吊装完成后示意图 1轴桁架吊装完毕，用缆风绳向两侧做临时侧向拉结，确保侧向稳定。缆风绳底部拉结点在混凝土看台构件上。缆风绳采用直径16mm的钢丝绳。接着在桁架下，在1轴与D轴交点处临时支撑平台上架设千斤顶，将主桁架支撑起来。最后撤出吊车吊绳。用同样的工艺进行2轴桁架的吊装。2轴吊装完毕，立即进行1轴、2轴间次桁架的填档施工。次桁架填档选用25T汽车吊即可。填档完毕，开始临时支撑平台卸荷。卸荷时，1轴、2轴桁架下部的千斤顶同步位移，同步卸荷，待桁架稳定后，撤除临时支撑平台。卸荷完毕，即第一个单元组装施工完毕，进入第二个组装单元施工。（2）第二步：34轴吊装单元的施工3轴、4轴吊装单元施工方法同1轴、2轴吊装单元施工方法。4轴主桁架吊装完成后示意图3轴桁架吊装完成后示意图12轴、34轴吊装单元完成后示意图（3）第三步：56轴吊装单元的施工5轴桁架吊装完成后示意图6轴桁架吊装完成后示意图12轴、34轴、56轴吊装单元完成后示意图（4）第四步：78轴吊装单元的施工7轴桁架吊装完成后示意图8轴桁架吊装完成后示意图12轴、34轴、56轴、78轴吊装单元完成后示意图（5）第五步：910轴吊装单元的施工9轴桁架吊装完成后示意图10轴桁架吊装完成后示意图12轴、34轴、56轴、78轴、910轴吊装单元完成后示意图（6）第六-十一步：1213、1415、1718、1920、2122、2324、2527轴吊装单元的施工施工至25、26、27轴的桁架时，由25轴、26轴和27轴主桁架以及2526轴间次桁架、2627轴之间次桁架共同组成一个吊装单元施工。该单元施工时，25轴、26轴、27轴的主桁架吊装完毕后，同时进行2526轴间次桁架、2627轴之间次桁架的填档。各吊装单元全部完成后示意图（7）12轴、34轴吊装单元之间次桁架填档施工12轴吊装单元、34轴吊装单元之间，次桁架填档完成后示意图（7）12轴、34轴、56轴吊装单元之间次桁架填档施工（8）其他吊装单元之间次桁架填档施工所有吊装单元之间次桁架填档全部完成后示意图1.8 焊接及吊装质量控制1.8.1 焊缝质量控制1）现场焊接施工工艺流程2）必要时现场将搭设临时防风、防雨棚，以改善因风、雨等自然环境所造成的影响。3）选用适当的电焊机、碳弧气刨、稳压器及焊接辅助装置如干燥箱、保温筒等，确保焊接所需的装备完整，能满足质量保证的需要，焊前焊条必须烘干处理。4）提供合格的焊接工人及探伤工程师，所有焊工均必须持证上岗，所有对接焊缝均必须探伤，焊缝等级应达到设计要求。5）焊接方法和焊接材料选择根据工程结构焊接接点位置，现场焊接施工采用CO2气体保护焊半自动焊和手工焊相结合的焊接方法，焊接材料根据结构钢材的材质，按表选择： 母材材质手工焊CO2气保焊Q345Q235E5015或E5010E4303药芯焊丝或ER50-6焊丝ER49-16）结构焊接施工顺序焊接施工顺序对焊接变形及焊后残余应力有很大影响，在焊接时为尽量减少结构焊接后的变形和焊后残余应力，结构焊接应尽量实行对称焊接，让结构受热点在整个平面内对称、均匀分布，避免结构因受热不均匀而产生扭曲和较大焊后残余应力。7）焊接质量保证程序见下页图。1.8.2 焊缝要求1.钢管与钢管的对接焊缝质量等级为一级。2.钢管相贯线焊缝(包括钢管与节点板及焊接球相贯连接焊缝)要求如下：1)相贯线焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。焊缝的质量等级：全熔透焊缝为二级，支座处全熔透焊缝为一级；角焊缝和部分熔透焊缝为三级。2)当多根支管同时交于一节点，且支管同时相贯时，支管按大管径和壁厚优先。支管与支管相贯处一律满焊。3)圆管相贯时，支管端部的相贯线焊缝位置沿支管周边分为A（趾部）、B（侧面）、C（踵部）三个区域。4)当焊管壁厚6mm时，采用全周角焊缝。5)当焊管壁厚6mm时，所夹锐角75时，采用全周带坡口的全熔透焊缝。6)当焊管壁厚6mm时，所夹锐角75时，A、B区采用带坡口的全熔透焊缝，C区采用带坡口的部分焊透焊缝（当夹角35时可采用角焊缝），各区相接处坡口及焊缝应圆滑过渡。7)对全熔透和部分熔透焊缝，其有效焊缝高度he>1.15t,且he<1.25t（t为支管的壁厚）。对角焊缝，最小焊脚尺寸为1.5 t (t为较厚焊件厚度）。钢管插入节点板连接焊缝要求如下：a.焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡。b.钢管与节点板连接焊缝为受力焊缝；封板与节点板连接焊缝为构造焊缝，保证钢管密封。并确保组装、安装c.构造焊缝采用角焊缝；受力焊缝当焊管壁厚6mm时，采用双面角焊缝，焊管壁厚>6mm时，采用全熔透对接焊缝。焊缝其他要求同钢管相贯焊缝。焊缝要求如下图所示：1.8.3 焊缝质量检测根据钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）第5.2.4规定，一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合表5.2.4的规定。表5.2.4 一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级焊缝质量等级一级二级内部缺陷超声波探伤评定等级检验等级B级B级探伤比例100%20%内部缺陷射线探伤评定等级检验等级AB级AB级探伤比例100%20%注：探伤比例的计算方法应按以下原则确定：（1）对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200，当焊缝长度不足200时，应对整条焊缝进行探伤；（2）对现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度不应小于200，并且不应少于1条焊缝。 根据附录G 钢结构工程有关安全及功能的检验和见证检测项目的规定，一、二级焊缝按焊缝处数随机抽检3%，且不应少于3处。1.8.4 吊装质量控制（1）临时支撑平台顶部胎模就位测量：临时支撑平台顶部钢板上面设置桁架下弦杆胎膜。首先用全站仪在顶部钢板上定位出主桁架所在位置的定位轴线，然后用水准仪将标高引至临时平台上，调整胎模使其中心线与轴线（即：钢架下弦杆中心线）重合，然后调整胎模标高使其与所支撑位置下弦杆标高一致，最后焊接固定在临时操作平台钢板上。所有临时操作平台均按此方法放线。（2）桁架就位测量：弧形桁架吊装时，弧形桁架与胎模相对应一端的下弦杆吊至胎模内，另一端与型钢柱上桁架上、下弦杆切口处对接。（3）桁架标高复测：复测桁架标高，若有偏差，在支撑架定位点上放置千斤顶，利用千斤顶进行微调校正。（4）桁架安装复测：桁架直线度、标高校核完毕后，利用缆风绳将桁架固定。（5）桁架吊装累积误差的处理：为了防止出现累积误差，主桁架吊装前都要对轴线进行实际测量，以实际测量尺寸为依据确定主桁架间次桁架的长度，遵循次桁架长度就主桁架间距的原则。