GTC钢结构工程施工技术方案及措施.doc

钢结构工程施工技术方案及措施第一节GTC 屋顶结构及施工方案简介地面交通中心（GTC） 位于3A 航站楼南面，为旅客提供往返市内道路交通的连接枢纽。在GTC 建筑顶面有一覆盖轻轨火车站的大跨度屋盖。屋盖结构为大跨度钢结构拱架，拱架间距为18m， 共有14 榀，跨度为45m-120m，拱架的断面高度为3m-1.2m，拱架最大矢高为25.5m,最重构件达220t， 端部通过抗震球支座与现场混凝土边缘梁相连。屋盖纵向为18m 跨距的梯形截面主檩条，主檩单元分布间距为3m 的次檩。按照总包的工期要求，待土建结构完成后，进行屋盖结构施工。根据屋顶结构的特点，在伸缩缝处将屋顶分成3 个单元进行施工，采用2 台行走式塔吊立于一层顶板沿屋盖结构纵向进行节间安装。拱架按照设备起重能力及运输条件的限制分为8-14 段，单段重10.4t22t， 长度约9m， 分段就位的拱架在承重脚手架上对接，整榀拱架安装完毕后，安装主拱间的主次檩结构。承重脚手架以伸缩缝为界分区搭设，以降低施工成本。计划工期为150 天。一、GTC 屋顶结构简介1结构形状GTC 屋顶面积约30500m2 ，从轨道总站到地面运输中心，在南北方向的长度约为320m，东西方向整个屋盖结构跨度范围内没有立柱，宽度范围为45-120m。该建筑物通过一个拱形屋顶在东西方向封闭，并连接在首层与GTC 相连的混凝土结构，在南北方向开放。在南端的开口，允许为GTC 服务的火车进入该建筑物，在北边提供一个开放的进入总站建筑物的人行道。GTC 屋顶的几何结构，通过弧线的简单旋转过程而产生了形成屋顶的双曲面。首先，在南北中心线上，通过在中心线上近似等距分布的节点形成了一条垂直弧线或曲线。这些节点仅沿曲线本身近似相等，它们沿水平方向精确的距离拱架18m。该弧线沿南北轴上的一直线旋转，但是这条直线却在屋顶最高点下边大约92m 处，这种旋转以6o 的间距进行，如下面示意图所示，它是弧线的定位及支撑玻璃天窗系统的主檩条所在的位置。图111 屋顶结构的形成图2屋顶结构屋顶结构是一个东西走向有规律的单向拱架系统，南北向拱架间距为18m。这些拱形结构跨度不同，最小的大约为45m， 最大的超过120m。垂直方向的荷载主要通过压缩每个拱形结构而承担。拱形结构是用钢板焊接成的，深度变化由最长跨度基础处最大的大约3m 深度支最高点处大约为1.2m 最小深度。拱形结构的截面一般是扁平底部、V 形箱式结构，它带有较厚得法兰板，以及最小厚度的腹板。对于每个拱形结构，沿整个长度在截面上加入一条纵加劲肋.在截面中焊进类似的横向隔膜式加劲肋，间距大约3m 远。拱形结构截面顶部和底部法兰的宽度沿拱形结构的长度是不变的，由此可知，腹板不是完全平坦的元件，而是稍微有些翘曲(在10m 的距离上大约翘曲1.6o)。由于腹板很薄，因此在焊接到上述内部隔膜上之前，它们可以被稍微扭曲成正确地形状。3玻璃天窗支撑结构支撑玻璃天窗的构件由主檩条和次檩条系统组成。主檩条与主拱形结构连接在大约9.5m 的间距，组成屋顶整体稳定系统。它们是预制的V 形部分，在顶部法兰处为400 宽，650 深。V 形部分的顶部和侧部采用钢板结构，厚度依据檩条的走向不同而发生变化。檩条靠近屋顶的中心线，即朝着顶部，几乎垂直，因此受到的侧向弯距很小。那些靠近拱形结构两端的檩条，以其侧面布置，与垂直方向所成的角度最大为40o，在弱轴方面的弯距相应的有所增加。因此，这些檩条的侧面腹板比较厚。为了形成每根檩条为V 型，并且为了加强檩条绕其强轴的抗弯能力，在每个组分中还加进了一条直径为100 的实心棒条.主檩条的起点是垂直的，因此他们的顶部法兰表面与和他们相交的拱形结构的顶部法兰水平。主檩条在立面成曲线，以与原定位弧线配合，如上面几何结构部分中所说的那样。主檩条支撑着约3m 间距箱形的次檩条，而此檩条直接支撑玻璃天窗的。这些次檩条的截面尺寸为250mm×100mm，底边成曲线，以配合屋顶的弧度。檩条没有超出主檩条顶面法兰深度下，而是被固定，以便檩条在它们上面通过。图112 屋顶结构4横向稳定度和运动接缝支撑轨道总站屋顶的GTC 混凝土结构包括两个东西向伸缩缝直接在屋顶构件下面。为了避免因两个建筑元件之间不同的运动性能而引起复杂情况，在于混凝土结构的相同位置设置伸缩缝。这样屋顶被分成3 个独立构件，并且都拥有自己的稳定系统。GTC 屋顶不采用任何支撑。每个屋顶部分的稳定性都通过拱形结构与主檩条的空腹桁架作用而保证，这一点依赖于这些元件的弱轴抗弯刚度。尤其是拱端和朝着拱端的主檩条，对南北方向每个屋顶部分的侧面稳定性起到了巨大作用。所以靠近拱端主檩条腹板的厚度需增加。GTC 混凝土结构中的伸缩缝位置对应于屋顶结构中两个拱的位置.在这些位置，拱被分成两个”半V”部分，每半个部分成为一个扇形或另一个扇形的一部分。在这些拱形结构之间，将提供大约200mm的间隙，以允许温度变形和地震位移。位于这些分开的拱形结构支撑位置上的混凝土结构采用双立柱，以便每个拱形结构都位于自己的立柱上而无须跨越伸缩缝采用复杂的转换结构。图113 屋顶的运动接缝二、GTC 屋顶钢结构工程难点1钢构件的深化设计及加工工艺GTC 屋顶钢结构独特的外形决定了，钢构件深化设计的准确及加工工艺的确定是本工程的难点。com2大跨度拱架的安装座与现场混凝土边缘梁相连，上下翼缘宽度不变而高度改变的拱截面形成了腹板的双曲面形式，拱的上翼缘随拱的位置不同而发生不同的安装精度、焊接质量、吊装安全可靠是本工程的难点。3运输及吊装机械的选择的超长超大决定了构件的场外、场内运输及吊装机械的选择是本工程的难点。4工期保证及组织协调施工组织协调及配合是本工程的难点。第二节施工部署一、钢结构工程施工部署安排1钢结构部分施工工期1）工期2）工期保证措施. 安排合理的施工流程和施工顺序尽可能提供作业面，使各工种交叉施工。梯形拱长度为47135m，最重构件达220t，端部通过抗震球支角度变化。拱与拱之间通过主檩相连，且主檩穿过拱截面。如何保证主拱在加工成分成814 段，单段重10.4t22t，长度约9m；主檩以拱单元为分段原则，单段重6. 8t15t，长度约18m。钢构件根据本工程钢结构特点，钢结构安装难度特大，所以工期的保证本工程钢结构工期为150 天。. 安排好钢结构深化设计及加工制作计划，组织好工厂与现场的协调工作，以保证构件按计划进场。. 选用科学的、先进的、切实可行的施工方法、施工手段进行钢结构安装。. 使用先进的设备、机具、仪器以提高劳动生产率。.监督六项基本职能，并选配优秀的管理人员及劳务队伍承担本工程的管理、施工任务。. 根据工程施工进度总计划，编制月、周、日计划相结合的各级计划进行进度的控制与管理，并配套制定各分包的计划以及机械设备配备使用计划，劳动力分布安排计划等，实施动态管理。2施工顺序并且都拥有自己。为了保证拱架单元均匀的将力通过球形支座传递给结构，各区支实施项目经理负责制，行使计划、组织、指挥、协调、控制、屋顶的伸缩缝将屋顶结构分成3 个独立的单元，的稳定系统。根据屋顶的结构形式，将以3 个独立的稳定系统为单元进行施工：一区支撑系统的搭设一区构件的吊装（包括A 拱、B 拱、C 拱、D拱、E拱、FN拱及相关主次檩）二区支撑系统的搭设二区构件的吊装（包括FS 拱、G拱、H拱、I拱、J拱、K拱、LN拱及相关主次檩）三区支撑系统的搭设三区构件的吊装（包括LS 拱、M 拱、N拱及相关主次檩）撑系统的支点处采用千斤顶，待一个区段的构件安装完成后，各支点处的千斤顶同步分阶段卸荷，以保证结构的外形及下部混凝土结构的安全可靠。施工顺序见下图：图114 分区示意图3主要劳动力配备钢结构工程劳动力配备表111序 号类 别单 位数 量备 注1管理人员人142电焊工人303架子工人404油漆工人45电工人26测量工人67探伤人29起重工人2011构件检验员人412塔式司机人613信号指挥人6合计人134根据工期动态调整4钢结构施工现场平面布置. 钢结构施工不再另设水电供给设施，服从工程整体的统一安排。现场统一考虑供电、供水设施，但钢结构施工需要单独设立配电箱。. 钢结构施工临建仅考虑自身办公、仓库（包括食堂、会议室）。工具房设在施工现场。场地施工现场统一划定。. 考虑到本工程结构的特殊性，充分利用一层顶板城铁站台承载力高的特点，选用的两台行走塔轨道位于一层顶板，且钢构件的堆放场地选在城铁轨道位置。施工平面布置图：图115 钢结构工程施工平面布置图二、施工准备1熟悉合同、图纸及规范，做好施工现场记录。其程序是：编制劳动力须用审批2技术准备. 编制工艺流程要领书，做详尽的构件进场计划。.细的交底记录。. 各特殊工种（司机、焊工、起重工、电工等）必须持证上岗，证件必须在有效期内方可进场作业。熟悉图纸、计算工程量、现场调查编制施工机具设备须用量计划工艺流程及作业要领书量计划编制月、周施工进度表编制材料、构件、成品需用安全、技术交底临时供水、供电计划编制施工准备工作计划施工总平面布置经济承包与核算组织对各工序施工人员进行专业技术交底及安全交底，并有详. 测量放线所用的经纬仪、水准仪、钢尺等测量仪器，都要做好计量检测，并保证在有效期内使用。3机械材料准备制定材料供应计划，组织相关材料和机械设备进场。机械设备应做好检修和保养，保证完好率。第三节钢构件的制作工艺GTC 屋顶钢结构工程为单层拱形钢结构，整个屋顶钢结构由14榀钢拱架（含二组伸缩拱架）通过檩条等构件组合而成。拱架南北方向设置，间距为18m。在拱架上部圆弧表面上自中间向二侧（东西向）每间隔6。（同心角）设置主檩条一道，结构中部最宽处设有13 道，如下图所示：图116 屋顶结构平面布置图一、拱架结构1本工程拱架是由钢板焊接而成的拱形结构如下图所示：图117 拱架立面图2拱架横截面呈梯形箱形结构如下图所示：图118 拱截面1）图中上下翼缘板为一等宽的圆弧形板条。2）由于拱架高度（H值）沿圆弧弧长在不断变化，因此其腹板为一翘曲的弧形板。3）纵向加劲肋与腹板接合面为一曲线。4）拱架下部区域，面积非常窄小，焊接异常困难。二、拱段划分根据拱架外形尺寸及运输条件的许可接结合吊装方案，现将拱架划分成若干个分段。现以某桁架为例进行说明，如下图所示：图119 拱段的划分根据上图所示将该拱架划分为814 段，单重约10.422 吨三、放样与号料按拱架结构图对每个零件进行放样、展开，编制数控切割软盘、号料划线草图、零件配套表及加工检验样板，并注意以下各点。1在放样前必须对各零件的焊接收缩变形进行计算，结合本公司在以往各项工程中的经验与记录，确定各零件的收缩变形量进行放样。必要时可在若干个分段的接缝处单侧留有余量，在分段拼装、总装时给予调整、割除，以保证拱架外形尺寸的精度。2上下翼缘板及纵向加劲肋上必须划出中心线，便于在切割、弯曲过程中监测、检验零件的变形。3在左右腹板展开过程中必须在其外表面同一位置设定一根曲线，腹板加工成形后，该二曲线必须位于同一平面上且垂直于拱架中心面，在制作过程中该线可作为加工检验样板的定位线，亦可作为组装、焊接过程中进行监测、检验组装精度与焊接变形的基准线。4纵向加劲肋二边曲线偏差大小，直接关系到拱架制作后的外形质量，因此必须编制每一块纵向加劲肋二边曲线变化的坐标值（型值表），便于检验该板切割后的曲形偏差。5检验样板A 弧形零件加工后，检验样板的弧长不得小于1500mmB 腹板加工后的检验样板采用三角样板进行检验，沿每一块腹板设置67 道，间距1500mm 。6在正式号料、切割前必须对所用钢板进行确认A 钢材的牌号与厚度必须符合图纸要求；B 所用钢材必须经过复验，并经本工程监理确认合格；C 若有排版要求，钢板的外形尺寸必须对号入座，以保证各零件尺寸放样的可靠性。四、切割与加工1）本工程全部零件基本上采用火焰切割、冷加工弯曲成形。2）零件成形后必须满足下列要求：表112名称允许偏差值（mm）外形尺寸1.5对角线差2.0曲形1.5翘曲构件曲形2.5五、拼装为保证制作精度，根据本公司条件，整个拱架分成左右二大段（即各5 小段）在刚性平台上进行组装，各小段之间采用工装板给予临时刚性固定。组装结束并经检验合格后进行打底焊，而后整体送往焊接流水线进行自动焊接。1胎架拱架拼装胎架的设计十分重要，胎架模板位置必须达到：保证拱架外形的一致性；有效的增加拱架焊接过程中抗焊接变形的临时刚度；便于在接头部位对相应二端接头加工中各零件偏差的临时调整。整个胎架制作完成后既要便于拱架拼装，又要便于在制作过程中对拱架变形及精度的监控，且具有可操作性。为达到上述目的胎架按下列要求制作。1）胎架施工基面的考虑拱架拼装采用将拱架侧卧于平台上，其垂直中心面呈水平状态,右腹板外表面为与胎架模板接触面如下图：图1110 拱与胎架的关系如此选择有以下优点：A 拱架上下圆弧面在平台上的投影为其真实外形，便于对其变形及外形尺寸的控制；B 拱架接缝位置线在平台上的投影为一直线，便于各分段翼缘板、腹板、纵向加劲肋的准确定位；C 拱架中心面呈水平状态，便于对拱架侧向弯曲的监控和横隔板的定位与测量。2）胎架模板位置A 胎架模板位置设在每道横格板位置处，由于相邻二格板距离较大在相邻二横格板间增设一道模板，如下图所示：图1111 胎架模板的位置B 各模板沿顶底圆弧向心线方向呈列，使其上工作表面为一直线。3）基面划线在组装平台上（胎架基面），必须划出下列各线，如下图所示：图1112 基面划线a拱架顶底圆弧线。b 分段接缝位置线。c模板位置线。d 设立标杆，划出拱架中心面标高线，翼缘板半宽线。以上各线划线误差均不得大于1mm 。4)在平台上树立模板，模板呈垂直状态，底部与平台连接牢固，设置斜撑以增加刚性。5)将平台上拱架顶底圆弧线移植至模板上，划出相应的位置的上下翼缘板半宽位置线，切割模板。模板划线切割误差均1mm ；如下图所示。图11132组装拱架组装工作在胎架上进行。1）组装工序如下：在胎架上吊装定位右腹板划出纵向加劲肋与横格板安装位置线吊装定位上、下翼缘板、纵向加劲肋与横格板焊接吊装左腹板焊接检验划出现场拼装结合线装焊现场用的拼装工装卡具解体送流水线进行自动焊检查、矫正验收喷砂除锈涂装发货；如下图所示。图1114组装工序图2）组装要求A 右腹板定位必须与胎架工作表面紧贴,间隙1mm;B 上、下翼缘板,纵向加劲肋与横隔板定位必须保证其中心线位于同一水平标高上,偏差2mm;C 上、下翼缘板、纵向加劲肋与横隔板定位必须保证其垂直度,偏差1mm;D 各构件定位,其端部位置必须对准胎架基面上的接缝位置线,偏差1mm;E 左腹板定位必须与内部各加劲肋横格板结合面贴紧,间隙1.5mm 。3）焊接A 焊接工作必须严格按焊接工艺文件所规定的工序与要求对各焊缝逐一进行焊接；B 拱架解体后各分段进行自动焊时，除严格按工艺文件进行焊接外，还必须对腹板上二根线与上、下翼缘板中心线进行严密监控、测量，一旦发现变形立即调整焊接工序，以控制拱架各分段的焊接变形。4）划线拱架解体前除上、下翼缘板中心线外还必须划出下列各线，以留作现场拼装定位用。如下图所示。图1115 划线图5）解体前现场工装卡具的设计安装必须达到下列要求：A能快速、简便的进行操作。B能有效的对各分段接头进行定位，并使接头精度达到工艺要求。C工装卡具去除后残留工作量少，不影响构件外观质量。六、拱架工厂拼装1工厂拼装工序如下：铺设路基板划线制作胎架单侧分段定位去除接头余量另一侧分段定位焊接验收装焊吊耳油漆修补现场吊装。2注意事项：1）铺设路基板的地面必须夯实、平整，与路基板紧贴；2）胎架划线与制作可参照上述工艺要求进行施工；3） 各分段定位后，必须对上、下翼缘板中心线进行测量与调整，务必使其位于同一水平面上，避免因路基板下沉而带来偏差造成拱架变形；4）接头余量的划线必须考虑以下各项因素，经综合研究后给予划线、切割。A 各分段实测数据与图示尺寸偏差.B 现场即将进行的焊接工作可能产生的焊接收缩余量.七、焊接部位的考虑对局部窄小、难以进行焊接工作的部位和现场接头中纵向加劲肋焊接工作如何进行的考虑：1 分段接头处的上、下翼缘板自接缝向两边各300 设置一块嵌补板留待该部位纵向焊后进行装焊。2横格板与上、下翼缘板相交处抽空50mm；如下图所示。图11163 腹板中部（位于构件中和轴）开设工艺孔，让施工人员入内进行焊接，横格板与下翼缘接缝采用电渣焊。4 局部窄小处人员确实无法入内进行焊接的部位建议横隔板单边（与左腹板相交侧）外伸至腹板外表面平齐，腹板开槽进行焊接，该处焊缝焊后磨光。八、对于拱架横截面结构形式的建议基于目前本工程拱架外形尺寸及截面形状已经确定而又存在以上诸多的施工困难之现状，在保证原设计建筑风貌的原则下提出如下建议：1拱架截面中纵向加劲肋向二侧外伸，腹板分割成23 块。由于腹板计算长度缩短，且将原一个大梯形截面改变成三个小梯形截面组合，因此可将横隔板取消（不排除局部设置加劲板）。如下图所示。图1117 腹板与翼缘的关系2 在主檩条与拱架腹板相交部位设置加强板（厚度与檩条同厚），以作间隔避免部分焊缝重叠。3拱架作上述改动后具有以下特点：1） 原整块腹板分隔成三块后，对其曲形加工提出了更高的要求，根据本公司综合加工能力，能满足这一要求；施焊的可能，改善了焊接工作环境，有利于焊接质量的提高；动焊设备进行焊接，对焊接质量的提高与保证提供了最大的可能。第四节施工方法一、钢构件的运输和现场堆放要求1钢构件的运输工专用运输托架，以保证各种异形构件可安全运抵施工现场。2钢构件的现场堆放要求。本方案利用了轻轨行驶路线承载了高的特点，将钢构件堆放场地施工时将对结构进行验算，必要时进行支顶。堆放场地及构件车辆行驶路线如下图：2）拱架结构的焊缝，基本上取消了施工人员钻入里面窄小空间3）由于焊缝全部在外表面施焊可以最大限度的使用弧形跟踪自根据结构特点及加工、安装方案，拱架以分段形式运输进场。运输过程中必须重视成品保护，合理选择垫点，防止构件运输装卸过程中发生变形。构件的运输应考虑构件分段的外形几何尺寸，必要时加钢构件运抵现场后，应视现场条件分类码放。构件下的垫木位置应整齐划一，位置合理。堆放场地应当平整坚实。对钢构件堆放区的结构要进行结构承载力分析，必要时对其进行支顶，以满足结构承载设置在一层顶板塔式行走轨道之间，构件运输车辆行驶在一层底板，图1118 构件堆放场地及构件车辆行驶路线二、钢结构安装前的准备工作1构件的现场检验钢构件进场后，现场施工质检员组织对构件自检验收。验收内容应包括：构件的质量保证资料是否齐全；构件的外形几何尺寸是否与图纸相符；误差是否超标；是否与要求发货数量相符。自检通过后报请监理审验、批准，方可进入安装工序。2确定测量控制网与控制点钢结构测量控制点基于土建单位建筑物控制网而设置。GTC 屋顶是通过弧线绕屋顶最高点下92m 处的一条直线旋转而成，这种旋转以。6 的间距进行以确定主檩的位置。故测量前要在CAD 中建立体模型，将每个钢构件相对于不可见轴的三维坐标转化为相对可见轴的三维坐标。立体模型如下图：图1119 空间模型拱段的截面顶宽度和截面的底宽度，随拱段的空间位置的不同而不发生变化，故拱段上的控制点设置在拱上下截面的中线位置；主檩及次檩的控制点设置在端部节点处，测量控制点如下图：图1120 测量控制点的布置测量前用一层顶板中线取代不可见轴，做出拱段及主檩相对可见轴的三维坐标。控制剖面如下图：图1121 测量控制轴的立面关系3构件编号构件进场检验合格后进行构件安装顺序编号。根据构件安装顺序图中的构件编号对应加工厂的构件出厂编号，用区别于加工厂编号颜色的涂料标于明显位置。编号要求：拱段编号：* - *（拱号 拱段段号）檩条标号：执行加工厂编号（仔细与平面布置图相对照）三、钢结构的安装1施工质量标准本结构为大跨，安装精度要求高。构件的制作、组拼、安装均须按照钢结构工程施工质量验收规范（GB502052002） 执行，质量目标为 “鲁班奖”。2构件的连接方法钢结构的现场连接主要是拱与拱、拱与主檩、主檩与次檩。本工程主要采用焊接、高强螺栓连接及高强螺栓与焊接混合连接三种方法。1）主拱截面的特点拱截面为梯形截面，上翼缘板厚3560；下翼缘板厚2080；腹板厚2040 。其上下翼缘的宽度不随拱的截面位置不同而变换，故拱的腹板为双曲面。这样对拱的安装精度要求极高。图1122 内拱截面图1123 伸缩拱截面2）拱与主檩的连接特点主檩与拱的安装角度随位置不同而发生变化，拱与主檩的连接为主檩穿拱式连接，这样要求在钢构件安装前要建立结构的模型，确定每个钢构件在整个结构中的空间位置，才能保证钢构件空间位置的准确。图1124 主檩与拱节点3）次檩与主檩的连接特点次檩与主檩的连接为螺栓连接，次檩的一端为可滑移的长圆孔，满足结构的抗震要求。安装时要注意螺栓的位置（位于长圆孔的中央）。4）拱支座的连接特点拱与混凝土边缘梁的连接是通过抗震球支座连接图1125 拱架剖面图1126 球形节点3钢结构安装施工工艺1）施工工艺的确定A 拱的上顶面宽度为1.4m，拱的下底面宽度为0.6m，拱截面全高为1.2m3.0m。拱长45m120m， 最重约220t， 其弦高15m20m，由拱的截面形式及拱的长度知，如果采用在端部拼装，然后将每榀拱整体滑移到相应的位置上，这种上大下小的截面形式对拱在滑移过程中的空间稳定极为不利，难以保证安全可靠。B 屋顶结构由3 个独立的单元（屋顶伸缩缝将屋顶结分成3 个独立单元）组成，并且都拥有自己的稳定系统，拱通过抗震球形支座与混凝土结构相连，拱与拱之间通过主檩刚性连接，为了保证结构安装完毕后其外形达到设计要求，拱段下部的临时支撑必须待一个独立的单元安装完毕后同步分阶段卸荷，才能保证屋架单元的外形尺寸， 减小对混凝土结构的不利影响，保证抗震球形支座节点达到设计要求。如果采用在一层顶板散拼，然后分3 段将其就位，散拼拱段的弧线位的过程中的受力形式与结构完成时其受力形式不同，这又是保证结构的减少承重架的搭设。吊次。2）钢构件的分段及吊装机械的选择A 钢构件的分段考虑到钢构件的场内外运输及塔吊起重量的限制，兼顾拱架与主拱段重量明细：序号编号 A5 A4 A3 A2 A1置从有规律到无规律，是保证结构外形尺寸的不利因素。拱段在提升外形的不利因素。拱段在一层顶板散拼过程中也要形成弧线，故拱段拼接节点处需进行支顶，并搭设安装脚手架其高度在2. 07.0m。这样拱段在一层顶板散拼后再分3 段提升，其过程复杂，无形中增加了安装难度，形成了对保证结构外形及均匀受力的不利因素，不能有效综合以上因素，我们采用一步到位的高空散拼，这样可以保证结构的外形、抗震球形支座的连接及独立单元同步分阶段卸荷，且采用两台行走塔式，既能满足拱段与主次檩的吊装，又能充分利用塔式的檩的节点位置，尽量减少工地焊接工作量，在有限的工期内保质保量的完成屋顶结构的安装。综合以上因素确定了拱架加工分段长度， 本工程14 榀拱架按照上述原则分为814 段，拱的吊装分段约164 段，其单重见下表。主檩分段以拱架为界限，主檩的吊装分段约166 段，其单重约6.8t15t。次檩根据自身端部节点形式进行分段，次檩的吊装分段约900 段。表1137 节 6 节5 节 4 节3 节 2 节1 节A 拱重量t 20.6 22.7 21.1 19.5 17.9B拱编号 B6 B5 B4 B3 B2 B1重量t 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6C拱编号 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1重量t 14.7 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6D拱编号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1重量t 14.7 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6E拱编号 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1重量t 14.7 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6F拱编号 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1重量t 12.3 11.3 10.4 12.9 11.6 12.3 12.3G拱编号 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1重量t 14.7 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6H拱编号 H6 H5 H4 H3 H2 H1重量t 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6I拱编号 I6 I5 I4 I3 I2 I1重量t 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6J拱编号 J6 J5 J4 J3 J2 J1重量t 14.6 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6K拱编号 K5 K4 K3 K2 K1重量t 14.6 14.6 15.5 14.6 14.6L拱编号 L5 L4 L3 L2 L1重量t 10.4 12.9 11.6 12.3 12.3M拱编号 M4 M3 M2 M1重量t 14.6 15.5 14.6 14.6N拱编号 N4 N3 N2 N1重量t 22.7 21.1 19.5 17.9注：表中是以南北方向的中轴为对称线，另一侧与上表相同。B 吊装机械的选择本工程根据建筑面积、结构形式、工期的要求及构件重量选用二台行走塔式SK560 -05，这样既满足拱段及主次檩的吊装，又充分利用了塔式的吊次。塔吊的性能如下：1 号塔（SK560-05）：塔高32m ，L=39.2m，R=233m，Q=20t最大轮压为：832kN。2 号塔（SK560-05）： 塔高43.8m ，L=39.2m，R=233m，Q=20t最大轮压为：888kN。行走塔式的轨道间距为10m， 铁轨下部为路基箱，路基箱下部为枕木，枕木下部为石子，这样由铁轨、路基箱、枕木组成的轨道系统具有足够的刚度，这样可将轮压转换为均布荷载作用于一层结构。塔式行走轨道的布置如下图：图1127 塔式行走轨道布置图1128 路基系统下部混凝土结构框架由9m×9m 的柱网及1.5m 高的大梁组成，轻轨站台及多功能厅楼面荷载标准值为恒荷4kN /、活荷为3.5 kN/。其短轴剖面形式如下图：图1129 11 剖面 塔式轨道下部结构的加固在立塔前要进行下部混凝土结构验算，通过调解塔式轨道系统的受力面积及刚度减小单位面积上对结构的作用力。对不同部位分别进行验算，选择合理的加固方案，以保证结构的安全可靠。由于工程处在飞行区，在施工时在塔式顶部及大臂的两端设指示灯。3）安装方法A 构件吊装顺序由于塔式由北向南行走，故本工程将以两台行走塔为中心，由北向南进行安装，拱的空间位置如下图：图1130 塔式吊装顺序为了清晰表示拱的标号，上图中未表示主檩和次檩。B 屋顶结构的安装顺序a 整体安装顺序：屋顶的伸缩缝将屋顶结构分成3 个独立的单元，并且都拥有自己的稳定系统。根据屋顶的结构形式，施工将以3 个独立的稳定系统为单元进行施工：一区支撑系统的搭设一区构件的吊装（ 包括A 拱、B 拱、C 拱、D 拱、E 拱、FN 拱及相关主次檩，可提前插入）一区支撑系统同步分阶段卸荷（一区构件吊装完成后开始）二区支撑系统的搭设二区构件的吊装（包括FS 拱、G拱、H拱、I拱、J拱、K拱、LN拱及相关主次檩，可提前插入）二区支撑系统同步分阶段卸荷（二区构件吊装完成后开始）三区支撑系统的搭设三区构件的吊装（包括LS 拱、M 拱、N 拱及相关主次檩，可提前插入）三区支撑系统同步分阶段卸荷（三区构件吊装完成后开始）。图1131 分区示意图b 拱架的安装顺序：图1132 拱的安装顺序图c拱架单元施工顺序：拱架安装校正拱架焊接主檩安装次檩安装主檩焊接，在拱架单元施工工程中根据施工顺序进行测量监控，以保证拱架单元的安装精度。C 临时支撑拱的南北间距为18 m，拱的跨度为45 m120m，拱距一层顶板的距离为0m18.5m， 为了便于主檩安装与焊接及次檩的安装，构件在安装时，临时支撑系统采用满堂红脚手架，拱段现场拼接节点处及悬挑主檩的悬挑端采用组合式承重架（内部用钢管，外部用脚手架包围，其内部钢管的使用要经过力学计算，做到安全可靠），如下图剖面：图1133 支撑系统剖面示意图图1134 支撑系统平面示意图临时支撑系统分布于拱架及主檩的下部，形成了网格式框架，这样对拱架及主檩的安装与焊接极为有力，减少了大量的操作平台和吊篮。在构件安装过程中便于工人的操作，是保证工人安全操作的有利因素。组合式承重架上部用液压千斤顶与拱段相连，这样便于拱段的校正就位，待一个区全部安装完毕后，再同步分阶段卸荷，有利于保证结构的外形尺寸，减少对混凝土结构的负面影响。图1135 钢构件底部支撑示意在施工时，要对临时支撑系统及构件车辆行走路线的下部结构进行结构验算。在设计的支持下，进行合理的加固，做到安全可靠。D 安装过程A 拱的安装：拱段由两侧向中间对称式吊装，拱段就位后及时拉上缆风绳，保证拱段的稳定，做到安全可靠。图1136 A 拱的的吊装注：为了清晰显示图中未表示次檩，及承重架的全部。A 拱北侧悬挑主檩P21P24 的安装悬挑主檩与拱架的连接为铰接，其支撑形式如下图：图1137在A 点处做承重架，待A 拱安装完毕后，将主檩P21P24 就位，B、C 拱安装完毕后安装主檩下部支撑，悬挑主檩P21P24 安装完毕。安装过程如下图：图1138 悬挑主檩的安装A 拱安装完毕及A 拱北侧悬挑主檩P21P24 就位：图1139 A 拱安装完毕及北侧悬挑主檩就位注：为了清晰显示图中未表示次檩，及承重架的全部。A 拱、B 拱、C 拱、主次檩及悬挑主檩下部的支撑系统安装完毕。图1140 A、B、C拱及相关构件安装完毕注：为了清晰显示图中未表示次檩，及承重架的全部。完成一区构件的安装：图1141 一区构件安装完毕注：为了清晰显示图中未表示次檩，及承重架的全部。一区吊装完毕后，将下部临时支撑系统同步分阶段卸荷，以保证屋架系统的几何外形，减小对下部混凝土结构的不利影响。完成二区构件的安装：图1142 二区构件安装完毕注：为了清晰显示图中未表示次檩，及承重架的全部。二区吊装完毕后，将下部临时支撑系统同步分阶段卸荷，以保证屋架系统的几何外形，减小对下部混凝土结构的不利影响。完成三区构件的安装：图1143 三区构件安装完毕注：为了清晰显示图中未表示次檩，及承重架的全部。三区吊装完毕后，将下部临时支撑系统同步分阶段卸荷，以保证屋架系统的几何外形，减小对下部混凝土结构的不利影响。钢结构安装完毕后利用塔式自身并配合一台20t 汽车吊将塔式拆除。屋面结构安装完毕后长轴立面效果：图1144 屋盖长轴立面4）安装要点A 安装前应对建筑物的定位轴线、安装位置线及标高进行复查，合格后才能进行安装。comB 通过结构力学软件计算，拱在有临时支撑支撑时和临时支撑卸寸的影响，确定最优的合拢时间保证拱的外形尺寸。响，提高吊装效率。绳及钢材等加固材料对支撑系统进行加固，做到万无一失。4测量工艺1）工程特点和基本要求A 钢结构安装施工测量放线工作是各阶段的先行工序，又是主要控制手段，是保证工程质量的中心环节。合、垂直度控制、水平标高等要求较高。量为控制中心，密切协作，互相制约。2）测量准备A 了解设计意图，核实图纸，熟悉标准，掌握工艺。B 根据安装精度要求选择的测量仪器，所有仪器使用前均须检定合格。C 构件进场后测量人员在地面做好每个构件的基准线、标高线标荷时对拱外形尺寸的影响，做好挠度的预留。计算温度对拱的外形尺C 构件吊装前，对每个拱段和主檩在软件中建模，确定合理的吊点，保证构件的空间位置的准确和减小吊装过程中对构件外形的影D 设专人进行天气预报采集，如遇大风，应做好应急准备，用缆B 本工程安装精度要求高，其中钢结构制作、结构放线、轴线闭C 测量控制难度大，在施工中测量、安装和连接三位一体，以测记工作。钢构件安装前，要将地面的定位轴线及基准标高引侧到安装部位。3）测量方法和要点A 本工程东西方向的控制线可由总包提供的控制点引出。B 根据屋顶结构的自身形成特点，做中心控制线之前，要在CAD中建模，通过计算列出每个主檩相对一层顶板上控制点的空间位置。图1145 测量控制点布置图C 测量前用一层顶板中线取代不可见轴，做出拱段及主檩相对可见轴的三维坐标。控制剖面如下图：图1146 控制轴的空间关系D 安装后的验收测量：钢结构一段整体封闭以后，先验收安装质量，在安装质量达到验收标准以后进行钢构件的最后验收测量，编制实测资料，同时准备下段构件的安装。