网架整体提升施工工法建委出版稿(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上工法编号：TJGF084-2010大跨度钢结构网架整体提升施工工法天津三建建筑工程有限公司高象轩 吴卫 刘震 王建明 1.前 言天津电视台数字电视大厦是天津市文化建设重点工程，其演播中心是大厦的附楼，屋顶结构为钢结构网架，网架东西跨度44.2m，南北跨度33.2m，网架高3.484，网架总面积1468，重130t，网架支座高度18m。采用焊接球节点网架，上下弦杆最大为21920的圆管，腹杆最大为1144的圆管。连接球最大的为D60030的空心球，空心球总数量为413个。8度抗震设防。因施工场地狭小，钢网架四周有混凝土边跨结构，不具备采用大吨位吊车安装的条件，采用了在地

2、面上拼装，以手动葫芦整体提升的施工工艺。该安装工艺比施工现场搭设满堂架体高空散拼安装节省造价、缩短工期，保证了工程顺利实施，并在其它工程中继续应用。据此编制了“大跨度钢结构网架整体提升施工工法”，该工法核心技术的QC小组活动被评为2009年度天津市优秀质量管理小组，采用该工法施工的数字电视大厦工程被市建交委推荐申报2011年度鲁班奖的工程。2、工法特点 2.1在钢网架覆盖区域内，北侧结构有4.4m宽的悬挑平台，钢网架不能在地面全部组装，必须甩出4.4m的边跨，待网架提升到位落到支座以后，再拼装4.4m的边跨。2.2由于手拉葫芦的上吊点就在网架支座的牛腿上，葫芦本身还要占一定长度，所以不能一次提

3、升到位，必须设立辅助吊点，即在周边球的下方加设单锥体作为钢网架吊装的下吊点。见图5.2.4。2.3网架（44.2m33.2m）提升设18吊点，每个吊点手拉葫芦额定起重量为20t，拆减系数按0.5计算，安装时的每个手拉葫芦起重量量按10t设计。2.4工法中吊耳、辅助吊点、千斤顶过渡卸荷节点等设计、提升同步控制等细部做法考虑全面、简单实用，经济合理，操作性强，便于推广。3、适用范围 本工法适用于钢结构网架周边场地狭窄，钢网架四周有边跨结构，无法采用大型吊车安装的大面积钢网架的结构工程。4、工艺原理 4.1网架44.2m33.2m，采用18个葫芦提升，吊点全部设在网架支座的球节点处，不改变网架设计的

4、受力状态，在吊装过程中保持网架拉压杆受力方向不变。4.2由于提升网架所用葫芦的上吊点就在网架支座牛腿上，葫芦本身还要占一定长度，不能直接将网架下弦提升到牛腿支座的高度，所以设立了辅助吊点，即在周边球的下方设立单锥体为吊装网架的下吊点。4.3网架起升到安装高度后，在牛腿上用千斤顶顶升网架支座球的临时翼板，对葫芦进行卸荷，将所有葫芦上的力全部卸载至千斤顶，最后调整千斤顶伸缩杆进行网架就位。 5、施工工艺流程及操作要点 5.1工艺流程备料复验网架拼装焊接支座加固第一次整体提升4m安装辅助吊点第二次整体提升到设计标高整体卸荷网架整体就位搭设边跨脚手架平台补充拼装甩跨网架网架安装就位。5.2 操作要点

5、5.2.1 轴线及牛腿标高控制吊装前将柱子的轴线用全站仪打出，并将横向和纵向轴线标注在混凝土柱上，做好标记。然后将柱牛腿顶面的设计标高（18.000m）用水准仪测出，察看各牛腿间偏差，对偏差大于30 m m的采用相应的措施进行调整，将牛腿上表面埋件标高调整到同一标高，方可进行吊装。见图5.2.1 。图5.2.1 牛腿埋件标高图5.2.2 起重机械选择网架提升共设吊点18个，每个吊点用2个相连接的葫芦，每个葫芦的额顶起重量为20t，拆减系数取0.5， 20t0.5= 10t ，每个葫芦起重能力按10t使用。5.2.3 网架提升点布置 网架提升吊点全部采用的是支座点，见图5.2.3 。图5.2.3

6、 吊点分布图5.2.4 吊耳设置在柱顶牛腿顶面的预埋件上焊接直径114mm4mm钢管立柱作为吊耳，在焊接前先用直径89mm4mm钢管作内衬进行焊接。后用114mm4 mm钢管贴近89 mm4 mm钢管套下，再进行满焊。肋板采用-8mm钢板，焊接位置应顺吊带的方向焊接，最后在柱顶焊接挡板，见图5.2.4、图5.2.6。钢管焊缝和吊耳脚焊缝要进行探伤检测。吊耳脚焊缝计算：N =helwffw =40.7347160=155KN100KN满足吊装要求！ 图5.2.4 吊耳图吊耳圆管的焊缝等级为二级焊缝 ，吊点钢板厚度采用25mm，焊脚尺寸为16mm的脚焊缝。 5.2.5辅助吊点的设立网架提升超过4m

7、后，用钢丝绳将各吊点与框架柱根拉牢，作为二次保护，然后在网架安装辅助吊点。辅助吊点是在每个周边支座球的下方设立单锥体，作为吊装网架的下吊点。辅助吊点距下弦球高4m，所用钢管的斜拉抗剪强度要大于本吊点吊装时所受的力。同时，考虑到两根葫芦长2m，柔性吊装带长1m，且吊装时下弦球须超过牛腿不小于50mm，累计高度最少3.5m。因此，4m高正好满足吊装要求。见图5.2.5。图5.2.5-1 辅助吊点图 图5.2.5-2 利用辅助吊点将网架提升到设计标高网架下辅助吊点设立后，用两个相互连接的葫芦挂在辅助吊点上提升网架。此时辅助吊点球的位置在地面上，吊装时先拉动下端葫芦，待起吊一定高度时停止拉动，以下端葫

8、芦作为绳索，再拉动上边葫芦进行提升，避免用中途换绳。5.2.6钢丝绳、链条保护措施在混凝土柱牛腿转角处焊接包角，防止磨损吊带或钢丝绳。见图5.2.6。图5.2.6 吊带、钢丝绳保护做法图5.2.7、钢丝绳验算用钢丝绳或吊带将葫芦挂在吊耳上，钢丝绳的强度验算如下：钢丝绳最大受力为10/cos150=10.3t。Px =10.3t选用637+1的钢丝绳,修=0.85 ，钢丝绳做捆绑用,安全系数K取8。P破=PxK/=1038/0.85=969KN查表可知，选用39mm的637+1的钢芯钢丝绳的强度极限为1400N/2，钢丝绳破断拉力总和为975KN 969KN。满足要求！5.2.8葫芦、吊耳承载力

9、现场测试葫芦、吊耳和吊耳脚焊缝要在现场进行承载力测试。每个20t的葫芦逐个都作现场试验。在葫芦上挂测力仪，在测力仪下面挂上10t荷载进行测试，在试拉过程中由监理进行旁站监督，对每只葫芦进行编号，测试人员做好测试记录。测试中检查焊缝是否有裂痕，检查葫芦是否发生滑丝、滑牙、铁链断裂等，对有问题的葫芦做报废处理，严禁在提升中使用。 图5.2.8 承载力测试图葫芦承载力现场测试数据见表5.2.8。表5.2.8 葫芦现场拉力检测记录编号理论拉力值（t）实测拉力值（t）备 注11010.2达到要求21010达到要求31010.2达到要求41010.4达到要求51010达到要求61010.2达到要求7101

10、0.2达到要求81010达到要求91010.2达到要求101010.2达到要求111010.4达到要求121011达到要求131010.2达到要求141010.2达到要求151010达到要求161010.2达到要求171010达到要求181010.2达到要求5.2.9提升过程的控制 1.提升时首先绑扎好钢丝绳，将钢丝绳困绑在受力节点上，绑扎完成后由质量员进行检查，确定卸扣和钢丝绳紧固后通知指挥人员 。2.指挥人员用口哨做警示，用对讲机传达指挥命令，然后进行整体提升，设专人严密监视网架提升同步情况，如发现提升高差超过100mm应立即停止提升，对不同步的葫芦进行受力调整，将网架下弦球节点调整到同一

11、高度后调继续整体提升。每提升200mm高度后检查一次，对有偏差的葫芦进行一次调整，如此反复进行提升。网架提升的同步用在混凝土柱上设置刻度，安排专人观察的措施控制。3.葫芦均匀受力的控制吊装前先在柱子上以200mm为单位画出标记线，葫芦在未起升之前将每个葫芦底钩调整到同一高度，每个葫芦上所挂的钢丝绳长度也要等长，采用的钢丝绳型号相同，绳绑扎方法相同。保证葫芦受力可基本保持一致。提升时拉链人员用力一致，每次指挥人员喊一次口号，每提升200mm，暂停止一次，检查葫芦、钢丝绳、网架平整度，如发现有问题立即进行调整。如图5.2.9所示：图5.2.9-1网架同步提升控制线 图5.2.9-2网架同步提升控制

12、线照片4.吊装角度和防撞、防磨擦问题 网架在吊装过程中，对称边的吊点角度是一样的，所以吊装时必须把吊点角度控制在设计提供的30度夹角内。吊装过程中注意控制不能发生撞击现象，因为吊装缓慢，四周各有拉力，但仍有网架和结构发生磨擦的可能。因此，需在吊点上安装木方以防备网架对主体结构的摩擦。5.当网架下弦杆球节点提升到超过牛腿上表面50cm时停止提升，然后纵向拉动网架进行水平方向位置调整 。5.2.10 网架卸荷1.在支座球节点两侧各焊接两块竖向钢板，厚度为25mm，长度为100mm，焊脚尺寸为16mm，按球体相关线进行切割焊接。用千斤顶支撑球两侧竖向钢板，用千斤顶承受网架荷载，对葫芦进行卸荷。葫芦卸

13、荷过程中卸荷顺序要严格按方案控制。由于网架有拱效应，因此卸荷时必须从中间向两边进行，完成所有葫芦卸荷。最后调整千斤顶留出操作空间，割除园管吊耳。见图5.2.10-1 。在网架支座焊接前，卸荷后的葫芦不能拆除，保持适当的松紧度做安全防护。图5.2.10-1 千斤顶卸荷图2.网架支座球对准支座后，再进行千斤顶卸荷，调整千斤顶伸缩杆，将网架球座落于支座上，见图5.2.10。千斤顶卸荷按从中间向两边的顺序依次进行。先将一侧轴线上所有千斤顶卸荷，将球节点全部放入支座，然后对支座进行结构性焊接。再对另一侧轴线上千斤顶卸荷，卸荷时会将所有拱效应荷载传到另一侧轴线上，保持网架卸荷过程中拱效应变形方向一致。最后

14、再依次对其他两侧千斤顶卸荷。3.网架就位 待网架下弦球落到支座高度后，施工人员按设计要求放正支座，把支座对准球的中心，听到信号，同时松动葫芦进行落座，如网架落座前，发现方向有偏差，可采用葫芦辅助横拉调整。等落座后确认无误，对埋件、球和支座进行焊接。 4.网架支座节点由60060030 mm过渡钢板，60060050 mm橡胶垫块，60060030 mm支座底板，30mm厚肋板，4根直径为30的锚栓组成。见图5.2.10-2 。图5.2.10-2 网架支座图5.2.11 由于西侧二层有悬挑平台，还有4.4m宽的一跨网架没有在地面完成拼装，待整体网架提升到位后进行西侧边跨网架的高空拼装，拼装工作平

15、台采用钢管脚手架，脚手架在悬挑平台上搭设，悬挑平台底部设置支撑，脚手架搭设宽度为4.5m，高度至18m，供西侧边跨网架高空拼装操作使用。边跨网架杆件安装之前将其各支座上的吊耳和葫芦卸除，杆件安装过程中要根据编号进行，杆件与焊接球连接节点部位角度和相关线要安装准确 。5.2.12网架挠度变形的检测为了保证网架结构的安全性，在提升过程中应进行挠度检测。首先，在网架离开地面之后，进行一次挠度检测；其次，提升就位完成剩余部分的高空散拼之后，进行第二次挠度检测；最后，在网架整体就位后，进行第三次挠度检测。检测过程中如发现挠度变形超出正常值时，应停止施工，及时通报设计人员并分析原因，采取措施。网架设计允许

16、最大挠度值为78mm，恒载挠度值为73mm。实际检测网架挠度64 mm 。5.3 劳动力组织根据施工进度要求、任务分配和工种划分，劳动力配置如下 。 表5.3 劳动力分布表 序号工种数量（人）备注1管理人员6人2指挥工4人指挥吊装作业（持证）3起重工18人整体提升作业（持证）4焊工10人焊接作业（持证）5校正工10人网架安装校正6测量工2人标高、轴线测量（持证）7拼装工10人8架子工10人持证9应急人员10人10壮工10人6、材料与设备: 6.1吊装设备一览表序号名称规格、型号数量单位用途1葫芦20t45只吊装、校正用2柔性吊装带20t 1M4根捆绑、吊装3柔性吊装带20t 2M4根捆绑、吊装

17、4柔性吊装带10t 1M14根捆绑、吊装5柔性吊装带10t 2M14根捆绑、吊装6粽绳1650米校正用7卸扣Y9-28若干个吊装8千斤顶10t40个卸荷表6.1 吊装设备表6.2 焊接及其他设备表表6.2 焊接及其他设备表序号名称规格、型号数量单位用途1直流电焊机17k8台网架拼装2交流电焊机BX-5002台网架拼装3电动角向砂轮100-1504只网架拼装4电动角面砂轮100-1514只网架拼装 7、质量控制 7.1钢网架工程应按下列标准进行检验和验收。钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001网架结构设计与施工技术规程 JGJ7-91 钢网架检验及验收标准JG12-1999 7.2

18、采用的原材料及成品应进行进场验收。凡涉及安全、功能的原材料及成品等应按标准规定进行抽样复验。7.3每道工序完成后，应进行交接验收检查。7.4钢结构网架工程质量验收应在自检基础上，按照检验批、分项工程、分部工程进行。钢结构分部工程中分项工程划分应按照现行国家标准建筑工程施工质量验收统一标准GB50300的规定执行。分项工程所含的各检验批质量验收记录应完整。 7.5安装偏差的检测，应在结构形成空间刚度单元并连接固定后进行。7.6焊接：对各类焊接接头编制焊接工艺评定，焊接参数按照焊接工艺评定进行。7.7轴线：各控制点应分布均匀，并定期进行复测，以确保控制点的精度；施工放样应有专人复核，保证其准确性。

19、7.8在吊装过程中，设专职人员观察并做记录，主要记录网架的提升进度、平衡情况和施工人员的操作情况。7.9 支撑面顶板、支座锚栓位置允许偏差值见下表。表7.9支撑面顶板、支座锚栓位置允许偏差值项 目允许偏差（mm）支撑面顶板位置15.0顶面标高3.0顶面水平度L/1000支撑锚栓中心偏移5.07.10 钢网架结构安装的允许偏差值见下表。表7.10钢网架结构安装的允许偏差值项 目允许偏差（mm）检验方法纵向、横向长度L/2000，且不大于30.0-L/2000，且不大于-30.0用钢尺实测支座中心偏移L/3000，且不大于30.0用钢尺和经纬仪实测周边支撑网架相邻支座高差L/400，且不大于10.

20、0用钢尺和水准仪实测支座最大高差30.0多点支撑网架相邻支座高差L1/800，且不大于30.0注：1、L为纵向、横向长度；2、L1为相邻支座间距。8、安全措施8.1做好个人安全防护，高空作业人员佩带工具袋，工具放在工具袋中，不得放在钢构件或易失落的地方，所有手工工具（如手锤、扳手、撬棍），应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。8.2 局部高空散拼使用的脚手架属于超高支架，要严格按相关脚手架安全规程的要求搭设，斜撑或剪刀撑的设置要符合规范中的构造要求，脚手架要与框架柱有牢固的拉结。支撑架的高宽比应大于5时，加设缆风或将支撑架的下部放大。 8.2网架提升过程中，用钢丝绳将各吊点与框架上层

21、柱根拉牢，作为二次保护，每提升400 mm 紧固一次 。二次保护钢丝绳未设置之前，操作人员不得站在网架下工作。8.3高空作业人员严禁带病作业，施工现场禁止酒后作业，高温天气做好防暑降温工作。8.4吊装时应架设风速仪，风力超过6级或雷雨时禁止吊装，夜间吊装必须保证足够的照明，构件不得悬空过夜。8.5甩跨网架杆件安装焊接前，操作平台应搭好护栏，设立专人监护。8.6悬空作业处应有牢固的立足处，并必须视具体情况，配置防护栏网、栏杆或其他安全设施。悬空作业所用的索具、脚手架、吊篮、吊笼、平台等设备，均需经过技术鉴定或验证方可作用。8.7电焊工高空作业时有安全设施保护，保护措施随构件同时上吊就位。高处焊接

22、作业，下方应设专人监护，中间应有防护隔板。网架就位后在网架对称边进行底座和埋件进行焊接，施工人员必须系好安全带和上圈梁连接好，做到安全施工。8.8电焊机使用时，要求焊把线与地线双线到位，焊把线不超过30 m。电箱与电焊机之间的一次侧接线长度不大于5m。焊把线如有破皮，须用绝缘胶布包裹三道。电焊作业不准在油漆、稀释剂等易燃易爆物上方作业。8.9进入施工现场作业区特别是在易燃易爆物周围，严禁吸烟。9、环保措施 9.1手动葫芦表皮润滑油应包裹防止外泄。9.2进行焊接施工前，作铁簸屑接收电焊施工中焊屑。9.3采用此项施工技术，可最大限度地减少施工产生的噪音和环境污染。10、效益分析 采用手拉葫芦整体提

23、升前，较之搭设满堂架体高工散拼节省措施费45%，缩短工期30%。天津电视台数字电视大厦工程共节约了措施费8.5万元。11、应用实例 11.1天津数字电视大厦演播中心钢网架，东西跨度为44.2m，南北跨度为33.2m，总体网架面积为1468。本工程采用焊接球节点，上下弦杆分别采用21910、21914、21920的圆管，腹杆采用7635、1144的圆管。连接球分别采用D40016、D45020、D50025、D60030的空心球。钢网架总重量为130t左右，空心球总数量为413个。网架平面布置图如图，因施工场地狭小，钢网架四周有混凝土边跨结构，不具备采用大吨位吊车安装的条件，所以在施工现场的地面

24、上拼装，以手动葫芦整体提升的施工工艺。该安装工艺比施工现场搭设满堂架体高空散拼安装节省造价8.5万元、缩短工期，保证了工程顺利实施。钢网架安装后 实际检测网架挠度64 mm 。满足设计和规范要求。工程于2007年5月开工，2010年9月竣工。目前天津电视台已投入使用。11.2天津大港区文化艺术中心展览厅，网架面积为846.72，空心球水平间距2.8m，竖向间距1.6m。共有空心球284个，空心球规格为WS20010，S2008；网架杆件共有1040根，杆件规格481403.54，长度14002879mm，展览厅网架重70t。网架施工在地面拼装，用葫芦进行整体提升。工程于2008年5月开工，20

25、09年9月竣工。 11.3 天津大港区文化艺术中心观众厅，网架面积为1128.96，空心球水平间距2.8m，竖向间距2.1m。共有空心球365个，空心球规格为WS2008，WS25010，WS3008，WS40012；网架杆件共有1352根，杆件规格601403.54，长度21003559mm，观众厅网架重93t。观众厅网架安装时，由于原图纸设计在观众厅内13.5m标高处有悬挑二层看台，网架标高17.5m， 网架部分在地面拼装，提升过二层看台后再组拼看台部分的网架，然后二次再整体提升到位。网架安装质量达到了设计和规范要求，工程于2008年5月开工，2009年9月竣工。天津大港区文化艺术中心工程被评为2010年国家优质工程“鲁班奖”。专心-专注-专业