体育中心体育场钢结构工程-卸载方案(29页).doc
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1、-体育中心体育场钢结构工程-卸载方案-第 27 页大连市体育场及配套服务设施工程钢结构工程分区卸载方案编制单位:中国三冶集团有限公司批准人:审核人:编制人:编制日期:2011-11-30目录第1章 总体概述:施工程序总体设想及施工区域划分21.1项目概况21.2项目总体认识21.3施工区域划分41.4施工流程5第2章 卸载关键技术、工艺及卸载方案82.1卸载关键技术、工艺分析及解决方案82.2卸载方案9第3章 卸载过程中质量保证措施143.1质量保证体系143.2质量控制、监测程序163.3质量保证措施20第4章 卸载过程安全施工保证措施234.1卸载过程安全保证体系234.2卸载过程安全保证
2、措施26第5章 附录一 卸载方案计算分析34第6章 附录二 图纸45第1章 总体概述:施工程序总体设想及施工区域划分1.1项目概况工程名称:大连市体育场及配套服务设施工程钢结构工程建设地点:大连市甘井子区岚岭路699号招标单位:大连体育中心开发建设投资有限公司设计单位:哈尔滨工业大学建筑设计研究院施工单位:中国三冶集团有限公司图1.1大连市体育场及配套服务设施工程钢结构工程效果图本工程长319.792米x宽293.145米,钢结构底标高7.100米;高点净高53.945米,低点净高39.169米,共计68品主桁架,每品主桁架有铸钢轴销铰支座一个(底部),700*30半球支座一个(看台顶),单品
3、桁架最重65.4t(HJ-1),最轻48t(HJ-18,HJ-19),环桁架6环。主材钢管材料为Q345B无缝钢管,檩条为Q345B箱形截面。主结构:主钢结构量7539t,檩条:1781t(方管),飘带(北S平台):最后和体育馆S平台合二为一。1.2项目总体认识1. 项目管理特点(1)本工程承包方式为钢结构专业施工总承包。(2)本工程前期准备时间短、工期紧、施工周转材料多。2. 工程施工特点(1)工期要求紧,工程建筑面积128000m2,本工程须在合同要求的工期内完成,钢结构总量为9539多吨,工期要求特别紧。(2)社会影响大,大连体育场工程是大连市的标志性建筑,项目建成后可以举办国际A级赛事
4、,能够承担田径、足球等赛事,同时兼顾室外大型文体活动的场所,收社会关注度高,社会影响巨大。(3)工程质量要求高,一次验收达到国家施工验收合格标准。(4)安全管理要求高,施工过程中和各专业之间的穿插、大空间穿插的作业内容多,钢结构施工焊接量巨大,对现场安全管理工作要求高。3. 难点、重点分析及对策表1.2 施工技术重点、难点分析及对策表序号施工重点、难点、关键技术工艺重点难点剖析解决方案及保证措施1桁架预拼装及拼装精度控制本工程的钢结构主桁架在工厂首先进行预拼装以保证现场的安装精度是本工程的重点。针对本工程主桁架结构特点及现场吊装要求,将其分成2个吊装单元,5个制作单元。每段主桁架的制作单元在工
5、厂预拼装完成后,在现场组成吊装单元。拼装采用三维激光扫描机,构件连接端采用连接板和样冲点进行定位安装。2大悬挑构件安装变形控制1.本工程悬挑桁架最大悬挑长度为39m,整榀桁架重量约为60多吨。如何防止桁架在吊装过程中发生失稳及避免发生过大变形,是本工程的重点也是本工程的关键。2.如何确定合适的起拱值使得桁架悬挑端安装标高符合设计要求是本工程的难点。1.吊装过程中变形控制1)考虑多种吊装方式,择优选用,并制定详细的吊装措施;2)在吊装过程中队吊具进行计算分析,满足吊装的承载力;3)在吊装前进行全方位模拟计算分析。2.确定起拱值1)计算确定桁架的下挠值,预起拱值=恒载+0.5活载;2)根据计算结果
6、,将每品桁架进行预起拱,使其卸载后悬挑端部标高与设计标高吻合。3结构卸载顺序的选择及卸载同步性的控制钢结构为悬臂结构,安装时势必经历支撑体系支撑,完成后卸载的过程,如方法不当会造成结构应力超限活变形超差,也易致使支撑体系破坏形成安全事故,为了使结构逐渐进入设计受力状态,不仅需要对卸载过程进行全过程仿真分析,同时换要严格控制卸载方法和顺序,这是本工程的关键点。遵循“变形协调、卸载均衡”的原则进行卸载,详见钢结构施工方案。4焊接顺序的选择及合拢位置的选择罩棚为一个环形的封闭结构体系,起始焊缝和合拢焊缝位置将决定结构体系应力同焊接残余应力的关系,如合拢焊缝位置的选择不当,会导致焊接应力状态与钢结构体
7、系应力重合,对结构体系不利,因此如何合理选择焊接顺序及合拢接缝位置是本工程的难点。1.焊接顺序是:控制起点和固定点,由中间向两侧对称焊接,单杆双焊、双杆单焊,逐渐向合拢点逼近。2.起始点是焊接残余应力最小、但变形最大的地方,合拢点式变形最小而残余应力最大的地方。两处特点明显,正好相反。3.根据以上原则,将本工程分成4个施工区域,共设置4条合拢缝。每个区块从中间向两侧焊接,最后焊接合拢缝。1.3施工区域划分本工程总体以主体钢结构为施工主线,专业深化设计为辅线进行施工管理。施工中遵循“全面铺开、重点突出、立体交叉、有序推进”的原则,优先施工钢结构主桁架,其余陆续穿插施工。体育场钢结构根据不同施工阶
8、段,钢结构合拢缝位置的设置,划分为四个区域,八个合拢缝。四个主合拢缝(在正常温度摄氏20左右合拢),四个次合拢缝(在施工过程中合拢),如下图所示。主合拢缝分别设置在1)C1A1之间的环形桁架与A1相贯的位置;2)C14B1之间的环形桁架与B1相贯的位置;3)D1A20之间的环形桁架与A20相贯的位置;4)D14B20之间的环形桁架与B20相贯的位置。次合拢缝分别设置在1)C7C8之间的环形桁架与C8相贯的位置;2)D7D8之间的环形桁架与D8相贯的位置;3)B10B11之间的环形桁架与B11相贯的位置;4)A10A11之间的环形桁架与A11相贯的位置。主、次合拢缝节点加固措施见附录一。图1.3
9、 施工区域划分及合拢缝位置A区与S平台相交,因此钢结构吊装考虑优先施工,总的施工流程为C区B区;A区D区。1.4施工流程1.钢结构安装工艺流程深化设计及审图材料采购及加工预埋件安装材料运输及现场拼装、焊接径向主桁架吊装、焊接环向次桁架吊装、焊接次合拢缝合拢焊接探伤分区卸载主合拢缝合拢檩条安装结构验收图1.4.1 钢结构安装工艺流程程ACBD区依次循环施工2. 钢结构安装形象进度图1.4.2-1钢结构安装形象进度一图1.4.2-2钢结构安装形象进度二图1.4.2-3钢结构安装形象进度三图1.4.2-4钢结构安装形象进度四图1.4.2-5钢结构安装形象进度五图1.4.2-6钢结构安装形象进度六第2
10、章 卸载关键技术、工艺及卸载方案2.1卸载关键技术、工艺分析及解决方案1. 钢结构工程概况体育场钢结构罩棚采用管桁架结构形式,径向主桁架为平面桁架,最大悬挑长度为39m,桁架安装最大高度为34.980m,桁架高度为2.5825.787m;主桁架间设置6榀环形桁架;其中主桁架主桁架悬挑端部的环向封边桁架为倒放三角形桁架,高度为3.0653.120m。图2.1体育馆轴侧图2.钢结构施工重点、难点、关键技术、工艺分析及解决方案钢结构施工重点、难点、关键技术、工艺分析及解决方案见表1.2。2.2卸载方案1. 施工区段划分及施工流向体育场按伸缩缝共分四个施工区段,A、B、C、D区。施工顺序按由C到B;由
11、A到D两个作业顺序施工。2. 卸载过程测量控制1)控制测量作业技术要求测量作业项目限差项目限差要求角度测量仪器标称精度1测角误差3测回数2半测回归零数6重复读数差1测回间较差52C互差1距离测量仪器标称精度1mm+2ppm测回数2测回读数较差3mm往返测较差2(1mm+2ppm)温度测定允许差1度气压测定允许差10Pa气象元素测定时间间隔每边一次水准高程前后视距允许差0.3m视距累积误差0.1mm最大视距40m基铺读数较差0.3mm2)控制测量成果精度技术要求项目限差要求备注方位角闭合差4nn:测站数水准闭合差4 LL:水准路线长度,单位kM直线度2.5正交度53. 卸载条件(1)体育场钢结构
12、各个区卸载前,必须达到以下条件:l 安装条件主桁架、环桁架、水平支撑安装完成(合拢缝处除外,合拢缝位置见附录二);次合拢缝合拢完成;每区两端方案中暂不要求焊接的杆件确认没有焊接、并处于自由状态。l 焊缝及焊接桁架各杆件按设计要求焊接完毕并经过焊缝检测及验收(合拢缝处除外),即经委托的第三方检测机构检测,所有工地对接焊缝按100%UT,符合质量等级为一级焊缝,相贯线工地焊缝按照钢结构深化设计总说明5.10的要求分“A、B、C”区20%UT抽检,质量等级为二级焊缝并合格;卸载区所有以上构件工地焊缝外观经施工人员、检查人员检查无漏焊、表面裂纹、夹渣、气孔和焊肉不饱满等缺陷,焊接合格。l 焊接责任划分
13、所有构件工地焊缝施工单位应画出焊接位置平面图,并与施焊焊工一一对应,一式两份。交三冶大连项目部一份,自己保留一份。l 临时加固支座-2处的临时加固措施拆除。l 卸载设备卸载设备采用千斤顶(15t)、临时支撑与主桁架支撑处确认千斤顶支撑可靠,千斤顶大小满足卸载需求,活塞杆伸出在50100mm左右。并在便于观察处安装标尺以便监控桁架下降数值。指挥人员1名,测量人员2名,安全监督人员3名,检查员3名,每榀桁架上操作人员1名,勤杂人员10人。商务用车1台(含司机)。千斤顶(15t)14台/20台,气割枪14把,钢尺14把,对讲机14个,全站仪2台及常用器具工具等若干。l 其它条件所有主桁架悬臂端坐标和
14、3CHJ、1CHJ、5CHJ交接处坐标等尺寸进行测量、符合图纸,并做好记录,对主桁架平面垂直度抽查10%,应符合规范;确认临时支撑及其缆风绳处于工作状态;进行了卸载方案技术、安全交底;成立指挥小组确定指挥人员及各部位监控人员;卸载时应在风力小于3级、气温5以上。项目安装完毕焊接完毕外观检查焊缝位置图UT检测指挥机构千斤顶坐标测量技术交底安全检查签字(2)体育场钢结构各个区卸载过程中注意事项:l 一切行动听从指挥人员指挥。l 参加卸载的各岗位人员就位,器具准备齐全,坚守岗位。l 按方案规定释放量分级卸载,每次卸载量在5-10mm。做到各桁架统一,一致协调卸载,不允许单榀桁架一次卸载过多。l 每卸
15、载一次要进行一次测量,以便及时调整卸载部位和释放量。测量重点是悬臂端标高。l 检查人员要随时观察、检查桁架变形、腹杆变形情况,临时支撑台架变形、焊缝变化情况,发现异常情况要及时报告。l 每释放一次下降量要停止1天,然后再继续第二次释放。并按以上要求观察和测量。直到完全卸载为止。l 当所有油压千斤顶与桁架出现间隙时即为卸载完成。(3)体育场钢结构各个区卸载卸载后要求l 卸载完成后不要马上拆除临时支撑台架。卸载后桁架的内力会重新分布,变形也会有所变化,尤其是在卸载后3-5天内。l 卸载后要对桁架的悬臂端进行测量,并整理资料汇总后报监理确认且同时作为档案交工资料。l 卸载后的第二天(或者第三天)要对
16、焊缝全面检查,重点是外观是否有裂纹。检查用肉眼观察,放大镜检查,当有异议时可采用MT或PT,必要时UT检测。重点部位是主桁架高空焊缝、环桁架两端与主桁架相贯焊缝及受拉焊缝。l 卸载区两端的的临时支撑架、缆风绳不要急于拆除(此时合拢缝还没有最后完成),其它揽风绳拆除。 l 用吊车拆除临时安装支撑架。拆除时在安全监督工程师监督下进行,确保人员安全,设备安全。l 在安装檩条、马道前尚应对主桁架悬臂端再测量一次。4. 卸载方案体育场钢结构根据不同施工阶段,钢结构合拢缝位置的设置,结合和土建结构变形缝的位置,分为A、B、C、D四个区域分别卸载。首先卸载C区,然后依次卸载B区、A区、D区。结构卸载主桁架悬
17、挑端较长,就单榀桁架来说,在自由状态下,结构变形会很大,这样就会对相临结构产生很大的影响,如果措施控制不当或卸载不当,就有可能造成其它结构的永久变形,很难修复。卸载时必须进行卸载计算(见附录一 计算书),根据软件计算的出变形量,以此为依据同施工实际值比对。通过计算机仿真模拟确定卸载步骤、顺序及卸载量,根据“变形协调,卸载均衡”的原则,将通过放置在支架上的可调节点支撑装置千斤顶(15t以上),多次循环微量下降来实现“荷载平衡转移”,具体采取的措施如下:(1)在卸载过程中同一卸载步骤中的各支撑点无法做到绝对同步,支架支撑点卸载先后次序不同,其轴力必然造成增减,应根据设计要求或计算结果。(2)在卸载
18、过程中,必须严格控制循环卸载时的每一级高程控制精度,设置测量控制点,在卸载全过程进行监测,并与计算结果对照(见附录一 计算书),实行信息化施工管理。(3)桁架设置的支撑架,其状况相当于给桁架节点荷载,而临时支座分批逐步下降,其状况相当于支座的不均匀沉降。这都将引起桁架结构内力的变化和调整。对少量杆件可能超载的情况应事先采取措施,局部加强或根据计算可事先换加强杆件。为防止个别支撑点集中受力,宜根据各支撑点的结构自重挠度值,采用分区、分阶段按比例下降或用每步不大于5mm 的等步下降法直至拆除支撑点。卸载方法(见附图二 图纸):1) 在预先做好标记的桁架下临时支座板上做好标记,标记出每次下降量的标记
19、线;2) 在预备好的千斤顶支点用千斤顶支撑于桁架下;3) 切割、剔除标记在桁架下临时支座板,第一阶段下降量切割;4) 调整千斤顶高度,让桁架落于支座板;5) 检查桁架焊缝质量,监测桁架整体下降情况,与计算结果对照;6) 切割、剔除标记在桁架下临时支座板,第二阶段下降量切割;7) 重复4);8) 重复5) C区卸载步骤:第一阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);第二阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);第三阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);第四阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);第五阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);第六阶段支点5mm下降量桁架(
20、C1C14、1d);第七阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);第八阶段支点5mm下降量桁架(C1C14、1d);. .B区卸载步骤:第一阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第二阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第三阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第四阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第五阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第六阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第七阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);第八阶段支点5mm下降量桁架(B1B20、1d);. .A区卸载步骤:第一阶段支点5mm下降量桁架(A1A20
21、、1d);第二阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);第三阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);第四阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);第五阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);第六阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);第七阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);第八阶段支点5mm下降量桁架(A1A20、1d);. .D区卸载步骤:第一阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);第二阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);第三阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);第四阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);第五阶段支点5mm下
22、降量桁架(D1D14、1d);第六阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);第七阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);第八阶段支点5mm下降量桁架(D1D14、1d);. .(4)在每个支架顶上安排人员微调千斤顶,用尺测量下调尺寸并作记录,每个千斤顶操作要统一指挥,统一操作,禁止任何一处支点完全卸载,微调尺寸由测量人员给定。(5)在卸载过程中,从多个测点测量罩棚下降程度,每调整一次千斤顶,测量一次下降值,为下一次微调作依据。(6)根据结构特征和力学状况,遵循分步骤多次循环微量下降的原则,实现荷载的平稳转移。整体卸载时应根据各榀主桁架措施支架位置点的挠度值,按设计计算值降低支撑高度,
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