施工胎架的设计与安装.docx

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1、施工胎架的设计与安装安装胎架的设计与布设概述6. 1. 1高空临时拼装胎架搭设由于主节点和主梁等构件安装的空间位置高低不一，且各种杆件在空间纵横交汇。在施工中， 随着钢构件按分区结构面由主及次的展开安装，临时胎架需提前一个施工区及时的进行搭设，为 铸钢节点和主梁构件安装提供临时支承和作业操作平台。7. 1.2胎架的布置原则1、铸钢节点和主梁安装拼接处需搭设安装胎架。2、铸钢节点最大单重约37t,最大结构而的钢结构总重达到2001,其支承胎架承担的支撑力较 大，可能需采用桩基承台或者荷载直接作用在混凝土楼板上，使其减少沉降。3、胎架在搭设过程中必须严格控制水平、竖直方向稳定性，其侧向布设防倾支撑

2、架。由于部 分胎架的直接落在看台楼板上，而楼板不能承受胎架传来的竖向力，因此需要在楼板设支撑柱， 将胎架柱底的垂直荷我传到基础底板，同时在楼板和底板设预埋件，以便胎架和支撑立柱作柱脚 构造处理。4、以保证在安全的基础上文明施工，避免出现无必要的安全隐患。根据节点的平面坐标来搭 设胎架，同时也可以计算出钢梁分段处的平面坐标，从而也要在钢梁对接处塔设胎架。5、安装胎架的设置还需考虑安装施工操作、高空焊接施工操作、测量定位控制施工操作等工 序的施工操作要求。6. 1.3安装胎架的分类根据钢结构及下部土建结构特点,钢屋盖安装胎架分以下儿种方式：1、中间部分平面结构的胎架搭设。2、周边与边梁连接的立而结

3、构胎架搭设。3、下方有混凝土柱的胎架搭设。4、下方有钢柱的胎架搭设。安装胎架的搭设形式分类共分如下四种：6. 1.5临时拼装胎架布置在每个节点和主梁分段处的设计位置下方设置型钢标准节支掾架，周围用钢管脚手架搭设操 作平台，并兼顾支撑架的稳固，二者共同构成高空临时拼装胎架，胎架底部坐落于混凝土楼板上, 顶部设置千斤顶等校正装置。根据节点与主梁连接位置，胎架搭设范围平均为7X7m。对于节点和主梁与混凝土连接的情况，则在混凝土柱顶设置钢牛腿和悬挑操作平台作为拼装 胎架。典型节点的安装胎架立面布置以下图6. 175为典型节点的安装胎架立面布置图。分别包含了以下儿种不同的类型：（1）下方有混凝土柱或有钢

4、柱的胎架搭设。（2）较轻节点的脚手架胎架搭设。（3）较重炉点的钢支架胎架搭设。,一0 f )00, 60003 1 附p t /9QQ3 C jwD Q7000i / 7000:m掇献!a ( z 8500/ .JIfJ 刑:J,，、aoo,1, 1 一52网 就叵毫 产6 押i0aJIr-0由lnA亚*iyJ： LL7伴I0i百isGf曲、79/I L(J!i-0、jOO,电Crio0IIr田都Qo1融粗的主梁来固定（铸钢节点的位置调整应在地面上进行，在胎架操作平台上只允许铸钢节点的微调）, 具体搭设的主梁数目和顺序应经过计算机分析模拟来确定。当铸钢节点定位固定后方可安装次梁, 且每当吊装一

5、片次梁，对各铸钢节点的位移与变形应进行观测，以便与计算机模拟结果比较，及 时的采取措施消除误差。6. 5. 2歌剧院典型胎架设计与计算歌剧院的计算机整体模型如图6. 5-1所示，各胎架的竖向反力根据吊装顺序由计算机分析模 拟得出。图6.5T 歌剧院的计算机整体模型1、胎架标准节设计根据不同的铸钢节点高度和主梁尺寸，并考虑到施工平台的设置以及计算机模拟结果，胎架 结构采用由四根方钢管肢件组成的格构式形式，一个标准节高度为2. 5m,见图6.5-2。2、典型胎架（取TJD-21节点）设计与计算（1）胎架结构布置歌剧院铸钢节点21标高为31.444m,根据其平面投影与下部混凝土结构的关系，可知TJD

6、-21 支于首层顶板（厚度200mm,顶面标高0.500m）。因此，胎架总高度H=31.944m。这里，偏于安全的取用12节标准节（H=30.000m ）组成的胎架进行计算，其结构布置见图6. 5-3。图6.5-3 TJD-21结构布置（2）荷载选取与组合a、竖向荷载胎架自重：程序自动考虑铸钢节点重量：81.3JW结构安装时的最大载荷：704JW （由计算机整体分析模拟得出）b、水平荷载考虑荷我偏心取5%的竖向荷我作为附加水平荷我作用在胎架顶部：（704+81.3）x0.05 = 39.33c、风荷载由工程背景和建筑结构荷载规范（GB50009-2001）可知：基本风压g =0.5M/J （广

7、州，50年一遇），B类地区。以下计算偏于安全的近似按胎架高为30m进行：风压高度变化系数：=1.42挡风系数：0 = 0.397因此，风荷载体型系数：4=2.006 （近似按角钢塔架计算）结构基本自振周期：7； =0.01/7 =0.35序号编号构件栈面1Z-l 350x350x16x162C-l|_ 125x103C-2L 125x104C-3|_ 125x10由为邛=0.027,得脉动增大系数： = 1.61NCOAL SOLUTiaJSIEP=1SUB -1SECV (PNG)r* .CG CAWANOCT 5 2006 20:03:54 PLOT NO. 1脉动影响系数:0.83振型系

8、数：化=1.0 （偏于安全的取30m处）风振系数：4.=1 +迎= 1.94 u7风荷载标准值：（ot = 2.763A7V/d、荷我组合竖向荷载和水平荷载按永久荷载考虑，分项系数取1.35,风荷载按可变荷载考虑，分项系数取 1.4。即在胎架四个方管柱顶部分别施加竖向集中荷载265AN和横向集中荷载13.25机，风荷载垂直 作用于胎架并简化到节点上，每个节点施加3.133 （方向取最不利与横向集中荷我方向一致）。（3） TJD-21胎架结构验算本计算采用美国ANSYS有限元分析程序进行。a、TJD-21结构计算简图本计算模型主体构件（柱、横梁）之间为刚接，其它附属构件（支撑）均简化为较接。每根

9、 柱子底部与地而较接。材料为Q235B,荷载输入参见d。其结构计算简图如图6. 5-4。b、有限元计凫结果T.JD-21结构的Mises应力云图和应变云图如图6. 5-5、6. 5-6所示，最大应力和应变发生在 柱底，分别为37.43MPa和0.182x10T,满足强度要求。图6.5-4 TJD-21结构计算简图图6. 5-5 TJD-21结构的Mises应力云图NCDAL 9CWTICNSIEElSUB -1TI 版=1EPTCECV (AV3)CMX =23.846 SbN -.615E-08 SMX =.182E-03NCDAL 9CWTICNSIEElSUB -1TI 版=1EPTCE

10、CV (AV3)CMX =23.846 SbN -.615E-08 SMX =.182E-03ANOCT 5 200620:04:21pmr NO.,615E-08.404E-04.808E-04.121E-03.162E-03.202E-04.606E-04.101E-03.14IE 03.182E-03图6. 5-6 TJD-21结构的Mises应变云图C、柱的稳定验算由于格构式肢件主要受轴力作用，因此柱的验算近似可按轴心受力构件进行。柱几何长度le = 2.5m ,截面为口350x350x 16xl6 1a.=。.398x 10mnf , ix = iy = 136.5mm ；横向支撑几

11、何长度lb = 2.5m 截面为 L160xl6, /法=0.118x10*。计算取底层最不利柱，其计算长度（按桁架结构）为：/ = 2.5？长细比 4 = 25OO/ix = 18.32，得 。 = 0.984由ANSYS有限元分析可知该处最大应力为37.43N/加,因此，该柱的整体稳定:= 38.04 N/mm2 = 215 N/满足要求。柱的局部稳定）=350；6x2 = 2040值,满足要求。d、支撑的稳定验算支撑布置参见图6. 5F,支撑杆件的截面满足长细比条件4a4刃（轴心压杆刃=200）。支撑设计成交叉形式，计和长度/ = 3536，截面 L160xl6, A = 4864/P,

12、 /1_,：_ = 31 Amm o因此长细比2 = 3536/31.4 = 113,得 = 0.475由ANSYS有限元分析可知该处最大应力为18.89N/7”,/,因此，该柱的整体稳定:嗫=39.8切nun r = 215 N/mnr满足要求。支撑的局部稳定喘=9 = 9Snun ：横向支撑几何长度h=2.5m,截面为 L125x8,=0.362xlO7W o计算取底层最不利柱，其计算长度（按桁架结构）为：/ = 2.5？长细比 4 = 25（）0/ = 25.51,得 = 0.971由ANSYS有限元分析可知该处最大应力为47.I6N/,因此，该柱的整体稳定:a = 48.57 N/mm

13、2 cr = 215 N/mm2（pA满足要求。柱的局部稳定与=250；）x2 = 2340后,满足要求。d、支撑的稳定验算支撑布置参见图6.5T3,支撑杆件的截面满足长细比条件4皿4刃（轴心压杆2 = 200）。支撑设计成交叉形式，计算长度/ = 3536，截面L125x8, A = 2400/w?r, imin = 25.0mm 0因此长细比 2 = 3536/25.0 = 141,得e=0.341由ANSYS有限元分析可知该处最大应力为27.37N/,因此，该柱的整体稳定：er = = 80.3 N/mm2 cr = 215 N/mnr（pA满足要求。支撑的局部稳定y =发型=15主梁分

14、段处主梁分段处钢支：23#铸钢节点6seasaeai8iHiiaK9ieaHiHSSKi!afi8i!irai!iBaiS9ie369l!HeiKSe3K9l8Hl0eiiS!SI :_HliSISUiMilSS脚手架胎架6F +25. 0005F +20. 500:4F +16. 0003F +11. 000ISiHKl丽薇丽丽2F +6. 000IF -0. 120图6.1-1安装胎架立面布置图（一）图6. 6-3胎架整体Y方向变形图图6.6-4胎架整体Z方向变形图图5胎架整体单元应力分布图5、结论从计算结果可以看出，胎架的X方向的最大变形为1mm, Y方向的最大变形为Imm, Z方向的

15、最大变形为2nim,最大应力为30MPa.验算结果表明，结构的强度、刚度和稳定性均满足要求。6.7钢支架的安装6. 7. 1钢支架的安装机械设备选择钢支架自重较轻，安装时选用相应位置的塔吊均能满足要求。局部塔吊盲区部分的钢支架用履 带吊在跨外吊装。6. 7. 2钢支架的安装流程（1）第一步：首先将钢支架的顶节放置在地面，焊接好铸钢节点的定位架和限位装置，然后 将铸钢节点吊至定位架上进行测量定位。（2）第二步：将钢支架的底节吊装至相应设计位置。（3）第三步：将钢支架的顶节和定位架限位装置一起吊装至底节上对接连接。（4）第四步：将铸钢节点吊装至顶节定位架限位装置上，并进行测量微调最终定位。钢支架的

16、安装流程图如图6. 77所示。顶节钢支架和定位架安装三用器案嚣嚣熊翡熊器熊嚣_ 工 胎架底节安装铸钢安装就位图6. 7-1胎架安装流程图说明：1、铸钢节点安装胎架采用格构式 钢支架，截面大小为2500X2500.2、主梁安装胎架及操作架采用 048X3.5钢管脚手架.3、钢支架下方楼板进行加固处理.34#铸钢节点35#铸钢节点 幅高+15. 00）定位架 / 1钢支架脚手架胎架主梁分段处(标高+30. 00)名称坐标X(mm)Y(mm)Z(mm)34#铸铜64047950283000035#铸钢401921019251500034，、35#传倜节点平面位JL索引图4F +16. 0002500

17、2500250075006. 1-2安装胎架立面布置图（二）劲性柱顶标高29. 45m7F +29. 450劲性柱底标高25. 00m6F +24. 950定位架钢柱顶标高39. 463m5F +20.450120mm楼板4F +16. 0003F +10.9502F +6. 0001F 0. 000321. 41#停钢节点平面位JL索引图说明：k铸钢节点安装胎架采用格构式钢 支架，板面大小为2500X2500.解一钢胎架脚手架支架3F +10.950楼板加固脚手架2F +6. 0002000200032#俳降节点 （标高+2元7601 ）6. 1-3安装胎架立面布置图（三）主梁分段处41#铸

18、钢节点 （标高+41. 60m）名称坐标X(mm)Y(mm)Z(mm)32#铸钢590111506482737641#铸钢71545109209429032、主梁安装胎架及操作架采用 48X3.5钢管脚手架.3、除注明外各层楼板厚度均为130mm.4、钢支架下方楼板需进行加固处理.4F +16. 0001F 0. 000王舞台钢柱X(mm)Y(mm)Z(mm)8#铸钢108402167103260009#铸铜100155171530157838#、9#优钢节点平面位置索引图说明：1、铸钢节点安装胎架采用48X3. 5钢管脚 手架，截面大小为2500X2500.2、除注明外，图中尺寸单位均为mm

19、.6.1-4安装胎架立面布置图（四）名称坐标X(mm)Y(mm)Z(mm)14#优钢2024021242202021816#铸钢2206911391901017314#. 16H4钢节点平面位置索引图16#铸钢节点14#铸钢节点说明:1、铸钢节点安装胎架采用格构式钢支架， 板面大小为2500X2500.2、主梁安装胎架及操作架采用48X3.5 钢管脚手架.3、除注明外各层楼板厚度均为120mm.4、钢支架下方楼板需进行加固处理.5、除注明外，图中尺寸单位均为mm.脚手架支架,2000,1500/ 2000 /1500*315002000 /5001500, 2000,2000900z_+20.

20、 218m+9. 950m+1.450m130mm楼板+18. 500m楼板加固脚手架 0. 000m6. 2歌剧院（大石头）安装胎架的布设6. 2.1歌剧院临时拼装胎架平面布置6. 1-5安装胎架立面布置图（五）临时拼装胎架平面布置如图6. 2-106. 2.1歌剧院临时拼装胎架布置各胎架设置位置、标高及类型等见表6. 2-2、3。表6. 2-2拼装胎架布置明细表(一)胎架编号设置位置顶标高(m)类型用途备注1-0. 320m 顶板+4. 000型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固2-0. 320m 顶板+22. 654型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固3-0. 320m楼板顶板+25.

21、804型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固4+27. 250m （观众厅）+30. 000型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固5+29. 450m险柱顶+40. 481钢牛腿支撑铸钢节点6+29. 450m砂柱顶+41.600钢牛腿支撑铸钢节点7+3 L 938m险柱顶+34.111钢牛腿支撑铸钢节点8+0. 600m 地面+26. 000钢管脚手架支撑铸钢节点9+0. 600m 地面+ 15. 783悬挑钢支撑支撑铸钢节点10+0. 600m 地面+15. 000型钢标准节支撑铸钢节点11+0. 600m 地面+7. 840型钢标准节支撑铸钢节点12-0. 320m 顶板+4.800型钢标准

22、节支撑铸钢节点楼板和梁需加固13-0. 320m 顶板+19. 895型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固14+25. 000m 楼板+27. 291钢管脚手架支撑的钢节点楼板和梁需加固15-0. 120m 顶板+24. 949型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固16-0. 320m 顶板+12. 651型钢标准节和钢 管脚手架组合支撑铸钢节点楼板和梁需加固17-0. 120m 顶板+14.313型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固18-0. 500m 顶板+ 13. 089型钢标准节和钢 管脚手架组合支撑铸钢节点楼板和梁需加同19-4. 800m 底板+10. 277型钢标准节支撑铸钢节点2

23、0-0.120m 顶板+26. 000型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固21+0. 880m 顶板+31.444型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固22+25. 000m砂柱顶+26. 500钢牛腿支撑铸钢节点23+25. 000m 楼板+31.704型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固表6. 2-3拼装胎架布置明细表（二）胎架编号设置位置顶标高（m）类型用途备注24+0. 880m 顶板+30. 645型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固25-0. 500m 顶板+26. 000型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固26-0. 150m 地面+16. 000型钢标准节支撑铸钢节点27-0.1

24、50m 地面+7. 197型钢标掂节支撑铸钢节点28+0. 600m 地面+15. 000钢管脚手架支撑铸钢节点29+0. 600m 地面+10. 036型钢标准节支控铸钢节点30+0. 600m 地面+8. 145钢管脚手架支撑铸钢节点31+20. 500m砂柱顶+21.610钢牛腿支撑铸钢节点32+16. 000m 楼板+27. 376型钢标准节支摔铸钢节点楼板和梁需加固33+29. 450m险柱顶+42. 903钢牛腿支撑铸钢节点34+16.000m 楼板+30. 000型钢标掂节支撑铸钢节点楼板和梁需加固35-0. 150m 地面+15. 000型钢标准节支撑铸钢节点36-0. 150

25、m 地面+6. 686型钢标准节和钢 管脚手架组合支撑铸钢节点37-0. 120m 顶板+30. 000型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁筋加固38-6. 000m 底板+ 16. 133型钢标准节支撑铸钢节点39-6. 000m 底板+11. 156型钢标准节支撑铸钢节点40-0. 120m 顶板+4.800型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁市加固41+29. 450m砂柱顶+41.600钢牛腿支撑铸钢节点注：（1）超过251n的主梁还应用钢管脚手架在梁中设置安装胎架；（2）在节点正下方搭设节点安装与校正，固定专用胎架。构件安装过程，不能拆除节点 固定架。（3）搭设铸钢节点和主梁安装施工局部满堂架，

26、胎架既作为操作平台，又可作为构件定 位架和校正用的支架。施工局部满堂架与节点固定架连成整体。局部满堂施工架搭设需根据构 件所在位置的土建楼层板的高度而定。u/ V1/,倒院临时钢支架平面布多功能厅临时拼装胎架平面布置说明:o铸钢件口临时胎架“3多功能厅（小石头）安装胎架的布设图 6. 2-1柱平台临时拼装胎架平面布置如图6. 3-1。6. 3.1多功能厅临时拼装胎架布置各胎架设置位置、标高及类型等见表6. 3-2表6. 3-2拼装胎架布置明细表胎架编号设置位置顶标高(m)类型用途备注1-0. 500m 顶板+6. 000钢管脚手架支撑铸钢节点楼板和梁需加固2-0. 500m 顶板+9. 000

27、型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固3+9. 950nl 楼板+13. 845钢管脚手架支撑铸钢节点楼板和梁需加固4+18. 500m碎柱顶+21.000钢牛腿支撑铸钢节点5+ 18. 500m砂柱顶+22. 290钢牛腿支撑铸钢节点6-0. 500m 顶板+20. 732型钢标准节和钢 管脚手架组合支撑铸钢节点楼板和梁需加固7-0. 500m 顶板+9. 000型钢标准节和钢 管脚手架组合支撑铸钢节点楼板和梁需加固8+9. 950m 楼板+11.030型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固9+ 18. 500m碎柱顶+20. 595钢牛腿支撑铸钢节点10+4. 900m 楼板+12.767型钢

28、标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固11-0. 500m 顶板+16. 000型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固12-0. 500m 顶板+13. 749型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固13-0. 500m 顶板+17. 175型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固14+ 18. 500m碎柱顶+20.218钢牛腿支撑铸钢节点15+4. 900m 楼板+8. 438钢管脚手架支撑铸钢节点楼板和梁需加固16-0. 320m 顶板+10. 173型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固17+4. 900m 楼板+10. 731型钢标准节支撑铸钢节点楼板和梁需加固18-0. 500m 顶板+6. 000

29、钢管脚手架支撑铸钢节点楼板和梁需加固19-0. 120m 楼板+8. 866钢管脚手架支撑主梁楼板和梁需加固20-0. 150m 楼板+17. 032钢管脚手架支撑主梁楼板和梁需加固21-0. 120m 楼板+19.145钢管脚手架支撑主梁楼板和梁需加固22-0. 120m 楼板+18. 38钢管脚手架支推主梁楼板和梁需加固23-0. 500m 顶板+17. 241钢管脚手架支掾主梁楼板和梁需加固24-0. 500m 顶板+ 18. 954钢管脚手架支撑主梁楼板和梁需加固6.4胎架与混凝土楼层的相互关系1、胎架设置在混凝土楼板匕因其对楼板的竖向荷载较大，需对楼板进行加固处理，如图示:6. 4-1楼板加固示意图2、由于相当一部分胎架支承在混凝土楼板上，因此为避免混凝土楼板变形过大而开裂，需将 荷载直接传递到混凝土主体结构的梁上，并对混凝土梁进行适当加固。图6. 4-2为胎架基础示意 图，其构件的具体尺、J应根据不同胎架的受力和位置，以变形控制来确定。原结构混凝土梁 根据验算考虑加固原结构混凝土梁 根据验算考虑加固陵结构混凝土梁 根掂验和考虑加固原结构混凝土板 版为:验兑考虑加固图6.4-2胎架基础示意图