[精选]国家图书馆二期钢结构整体提升施工技术13312.pptx

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1、国家图书馆二期国家图书馆二期暨数字化图书馆工程暨数字化图书馆工程钢结构整体提升施工钢结构整体提升施工汇报内容n n工程概况n n工程特点n n施工方案的选择n n整体提升方案的简介n n几个难点及提升控制措施n n提升施工过程n n改进意见和建议n n1 1建筑基本情况建筑基本情况建筑基本情况建筑基本情况n n建设单位：建设单位：建设单位：建设单位：中国国家图书馆中国国家图书馆n n工程名称：工程名称：工程名称：工程名称：国家图书馆二期工程暨国国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程家数字图书馆工程n n建设地点：建设地点：建设地点：建设地点：n n建筑规模：建筑规模：建筑规模：建筑规模：总建筑

2、面积约为总建筑面积约为81310 81310 mm2 2；其中地上建筑面积：；其中地上建筑面积：37231 m37231 m2 2 ，地下建筑面积：，地下建筑面积：44079 m44079 m2 2。一工程概况一工程概况n n2 2主要设计及参建单位主要设计及参建单位主要设计及参建单位主要设计及参建单位n n建筑设计单位：建筑设计单位：建筑设计单位：建筑设计单位：n n结构设计单位：结构设计单位：结构设计单位：结构设计单位：n n监理单位：监理单位：监理单位：监理单位：n n施工总承包单位：施工总承包单位：施工总承包单位：施工总承包单位：n n3 3工程简介工程简介工程简介工程简介n n国家图

3、书馆二期工程暨国家数字图书馆工程主楼和地下车库两部分组成，主楼国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程主楼和地下车库两部分组成，主楼结构由地下三层和地上五层组成。该建筑基础底板标高结构由地下三层和地上五层组成。该建筑基础底板标高13.6m13.6m，钢结构屋面，钢结构屋面结构标高结构标高26.19m26.19m。n n主要建筑内容为密集型藏书库、阅览室、图书加工用房、学术交流用房、珍品主要建筑内容为密集型藏书库、阅览室、图书加工用房、学术交流用房、珍品图书保存库和展示厅、数字图书馆的大型计算机机房、数字资源存储机房、数图书保存库和展示厅、数字图书馆的大型计算机机房、数字资源存储机房、数字处理间等

4、（四库全书和甲骨文是镇馆之宝）。字处理间等（四库全书和甲骨文是镇馆之宝）。主楼南北方向剖面主楼南北方向剖面二、工程特点和难点n n建筑规模大：本工程长建筑规模大：本工程长120 m 120 m，宽，宽116 m116 m，所以，所以机械设备的选用和布置显得尤为重要；机械设备的选用和布置显得尤为重要；n n结构构件形式以箱型为主：且箱型截面尺寸最大结构构件形式以箱型为主：且箱型截面尺寸最大宽度达到宽度达到1200mm1200mm，高，高1500mm1500mm，最大板厚为，最大板厚为80mm80mm，且其中隔板众多，焊接非常困难，厚板，且其中隔板众多，焊接非常困难，厚板焊接质量不易控制，焊接工作

5、量大且要求高（焊焊接质量不易控制，焊接工作量大且要求高（焊缝填充量估计在缝填充量估计在330330吨左右），所以确定正确合理吨左右），所以确定正确合理的钢结构加工工艺及焊接工艺是保证本工程钢结的钢结构加工工艺及焊接工艺是保证本工程钢结构加工质量的前提（构加工质量的前提（1500mm1500mm长的电渣焊工艺）。长的电渣焊工艺）。二、工程特点和难点n n地下室的范围布满在屋顶钢结构的下部，并超出地下室的范围布满在屋顶钢结构的下部，并超出外边线，对屋顶钢结构的施工造成巨大困难外边线，对屋顶钢结构的施工造成巨大困难 ；n n钢结构体量大：本工程钢结构总重约钢结构体量大：本工程钢结构总重约12300t

6、12300t，且，且大部分集中在刚性节点的六榀主桁架、四榀次桁大部分集中在刚性节点的六榀主桁架、四榀次桁架及主、次桁架间刚接架及主、次桁架间刚接/栓接的主梁上。最重构件栓接的主梁上。最重构件为为HJ-1HJ-1，其重达，其重达765t(765t(不含节点短肢不含节点短肢)，其外形尺，其外形尺寸为长寸为长116.6m*116.6m*宽宽1.2m*1.2m*高高10.04m10.04m。因此屋顶钢。因此屋顶钢结构的施工方案的选择决定着整个工程施工方案结构的施工方案的选择决定着整个工程施工方案的合理性。的合理性。n n钢桁架及主梁均采用箱型截面钢桁架及主梁均采用箱型截面 ，桁架长，桁架长116m11

7、6m，高，高10.04m,10.04m,最最重单榀桁架重单榀桁架1100t,1100t,总工程量约总工程量约12300t12300t。钢板厚度范围主要为。钢板厚度范围主要为252580mm80mm，材质为，材质为Q345CQ345C，其中其中404060mm 60mm 板材板材Z Z向性能要向性能要求满足求满足Z15Z15，大于，大于60mm60mm板材板材Z Z向性能要求满足向性能要求满足Z25Z25。n n桁架杆件连接采用全焊接形式，桁架杆件连接采用全焊接形式，各层主梁与桁架弦杆连接采用各层主梁与桁架弦杆连接采用栓焊结合，焊缝等级为一级。栓焊结合，焊缝等级为一级。n n单根构件最重达到单根

8、构件最重达到6161吨。吨。钢结构工程主要构件截面尺寸钢结构工程主要构件截面尺寸构件名称截面形式截面尺寸桁架下弦箱形150012004060桁架上弦箱形90012003060桁架腹杆箱形1200600（5080）（5080）四层主梁箱形15006002560五层主梁工字形H4853001630顶层主梁箱形9006002560各层次梁工字形HM482300、HN500200、HW300300Y形支撑箱形1200600（6080）（6080）主劲性柱箱形1200600（4080）（4080）HJ-3HJ-1、2WJ-1n n桁架结构桁架结构三、施工方案的选择n n钢结构高空散拼方案利用常规的高空散

9、拼方案，钢结构高空散拼方案利用常规的高空散拼方案，（此方案不合理，无法实施）。（此方案不合理，无法实施）。n n地面拼装、整体顶升方案（安全性有问题）地面拼装、整体顶升方案（安全性有问题）n n主要桁架提升，其他构件散拼方案（施工简便主要桁架提升，其他构件散拼方案（施工简便方面稍差、高空拼装精度要求高、施工难度大）方面稍差、高空拼装精度要求高、施工难度大）n n整体提升方案整体提升方案 （格构柱作承力构件、钢管柱作（格构柱作承力构件、钢管柱作承力构件、混凝土框架作承力构件、利用主体承力构件、混凝土框架作承力构件、利用主体电梯井筒混凝土结构作承力构件，整体提升方电梯井筒混凝土结构作承力构件，整体

10、提升方案）案）四、整体提升方案的简介n n场地平整完毕后进行局部人工挖孔桩施工，施工场地平整完毕后进行局部人工挖孔桩施工，施工混凝土拼装平台；然后拼装屋架钢结构，构件拼混凝土拼装平台；然后拼装屋架钢结构，构件拼装完毕进行土方开挖、地下室结构施工和六个电装完毕进行土方开挖、地下室结构施工和六个电梯井筒结构施工，待筒体结构施工至设计标高后，梯井筒结构施工，待筒体结构施工至设计标高后，施工提升平台，安装提升设备进行提升。提升到施工提升平台，安装提升设备进行提升。提升到位后，施工位后，施工1 1、2 2层混凝土结构和将来用于支撑屋层混凝土结构和将来用于支撑屋顶区重量的钢柱和顶区重量的钢柱和Y Y型支撑

11、，最后采用塔吊高空散型支撑，最后采用塔吊高空散拼方案施工其他构件和剩余混凝土结构，最后将拼方案施工其他构件和剩余混凝土结构，最后将提升平台凿除。提升平台凿除。四、整体提升方案的简介n n通过计算分析优化确定共布置28个提升吊点，吊点设于桁架上弦。n n共布置64台提升油缸，其中44台350吨提升油缸，20台200吨提升油缸；n n8座控制台。6个筒体和两个临时塔架。n n提升方案演示。五、几个难点及提升控制措施：n n确定提升重量（原则是保证安全的前提下兼顾施确定提升重量（原则是保证安全的前提下兼顾施工的简便和质量控制。屋顶钢结构主要钢结构在工的简便和质量控制。屋顶钢结构主要钢结构在地面拼装，

12、保证组拼的钢结构有足够的刚度和强地面拼装，保证组拼的钢结构有足够的刚度和强度，剩余构件在整体提升完毕以后穿插散拼。最度，剩余构件在整体提升完毕以后穿插散拼。最终确定整体提升重量约为终确定整体提升重量约为10388t10388t）；）；n n确定吊点位置（尽量符合最终受力状态。经计算确定吊点位置（尽量符合最终受力状态。经计算和设计核算批准每个电梯井筒和设计核算批准每个电梯井筒4 4个点，辅助架南北个点，辅助架南北各各2 2个共个共2828个吊点）；个吊点）；五、几个难点及提升控制措施：n n提升节点设计和提升平台设计（吊耳设计、上弦、对应吊耳处钢桁架内加加强隔板、焊接质量保证；平台悬挑钢-砼设计

13、与钢结构比较）；n n承力构件的加固措施（临时支撑桩柱、地基处理、墙体内加钢骨柱、钢梁、平台安全等）；A点吊耳B点吊耳C、E点吊耳D点吊耳五、几个难点及提升控制措施：n n提升的平稳和均匀、同步性（重中之重、不均匀会造成各吊点受力不均匀，会造成倾覆。采取双控措施，提升控制方案选择位置同步与载荷同步相结合的控制策略：n n核心筒内载荷同步，同时监控位移变化；核心筒内载荷同步，同时监控位移变化；n n核心筒间位置同步，同时监控载荷变化。核心筒间位置同步，同时监控载荷变化。行程传感器，测量油缸行程油压传感器，测量载荷长距离传感器，测量钢结构绝对位移各种传感器各种传感器提升长距离传感器提升长距离传感器

14、提升长距离传感器提升长距离传感器传感器传传感器下部与桁架固定点五、几个难点及提升控制措施：n n与建筑物之间的间距控制（钢结构在提升过程中，其桁架与核心筒之间的最小间距理论上只有50mm；要求提升设备的安装须保证较高的定位精度；保证措施上下对位及过程中的控制）；提升滑动支撑图片提升滑动支撑图片提升滑动支撑图片提升滑动支撑图片五、几个难点及提升控制措施：n n原位提升与下降（钢结构提升到位后，需要在空中悬停近60天，进行钢结构劲性柱及Y型支撑安装等工序，完成后再整体下放600mm就位。）；n n设置滑靴（轨）方便对接。五、几个难点及提升控制措施：n n卸载：钢结构卸载过程是指由提升系统受力向正卸

15、载：钢结构卸载过程是指由提升系统受力向正式结构自身受力逐渐转化的过程，卸载实施的成式结构自身受力逐渐转化的过程，卸载实施的成败直接关系到整体钢结构的安全，是本工程整个败直接关系到整体钢结构的安全，是本工程整个钢结构提升施工施工质量的最终检验。卸载过程钢结构提升施工施工质量的最终检验。卸载过程分为两步：首次卸载比例为分为两步：首次卸载比例为4040，提升设备所卸，提升设备所卸载荷由该滑靴板载荷由该滑靴板(连接板连接板)焊缝承受。部分卸载后焊缝承受。部分卸载后锁紧油缸锚具，然后立即进行锁紧油缸锚具，然后立即进行Y Y型支撑下口的焊接，型支撑下口的焊接，焊接完成后，再利用提升钢绞线剩余弹性变形将焊接

16、完成后，再利用提升钢绞线剩余弹性变形将提升油缸下锚开启，进行分级卸载，卸载比例为提升油缸下锚开启，进行分级卸载，卸载比例为2020、1010、5 5。六.提升施工过程 国家图书馆钢结构整体提升施工提升距离为国家图书馆钢结构整体提升施工提升距离为15.65m15.65m，超过设计标高，超过设计标高600mm600mm，钢结构整体提升施工共分为六个过程：，钢结构整体提升施工共分为六个过程：n n试提升过程：试提升过程：20062006年年1010月月1111日日n n正式提升过程：正式提升过程：20062006年年1010月月1414日日20062006年年1010月月1717日日n n空中悬停阶

17、段：空中悬停阶段：20062006年年1010月月1818日日20062006年年1111月月2929日日n n整体下降过程：整体下降过程：20062006年年1111月月3030日日n n部分卸载过程：部分卸载过程：20062006年年1212月月1818日日n n最终卸载过程：最终卸载过程：20062006年年1212月月2525日日1号电梯井2号电梯井3号电梯井6号电梯井5号电梯井提升平台南提升架北提升架国图桁架全景图片国图桁架全景图片国图桁架全景图片国图桁架全景图片南侧提升平台图片南侧提升平台图片南侧提升平台图片南侧提升平台图片南侧提升架图片南侧提升架图片南侧提升架图片南侧提升架图片四

18、提升点四提升点四提升点四提升点(D)(D)(D)(D)图片图片图片图片三提升点三提升点三提升点三提升点(A)(A)(A)(A)两同提升量两同提升量两同提升量两同提升量(B)(B)(B)(B)提升点提升点提升点提升点两不同提升量两不同提升量两不同提升量两不同提升量(C)(C)(C)(C)的吊点的吊点的吊点的吊点单提升点单提升点单提升点单提升点(F)(F)(F)(F)三千斤顶工作及固定图片三千斤顶工作及固定图片三千斤顶工作及固定图片三千斤顶工作及固定图片四千斤顶工作及固定图片四千斤顶工作及固定图片提升泵站图片提升泵站图片提升泵站图片提升泵站图片提升控制平台提升控制平台提升控制平台提升控制平台钢结构

19、提升前状态钢结构提升前状态钢结构提升过程中状态钢结构提升过程中状态钢结构提升结束后状态钢结构提升结束后状态钢结构提升结构应力变化曲线钢结构提升结构应力变化曲线空中悬停空中悬停空中悬停空中悬停n n提升到位后锁紧油缸下锚。提升到位后锁紧油缸下锚。n n钢结构与六个核心筒间在上钢结构与六个核心筒间在上下弦杆位置利用木楔楔紧，下弦杆位置利用木楔楔紧，保持在原轴线位置。保持在原轴线位置。n n开始安装劲型柱和开始安装劲型柱和Y Y型支撑。型支撑。n n整体下降整体下降整体下降整体下降 整体同步将结构整体同步将结构降至设计标高，与降至设计标高，与Y Y型支撑上口对接。型支撑上口对接。n n卸载卸载卸载卸

20、载n n钢结构卸载过程是指由提钢结构卸载过程是指由提升系统受力向正式结构自升系统受力向正式结构自身受力逐渐转化的过程。身受力逐渐转化的过程。n nY Y型支撑上口焊接完成后，型支撑上口焊接完成后，进行下口焊接和提升系统进行下口焊接和提升系统卸载。卸载。n n卸载过程分为两步。卸载过程分为两步。七、七、施工体会及施工体会及改进意见n n钢结构的提升重量是经过认真计算和综合考虑的，不是为钢结构的提升重量是经过认真计算和综合考虑的，不是为了追求最重或世界记录而确定。应该遵循最经济和最安全了追求最重或世界记录而确定。应该遵循最经济和最安全的方案来确定提升重量。的方案来确定提升重量。n n劲性混凝土的提

21、升平台可根据具体情况可以换成钢结构平劲性混凝土的提升平台可根据具体情况可以换成钢结构平台对施工更简便，以便减少拆除平台的难度，且可以循环台对施工更简便，以便减少拆除平台的难度，且可以循环利用。利用。n n对钢结构拼装长大构件跨中的起拱值应该是计算和经验数对钢结构拼装长大构件跨中的起拱值应该是计算和经验数据相结合。据相结合。n n整体提升的指挥体系一定要严密，人员到位，责任落实，整体提升的指挥体系一定要严密，人员到位，责任落实，令行禁止，发现问题能及时应对，快速反应。令行禁止，发现问题能及时应对，快速反应。n n长大钢结构构件的变形值可能与计算和预计的值有校大的长大钢结构构件的变形值可能与计算和

22、预计的值有校大的出入，应有后备措施予以修正。出入，应有后备措施予以修正。汇报结束汇报结束 感谢各位领导和专家感谢各位领导和专家！nn9 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。、静夜四无邻，荒居旧业贫。5 5月月-23-235 5月月-23-23Tuesday,May 23,2023Tuesday,May 23,2023nn1010、雨中黄叶树，灯下白头人。、雨中黄叶树，灯下白头人。13:48:0013:48:0013:48:0013:48:0013:4813:485/23/2023 1:48:00 PM5/23/2023 1:48:00 PMnn1111、以我独沈久，愧君相见频。、以我独沈久，愧君相见频

23、。5 5月月-23-2313:48:0013:48:0013:4813:48May-23May-2323-May-2323-May-23nn1212、故人江海别，几度隔山川。、故人江海别，几度隔山川。13:48:0013:48:0013:48:0013:48:0013:4813:48Tuesday,May 23,2023Tuesday,May 23,2023nn1313、乍见翻疑梦，相悲各问年。、乍见翻疑梦，相悲各问年。5 5月月-23-235 5月月-23-2313:48:0013:48:0013:48:0013:48:00May 23,2023May 23,2023nn1414、他乡生白发

24、，旧国见青山。、他乡生白发，旧国见青山。23 23 五月五月 2023 20231:48:00 1:48:00 下午下午13:48:0013:48:005 5月月-23-23nn1515、比不了得就不比，得不到的就不要。、比不了得就不比，得不到的就不要。五月五月 23 231:48 1:48 下午下午5 5月月-23-2313:4813:48May 23,2023May 23,2023nn1616、行动出成果，工作出财富。、行动出成果，工作出财富。2023/5/23 13:48:002023/5/23 13:48:0013:48:0013:48:0023 May 202323 May 2023

25、nn1717、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。1:48:01 1:48:01 下午下午1:48 1:48 下午下午13:48:0113:48:015 5月月-23-23nn9 9、没有失败，只有暂时停止成功！。、没有失败，只有暂时停止成功！。5 5月月-23-235 5月月-23-23Tuesday,May 23,2023Tuesday,May 23,2023nn1010、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。13:48:

26、0113:48:0113:48:0113:48:0113:4813:485/23/2023 1:48:01 PM5/23/2023 1:48:01 PMnn1111、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5 5月月-23-2313:48:0113:48:0113:4813:48May-23May-2323-May-2323-May-23nn1212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。13:48:0113:48:0113:48:0113:48:0113:4813:48Tuesday

27、,May 23,2023Tuesday,May 23,2023nn1313、不知香积寺，数里入云峰。、不知香积寺，数里入云峰。5 5月月-23-235 5月月-23-2313:48:0113:48:0113:48:0113:48:01May 23,2023May 23,2023nn1414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。23 23 五月五月 2023 20231:48:01 1:48:01 下午下午13:48:0113:48:015 5月月-23-23nn1515、楚塞三湘接，荆门九派通。、楚塞三湘接，荆门九派通。五月五月 2

28、3 231:48 1:48 下午下午5 5月月-23-2313:4813:48May 23,2023May 23,2023nn1616、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/23 13:48:012023/5/23 13:48:0113:48:0113:48:0123 May 202323 May 2023nn1717、空山新雨后，天气晚来秋。、空山新雨后，天气晚来秋。1:48:01 1:48:01 下午下午1:48 1:48 下午下午13:48:0113:48:015 5月月-23-23nn9 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。、杨柳散和风，青山澹吾虑。5

29、 5月月-23-235 5月月-23-23Tuesday,May 23,2023Tuesday,May 23,2023nn1010、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。13:48:0113:48:0113:48:0113:48:0113:4813:485/23/2023 1:48:01 PM5/23/2023 1:48:01 PMnn1111、越是没有本领的就越加自命不凡。、越是没有本领的就越加自命不凡。5 5月月-23-2313:48:0113:48:0113:4813:48May-23May-2323-May-2323-May-23nn1212、越

30、是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13:48:0113:48:0113:48:0113:48:0113:4813:48Tuesday,May 23,2023Tuesday,May 23,2023nn1313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5 5月月-23-235 5月月-23-2313:48:0113:48:0113:48:0113:48:01May 23,2023May 23,2023nn1414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。23

31、 23 五月五月 2023 20231:48:01 1:48:01 下午下午13:48:0113:48:015 5月月-23-23nn1515、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月五月 23 231:48 1:48 下午下午5 5月月-23-2313:4813:48May 23,2023May 23,2023nn1616、业余生活要有意义，不要越轨。、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/23 13:48:012023/5/23 13:48:0113:48:0113:48:0123 May 202323 May 2023nn1717、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。1:48:01 1:48:01 下午下午1:48 1:48 下午下午13:48:0113:48:015 5月月-23-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉