狭小空间钢结构天窗施工

1.主要技术内容

在狭小空间内,根据结构形式、构件分布特点,按照相邻同结构形式的原则,将结构体量大、造型复杂、构件分布分散的钢结构天窗结构划分为多个单元,采用竖向提升的方式依次互为提升点进行安装。过程中利用SAP软件对每个提升单元进行提升模拟分析,采取临时加固等措施确保提升支承结构及天窗本体构件的受力和变形均在规范允许范围内。

单元的划分以提供有利的提升点布设为条件,按由外而内、先主后次的顺序进行。提升工艺的制定及设备的选择结合了吊点位置提升物重量及结构刚度情况,合理布设提升点及选取液压泵站、提升油缸集群及钢绞线等提升设备;依据承载力计算结果及承托结构规格型号,使用三维建模软件设计提升支架并出具加工详图,提升支架尽量利用原结构或设计为可循环类,以降低施工成本。

(1)提升条件检查

现场条件检查包括构件拼装场地检查、提升支承系统检查及垂直提升通道检查,通过优化施工工艺,确保现场条件满足提升要求。

(2)提升单元划分

根据结构形式、分布特点,按照相邻且结构形式相同原则,首先将结构体量大、结构造型复杂、结构分布分散的巨型天窗结构划分为多个分块,然后结合提升点布设条件,将天窗划分为多个提升单元。

(3)提升顺序确定

根据天窗提升单元的划分及提升点布设条件,采用由外而内、先主后次的顺序进行提升安装,且利用已安装钢结构为支点逐步进行内部结构的提升。

(4)提升设备选型及布置

根据提升单元划分,结合吊点提升重量及吊装稳定性,合理布设提升点及选取液压泵站、提升油缸集群及钢绞线等提升设备。

各吊点提升油缸额定荷载不小于对应吊点额定荷载标准值的1.25倍,所有吊点提升油缸额定荷载不小于总提升荷载标准值的1.25倍,且不大于2倍。提升油缸中单根钢绞线的拉力设计值不得超过其破断拉力的50%。

(5)提升支架设计

依据荷载规范、承载力计算结果及承托结构规格型号,设计提升支架,并出具加工详图,依托原结构柱及已提升到位钢梁设计提升支架,降低提升点布设难度,同时,设计贝雷架可拆卸再循环提升支架,分别见图5.15-1~5.15-3。

(6)提升模拟分析

利用SAP软件对每个提升单元进行提升模拟分析,确保提升支承结构及本体构件的受力和变形均在规范允许范围内,否则应对提升支承系统和提升单元采取临时加固措施。

(7)拼装胎架设计及安装

根据提升顺序、提升单元特征及现场条件,在地面设置拼装胎架,拼装胎架采用建模分析计算设计,并充分考虑结构预起拱及拼装场地加固。

(8)提升单元地面拼装

根据构件特征、各提升单元的预起拱值及焊接预变形值等,确定合理的构件拼装工艺,以确保节点的定位精度,减少拼装累计误差。

(9)提升支架安装

根据单元提升顺序,依托提升支承结构,分阶段安装提升支架。

(10)提升设备安装及调试

提升设备安装包括计算机控制系统安装、液压泵站安装、提升油缸安装及钢绞线安装。根据提升设备选型及布置,利用现场塔吊等吊装设备,按照《重型结构(设备)整体提升技术规程》规范要求,将提升设备安装就位。提升设备在安装之前,元件、部件必须经过严格的检测,且在厂内进行充分的试验,并达到合格。提升设备在现场安装后应进行系统调试和空载试车验证系统的技术状态。

(11)结构试提升

解除主体结构与拼装胎架等结构之间的连接,按20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、%的荷载比例分级加载,加载过程中对结构进行观测,无异常情况可继续加载直至结构全部离地,被提升结构脱离胎架后作2~24小时空中悬停,悬停期间对整体提升支承结构和天窗本体结构进行检查和检测,符合设计要求后方可继续提升。

(12)分单元提升

正式提升前对提升设备、提升支承结构及被提升结构等进行检查,检查一切正常后,根据提升顺序,依次将各提升单元提升到位。提升过程中,应对提升荷载、提升点的位移及应力应变进行全过程的实时检测,对支承结构的变形、基础沉降、现场风速进行定时检测。同时,应使用测量仪器对被提升结构进行高度和高差的监测,实时调整。各提升点的荷载或高差出现异常或被提升结构的变形超出相应值时,立即停止提升。

(13)散件嵌补、焊接

高空嵌补杆件按先主后次、对称跳焊的方式进行焊接,将焊接收缩变形降低到最小。根据结构设计要求对现场焊缝进行检测,检测合格后,焊口打磨补漆。

(14)卸载施工

卸载前对结构进行预验收,检查构件安装、焊接等质量是否达到规范和设计要求。并编制卸载方案对卸载施工的工况进行模拟验算,确定经济合理的卸载方法。在正式卸载前必须进行试卸载,掌握卸载工艺要领、操作的同步性,保证信息传递畅通,再次确认结构是否具备卸载条件。卸载施工应以结构计算分析为依据、以结构安全为宗旨、做到同步卸载、变形协调、分级循环。

(15)应力、应变监测

提升安装过程中,提升支承结构及提升单元本体容易发生变形和失稳,宜进行应力、应变监测。根据施工模拟分析,对于重要的结构必须进行应力、应变监测。

2.技术指标

(1)天窗提升现场安装应符合以下规定:

1)拼装接口截面错位:±2mm。

2)设计要求起拱:±l/。

3)拼装节点处杆件轴线错位:±4mm。

4)提升支承结构柱的顶点水平位移:≤H/mm。

5)提升支承结构的梁的弯曲变形:≤L/mm。

6)主梁与次梁表面的高差:±2mm。

主要参考标准:《钢结构工程施工质量验收规范》(GB-)、《钢结构工程施工规范》(GB-)、《钢结构焊接规范》(GB-)、《重型结构和设备整体提升技术规范》(GB-)和其他相关现行标准和规范的要求。

3.经济、环境效果分析

本技术可依托原结构设置提升支撑,采用分单元提升施工方法,减少了高空焊接量,确保了安装精度和施工质量,加快了施工进度,成熟可靠,另外可减少现场场地并节省技措,符合绿色施工的要求

4.适用范围

适用于场地狭小的钢结构天窗施工工程。




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