佛山顺德第一人民医院连廊钢结构安装专项方案.doc
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1、中天建设集团浙江钢构有限公司 顺德医院连廊钢结构安装专项方案佛山顺德第一人民医院连廊钢结构安装专项方案编制: 日期:审核: 日期:批准: 日期:中天建设集团浙江钢构有限公司二零一二年七月0目 录1概述12胎架底部混凝土柱验算22.1验算对象确定22.2强度验算33胎架底部混凝土梁验算53.1主梁内力分析53.2主梁承载力验算64地下室反顶支架计算74.1反顶支架布置74.2反顶支架设计7中天建设集团浙江钢构有限公司 佛山顺德第一人民医院3号楼钢结构连廊专项施工方案 第一章 钢结构工程概况1 工程简述本工程对象为佛山顺德第一人民医院3号楼连廊钢结构。连廊平面投影位于轴线29(31.2米)/BP(
2、27.2米)之间,竖向位于十层,十一层,十二层及屋面层,标高42.0米53.7米,共计四层,净高11.7米,总重约500吨。连廊钢结构为双向桁架结构,位于轴线C、G、K、N的四个主桁架为主受力体系。 连廊钢结构采用液压整体同步提升方案进行安装,即桁架地面拼装,整体提升到位,对口焊接固定。本次提升重量约500t,提升高度约42m。液压提升部分连廊结构效果图连廊结构平面布置图C、N轴结构立面布置图K、G轴结构立面布置图2 施工范围在整个作业施工中,主要完成如下内容: 地下室支撑架搭设、拼装胎架搭设、钢结构地面拼装; 提供液压提升器外形尺寸和布置; 设计提升上下吊点,提出安装要求; 设计提升用临时措
3、施并提出安装要求; 实施提升安装;第二章 总体思路及部署1. 方案思路连廊钢结构最大高度达53.7m,结构杆件自重较大、杆件众多。若采用分件高空散装,不但高空组装、焊接工作量巨大,而且存在较大质量、安全风险,施工的难度较大。根据以往类似工程的成功经验,若将结构在地面拼装成整体后,利用“液压同步提升技术”将其整体提升就位,将大大降低安装施工难度,于质量、安全和工期等均有利。基于上述思路,从连廊钢结构主桁架两端指定位置截取出“连廊整体提升块”。为确保提升块的强度和刚度,需要在截断部位增设加固用竖腹杆。截断点外侧的构件自重较小,可预先安装在设计位置。整体提升时,拟在预装段上方的型钢混凝土柱顶布置液压
4、提升器,并通过专用钢绞线连接在拼装胎架上组装完毕的整体提升块。通过液压提升器的伸缸与缩缸过程,逐步将提升块提升至设计位置,最后对口焊接。结构提升到位后在高空进行弦杆腹杆对口连接和其它后装杆件的安装,提升高度约为42m。斜断口加固杆合拢段C、N轴桁架断口及补杆立面示意图合拢段加固杆斜断口 G、K轴桁架断口及补杆立面示意图提升上吊点采用在原结构柱顶设置提升支架的方式,下吊点采用在桁架弦杆件上表面焊接下吊具的方式。考虑到提升过程中的结构稳定性,下吊点均设置在提升块顶层的主桁架弦杆。提升吊点布置示意图如下: 提升吊点平面布置示意图2. 流程简述连廊结构提升块整体同步提升安装流程:1. 在连廊结构设计安
5、装位置的正下方对应位置搭设拼装胎架。2. 在胎架上将提升块拼装成整体,安装提升用的辅助节点及加固杆件,并将所有不影响整体提升的楼层板铺设就位;3. 利用主楼框架柱,在53.7m楼层标高上,每个提升吊点处设置悬挑提升平台,在其上安装液压提升设备;4. 液压提升设备与提升块对应的下吊点连接,设备调试、试提升;5. 试提升检查正常,开始正式提升;6. 利用提升设备将提升块整体升至设计标高附近,微调各提升点,使得各吊点处主桁架弦杆高度满足与框架柱上预留牛腿的对口精度要求;7. 主桁架弦杆高空对接完成后再安装其它后装杆件,连廊结构安装就位;8. 液压同步提升系统进行整体卸载,使提升块荷载完全转移到主楼的
6、框架结构上;9. 拆除液压提升系统设备及提升用临时设施,连廊结构整体提升安装完成;液压整体提升流程示意图如下:下吊具提升支架液压提升器钢绞线 Step 1:将结构在地面上进行拼装,桁架端部预先安装到就位位置,安装提升支架、液压提升器,下吊具等提升用临时措施,并对提升块进行适当加固,调试液压提升系统,准备进行整体提升; 整体提升100mm,暂停12 24hStep 2:将结构整体提升100mm,暂停1224小时,对液压提升系统及结构进行全面检查;Step 3:检查完毕后,如若正常继续进行提升工作,至达到设计标高附近,利用液压提升设备对结构姿态、高度进行微调; Step 4:构件同步提升至安装位置
7、,将提升部分与端部预留段进行对口焊接;Step 5:卸载后拆除液压提升设备、临时加固杆等措施,安装后装杆件,提升安装工作完成;3 方案优点本工程中钢连廊采用“液压同步提升技术”进行吊装,具有以下优点: 由于钢结构在较低标高处(地面)整体拼装,便于焊接作业,从而使焊接质量和装配精度及检测精度上更容易得到保证,而分段吊装若在高空作业,无论构件拼装精度,还是焊接质量及测控精度上都难以得到有效保障; 钢结构主要的拼装、焊接及油漆等工作在较低标高处(地面)进行,施工效率高,安全防护工作易于组织,施工质量易于保证; 采用“液压同步提升技术”吊装,技术成熟,吊装过程的安全性有充分的保障; 采用液压提升吊装,
8、将高空作业量降至最少,加之液压整体提升作业绝对时间较短,能够有效保证结构的安装工期; 液压同步提升设备设施体积、重量较小,机动能力强,倒运和安装方便;4 工期计划、设备、劳动力安排4.1 施工工期总施工工期与总包计划保持一致,钢连廊安装、提升工期为: 地面拼装35天; 提升设备安装、调试5天; 钢连廊试提升、正式提升就位23天; 构件补装、焊接、压型钢板铺设等12天; 提升设备拆除7天。4.2 施工组织及人员计划1本工程项目施工组织机构如下图所示2、施工任务安排和劳动力配备计划现场劳动力需求按组装、提升阶段分别考虑和组织,为保证质量,提高效益,作业班组保持相对稳定,组装、吊装施工作业班,按分段
9、组织流水施工,并协同土建、安装班组配合施工,预计高峰时现场工人近72人。安装过程劳动力人员计划表序号工种平均人数高峰人数使用过程1项目管理人员58全过程2电焊工68结构安装3安装工1520结构安装4起重工1015全过程5架子工1020结构安装6电工11全过程(业主协调)7合计47723、液压提升队伍施工组织框图4、液压整体提升阶段人员计划表分 工人数技术顾问1液压提升总负责1液压系统1承重系统1电气系统1安全系统1后勤保障2组员6合计141、 主要设备拼装主要机械设备表序号机械名称单位数量功率型号1激光测距仪台1Destopro2对讲机只10Kenwood3电焊机台8BX3-5004钢尺把30
10、5扭矩扳手把46气割套47活动扳手把88缆风绳m30009水准仪台210经纬仪台211塔尺把412千斤顶5T/只1213葫芦2T/只1014注:机械及周转材料配备根据施工实际情况,适当加以调整,以满足施工需要。液压整体提升设备表序号名称规格型号设备单重数量1液压泵源系统60KWTJD-602.5吨2台2液压提升器1400KNTJJ-14000.98吨8台3标准油管31.5Mpa6M0.08吨16箱4计算机控制系统16通道YT-11套5传感器位移9套锚具、行程9套6专用钢绞线15.24mm 吨7对讲机Kenwood 20台第三章 现场拼装方案1. 桁架拼装思路本工程因为桁架重量重,尺寸大,考虑到
11、运输及现场吊装能力,拟工厂开始分段加工,主要是在地面胎架上卧拼成单榀整体桁架,预拼装无误后,再拆分成分段构件运输到现场。同时,施工现场也设立安装马凳及拼装胎架,主桁架采用立拼方式现场组装。桁架分段示意图2. 桁架分段件的组装工艺(1)拼装余量及焊接收缩余量的加放要求:a 桁架上弦、中弦、下弦三根水平弦杆两端与钢柱牛腿连接处各加放50mm拼装余量,此余量待在预拼装时进行切割。 b 桁架高度方向须加放焊接收缩余量,即上弦杆与中弦杆间,中弦杆与下弦杆间高度均加放3mm收缩余量。c 所有腹杆一端正作,一端加放30mm拼装余量。d 如桁架设计有起拱要求,为保证桁架组装后的起拱值,则放样时须在实际拱高的基
12、础上再加放一反变形量(此反变形量将根据桁架的自重、荷载进行位移计算确定),并在下料时就直接按放大后的拱度值进行下料。(2)分别加工柱、梁、腹杆、大节点。(3)为了方便现场安装,所有的节点和连接板(包括柱节点)上的孔均按图纸在预装前加工,由于连接板上的螺栓孔较多,为了保证钻孔精度以便相同连接板的互换,所以连接板必须采用数控钻床进行钻孔。(4)大节点上所有的孔在组装前钻孔。考虑到附件板全焊透后的收缩,所以在附件板下料和钻孔时加放焊接收缩量2mm。组装、焊接、探伤、矫正后,将连接板区域的焊缝磨平。(5)梁、腹杆上的连接孔在预装前不加工,待预装时抹孔加工。3. 加工厂内钢桁架预拼装胎架制作根据构件实际
13、情况,决定钢桁架的组装焊接平台采用钢凳、垫板及千斤顶共同搭设而成。为了保证现场拼装的质量,在拼装场地中准备58组1m高的胎架。胎架柱肢采用H250250914,水平梁采用H3503501219,底板采用PL20300300的钢板,胎架宽度依据桁架横向宽度调整。如下图所示:现场拼装马凳示意图桁架的拼接误差涉及整个会展中心屋面系统安装的误差,误差控制非常重要,而组装胎架是控制桁架装焊质量的重中之重。拼装胎架搭设时应注意以下问题:编号注意问题1各部位焊缝必须焊接牢固。2钢凳底板下的场地须平整、夯实,并铺设路基箱(或枕木),具有足够的承载力和稳定性,在组装焊接过程中钢凳不得发生沉降或倾斜现象。3钢凳放
14、置时须测量标高,保证几个钢凳的上顶面在组装焊接过程中,保持水平。胎架的水平度可采用水平仪进行测量。4钢凳放置时,控制其直线度。4. 加工厂内桁架分段及预拼装(卧拼)(1)预拼装的目的及内容工厂预拼装目的在于检验构件工厂加工能否保证现场拼装、安装的质量要求,确保下道工序的正常运转和安装质量达到规范、设计要求,能否满足现场一次拼装和吊装成功率,减少现场拼装和安装误差。为控制桁架由于工厂制作误差、工艺检验数据等误差,保证构件的安装空间位置,减小现场安装产生的积累误差,必须进行桁架的工厂预拼装。以通过实样检验预拼装各部件的制作精度,修整构件部位的界面,定出够劲的实际尺寸,复核构件各类标记。(2)预拼装
15、准备1)进入预装的单构件必须经检验完全符合设计标准,预装必须在固定、坚实的胎架上进行。用垫块在胎架上垫出准确标高。并进行测量,其标高允许偏差2mm。2)在整个预装场地垂直投影立柱中心线、弦杆中心线、节段端面基准线,并作永久性印记(地面钢板上)。3)预装用尺必须与制作、安装用尺一致。4)预装前准备足够冲钉、临时安装螺栓副,冲钉直径小于孔径0.2mm。5) 现场配备适合安装施工高度的简易脚手架及扶梯。6)检查氧气、乙炔气、压缩空气、的通畅和可靠。电源容量合理及接地可靠,防火设备的位置和使用方法。7)现场备有工具箱,钢丝绳、手动葫芦挂钩架,焊接设备的简易房要能防雨。(3)预拼装基本方法1)在找平的场
16、地上按图纸尺寸1:1用总包提供的卷尺放出预组装构件的大样,然后在大样上搭置胎架,胎架的水平位置采用水准仪进行测量定位,其偏差应符合构件装配的精度要求,并具有足够的强度和刚度。2)大节点及柱、梁、腹杆在预装就位前需按图纸划出几何线,以利正确定位。3)预装时先将大节点在大样上就位,然后依次将梁、柱、腹杆就位,按水平标高调整各构件的高度。4)预装时在每个节点上穿入一定数量的临时螺栓和冲钉,每块连接板至少有2个销钉,检查桁架各构件的接口的错边情况,当连接板与构件之间的间隙大于4mm时,则必须进行矫正至4mm以内。检查桁架的轴线、高度和对角线,正确无误后可以进行抹孔。5)抹完孔的构件,先按位置和方向敲上
17、构件钢印,然后按抹孔基准圈园、敲梅花眼。采用钻床按梅花眼基准进行打孔。6)将打完孔的构件按编号和方向就位至大样内,打上销钉和临时螺栓。7)高强度螺栓连接的板叠接触面应平整。当接触有间隙时,小于1.0 mm的间隙可不处理;1.03.0 mm的间隙,应将高出的一侧磨成1:10的斜面,打磨方向应与受力方向垂直;大于3.0 mm的间隙应加垫板,垫板两面的处理方法与构件相同。8)检查桁架的轴线尺寸、对角线、平面度,拱度和穿孔率。9)构件预装后的检测,应在结构形成空间刚度单元并连接固定后进行。10) 螺栓孔检测:当采用比孔公称直径小于1.0mm的试孔器检查时,每组孔的通过率不应小于85%。当采用比螺栓公称
18、直径大于0.3mm的试孔器检查时,通过率应为100%。11)预装后的允许偏差符合国家钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001及设计要求的相关规定,并经监理、以及安装单位确认后方可出厂。(4)预拼装总体方案结合本工程结构特点,拟采用平面分阶段卧拼的方法进行工厂预拼装。拼装顺序如下:根据各分段情况,在组装场地上摆放好胎架,并进行抄平。在胎架上分段组焊构件,先把弦杆就位。按深化设计组焊好弦杆及相应接头,弦杆之间分段及腹杆相应栓焊位置,采用螺栓临时连接。其他构件也用同样方法在胎架上分段组焊或螺栓连接装好。构件四大部分进行预组装,并对构件的截面尺寸,对角线及平面度进行测量,合格后方可拆解发货运
19、输。5. 现场分段组装吊装设备选用本工程桁架最大最重构件分布在3-G轴、3-K轴,标高45.900米处,构件见下图,该构件净重量为12吨。根据现场情况,吊机停机点离此构件位置工作半径为8米左右,构件拼装高度约为6米,拟选用50吨汽车吊吊装此类构件。最大最终构件示意图50吨液压汽车吊起重性能表6. 现场桁架立拼胎架搭设及钢桁架安装过程简述搭设拼装胎架前,应先对场地进行处理,使上图圆形阴影区域标高一致。考虑到现场存在龙形结构柱脚预埋件,可在上图圆形阴影区域布置不小于200x200且足够高的钢垫块。胎架构件布置如上图示,其中主梁GL1布置在钢垫块上,并可靠连接。胎架应按照跨度的1/500进行起拱,可
20、将轴线3-4及3-6处的胎架主梁垫高25mm。使用50吨汽车吊在胎架上分段组装构件,先拼装3-K、3-G轴线/标高42.000-45.900米部位钢桁架及中间钢次梁。使用50吨汽车吊在拼装胎架上安装3-K、3-G轴线/标高45.900-49.800米部位钢桁架及钢梁。安装3-C、3-N轴线主钢桁架、次桁架及钢次梁。依靠50吨吊车及现场塔吊,依次进行组装剩余各部分构件(含标高49.800-53.700米段钢柱钢梁),并在完成后对构件的截面尺寸、对角线及平面度和连接质量进行测量检验,设置下吊点吊具,合格后方可进行提升安装。第四章 3#楼地下室加固支撑方案1. 汽车吊开行路线内地下室顶板回顶加固方案
21、根据3#楼地下室顶板施工验算结果(见附录第一节),施工前需在吊车行走区域满铺2m6m的路基箱板,以避免汽车吊的荷载压力对地下室混凝土顶板的结构安全产生影响。另外,需对地下室混凝土顶板汽车吊开行区域和起吊区域进行回顶加固处理(相关设计验算见附录第二节),将上部荷载直接传至基础承台,避免对地下室混凝土顶板的影响。4.3 加固区域根据龙形结构和整体提升块的现场安装要求,设计50t汽车吊的开行路线及停机吊装范围如下图所示。50t汽车吊开行路线及停机吊装范围由于部分混凝土梁配筋验算不满足要求,且考虑到地下室混凝土顶板浇筑成型时间不长,混凝土强度尚未达到预期强度,故对开行路线和停机吊装区域的地下室混凝土顶
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