福建大剧院桁架吊装方案

福建大剧院钢结构工程1/（39）福建大剧院钢结构工程主台仓桁架吊装方案福建省有限公司钢结构工程分公司2006年9月7日福建大剧院钢结构工程2/（39）福建大剧院A区主台仓桁架吊装方案一、工程概况福建大剧院A区的钢屋架，是由7榀桁架式屋架和水平支撑组成。屋架的跨度为32.5m，规格为上弦双角钢200×24、下弦双槽钢[40a、腹杆双角钢L90×10、L140×10和L180×14；每榀重量约为17t，安装位置在舞台上方，标高为36.875m。制作分2段，每片重约8.5t，现场拼接成整体吊装。二、工程难点及指导思想这7榀屋架的安装位置正处于A区的中心，距离吊装位置最近的后台也有40m以上，安装高度在36.875m，四周的墙体已浇注；设在东西两侧的塔吊要吊半榀屋架约8.5t至50m处，根本不可能。我公司决定，桁架在地面拼装，用卷扬机平拉至舞台上，用设在剪力墙上的2根格构拔杆把屋架吊到安装高度，再采用滑移技术将屋架就位。三、制作方案1、放样1.1放样前，放样人员必须熟悉施工图和工艺要求，核对构件及构件相互连接的几何尺寸有否不当之处。如发现施工图有遗漏和错误以及其它原因需要更改施工图时，必须取得原设计单位的同意，不得擅自修改。1.2样杆、样板制作时，应按施工图和构件加工要求做出各种加工符号、基准线、眼孔中心等标记，并按工艺要求预留加工余量，号上冲眼等印记并编号。1.3放样和样板的允许偏差见表1。表1放样和样板的允许偏差项目允许偏差（㎜）平行线距离和分段尺寸±0.5对角线1.0长度、宽度长度0～+0.5宽度0～-0.5孔距±0.5组孔中心线距离±0.5加工样板的角度±20′2、号料2.1号料前，号料人员应确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图、下料加工单、零件草图和计算机实样图进行号料。2.2号料时应复核使用材料的规格，检查材料的外观，凡发现材料规格或材质外观不符合要求的，须及时报材料、质量、技术部门处理。2.3母材须平整无损伤及其它缺陷，否则应矫正或剔除。若发现钢板平面度超差，下料前必须矫正。3、切割3.1切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气，切割后表面应光滑无裂纹，熔渣和飞溅物应清除干净。3.2切割后须矫正板材由于切割所引起的变形，然后标上零件所属的零件号，才能进行下一道工序。4、屋架的组装4.1按照图纸尺寸1：1放地样，将起拱65mm考虑进去，然后组装胎架，胎架必须水平，用定位铁固定。屋架在大剧院室外现场拼装，其位置见下图：4.2将零件位置与地样对齐就位，并用角尺检验，定位焊住。5、焊接5.1焊工必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工应在其考试合格项目及其认可范围内施焊。5.2在工件两边各50mm内打磨干净，不得有油污，水等对焊接质量有影响的杂质。5.3焊缝的外观必须符合规范，不得有飞溅、焊瘤、气孔等缺陷。6、预拼装6.1严格控制分段处的接头几何尺寸。6.2所有需进行预组装的构件，必须是制作完毕经检查员检查并符合质量标准的单构件。相同单构件，应能互换而不影响整体几何尺寸。6.3检验合格后，方可进入下一道工序。7、除锈涂装福建大剧院钢结构工程3/（39）7.1除锈必须达到图纸要求的等级，经检查合格后涂装。7.2底漆刷两遍，漆膜厚度达到72µm，检查合格后，准许出厂。四、运输方法使用20t运输车，每车1榀，分2段平放运输。考虑到每榀宽度为4.3米，构件长度为16.25米，若遇收费站不能通过，应事先进行联系，办好通行拆移手续。运输时，在构件的四个角和中部两侧各绑红带示警。五、安装现场屋架拼装屋架进场拼装→屋架焊接→屋架－1.2米标高处吊装滑移→－1.2米～36.875m屋架吊装→屋架－1.2米标高处吊装滑移→屋架上下弦支撑安装→檩条安装→补漆、防火1、屋架的拼装：屋架进场前先布置好拼装平台，确保拼装质量。屋架由A-D轴往A-G方向同时依次进场，在B塔与A塔之间塔吊处4米位置分层堆放拼装；我公司根据运输条件每天进场2榀，将分段一榀（2片）拉到场内拼装，按图纸要求起拱65mm。方法，从屋架的两端拉线，接头处用卷尺检查起拱度，调整好起拱度后，将屋架找正，固定好，进行焊接。焊接时，注意焊接顺序，防止变形。屋架卸车及滑移位置路线图见附件二，构件堆放见下图：2、屋架－1.2米标高处吊装滑移标高在-1.2m层，在屋架滑移通道范围内，脚手架应拆除，不得妨碍屋架滑移。屋架应以立式放在滑移用的支架上，屋架高度为4.3米，进入到大剧院的墙洞高度为5米，满足屋架立式进入高度。屋架在－1.2米层楼板进行滑动时的面荷载为f施=[（17＋3）×10×1.1]/(32×1.5)＝4.58KN/M2,故其施工荷载远远大于所用时荷载，下需做临时支撑，临时支撑详下图：福建大剧院钢结构工程4/（39）屋架拼装焊接完成后用50吨吊车配合塔吊吊装到门洞位置进入滑轨位置。进入滑轨位置后，安装支架防止屋架侧倒。解开屋架上塔吊上的钢丝绳，此时50吨吊车上的钢丝绳不得解开。将卷扬机牵引滑轮装置固定在舞台框架东南角上，将钢丝绳与屋架的一端栓牢，开卷扬机牵引，在滑移过程中，速度不能快，屋架两边安排工人调整滑移偏向；当屋架进入滑移轨道2/3时即A-5轴位置装上格构式拔杆上钢丝绳吊起屋架继续项当屋架全部进入滑移轨道后50吨吊车钢丝绳托钩，继续向A-9轴滑移直至安装位置（屋架地面滑移过程见附件一图）滑移支架，能够承受构件重量，也能保证构件不会在滑移过程中倾斜或倒下。支架构造如下：福建大剧院钢结构工程5/（39）共设8组支架，在支架之间，做四组能帮助滑移的滚轮，可用圆管放在地上当滚轮使用。以下为50吨吊车参数福建大剧院钢结构工程6/（39）福建大剧院钢结构工程7/（39）六、吊装方法1、设计采用φ114*4的圆管制作格构式拔杆。拔杆起重力（kN）拔杆高度（m）钢管尺寸揽风绳直径（倾角45º）（mm）起重机滑车组卷扬机起重能力（kN）直径（mm）壁厚（mm）钢丝绳直径（mm）滑车门数定滑轮动滑轮1004121721.5173230自制格构式拔杆高度的确定：屋架上梁高度共700mm;滑轮组高度600mm；铁扁担高度350mm;钢丝绳高度1000mm;H0=700+350+600+2000=3650mmH（4000mm）满足要求自制格构式拔杆简图：拔杆验算附后。由于结构计算时未考虑缆风绳此时结构已能满足结构稳定，但施工时我们需设缆风绳共3根φ20，此缆风绳仅为构造措施查表得每根钢丝绳公称抗拉强度为180KN可以满足使用要求2、起吊钢丝绳的大小设采用φ16mm以上的钢丝绳。钢丝绳验算：P=(Q/2cos30º)*K式中：P—吊绳的内力（K·N）Q—每件屋架的重力（K·N）85K·NK—起吊的重力系数，取1.5。福建大剧院钢结构工程8/（39）P=（85/2cos30º）×1.5=49K·N吊索按下式计算：α·Fg≥K·PFg—钢丝绳的破断力K·Nα—考虑钢丝绳荷载不均的换算系数α按钢丝绳为：6股19丝——0.85；6股37丝——0.82；6股61丝——0.80K—钢丝绳的安全系数：取5～7；P—钢丝绳的拉力：K·N现取K=6，设使用6股19丝钢丝绳，则α=0.85则钢丝绳：Fg≥K·P/α=6×49÷0.85=346K·N查表，得钢丝绳至少为φ26mm3、拔杆的放置点及固定屋架的长度为32.68米，而剪力墙的内墙净距为31.9米，即屋架的吊装必须是斜着向上吊，如果以屋架东面为基点时，西面与东面的斜度为8.6米。拔杆应设在框架梁的东南角上，另一根拔杆设在西南角向北10.1米处，示意图如下：-A5A-10A-D福建大剧院钢结构工程9/（39）拔杆的定位，示意图如下：将拔杆与预埋螺栓连接，拔杆顶部用缆风绳固定，需拉3根缆风绳。缆风绳固定位置如上图所示。4、滑移轨道的安装⑴滑轨可固定于钢筋混凝土梁面的预埋件上，轨面标高应高于或等于屋架支座设计标高(钢管高度为140mm，预面埋件高度120mm故满足要求，)。轨道接头处采用套管φ133×4.0连接套管长度100mm，当支座板直接在滑轨上滑移时，其两端应做成圆导角，滑轨两侧应无障碍。在摩擦表面应涂润滑油。为使屋架在滑移过程中不会偏移出轨道，我们采用定位卡扣措施，其做法详下图⑵屋架滑移可用卷扬机、倒链或钢索液压千斤顶、专业爬行器等，牵引时要防止突然滑移，根据牵引力大小及屋架支座之间的系杆承载力，可采用一点或多点牵引。牵引速度不大于1.0m/min，牵引时可按滑动摩擦和滚动摩擦分别进行验算，取较大值：a)滑动摩擦福建大剧院钢结构工程10/（39）Ft≥μ1×ξ×GOK式中：Ft—总起动牵引力；GOK—屋架总自重标准值；μ1—滑动摩擦系数，在轧制钢材表面，经除锈充分润滑，钢与钢之间取0.12～0.15；ξ—阻力系数，当有其它因素影响牵引力时，可取1.3～1.5。0.15*1.5*17=3.825吨小于5吨葫芦的拉力满足滑移要求b)当屋架滑移时，两端不同步值不应大于50㎜。C）滑移轨道设置示意图：D）根据屋架的间距是3m，将圆钢管按3m一节分段，放在剪力墙上，便于在屋架滑移到位后，可将圆钢管取出E)为在滑移过程中轨道不滑移，我们采用固定的方法是，钢管每500mm固定角钢75×5用膨胀螺栓定位具体做法见下图：福建大剧院钢结构工程11/（39）5、滑移前的准备工作⑴土建的女儿墙不得建起,钢筋不得阻碍屋架滑移。⑵为保护地脚螺栓的牙不损坏,必须用螺帽旋上地脚螺栓,每一边的牙至少应旋两个螺帽。⑶土建剪力墙内脚手架位置应在屋架下弦以下1M位置6、吊装过程因为格构式拔杆高度5米，重量才800多公斤完全可以采用塔吊进行安装就位。但塔吊高度必须在标高在42米以上（必须配合）。我们选用3吨卷扬机其型号参数见下表,如下表所示3吨卷扬机尺寸较大不能放在剪力墙上故考虑定位在16米混凝土平台梁上下用φ53×2圆钢管临时支撑具体位置需与设计人员协商后制定。按使用说明书中采用4根φ24地脚螺栓，我们考虑采用4根φ24的化学螺栓连接在混凝土梁上2JK3建筑卷扬机型号2JK3钢丝绳额定拉力(kn)30钢丝绳额定速度(m/min)42卷筒绳容量(m)300钢丝绳直径(mm)15电动机型号YZR251-8电动机功率(kw)22电动机转速(r/min)715外形尺寸(长×宽×高)(mm)2550×1580×1230重量(kg)3400两边拔杆分别吊屋架的两端，同时起吊，控制好卷扬机的速度，避免屋架两端受力不均。屋架的起吊应由专人负责、指挥。屋架的两端应系上麻绳，起吊时，地面工作人员拉住麻绳，以防止屋架在提升过程中碰到墙体。当屋架提升到安装高度，转动拔杆，调整屋架位置，将屋架放在滑移轨道上。在屋架的两端加上卡扣，防止屋架在滑移过程脱落；滑移的牵引采用2台手拉葫芦，速度控制在1.0m/min内。当屋架滑移至安装位置，用千斤顶将屋架顶起，福建大剧院钢结构工程12/（39）抽出圆钢管，放在地脚螺栓预埋件上，找平后固定住，用缆风绳拉住，当水平支撑装完后，才可松缆风绳。按上述方法将所有屋架安装完毕。安装方案图示见附件七、质量保证1、严格审图，对有疑问的地方，应马上与设计院联系。2、对进厂的钢材要有材质保证书，并做到专料专用。对不同材质的钢板进行标识。3、严格进行工序控制，杜绝不合格产品流入下道工序。4、经常检查焊接材料及焊剂是否符合图纸要求。5、定期检查焊接材料烘烤记录。6、对重要构件重点控制，检查施工是否符合工艺方案要求。7、对等强度焊接要重点检查。探伤时应对应焊缝号进行检验，焊缝号由图纸表示。8、做好返修记录。使不合格产品消除在制作过程中。9、严格检查孔径、孔距，保证安装的穿孔率。10、构件吊装前的检查要认真，不得让不合格的构件吊上去。11、吊装时，严格控制好构件的标高。八、安全施工保证措施1、施工组织设计施工组织设计应有针对性的安全技术措施，且经技术负责人审查批准。施工过程中针对剪力墙四周内外各设－道施工通道通道用内外脚手架上模板铺设并各设一道栏杆扶手，通道处应有防滑措施，由于安装时屋架离地面较高，防止屋架配件高空坠落。屋架施工完成后安装屋架上下弦系杆时剪力墙上两端挂安全绳用于安装工人在屋架上施工必须保证