大悬挑钢结构安装技术案例研究.pdf
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1、2022023年4月工程技术与应用江西建材大悬挑钢结构安装技术案例研究刘扬喜厦门海投工程建设有限公司,福建厦门361000摘要:文中以漳州某综合体项目的商场东入口为例,对大悬挑钢结构的大斜度钢管柱与钢(桁)架梁关键安装技术进行了应用分析,解决了地下室顶板不能上大型吊机,以及大倾斜钢管柱与大悬挑钢结构起吊过程就位、校正,临时固定与安全维护等安装技术难题。关键词:钢结构;大悬挑;安装技术中图分类号:TU758.11;TU974文献标识码:B文章编号:10 0 6-2 8 9 0(2 0 2 3)0 4-0 2 0 2-0 4Case Study About Large Cantilever Ste
2、el Structure InstallationTechnologyLiu YangxiXiamen Haitou Engineering Construction Co.Ltd.,Xiamen,Fujian 361000Abstract:This paper analyzes the key installation technology of large-slope steel column and steel truss beam of large cantilever steelstructure at the east entrance of a comprehensive pro
3、ject in Zhangzhou,and solves the installation technical problems such as large cranecant set on the basement roof and the lifting process of large inclined steel column and large cantilever steel structure in place,correction,temporary fixation and safety maintenance.Key words:Steel structure;Large
4、cantilever structure;Installation technology1工程概况1.1东入口钢结构主要施工内容漳州某综合体项目由酒店、写字楼、商业等组成,总建筑面积为14.0 万余m。其中,集中式商业东人口为大悬挑钢结构空间 1。钢结构平面外围为不规则弧形大悬挑结构(见图1、图2),4根120030大倾斜角度钢管柱,最大倾斜角3 1.3 6,最大钢管柱单根全重2 8.6 6 t,安装高度2 3.58 m;最大跨度钢桁架GJ1大梁2 榻,跨度为2 8.7 m,安装高度为2 3.58 m。图1东入口屋盖钢结构三维示意图作者简介:刘扬喜(19 6 4-),男,江西南昌人,硕士,高级
5、工程师,主要研究方向为工程施工技术。图2东入口屋盖钢结构实景图1.2东入口钢结构施工特点、难点(1)本工程单件大、重,一次安装高度要求高,总体工程量小,工期短。施工部位的场地受限,安装位置下方为地下室。(2)本工程钢结构屋盖悬挑达19.7 m,钢管柱最大倾斜角度达3 1.3 6,外环H型钢梁弧形长度19.3 m,柱间桁架梁最大跨度达2 8.7 m。现有塔吊不能满足斜钢管柱及桁架起重能力,且地下室顶板不允许大型吊机在上方工作。(3)斜钢管柱及钢桁架吊装成为本工程的施工难点,如何保证其运输、吊装安全成为本工程的重点。2起吊设备选型根据设计对结构整体稳定性要求,对三种方案进行对比优选(详见表1),选
6、用SCC3200A-1(3 2 0 t)履带吊方案。2032023年4月工程技术与应用江西建材表1起吊设备选型方案比较表设备选用主机起重半径安装高度起重量最不利起序号满足起吊的技术措施经济比较备注名称吊规格/m/m吊对象钢柱切断成2.0 m一截,分别现场不利于结构整钢柱重2 8.8 t;塔吊吊装与拼接,现场焊接成整体;两体稳定性,费用1TC60132423.52.5大钢析架重方案台百吨汽车吊配合吊大钢析架;需低,工期长,施17.5t要对地下室顶板进行回顶加固。工安全风险大。对结构整体稳钢柱切断成3 段,分别现场吊装与钢柱重2 8.8 t;定性有一定影钢柱仅指地汽车吊拼接,现场焊接成整体;两台百
7、吨2方案QY100K-I1623.511大钢析架重汽车吊配合吊大钢析架;需要对地响,费用较低,面弯管后接17.5t工期较长,施工部分。下室顶板进行回顶加固。安全风险较大。最远处一根钢管柱需分成两截,利于结构整体钢柱重2 8.8 t;履带吊分别现场吊装与拼接,其它可整性,费用高,工3SCC3200A-14423.524.3大钢析架重方案根吊装;需地原临是道路进行加期短,施工安全17.5t固处理。风险较小。3钢构件制作与运输技术(1)BI M 模型与构件拆解设计。采用BIM建立本钢结构模型,直观了解各个构件之间的关系。根据起吊设备选用方案、运输条件,对模拟构件进行拆分,特别是将大斜度钢管柱分为地下
8、直段、地面弯管段、地面直管与柱帽段。(2)大斜度钢管柱的原管材直接向厂家采购。根据施工现场的起重设备与环境条件、运输设备与道路通行条件,将柱构件在工厂按二段或三段制作,然后使用大平板车运到现场拼装与吊装。(3)钢桁架与梁也可按照跨度在工厂预制,由大平板车运到现场吊装,2 0 m以上的大梁与大弧度的钢梁分为两段制作。4钢构件安装技术4.1BIM模拟主要构件安装根据吊车性能、现场环境,采用BIM技术模拟主要钢构件的安装。结合主要构件起吊、就位、临时固定、拴牢、焊接、与周边构件的连接固定、测量检测等各个程序,应用BIM模拟施工,进一步优安装方案,确保施工安全、准确。根据模拟安装确定吊点位置,并由厂家
9、将吊耳预装到位 2-51(见图3)。图3BIM模拟主要构件安装图4.2大斜度钢管柱安装厂艺4.2.1钢管柱安装(1)首节钢管柱在钢管柱上标示标高基准点,用水准仪测定其偏差值,可用在钢柱脚底板下的调节螺母校正柱的标高和垂直偏差。(2)第二节钢管柱钢管柱就位后,应按标高、扭转、垂直度的顺序进行校正,以设计标高为控制标准,可借用吊机、电动葫芦,并辅以千斤顶和钢楔、垫板、撬棍等工具将钢管柱慢慢校正。标高。采用吊机吊钩的微起落,辅以钢撬棍调节上、下柱间隙。间隙过大时,应视情报设计方,确定处理方案。扭转。可在柱的上、下耳板不同侧面位加设垫板,并夹紧连接板进行校正扭转。垂直度。采用钢千斤顶与缆风绳相配合,在
10、柱偏斜的同侧锤击铁校正到位。(3)钢管柱位移控制钢管柱就位并校正后,再将钢管柱柱帽四边中心线与地面放样的轴线对比,可采用激光测距仪或吊线锤对位,位移偏差控制在3 mm以内。利用激光经纬仪进行监测,通过缆风绳、小电动葫芦、可调螺母等将钢管柱的位移校正到偏差范围内,再应用高强螺栓或焊接进行固定。(4)弯管段角度控制弯管段是钢管柱直管段与斜直管段的过渡,是控制斜钢管柱倾斜角度及悬挑结构的关键构件。安装时,下口对接直管段,主要控制标高与垂直度;上口对接斜直管段,主要控制X与Y两个方向的偏移。以弯管段上端口中轴线吊线到地面大样的中轴线判定,偏移最大不能偏离中心3 mm;垂直度按上端口标高垂直地面的高度控
11、制在5mm内。4.2.2倾斜钢管柱临时固定措施(1)测量放样采用BIM技术计算吊装钢管柱柱顶、柱帽观测点坐标值,将悬挑结构屋顶的外环弧梁与柱帽的轴线放样在地面上。施工中,采用全站仪读取上部斜钢管柱柱顶固定后的复测数据,指导后续各构件安装。(2)安装前准备在倾斜钢管柱身与柱顶标示测量点位;在柱底端标示构件就位方向,引导钢管柱就位;完成绑钩工作,并准备主梁的连接夹板、高强螺栓;采用自行式曲臂车协助登高作业。(3)安装工况应用单台3 2 0 t履带吊在地下室外墙外侧进行吊装作业,斜钢管柱构件(含柱帽)单根最大重量为2 8.6 6 t、安装高度为23.58m。吊机与最远处应安装的Z4柱距离42.3 m
12、。查测吊机参数,主臂长7 0 m,起吊能力2 5t。为此,需将该斜钢管柱构件拆解成两段,单段最大重量为15t,然后分别进行吊装。2042023年4月江西建材厂程技术与应用吊机与应安装的Z3、Z2、Z1柱距离分别为3 5.2 m、13.6m、2 1.5m。结合Z3柱查测吊机参数,主臂长7 0 m,起吊能力3 6 t,能够满足整根吊装要求,同时满足Z2、Z1柱吊装要求。(4)吊装前,将缆风绳拴好,考虑到安装斜向柱,应采用长短不一的钢丝绳保证其倾斜方向;起吊时在柱底下口垫好方木,以免损坏焊口。(5)斜钢管柱就位的顶端(或第一段端头)应采用临时构架柱做临时支撑,同时用缆风绳按四个方向做临时保护。(6)
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