大跨度钢桁架连廊整体提升施工技术.pdf
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1、20239Building Construction1778大跨度钢桁架连廊整体提升施工技术吴顺利 陈维超 徐凌浩湖南省第四工程有限公司 湖南 长沙 410119摘要:介绍了中南大学湘雅二医院门急诊医技楼项目中庭钢桁架连廊在拼装胎架上整体拼装、焊接完成后,采用液压同步提升器整体提升就位,并与预留牛腿焊接的施工技术。采用MIDAS GEN软件对钢桁架连廊整体提升及拼接合拢过程中的应力、变形进行仿真分析。分析结果表明,整体同步提升和拼接合拢过程中,钢桁架连廊构件的强度和刚度均满足规范和设计要求,保证了整体提升过程中结构的安全性和稳定性,为类似工程提供了一定的参考依据。关键词:大跨度;钢桁架;连廊;
2、整体提升;拼接合拢;仿真分析中图分类号:TU755 文献标志码:A 文章编号:1004-1001(2023)09-1778-03 DOI:10.14144/ki.jzsg.2023.09.014Integral Lifting Construction Technology of Large-span Steel Truss CorridorWU Shunli CHEN Weichao XU LinghaoHunan No.4 Engineering Co.,Ltd.,Changsha 410119,Hunan,ChinaAbstract:This paper introduces the c
3、onstruction technology of the steel truss corridor in the atrium of the outpatient and emergency medical technology building of the Second Xiangya Hospital of Central South University,which is integrally assembled and welded on the assembly jig,lifted in place by the hydraulic synchronous lifter,and
4、 welded with the reserved bracket.The MIDAS GEN software is used to simulate and analyze the stress and deformation of the steel truss corridor in the process of integral lifting and splicing closure.The analysis results show that the strength and stiffness of the steel truss corridor components mee
5、t the specification and design requirements in the process of integral synchronous lifting and splicing closure,which ensures the safety and stability of the structure in the process of integral lifting,and provides a reference for similar projects.Keywords:large-span;steel truss;corridor;integral l
6、ifting;splicing closure;simulation analysis度钢桁架连廊整体提升及拼接合拢技术进行综合研究,对其开展施工全过程的应力分析,可为钢桁架连廊施工提供理论指导,具有重要的工程应用价值。1 项目概况中南大学湘雅二医院门急诊医技楼项目,位于长沙市人民中路139号,主楼采用框架结构体系,是一栋地下3层、地上10层构成的大型医院综合体,建筑总高度达到46.5 m。在中庭区域6层楼面位置处设有跨度24.3 m、宽度8 m、高度4.55 m的钢桁架连廊,桁架杆件均由Q355B材质的H型钢组成,最大截面尺寸为H1 200 mm500 mm 25 mm28 mm,位于下弦杆
7、处;上弦杆由H型钢H600 mm 500 mm18 mm22 mm与C30混凝土800 mm900 mm的截面组成型钢混凝土梁。钢桁架连廊重约100 t,提升高度23.7 m,桁架连廊上下弦杆两端与H型钢混凝土柱相连。图1为钢桁架连廊现场整体提升现场。2 钢桁架连廊整体提升技术2.1 工艺原理及工艺流程中庭连廊位于67层楼面,钢结构连廊离首层混凝土楼板约23.7 m,安装难度高。连廊跨度24.3 m,总质量约传统高空钢桁架连廊采用空中散拼或搭设支撑架进行拼装,存在工期长、安全风险大、质量难控制等问题。随着技术的发展,钢桁架在地面拼装、整体提升的施工技术在大跨度空间钢结构中的应用越来越广泛,在保
8、证质量与安全的前提下,有效降低了现场吊装的难度1-3;在钢桁架整体提升过程中,有学者分析了各点同步与不同步提升对钢桁架自身应力的影响;有学者采用仿真分析有效模拟钢桁架提升全过程的受力状态,可用于指导现场施工,保证施工安全4。钢桁架连廊整体提升技术和受力分析已得到国内外学者关注,但目前研究主要是针对钢桁架整体提升后与主体构件连接的施工技术,及钢桁架提升过程的受力分析。而对于在连廊两端预设牛腿,将钢桁架提升后与牛腿连接的施工技术,及钢桁架拼接合拢的受力分析还处于空白阶段。因此,本文对中南大学湘雅二医院门急诊医技楼大跨作者简介:吴顺利(1968),男,本科,高级工程师。通信地址:湖南省长沙市天心区天
9、心大道3563号湖南四建(410119)。电子邮箱:收稿日期:2023-06-26结构施工STRUCTURE CONSTRUCTION建筑施工第45卷第9期1779100 t。针对大跨度、重型钢桁架连廊结构,拟采用在连廊结构两端预先焊接牛腿,再将钢桁架连廊整体提升后与牛腿连接的施工技术,相比于其他整体提升施工技术,能减小连廊对结构主体的影响,提高安装精度,保证钢结构连廊的整体质量。整体提升工艺原理为:在钢桁架连廊投影面正下方的地下室顶板上设置拼装胎架,在胎架上将钢桁架拼装成整体;在连廊结构两端预先焊接牛腿,牛腿上设置提升平台,提升平台上布置液压提升器作为上吊点;在待提升钢桁架上弦杆与上吊点对应
10、的位置设置下吊点,上下吊点通过钢绞线进行连接,利用液压同步提升系统将钢桁架连廊整体提升至设计标高并完成安装,如图2所示。图1 钢桁架连廊现场整体提升 图2 钢连廊整体提升示意工艺流程包括:拼装胎架制作钢桁架连廊拼装提升平台及吊点设计与安装提升系统安装钢桁架整体提升与就位合拢卸荷。2.2 胎架制作及钢连廊拼装1)在钢桁架连廊正下方的地下室顶板上设置拼装胎架,采用长600 mm的H型钢200 mm200 mm8 mm 12 mm,每相隔2 m布置在钢桁架连廊下弦杆节点板处,并采用化学锚栓锚固在混凝土梁上,确保钢桁架连廊拼装产生的荷载通过混凝土梁传递至竖向承重柱。2)钢桁架连廊在拼装胎架上拼装焊接,
11、通过拼装胎架顶面焊接不同宽度钢板对钢桁架下弦杆进行预起拱;按照跨度3/1 000进行预起拱,桁架跨度23.9 m,中部起拱值72 mm,1/4跨位置起拱值39 mm,端部起拱值为0 mm,如图3所示。起拱值0起拱值0起拱值39起拱值39起拱值72 起拱值72图3 对接口预起拱值2.3 提升装置1)钢桁架连廊两端预先焊接弦杆形成牛腿,在牛腿上设置提升平台,提升平台上设置液压提升器作为提升上吊点,液压提升器通过专用钢绞线与待提升钢桁架上弦型钢混凝土梁对应的下吊点相连,并在下吊点处设置加劲板以满足提升要求。提升平台由平台梁、支撑柱、斜撑等构件组成,平台梁、支撑柱采用300 mm300 mm12 mm
12、的箱形截面,斜撑采用180 mm10 mm圆管,均为Q235钢材,提升平台整体形成三角受力体系,如图4所示。平台梁与钢柱、平台梁与支撑柱、支撑柱与桁架上弦牛腿等节点均采用焊接形式连接,同时在节点处设置4块加劲板,所有焊缝均为全熔透焊缝,焊接必须牢靠。为保证钢桁架连廊提升过程中的稳定,在钢桁架开口端设置4根水平临时固定杆件和4根竖向临时支撑杆件,杆件截面均为H型钢200 mm200 mm 8 mm12 mm,如图5所示。桁架牛腿平台梁7层楼面标高1 5001 5001 500立柱斜撑斜撑混凝土边梁混凝土柱图4 提升平台构造提升点1提升点2提升点4提升点3临时支撑杆临时加固杆图5 提升点及临时杆件
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