會展中心工程屋面鋼管拱架吊裝

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一、工程概況：

    湖南國際會展中心工程為湖南省標(biāo)志性建筑，位于湖南省長沙市金鷹影視文化城內(nèi)，長沙世界之窗以西、湖南省廣電中心以東、湖南國際影視會展中心以南。湖南國際會展中心占地面積為76000m²，總建筑面積95760m²。建筑物東西長242.8m、南北寬141m，地上二層、局部六層、架空層一層，建筑物檐口最低處30m、最高處39m。屋面拱架設(shè)計呈巨龍騰飛的形態(tài)。     本工程上部屋蓋結(jié)構(gòu)形式為巨型空間管桁架結(jié)構(gòu)，水平支撐為焊接“Ι”字型蜂窩梁。下部為大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件為卷制鋼管柱、焊接“Ι”字鋼梁和軋制型鋼桁架。     屋架為鋼管拱架結(jié)構(gòu)，共10榀，分五種（WJ1、WJ2、WJ3、WJ4、WJ5）規(guī)格，長度136.6m～159.25m，單榀拱架重88t～155t，失高3m～8.5m，拱架最大跨度為84.0m（WJ2），截面為倒三角形或菱形。     屋架主要工程量如下： 構(gòu)件名稱 軸線長度（m） 單榀重量（t） 拱架WJ1 117.25m 88 拱架WJ2 122.5m 126 拱架WJ3 129.5m 155 拱架WJ4 133m 146 拱架WJ5 133 142 檁架 21 5.7～12.5     本工程施工工期緊張，施工周期短,屋蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工程邊設(shè)計、邊施工，給施工帶來困難，且施工場地狹窄，構(gòu)件組裝及吊裝作業(yè)面小，每次只能組裝一榀拱架。     二、屋蓋拱架制作：     (一)桿件制作：     由于屋蓋鋼管拱架長度136.6m～159.25m，截面尺寸為3500×8500mm，不便于整體運輸，故屋蓋管拱架的桿件全部在工廠下料，煨彎、除銹，一次涂裝，散件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在現(xiàn)場進(jìn)行拼裝、組裝，焊接和二次涂裝。     1、拱架主桿件對接：主桿件的拼結(jié)位置不允許在同一截面上，要求每兩根弦桿至少要錯開300mm以上，且分段點不允許在不同管壁處，拼接焊縫采用CO₂氣體保護(hù)焊。     2、拱架排版工藝：根據(jù)深化設(shè)計的桿件長度進(jìn)行計算機(jī)排版，排版時要考慮拱架的預(yù)起拱高度，預(yù)起拱高度為拱架自重引起的下?lián)隙鹊姆聪蜃冃瘟?，起拱值如下? 部位 跨度（m） 預(yù)起拱值（mm） 屋架 84 120 屋架 63 80 屋架 49 60 屋架 25以下 0 屋架 懸臂L L/400～L/200     具體工藝順序：實物排版→放樣→號料→對接焊坡口加工→對接接頭焊接→無損檢測→煨彎→檢查→構(gòu)件標(biāo)識。     3、腹桿制作：所有腹桿的切割均采用馬鞍型切割機(jī)下料，桿件長度的焊接收縮量通過實驗確定。     4、管管相貫時，接口切割：     5、鋼管煨彎：     主要設(shè)備：中頻煨彎機(jī)；     (二)屋蓋鋼管拱架現(xiàn)場拼裝     根據(jù)現(xiàn)場實際情況，拱架、檁架物件堆放及拼裝場地只能選擇在建筑物的南側(cè)。主拱架及檁條的桿件運至現(xiàn)場后，即可進(jìn)行拼裝，主拱架拼裝時分整體預(yù)拼，分段焊接，分段運輸和吊裝，整體就位校正后焊接。     由于拼裝場地不平整，為砂卵石干鋪地面，且地基承載力低，為防止拼裝過程中地基變形，拼裝前，在支點位置鋪設(shè)路基箱，然后用18工字鋼焊接拼裝胎架。胎架做完后，根據(jù)弦桿整體外形測量放好 地樣于胎架上，將分段桿件置于胎架上按制作編號拼裝成整體。     拼裝順序：主弦桿→下部斜腹桿→中部斜腹桿→頂部水平腹桿。     主拱架拼裝完之后，分段運輸至使用部位進(jìn)行吊裝。     三、屋蓋鋼管拱架安裝：     （一）吊裝設(shè)備選擇     考慮到公司的設(shè)備能力和起重量及吊裝距離，選用M900行走式塔吊一臺，布置在建筑物的中間（L-M軸），在E-F軸之間和Q-R軸之間各布置一臺150t汽車吊，建筑物南側(cè)臨時道路和北側(cè)48.0m平臺各布置一臺136t汽車吊，可以滿足下部鋼框架結(jié)構(gòu)和屋蓋鋼管拱架結(jié)構(gòu)的吊裝需要。     （二）吊裝方法選擇     根據(jù)設(shè)備情況及現(xiàn)場實際情況，采用單機(jī)或雙機(jī)抬吊整榀拱架?？紤]到吊機(jī)的吊裝噸位不夠，同時因拱架吊裝前，平臺板砼尚未澆筑，在12m平臺上組裝拱架難度太大，故選擇分段吊裝的方法。采用M900塔吊或136噸汽車吊單機(jī)吊裝，分段重量過大或M900臂長不夠的情況下136噸汽車吊或150t履帶吊雙機(jī)抬吊的方式。為減少誤差積累和溫度差的不利影響，吊裝時從中間開始向兩邊對稱進(jìn)行吊裝。     （三）臨時支撐     因拱架跨度最大達(dá)84m，而拱架分段長度最大為21m，為滿足WJ1、WJ2、WJ3、WJ4、WJ5吊裝固定的需要，必須從12m平臺上增設(shè)臨時支撐。待拱架和檁架吊裝完畢，經(jīng)過焊接使各段拱架連為一個整榀拱架并固定后方拆除臨時支撐。因拱架安裝高度太高，臨時支撐的截面選擇較大來增加剛度，以利于拱架的整體穩(wěn)定性，同時為節(jié)約成本，減少投入，利用C區(qū)方柱作拱架的臨時支撐。臨時支撐設(shè)置位置在±0.00m層鋼柱頂面，以保證分段拱架的重量通過平臺柱可靠地傳遞給地基。臨時支撐與一層平臺柱頂焊接，并在支撐柱上焊接臨時操作平臺。     （四）鋼管拱架吊裝     拱架在南側(cè)場地組裝完畢，經(jīng)檢測符合設(shè)計和規(guī)范質(zhì)量要求后，分段運輸至吊機(jī)部位，利用M900塔吊或136t吊機(jī)吊至屋面使用部位，利用纜風(fēng)繩加倒鏈進(jìn)行臨時固定。     主拱架寬3.5m，在支座處為點狀支撐，只有當(dāng)兩榀相鄰主拱架用檁架和型鋼檁條連接后，方能與下部支撐鋼柱形成空間剛性單元。單榀主拱架就位后無法穩(wěn)定。故吊機(jī)在吊裝第一榀拱架就位臨時固定后，應(yīng)隨后進(jìn)行第二榀拱架的吊裝。纜風(fēng)繩應(yīng)根據(jù)主拱架的長度考慮每榀設(shè)置5組，每組間距約25m，纜風(fēng)繩與地面角度小于45度，纜風(fēng)繩采用鋼絲繩，每根纜風(fēng)繩近地面端部用5T倒鏈連接，每組纜風(fēng)繩在拱架兩側(cè)對稱設(shè)置，可調(diào)節(jié)主拱架垂上下弦桿的垂直度并保持拱架穩(wěn)定。     1、拱架高空對接：     因拱架長、重量大，需要分段吊裝，故無法避免各段在高空進(jìn)行對接作業(yè)。     拱架高空對接時首先應(yīng)設(shè)置好組裝平臺，組裝平臺使用型鋼從支撐柱頂焊接并在平臺側(cè)面設(shè)置安全欄桿，平臺上鋪設(shè)鋼跳板。     空中弦桿接頭處設(shè)置對接工裝件，用間斷焊接的方法連接在接口管的一側(cè)，工裝件每個接口設(shè)三塊，均布在鋼管下半圓范圍內(nèi)，拆除時采用氣割切除焊縫部位，并用砂輪機(jī)打磨平。     2、檁架與拱架空中對接：     主拱架之間通過檁架和型鋼檁架連接，其中檁架為主要水平支撐構(gòu)件。當(dāng)相鄰兩榀拱架安裝就位后，方可進(jìn)行檁架的安裝，故檁架與拱架必須在空中接頭。吊裝機(jī)具采用M900行走式塔吊。     檁架與拱架弦桿連接方式為相貫口連接，拱架就位后，因弦桿突出部分阻擋，檁架無法從垂直方向吊入，故先將檁架一側(cè)端部桿件切頭，長度不小于300mm，在檁架弦桿長度方向預(yù)留50-100mm余量，作為安裝調(diào)節(jié)間隙，通過內(nèi)置套管與弦桿角焊縫連接。套管外徑比弦桿內(nèi)徑略小2-3mm。但壁厚大于弦桿以保證接頭剛度。通過檁架桿件調(diào)節(jié)余量縮短檁架整體長度，將檁架整體吊裝至安裝位置并進(jìn)行固定端接口，移動調(diào)節(jié)端切頭至合適位置兩端焊接固定。根據(jù)實測調(diào)節(jié)間隙，用同弦桿管徑圓管制作兩半圓，合攏后焊接并將焊縫余高打磨平、補漆，保證接頭處外觀質(zhì)量并對接頭起一定加強(qiáng)作用。     3、樹狀支撐安裝：     主拱架WJ1、WJ2、WJ3在南側(cè)均設(shè)有一個樹狀支撐，WJ4、WJ5每榀在北、南側(cè)和中部設(shè)三個樹狀支撐，每個樹狀支撐由四根樹狀支撐桿件和一個固接或鉸接支座共同組成。最大的樹狀支撐桿件長度約11m（WJ3C支座）。若樹狀支撐與主拱架分兩次安裝，勢必增加空中接口的難度，且安裝質(zhì)量也難以保證。為便于控制安裝質(zhì)量，減少接口難度，在組裝主拱架時將樹狀支撐與分段主拱架組裝在一起，整體外形形成“T”形與分段主拱架整體吊裝，但增加了吊裝和二次倒運的難度。       1、屋架落位找正好后必須拉好纜風(fēng)繩，在主檁架安裝完成前，嚴(yán)禁擅自拆除風(fēng)繩。每日必須對風(fēng)繩的完好情況作檢查，發(fā)現(xiàn)問題后必須及時處理。     2、嚴(yán)禁不掛安全帶、不戴安全帽進(jìn)行作業(yè)。     3、下雨或起霧等惡劣天氣情況下不能吊裝，晚間不吊裝。     4、兩榀屋架成形后必須在屋架間架設(shè)安全網(wǎng)。     5、吊裝之前必須對吊機(jī)機(jī)具進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁使用斷股或缺損的鋼絲繩。     6、操作臺架必須焊接牢固，操作平臺上要做好護(hù)欄，拉好安全繩，鋼跳板必須綁牢固。