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超高层建筑施工综合技术研究

2018-01-08 41页 doc 118KB 20阅读

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超高层建筑施工综合技术研究超高层建筑施工综合技术研究 目录 31研究背景 31.1施工技术背景 41.2工程背景 52研究目标 53研究内容 5?大截面柱采用塑料模板施工工艺 51研究背景 72研究内容 73大截面柱塑料模板施工关键技术 73.1模板的选择制作 123.2大截面柱采用塑料模板内外温度监测 174塑料模板施工中应注意的问题 174(1排板 174(2局部替换 184(3 电气焊施工注意不得烧坏模板 184(4塑料模板板面铺设 184(5 模板清理 184(6 模板拆除与放置 195结论 19? 钢骨柱钢骨提前插入安装施工工艺 19...
超高层建筑施工综合技术研究
超高层建筑施工综合技术研究 目录 31研究背景 31.1施工技术背景 41.2工程背景 52研究目标 53研究内容 5?大截面柱采用塑料模板施工工艺 51研究背景 72研究内容 73大截面柱塑料模板施工关键技术 73.1模板的选择制作 123.2大截面柱采用塑料模板内外温度监测 174塑料模板施工中应注意的问 174(1排板 174(2局部替换 184(3 电气焊施工注意不得烧坏模板 184(4塑料模板板面铺设 184(5 模板清理 184(6 模板拆除与放置 195结论 19? 钢骨柱钢骨提前插入安装施工工艺 191课题背景 202研究目标 223钢骨柱钢骨提前插入施工工艺 223.1技术组织措施 233.2钢构件的制作加工 253.3钢骨柱的安装 283.4柱、梁钢筋安装 303.5混凝土的浇筑 304结论 31? 超限高层建筑风压按实际计算的附着式外安全防护爬升架安拆施工工艺 311研究背景 322研究目标 323课题内容 323.1外爬架的选择 323.2外爬架的设计 393.3、风荷载计算: 443.4特殊楼层处理 464施工关键工艺 464.1整体安装流程图: 464.2整体提升工艺流程图: 464.3 液压升降爬架施工工艺 484.4施工要点和注意事项 534.5安全管理 554.6小结 555 结论 56? 超限高层建筑大吨位内爬塔吊安拆施工工艺 561课题背景 572研究目标 573内爬式塔机的选择 573.1塔机的主要参数 583.2 内爬液压系统主要参数: 584.内爬塔式起重机的安装工艺 584.1 安装工艺要点 624.2 塔机的使用与安全技术措施 635塔吊的拆卸 635.1拆卸施工的确定 665.2拆卸前组织工作 675.3拆卸过程 715.4 WQ2010桅杆吊的拆除 716结论 734课题成果 1研究背景 1.1施工技术背景 近年来,随着中国经济强劲增长,城市人口的快速成长,城市用地的紧张的矛盾日益凸显,而高层建筑由于其用地少,城市基础设施费用低,可提高城市面貌等众多优点,得到了迅速发展。根据不完全统计,就上海而言,16层以上高层建筑幢数已排名世界第一,目前上海就有4000多幢高层建筑,其中lOOm以上的超高层建筑就有1000多幢,中国已逐步成为世界建造高层建筑的新中心。 现代工程项目超限高建筑越来越多,施工技术难度与质量的要求不断在提高,施工技术管理的复杂程度和难度也越来越高,传统的技术、手段、经验已经无法适应快速发展的要求。 1.2工程背景 国会项目(原名重庆国际会展中心酒店)工程位于重庆市南岸区南坪国际会展中心基地西北角。总建筑面积144891平方米,其中地上建筑面积114728平方米,地下建筑面积30163平方米。主体建筑结构设计使用年限为50年。总体功能分区原则为东侧布置22层办公塔楼,西侧布置54层酒店塔楼,中间布置4层裙房。酒店为框架-核心筒结构,外框架柱采用钢骨混凝土柱;办公楼为框架-剪力墙结构,其余裙楼为框架结构。 重庆国汇中心工程酒店塔楼高度为220米,属超限高建筑。质量要求获结构优质、巴渝杯,创鲁班奖;工期13个月完成主体结构,异常紧张结构;安全达到―重庆市级安全文明样板工地‖。为了保证质量、工期和安全综合目标的实现,必须进行技术创新。 图1.1 国汇中心项目 2研究目标 针对本工程的具体特点和施工难点,综合应用了以下4项关键技术: (1)大截面柱采用塑料模板施工工艺; (2)钢骨柱钢骨提前插入安 装施工工艺; (3)超限高层建筑风压按实计算的附着式外安全防护爬升架安拆施工工艺; (4)超限高层建筑大吨位内爬塔吊安拆施工工艺。 上述施工工艺的成功应用,能保证超限高层建筑土建施工按照质量、工期、安全文明施工的综合目标顺利实施,实现对业主的履约。从而创造良好的经济效益和良好的社会效益。 3研究内容 ?大截面柱采用塑料模板施工工艺 1研究背景 塑料模板是用含纤维的高强塑料为原料,在熔融状态下,通过注塑工艺一次注射成型的模板。近几年,塑料模板在发达国家发展很快,塑料模板的品种规格也越来越多,我国塑料模板已经历了多年的发展过程,在各大建筑工程中已经有了大量的运用,并取得了良好的效果。塑料与钢材,木材,水泥统称为四大建筑材料,塑料已经在实际中广泛的应用,但多用于建筑门窗以及各类管道当中,而建筑模板的产量和应用相对很低,有着很大的发展空间。 与其他模板相比,塑料模板具有以下明显的优势: (1)表面平整度好,与其它模板不同,塑料模板由于其热膨胀系数与混凝土相差甚远,浇筑完毕后,随着温度及混凝土的凝固,塑料模板会与所浇筑的混凝土自动脱离,无须敲打即可轻轻取下,这使得板面平整光滑,板面平整度误差可以控制到0(3 mm以内,厚薄均匀度好,厚度公差可以控制到土0(3 mm之内。 (2)耐水性好,在水中长期浸泡,不分层,材料吸水膨胀率小于0(06,,板材尺寸稳定。可以耐酸、耐碱,耐候性也好,温度在一60cc,130cc都能正常使用,耐久性强,使用6年的衰老度仅为15,,能正常使用8年以上。在沿海地区、地下工程、矿井、海堤坝等工程中应用比钢模板更适宜。 (3)可塑性强,可根据工程求将模板加工成所需的各种形状和各种规格,以满足各个不同部位的特殊要求;并且可以在模板表面做出装饰图案,使得混凝土在拆模以后就具有装饰图案。 (4)加工制作简单,与钢模板加工动辄10多道工序大量机械相比,塑料模板的加工简单,仅需要一人一机即可完成;在施工的二次加工时,塑料模板可以钻孔、钉、锯、刨,具有相当高的可加工性能,现场拼接方便。 (5)经济环保,推广应用塑料模板是节约资源、节约能耗、―以塑代木‖、―以塑代钢‖的重要措施。塑料模板的重复使用率高,一般一套模板可重复使用50次左右,这与其它模板相比有着很大的提高。与此同时塑料模板使用报废以后,能够进行回收,再次生产塑料模板或者其它塑料产品,施工企业不仅无需支付报废模板的拆除费用,还能获得塑料模板10%的残值。在整个的施工过程中,没有环境污染,是绿色施工的重要组成部分。 然而塑料模板也存在一定的缺点: 首先,模板的强度刚度还较小,目前塑料模板主要以平板形式用作顶板和楼板模板,承载力较低,只要适当控制次梁的间距就能满足施工要求。但是要用作墙柱模板,必须加工成钢框塑料模板。 其次,塑料模板塑料板材的热胀冷缩系数比钢铁、木材大,因此塑料模板受气温影响较大。如夏季高温期,昼夜温差达40?,据资料介绍,在高温时,3m长的板伸缩量可达3—4mm。如果在晚上施工铺板,到中午时模板中间部位将发生起拱;如果在中午施工铺板,到晚上模板收缩使相邻板之间产生3,4mm的缝隙。 此外,电焊渣易烫坏板面也是塑料模板的一个缺陷目前,塑料模板主要用作楼板模板,在钢筋连接时,电焊的焊渣温度很高,落在塑料模板上,易烫坏板面,影响成型混凝土的表面质量。 塑料模板的这些缺点,,使得其在工程具体使用过程中出现了较多的问题,未能充分发挥塑料模板对施工带来的优越性。因此,对塑料模板施工工艺进行系统、全面的研究已刻不容缓。 2研究内容 课题拟在前人研究成果的基础上,以重庆国汇中心项目为背景,以大截面柱的施工为载体, 采用理论分析结合室内试验和现场实体作业的方法开展工作,主要进行以下工作: 针对大截面柱浇筑过程中出现的较大水化热导致的问题,根据塑料模板的材料特性。测试使用塑料模板对减小大截面柱内外温差,减小表面龟裂裂缝的能力。 完善和规范塑料模板施工工艺,提高塑料模板施工效果,充分发挥塑料模板自身优势。 3大截面柱塑料模板施工关键技术 3.1模板的选择 针对工程实际情况及课题要求,经过广泛的对比比较,我们选择了江苏某公司生产的―低发泡多层塑料建筑模板‖,这种模板刚性塑性结合,强度相对较高,重量轻,抗冲击强度大,可锯可刨可钉钉,耐寒耐高温,环境温度在-10?—75?范围内均可正常使用,周转次数在60次以上,并且废板可换新版。 图3.1 低发泡高强度塑料建筑模板 3.1.1模板的加工与安装 3.1.1.1施工前准备 1. 根据图纸进行模板排版,对拉螺栓应根据层高、墙厚、墙体形状等进行整体计算、策划,从而达到横平竖直间距均匀的效果。 2. 定位放线。认真熟悉图纸,根据所引控制线放测出各轴线,再依据轴线放测出模板边线及控制模板的200线。 3. 准确投测模板线。放置定位撑是保证外观质量的第一步,模板定位撑不准确或不到位、数量不够,会导致模板移位、与钢筋位置发生矛盾,表现为钢筋保护层厚度不足或过大,模板组装无法到位,结构几何尺寸无法保证等。为此,设定模板定位基准采用钢筋定位:墙体模板可根据构件截面尺寸切割一定长度的钢筋焊成定位支撑筋(钢筋端头点刷防锈漆),并与墙根部的水平分布筋或箍筋点焊,间距600mm,起到支撑作用;柱模板可在基础和柱模上口用钢筋焊成井字形,撑住模板并固定竖向钢筋,也可在钢筋靠模板一侧焊一节短钢筋,以保证钢筋与模板的位置。 4. 模板支设前,在剪力墙(柱)钢筋的水平筋上,设置间距600mm,呈梅花形布置的定型水泥撑棍(带卡槽),卡槽卡住水平钢筋,两端顶住模板内壁,起到固定墙柱钢筋的位置、保证钢筋保护层厚度、有效的控制墙体截面尺寸的效果。 3.1.1.2 模板的定位及垂直度控制 利用控制模板的200线检查模板其定位,吊线坠检查模板垂直度,合格后方可进行下道工序。 3.1.1.3 预拼模板 根据施工图纸和现场模板边线进行预拼装。梁底模和侧模采用侧模压底模方式;梁侧模与板底模采用板底模压侧模方式;梁侧模和底模与剪力墙模板交接采用梁模顶剪力墙模方式,梁底板这一块的木方必须留出15mm的止口,墙板立在木方止口上,这样不会漏浆,又节省墙板材料;剪力墙采用长边包短边(端头)方式拼装,长边模板延伸过端头板不小于60mm,或与端头模内楞外边齐。为方便施工,按部位将模板编号,待拆除后倒运至上层同部位使用,节省了配模时间,同时也避免了模板锯割浪费。 3.1.1.4 模板安装 1. 塑料模板的规格有1830mm×915mm和2440mm×1220mm厚度为12mm、15mm、和18mm的几种,并可根据使用要求,由厂家生产定尺的和任何长度的模板。一般顶板铺设采用12mm厚度规格,剪力墙模板铺设采用12mm和15mm两种厚度规格,次楞最好采用50mm×100mm标准木方支撑。 2. 模板安装严格按照施工方案确定的排版图执行。 3.次楞木方的间距:(1)顶板塑料模板支设:木方间距根据混凝土厚度确定,一般施工条件下,小于150mm厚度的楼板木方间距(中心距)为250,300mm;(2)剪力墙塑料模板支设:木方间距根据墙高度和厚度调整间距,以墙高2800mm、墙厚300mm为例,采用12mm厚度模板竖向次肋间距(中心距)为200,250mm,采用15mm厚度模板是竖向次肋间距(中心距)为250,300mm;(3)剪力墙、柱宽度超过1米的必须加固支撑。塑料模板安装支撑示意图见图3.2、图3.3 图3.2 塑料模 板安装支撑示意图 图3.3 塑料模板安装支撑细部图 4.铺平板时间隙预留应根据当天的温差大小而定,正常情况下不?艏湎叮比瘴虏?,10?时预留1,2mm间隙。 5.剪力墙与柱模拼板时不留缝隙,阴角部位必须有木方,便于梁、墙、模板连接。剪力墙立模时必须先拼装成整块后吊装,然后再铺平板,这样减轻劳动强度、成型效果好。 6.塑料模板钉钉子时离模板边缘须15,30mm,钉钉子时要先轻轻钉入,防止飞钉,钉子长度一般以1.5,2寸为宜,不宜太长或太短。 7.一般拼缝在1.5mm以下,为确保两块板不错缝、不跑浆,拼缝用海棉密封条填充。 8. 对于梁模安装,首先,根据标高安装梁底大横杆,间距800mm;然后,安装小横杆,间距600mm。安装时,挂通线控制水平,用线坠把模板边线吊到脚手架小横杆上,将预拼模板就位,然后校正。承重脚手架采用满堂脚手架,严格控制承重脚手架的质量,根据计算需设置剪刀撑时应设置。 9. 根据标高安装板底大横杆时,为避免脚手架钢管在使用过程中由于弯曲造成板底受力不匀、模板下沉、板底不平等现象,顶模板主龙骨可采用双木方并支撑于立杆之上,间距根据现场情况计算确定。 10. 模板支撑系统严格按方案组织施工,不得擅自改动。 11. 模板的垂直度内控标准为3mm, 以确保浇筑完的墙体混凝土垂直度满足规范要求。 图3.4 塑料模板制加工过程 图3.5 塑料模板制加工过程 3.2大截面柱采用塑料模板内外温度监测 国会项目地层柱,混凝土标号高,柱截面尺寸大,根据以往的施工经验,如果不采取适当的措施(就极有可能由于温度变化诱发结构柱产生裂缝,在以往的施工过程中施工单位积攒了丰富的工程经验,对于大截面柱,由于温度变化产生的一系列问题,都?辛己玫脑し兰坝Χ源胧,攵源舜喂こ滩捎玫乃芰夏,澹菟芰夏,宓男阅芴氐悖骄看蠼孛孀?芰夏,迨?た刂苹炷廖露鹊男峦揪叮颐嵌跃哂写硇缘闹辛瞬馐? 3.2.1试验概况及试验施工要求 3.2.1.1试验柱情况 试验柱的尺寸为1800mm×1800mm,高度2(0m。主筋为52@6,长度2(02m;箍筋为西12@9100,中间设面12拉筋。(柱尺寸未知) 3.2.1.2模板及支撑 试验柱模板为塑料模板,厚度18mm,依照模数1200×1250mm制作定性模板,竖向配置50×100mm的木方作为模板肋,间距,300mm。围檩采用双拼12槽钢柱箍。 图3.3 浇筑完成后的大截面柱 3.2.1.3测试项目 1)混凝土入模温度; 2)混凝土的初.终凝时间; 2)试验柱温度测试。共布置11个测温点,测点布置取其中点及1,3部位。 3.2.1.4试验柱混凝土施工和养护 1)确保柱子的下料高度控制在2(0m以内,分批浇捣,每批高度控制在O(5m左右; 2)在试验柱的上表面覆盖一层塑料薄膜,达到保温、保湿养护的目的。 3.2.1.5测试结果 混凝土入模温度为25?,大气温度为15?。 初凝时间71120min,终凝时间9h20min。 点号 最高温度? 相应环境温度? 入模到最高温度时间间隔(h) 最高温持续时间(h) A1 61.2 13 39 1 A2 67.2 15 40 1 A3-1 66.2 13 32 4 A3-2 69.8 14 39 1 A3-3 67.1 15 30 5 A3-4 57.1 14 39 4 A4 71.2 15 40 3 A5 68.3 13 35 3 A6 65.1 14 39 2 表1各测点最高温度及相关情况统计 图3.4各测点温度变化曲线 3.2.1.6 测试结果分析 各测点最高温度出现在浇筑完成后1到2天之内之间。大多数测点从混凝土入模到最高温度出现的时间间隔在34h左右,各测点最高温度持续时间不等,其中心点持续时间最长,达7h,越到 边缘时间越短。 最高温度出现在靠近试验柱中心的A4点,这完全符合实际情况;最高温度为71(2?,和计算得到的数值基本接近;从混凝土入模到出现最高温度的时间间隔为40h。 从温度测试结果分析,标养8日后,降温开始缓慢。 在最高温度出现之后一段时间内降温梯度较大,但之后到拆除外模板之间的降温梯度明显减缓。拆模之后温度梯度又开始上升,这一变化过程,反映了养护条件对试验柱温度变化的影响。从试验结果看,各个阶段的温度下降梯度普遍较小,这说明了养护条件较好,也即模板具有良好的保温能力。 通过模板拆除后观察发现,柱侧面光滑平整,模板接缝处有少许高差1mm,2mm的细缝,蜂窝面积小于200平方毫米,无孔洞,无暴露的钢筋,没有肉眼可见的裂缝出现。柱顶面混凝土有少许裂缝,长度5mm,15mm,宽度0(2mm,0(5mm。此裂缝为表面的浅层裂缝,系混凝土浇捣收尾时表面浮浆收缩产生的。试验柱的底部转角处有少量漏浆引起的吊脚。 图3.5 柱拆模后效果图 与一般工程资料所得结果相比较可以发现: 1)各测点温度的最高值与平均值与一般模板相比,其差值有明显的下降,这有效的抑制了由于大截面混凝土内外温差导致的裂缝产生。 2)柱中温度上升曲线与以往工程所得结果相比,温度上升曲线斜率降低。 3)与木模板的相比,塑料模板混凝土降温曲线更加平稳,有着更好的保温效果。 4)通过试验柱的使用,达到了预期的效果,混凝土柱侧表面光滑平整、无裂缝。 以上结果表明,在大截面柱的施工过程中,应用塑料模板能够有效的降低内外温差,对于防止由于温度导致的裂缝,提高混凝土浇效果等工程问题有着积极的作用。 4塑料模板施工中应注意的问题 塑料模板与传统模板相比较,其施工方法相似。在一般施工过程中,塑料模板与传统模板所采用的支撑体系,格构间距等方面均相同或相似。但由于塑料模板自身的特性,施工时也有着几点关键点需要注意: 4(1排板 (1)排板图按每块楼板单独排定,根据楼的净距尺寸考虑塑料模板的布置方向,应尽可能多地采用塑料模板布板。 (2)因塑料模板不适合随意切割,所以在排板时。不足部分必须采用相同厚度的胶合板等易于切割的材料补齐。 (3)布板时可从一边向另一边顺序布置,不足的地方放在一侧用多层板补齐;也可从中间向四周布置,将不足的地方置于四周,用多层板补齐。还可从两边往 中间排板,将不足的地方设置在中间。 (4)板设计如图4.1所示。 图4.1 塑料模板排版设计图 4(2局部替换 在不足设置整板或需要开孔洞位置,用木模板对塑料板进行替换。有电气管线的地方应用木模板替换。在布板时,还要考虑楼板中有无电气管道需要在模板 上打孔,需打孔时,应将不足部分留置在有管线穿孔位置。因塑料模板上不宜打孔,已打孔的模板在周转使用时不易补洞(塑料模板强度较高)。也可直接在塑料模板上打孔,上层周转时在相同部位周转使用,可减少每层钻孔的工作。替补用的胶合板厚度应准确因塑料模板制作尺寸特别准确,补充用的胶合板厚度应为12mill,确保厚度一致,拼缝不错台。现场使用的胶合板通常为负公差,厚度往往不足12nlln,可在龙骨处用薄层板垫高。保证与塑料模板厚度一致。 4(3 电气焊施工注意不得烧坏模板 因塑料模板材质为塑料,故在板面进行电气焊施工时(应在其下设挚板(防止火花烧坏模板。 4(4塑料模板板面铺设 次龙骨铺设完成且调平后,即可进行塑料模板铺设,铺设时按照排板图进行,先铺设塑料模板,最后用多层板补边。安装沿着塑料模板长边方向顺序进行,拼缝直接硬拼,不需设置胶条,板缝要挤严。板位置和拼缝调整合适后,立 即将板长边方向用钉子固定,钉钉只能从钉眼处钉,模板四角宜均有钉固定,中间部位可根据实际情况适当距离下钉。最后一块不足用整张塑料模板的地方,根据实际尺寸用厚竹多层板补齐、挤严。 4(5 模板清理 铺设完成后的塑料模板不需涂刷脱模剂,周转次数增多后,可视情况用清水擦洗,以保证拆模后混凝土板面观感。拆下的塑料模板应及时清理干净,用铲刀和扫帚清扫干净。尤其对施工缝处的模板要重点清理,因为施工缝有二次浇筑混凝士(两次浇筑会导致板面下可能有浮浆滞留,浮浆凝固后强度高,与塑料模板的粘结力大,不易清理干净,特别是在多次使用均未清理后。清理困难,因此需及时处理。出现此情况时,可用软毛磨光。 4(6 模板拆除与放置 塑料模板强度高,边角不宜破坏,正常拆模即可。但也应轻拆轻放,不得乱砸乱摔,尽量不要损坏边角,保证周转次数。塑料模板不易变形,码放整齐即可。长时间不使用时,最好覆盖,防止暴晒。机打磨,清除后模板可正常使用。 5结论 从以上试验结论以及施工关键工艺可以得出结论,大面积混凝土柱采用塑料模板工艺带模养护能够有效降低柱混凝土内外温差和表面龟裂,有利于提高成型质量,提高柱表面观感质量,对于高标号大截面柱施工具有积极作用。 ? 钢骨柱钢骨提前插入安装施工工艺 1课题背景 钢骨混凝土结构是以钢骨为骨架并外包钢筋混凝土组合结构,简称SRC结构(Steel Reinforced Concrete Structure),又称为型钢混凝士结构。在这种结构中,钢骨与混凝士形成整体,共同承担外荷载作用。钢骨的形式有多种,主要有格构式钢骨、H形钢骨、十字形钢骨、圆钢管等。 (1)钢骨混凝土柱截面小、承载力大。在截面尺寸相同的条件下。可以合理配置较多的钢材。随著建筑物高度和跨度的增加,柱的轴向压力设计值越来越大,为了满足轴压比限值的要求,钢筋混凝士柱的截面尺寸必然很太(导致剪跨比减小(形成脆性破环的短柱,延性差,对抗震不利。如果采用钢骨混凝土柱子,就可以大大提高拄的承载力和变形能力,避而减小柱截面面积。 (2)变形能力强,抗震性好。钢筋混凝土由于混凝土的脆性性能,特别是当同一层中的柱刚度相差较大、承受剪力不均衡或是当结构存在较大的偏心扭转时,柱容易发生剪切破坏,结构的延性较差。钢骨混凝土柱延性性能比钢筋混凝土柱的好。这是因为钢筋混凝土拄在达到最大承裁力后,由于钢骨的强化及其对内芯混凝土约束作用,使得承载力下降平缓,从而提高了混凝土变形性能。 (3)钢骨的配置改善了混凝生性能。在大跨、高耸、重载结构中,高强混凝由于耐久性好、强度高、变形小而广泛采用。 (4)可大量节省模板支撑,施工方便。钢骨混凝土中的钢骨,在混凝士未浇前就具有较大的刚度和承载力。能够承受柱本身的自重和施工荷载,可作为施工阶段的支架结构,且能悬挂模板。可以减少支模的劳动力和材料。在多高层建筑施工时,则不必等到下一楼层混凝土达到一定的强度就可以继续上一层的施工,从而缩短施工工期。 钢骨混凝士柱与钢筋混凝土粱相连所构成的组合框架结构(。节点构造复杂,变化较多,需要穿插多施工工艺,但是往往现场施工繁杂,且现场加工,焊接工序较多,施工复杂。质量难以得到有力的保证,特别在施工过程中,反传统的将钢骨提前混凝土结构插入,更加大了施工难度,因此对钢骨柱钢骨提前插入安装施工工艺的研究是十分必要、迫切的。 2研究目标 钢骨柱在以往的工程中,往往是在相应混凝土结构完成后再进钢骨柱钢骨的吊装,安设,即核心混凝土结构要提前于外部钢结构的安装工作。这样做能够使得钢骨柱安装过程中的安全性得到很好的保证,施工工艺也较为成熟,为广大的施工单位所 广泛的采用。 然而,这种方法也存在较大的弊端,常常会出现钢结构安装等主体结构的情况,白白耽误工期,造成损失;此外,传统的施工工艺,在主体混凝土结构完成后再进行钢结构的安装,使得在钢结构安装的时,也同时进行着同标高或者相近施工段的混凝土主体施工工序,这就使得整个的施工过程变得复杂,也就容易出现差错,造成损失。 钢骨柱钢骨提前插入安装施工工艺与传统工艺最大的区别就在于,提前进行钢骨柱钢骨的安装,使得钢骨柱安装提前于主体混凝土结构,能够减小施工繁杂程度,避免出现窝工怠工现象,极大的提高了施工速度,取得良好的经济社会效益。 提前进行钢骨柱的安装,过去的施工经验和施工方法可借鉴的部分有限,需要制定新的施工方案,技术组织措施。 课题拟在国汇工程项目基础上,合理利用现有资源,对劲性钢构钢骨柱提前插入安装施工工艺进行研究,使得在几乎不占用土建施工工期前提下完成钢骨柱吊运、安装、焊接、超声波探伤,有效节约工期; 图2.1 钢骨柱钢骨提前插入 图2.2 钢骨柱提前插入 3钢骨柱钢骨提前插入施工工艺 3.1技术组织措施 1)在施工进行以前应制定详细的施工组织措施,明确各部门分工责任,调集和组织集团公司机电安装施工队伍, 保证各专业施工技术人员、 焊工等特殊工种技师、 技工的充足配套, 增加资金和物资投入, 保证雨季工棚、 施工机具、 后勤补给等供应。同时, 要进一步强化施工部位场地的协调, 通过各种措施提高作业安全保障 2)在将采用钢骨柱钢骨提前安插工艺的项目之前,应对整个施工方案进行可行性研究,对可能出现的实际问题进行分析,制定全面的应对措施。在可能的情况下还应对进行施工方案的试验,以确保施工方案安全有效的进行。 3.2钢构件的制作加工 钢构件的制作加工过程: 放样?下料?配料?零部件校正?组对焊接?过程检验?焊接?清理焊接残余?变形检查校正?制孔?检验?半成品?入库。 图3.1钢骨的加工 3.2.1放样 放样及制作用的卷尺经计量合格并贴上修正值,方可使用;放样按施工图及工艺要求进行1:l的放样,以确定各构件的精确尺寸。画出每个零件的草图(并进行合理的套料。必要时尚需制作1:1样板供制作及验收使用。异形板件可数控放样。 3.2.2下料及加工 根据号料板图要求,分别进行钢板的数控自动切割、门式自动切割、光电跟踪切割及部分手工切割下料,并补充号料。焊接坡口,一般采用自动切割或半自动切割,也可机械刨边;钢板切割边按质量要求打磨光洁;翼缘板因厚度较薄根据焊接变形情况要求,压制反变形折角;对节点板进行套模钻孔。坡口火焰切割时,切面上不得有裂纹,并不宜有大于1(0mm的缺棱;当缺棱为1ram一3mm时,应修磨平整;当缺棱超过3mm时则应用直径不超过3(2ram的底氢焊条补焊,并修磨平整。 3.2.3焊接 工厂应根据本工程的焊接特点进行各种焊接工艺评定,合格后编制焊接工艺指导书,焊接完成后即时进行焊缝外观检查和无损探伤。 3.2.4变形检查校正 校正工作贯穿钢结构制作的整个过程,从下料前到下料、埋弧焊、组装手工焊等均应矫正,确保构件的尺寸、质量、形状满足规范要求。校正的方法主要有型钢矫正机机械校正、火焰校正等。 3.2.5制孔 钢结构的零件钻孔采用万向摇钻进行精密机械钻孔,部件、构件采用三维钻或磁性钻加划线和模板进行钻孔,为了确保钻孔精度和质量,采用模钻时均须有放样工放样划线划出基准轴线和孔中心,采用数控钻的其首次加工品均应为检验员首检合格后才准批量钻孔,零件、部件、构件钻孔后均需经检验员检验合格后做上合格标识才准转?颉,庸ず蟮牧慵? 考?辜垂娑斜咴导庸ぃコ獭?冈?附臃山ξ铩?酃傅龋?斜砻婕觳椤? 3.2.5构件的检验 构件验收分出厂前检验和现场验收两步进行。现场验收重点检查构件型号、编号、长度、孔位和孔径及耳板的位置和尺寸。国家规范仅对钢结构外形尺寸的允许偏差总体一次验收作了规定,并没有分别对制作和安装进行要求。在制作过程中,柱身的扭转和截面尺寸等外形尺寸偏差已接近国家验收规范允许偏差的底线时,钢骨柱在安装时就不允许再产生垂直度、错边、轴线偏移、标高等偏差,这在实际施工中是不可能的。比如,钢骨柱腹板与翼板组装焊接时由于温度过高产生自身的扭转,按照国家规范标准验收,允许一节柱的柱身扭曲仅有h,250的偏差,如果制作阶段的偏差已达到底线,型钢柱安装时由于焊接等其他因素再产生偏差,就会超标。而且由于扭转产生的偏差极难校正,所以制作阶段要加强对厂家制作的要求,严控构件外观尺寸的允许偏差,适当分配允许偏差在制作和安装两阶段的权重,尽量减少构件外形尺寸的先天不足。 3.3钢骨柱的安装 3.3.1 进场检验 1)校核劲性钢骨编号是否和加工单相符。 2)检查焊接面的油、锈、污染物是否清理干净,检查劲性钢骨是否按要求在四面翼板都用墨线弹出中线和标高线。 3)检查焊接材料、焊接设备是否与构件原材料相匹配。 3.3.2柱定位及地脚螺栓的预埋 3.3.2.1轴线控制 定位放线前先与有关部门办理测量控制点交接工作,对施工现场四周的原始基准点、基准线以及有关控制点和控制线的标高、坐标进行核实,经项目技术负责人和监?砉鞠殖」こ淌θ啡虾螅拍芙凶既返牟饬糠畔撸畔呤?で氨匦攵越〉牟饬恳瞧鳌?璞附星恐萍煅椤?3.3.2.2柱脚螺栓预埋。 预埋螺栓的安装精度对整个工程钢骨柱的安装起着至关重要的作用,柱插筋的预留必须与钢牛腿预打孔相对应,因此柱插筋及柱脚螺栓预埋必须精确。要想保证预埋准确,首先要保证承台定位准确,承台钢筋绑扎完成后,先进行柱插筋的施工。最后进行地脚螺栓的预埋。 柱脚螺栓定位时,先用水准仪测出螺栓顶标高,再在此标高上划出螺栓十字交叉线,对螺栓进行精确定位。螺栓定位校正后必须在四个方向进行加固,固定完成后在型钢柱之间拉通线对柱脚螺栓间距及轴线进行复测,确保万无一失。螺栓调整验收后,在螺栓丝头部位涂上黄油并包上塑料薄膜进行保护。混凝土施工时应特别注意不得触碰螺栓及其加固件,并派专人在纵横两个方向用经纬仪看护,避免位移。 图3.2 钢骨柱预埋螺栓 3.3.2底层钢柱吊装 钢柱吊装前,要划好钢柱+1(000 m(以肩梁为基准)标高控制线,在钢柱柱底及基础上划好轴线。钢柱吊至基础部位,使柱中心与基础中心对齐,用撬棍控制使钢柱地板螺栓孔位置和基础螺栓位置对正,再缓慢落钩,直至离基础面约10 mm,调整钢柱使柱底板上划出的中心线和基础中心线对正,再落钩。同时用二台经纬仪在垂直方向观测控制钢柱的垂直度。用一台水准仪观测钢柱+1(000 m标高线控制钢柱的标高。用缆风绳和钢楔子调整柱垂直度及标高,用撬棍校正钢柱水平偏差。当柱标高和垂直度都控制好后紧固连接螺栓。 3.3.3对上部钢柱的吊装 上层钢柱和下层钢柱通过耳板和连接板采用螺栓连接,翼缘板和腹板采用焊接连接。钢柱吊装前,要在钢柱上划好钢柱底+0(500 m标高控制线,在上下层钢柱连接位置划好轴线,仔细检查耳板和连接板的尺寸是否符合要求。钢柱吊装时通过钢柱上的耳板和连接板进行定位,当钢柱吊至下层钢柱部位,采用撬棍使耳板和连接板的螺栓孔对正,穿上普通螺栓进行定位,定位的同时复核上下层钢柱的轴线是否对正,如没有对正,说明耳板或连接板的位置有误差,需要调整。用缆风绳和钢 楔子调整柱垂直度及标高,用千斤顶校正钢柱水平偏差。 3.3.4钢骨柱连接 上下两节钢骨柱的翼缘板和腹板采用CO2气体保护焊焊接连接。CO2气体保护焊是以CO2:作为保护气体,依靠焊丝和焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种焊接。保护气体能在电弧周围造成局部的保护层,以防止有害气体的侵入,这样就保证了焊接过程的稳定性,从而获得高质量的焊缝。 采用型号为NBC一400的C02气体保护焊机,H08Mn:Si的焊丝。E5016的电焊条。电焊条按规范或要求进行了350?的烘烤l小时,并采用型号为ZYH一100的远红外线干燥箱进行100?保温。焊条派专人管理,存放于保温桶中,随焊随取。未用完的焊条全部回收。焊条只能进行一次重复烘烤,超过一次的必须报废。 3.3.5上、下节钢柱焊接检测 焊缝外观质量由质检员负责检查,并填写相关检查资料。焊缝内部质量委托有资质的检测中心进行,两节钢骨柱之间连接焊缝进行了100,超声波探伤检测,检测结论合格。 (a) (b) 图3.3(a) (b) 超声波探伤 3.4柱、梁钢筋安装 3.4(1钢骨柱钢筋安装 1)柱主筋安装采用直螺纹连接。主筋安装与普通钢筋工程基本相同,但对主筋位置更应严格控制,防止与加劲肋板位置发生冲突。 2)柱箍筋安装 柱箍筋主要为封闭箍筋与拉筋。封闭箍筋外包钢骨柱及所有柱筋,拉筋需要穿过钢骨柱腹板。箍筋安装时,将箍筋开口部位打开,在没有连接主筋之前,将箍筋从型钢柱柱身向下套。向下套箍筋时注意不要将箍筋口开过大,更不能将箍筋弯成死弯,以免就位后不能恢复原状,影响模板安装。 (a) (b) 图3.4(a) (b)钢骨钢筋的绑扎 3)劲性钢骨牛腿与梁主筋连接 钢骨柱梁与柱的连接方式为梁内部主筋穿过劲性钢柱连续配置,部分主筋可在柱两侧截断,与劲性钢柱的钢牛腿上下翼缘板可靠焊接。钢牛腿的长度应满足焊接强度要求,单面焊角焊缝长度不小于10d(d为梁主筋直径)。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图3.5 钢骨柱牛腿与梁的连接 图3.6 钢骨柱与梁的连接 3.5混凝土的浇筑 竖向结构混凝土与水平结构混凝土同时浇筑,先浇竖向结构的C60高强度混凝土,再浇筑楼板低强度混凝土,梁柱接头处在梁内用钢丝网分隔,防止不同强度等级混凝土混淆,柱混凝土分层浇筑,分层厚度?400mm;混凝土采用输送泵泵送至楼面,采用布料杆出料,用布料杆软管直接下放至浇筑点,混凝土下料点分散布置,根据加劲肋板四周的空隙灵活掌握,混凝土振捣点应在下料及钢骨节点处留置的6200mm排气孔处。振捣时间以混凝土表面出现浮浆、不再下沉为止,为防止漏振,混凝土浇筑时派专人敲击模板并及时补振,钢骨柱的振捣时间适当延长,确保混凝土密实。 4结论 通过钢骨柱钢骨提前插入安装施工工艺在国汇工程中的实践,显著提高了型钢混凝土组合结构的施工技术水平,加快了施工进度,减轻了劳动强度,保证程质量,取得了良好的经济效益和社会效益。 ? 超限高层建筑风压按实际计算的附着式外安全防护爬升架安拆施工工艺 1研究背景 近年来,随着我国国民经济的快速发展和城市化建设速度的加快及人民生活水平的迅速提高,建筑业获得了空前的大发展,这也对建筑工程施工技术提出了更高的要求和挑战,作为建筑施工必须的脚手架施工技术更是首当其冲。为保证工程施工安全,顺利地进行,常规满高外脚手架已无法适应高层,超高层建筑施工的要求,其主要原因在于:1)搭设困难;2)耗资巨大3)安全性差。因此,研制一种新型的脚手架技术以满足高层建筑施工的需要已成为这一领域研究专家学者及施工技术人员的共 识。 建筑施工附着升降脚手架是一种辅助施工外脚手架,它仅需搭设一定高度并通过附着支承结构附着于高层、超高层工程结构上,具有防倾覆、防坠落装置,依靠自身的升降设备和装置(可随工程结构施工逐层爬升直至结构封顶(并继而为满足外墙装饰作业要求实现逐层下降,它可以满足结构、安装和装修等施工阶段中工人在建筑物外侧操作时的施工工艺及安全防护需要。它是20世纪80年代末、90年代初在挑、吊、挂脚手架的基础上发展起来的(是适应高层建筑、特别是超高层建筑施工需要的新型脚手架。建设部已在1994年将其列为重点推广应用的10项新技术之一。尽管近年来出现了不少新型的附着升降脚手架(但对涉及此类脚手架使用安全的诸多关键问题(例如150m以上超高层建筑结构施工附着升降脚手架的风荷载的确定(合理的架体结构计算模型。结点的半刚性分析及整体极限承载力分析等(国内外尚鲜见研究成果。 随着建筑结构高度的增加(附着升降脚手架的优越性和经济效益愈加明显(风荷载因此也就成为其主导设计荷载,它对脚手架的安全使用起着决定性作用。 因此(在传统理论计算基础上,运用实际风压数值进行特殊设计的爬升架的安拆施工工艺对整个外爬架及建筑业具有重要的意义。 2研究目标 课题针对风压随高度变化并不断增大的特点,利用工程附近已建成建筑物测量当地实际风压,改进和完善按实际风压计算设计的附着式脚手架的安装拆卸技术。 3课题内容 3.1外爬架的选择 国汇中心项目酒店塔楼工程,地处南坪会展中心,该工程施工邻近公路,工期较紧,为有利配合土建施工方作业,保证工程施工安全,特采用了经建设部鉴定批准使用的ZJ-WJA型导轨式附着整体提升架(建科鉴字〔2000〕第038号)作为工程施工的防护,从建筑物标高31.1米处开始搭设,提升至+218.7m,以配合现场施工。 3.2外爬架的设计 3.2.1平面,立面的设计 根据建筑物周边的外形特点,整体提升架各设置机位30台。 该工程整体外架服务面积及服务范围:封闭外轮廊线周长143.9m,标高 +31.1m,+218.7m,外架履盖面积约28008?。 由于该楼层高最低3.5米,部分层高为3.7米、5米和6米。一般民用住宅的层高为3米左右,附着提升外架的设计覆盖高度为每层3米,由于该工程的特殊要求,一般架体已无法满足施工需要,为了保证该工程附着提升外架能正常使用,必须根据该工程特点对原有架体进行改造,施工难度加大,施工工艺也要作相应的调整;结合该工程结构的特点, eq \o\ac(?,H)轴架体离墙面距离最小为450mm, eq \o\ac(?,2)轴、 eq \o\ac(?,7)轴外架架体离建筑结构最外边沿500mm, eq \o\ac(?,b)轴架体离墙面距离最小为700。 根据工程结构外架设计要求,保证土建施工4层楼。搭设该外架高度16.2m。该工程三层楼的高度已超出了三品主框架的覆盖范围,每机位必须再增加一品主框架才能满足施工需求, 30个机位增加主框架30品。(附图) 图3.1框架示意图 由于标准拉杆长度为3.2米,不能满足该工程施工需求,每根拉杆需增加增强钢板。该工程所需的240根拉杆,需增加增强钢板480块。 为配合现场施工进度及保证我司外架安全,每栋外架分二片进行搭设。每栋外架在各自分片中部分设控制中心一个,总计2个。 3.2.2结构设计 (1)确定载荷:取恒载分项系数1.2,取动载分项系数1.4。 F7=1.4×3000×5.75×2+1.2×30000×5.75/6=82.8KN F8=1.4×3000×6×2+1.2×30000×6/6=86.4KN 提升状态,按JGJ59-99规定的施工荷载:500N/?<施工荷载,施工面积、自重不变。故取F7、F8进行验算。 (2)、验算连梁的弯曲强度: 图3.2梁弯矩图 按单跨简支 梁进行弯矩计算,支座A处产生支座反力: ; 梁产生的弯矩值为: (3)、根据梁平面整体配筋图,该边梁配筋为:4Φ32(二级)受拉,5Φ28(二级)受压,查钢筋计算面积表得AS=3217m?, 。 ? 确定材料强度设计值,按砼强度达C20时,查―混凝土结构设计‖(周克荣、顾祥林、苏小卒编著)P324页附表1-1及附表1-3有: ?确定梁的有效高度 ?混凝土相对受压高度: ,故取 进行计算。 ?按―混凝土结构设计‖(周克荣、顾祥林、苏小卒编著)P288页式(1-11b) 、式 (1-12b)及式(1-10a)计算: 故强度合格。 3.2.3卸料平台计算 该工程的卸料平台,使用我公司自行设计卸料平台,卸料平台和提升架完全分离开。搭设外架时,一次性预留好平台口。卸料平台安装、提升、拆除由现场塔吊配合作业。 3.2.3.1参数信息: (1)荷载参数:脚手板类别:冲压木脚手板,自重(kN/m2):0.10;栏杆、挡板类别:栏杆、木脚手板挡板,自重(kN/m):0.10;施工人员等动荷载(kN/m2):1.00,最大堆放材料荷载(kN):8.00。 (2)悬挑参数:内侧钢绳与墙的距离(m):2.20,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):0.80;上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):3.00;钢丝绳安全系数K:8.00,悬挑梁与墙的接点按铰支计算;锚固螺栓的直径(mm):24.00。只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。 (3)水平支撑梁:主梁:14a号槽钢槽口水平 。次梁:6.3号槽钢槽口水平;次梁水平间距ld(m):0.80,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):0.20。 (4)卸料平台参数:主梁的悬挑长度(m):3.50,锚固长度(m):0.50;平台计算宽度(m):2.00。 (5)计算中参数取值: 截面塑性发展系数 , 钢材的抗压强度设计值, 。 3.2.3.2次梁的验算 截面特性为:面积 A=8.444cm2;转动惯量 Wx=16.123cm3;截面尺寸:b=40mm,h=63mm,t=7.5mm。 (1)荷载计算:1)脚手板的自重标准值:采用冲压木脚手板,标准值为0.10kN/m2; Q1 = 0.10× 0.80= 0.08kN/m; 2)最大的材料器具堆放荷载为8.00kN,转化为线荷载:Q2 = 8.00/ 3.50/ 2.00× 0.80= 0.91kN/m; 3)槽钢自重荷载 Q3= 0.06kN/m;静荷载设计值: q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.08+0.91+0.06) = 1.27kN;动荷载设计值 :P = 1.4× 1.00× 0.80× 2.00= 2.24kN。 (2)内力验算:内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下: 图3.3次梁弯矩图 (3)整体稳定性验算:按―钢结构‖(钟善桐主编)P178页式(5.34) ,故次梁稳定性合格。 其中, 按―钢结构‖(钟善桐主编)P178页式(5.31)计算: ,由于 大于0.6,按照下面调整: 得到 。 (4)抗弯强度验算:因次梁稳定性合格,而次梁截面未削弱( ,故弯曲强度,不予验算,合格。 3.2.3.3主梁的验算: 根据规范要求,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择 14a号槽钢槽口水平 ,其截面特性为:面积A=18.51cm2;转动惯量Wx=80.5cm3;截面尺寸,b=58mm,h=140mm,t=9.5mm。 (1)荷载验算: eq \o\ac(?,1)栏杆与挡脚手板自重标准值:采用栏杆、木脚手板挡板曜贾滴?.10kN/m;Q1 = 0.10kN/m; eq \o\ac(?,2)槽钢自重荷载 Q2=0.14kN/m ,静荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.10+0.14) = 0.29kN/m;次梁传递的集中荷载取次梁支座力 P = (1.27×2.00+2.24)/2=2.39kN。 (2)内力验算:计算简图、主梁弯矩图如下: 图3.4 主梁计算简图 图3.5 主梁弯矩图 卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计 算,由矩阵位移法,得到: ; 最大支座反力为 Rmax=8.166 kN;最大弯矩 Mmax=3.2 kN.m。 (3)整体稳定性验算:按―钢结构‖(钟善桐主编)P178页式(5.34)计算: 其中,按―钢结构‖(钟善桐主编)P178页式(5.31)计算: ,由于 大于0.6,应按照下面公式调整:得到。 (4)抗弯强度验算:按―钢结构‖(钟善桐主编)P224页式(6.4)计算: ,故主梁强度合格。 3.2.3.4 钢丝绳的内力验算: 主梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算, , 其中 RCi – 主梁的垂直支坐反力(kN); RUi -- 拉钢绳的轴力(kN); θi -- 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角; 。 3.2.3.5 钢丝绳的强度验算: 钢丝绳的轴力RU取最大值进行验算,为11.55kN;钢丝绳的容许拉力计算公式: 其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN); Fg --钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN); 计算中近似取Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm); α --钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×37钢丝绳分别取0.8; K --钢丝绳使用安全系数。 计算中[Fg]取11.548kN,α=0.82,K=8,得到:d=15mm。钢丝绳最??本侗匦氪笥?5mm才能满足要求。 3.2.3.6 钢丝绳锚固螺栓强度验算: 取钢丝拉绳的轴力最大值RU作为锚固螺栓的拉力N为:N=RU=11548.082N。 ,故强度合格。 3.3、风荷载计算: 3.3.1按―施工现场设施安全设计计算手册(谢建民 肖备编著)‖P112页式(4-1)有: 式中风载体型系数,根据―建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定(建建[2000]230)‖P6表1背靠建筑物为―敞开、框架和开洞墙‖的附墙升降脚手架安全网全封闭,故,为挡风系数,本提升架为密目安全网全封闭架,安全网的网密度为,每目孔隙面积约为: 则密目网挡风系数: 故, 3.3.1.1风压的确定 利用工程附近已建成建筑物测量当地实际风速,测量10min钟内的平均风速,并按照风速换算当地实际风压,得到以下实际风压数据: 建筑物高度(m) 实际风压(KN/平方米) 3.3 0.39 6.6 0.39 10 0.39 13.3 0.40 20 0.378 30 0.45 40 0.51 50 0.56 60 0.6075 70 0.652 80 0.693 90 0.792 100 0.765 120 0.853 140 0.913 160 0.967 180 0.9945 200 10.35 230 1.143 表1 工程风压沿高度变化表 若按照以往设计取值―风压=基本风压×风压高度系数‖建筑物高度为220m, 则重庆基本风压取值为0.35KN/?,风压高度变化系数取为2.4,风压=0.35×2.4=0.84KN/?。 根据实际风压测量结果230m处实际风压为1.143KN/? 可见实际风压要远远大于理论计算结果,为安全考虑取风压为1.143KN/?则 ××1.143=-0.91KN/? 3.3.2计算单元取值: 取一个机位两侧的架体进行计算,本工程22号机位最大跨度: 6125/2+6000/2=6062.5,架体总高度16.2m。两项相乘等于98.2?。 3.3.3、恒荷载计算: 当架体到达顶部时,风荷载最大,此时的荷载分别如下: (1)恒载标准值:脚手架自重合计(见2.4) 30000×6062.5/6000KN;。取恒载系数1.2,故 (2)施工动荷载标准值:使用工况下:施工荷载3000N/m2,两层同时施工。取动载系数1.4,故 (3)风荷载:。 3.3.4、防倾导轮计算 导轮组最不利的荷载为恒荷载、施工动荷载及风荷载对单个导轮的水平荷载: 恒载: 施工动荷载: 风荷载:提升时通过二道附墙支座传给建筑物,每道附墙支座按两个导轮计算: 其中 K—水平荷载在每个导轮之间分配不均匀系数;取1.2。 h—外架重心和导轮间的水平距离,本工程为0.35m,偏于 安全取0.4m进行计算。 H—上下导轮组间的最大距离;取楼层高3.5m 导轮承受最不利组合: 其中结构重要性数;取0.9 荷载变化系数;取0.83 恒载风项系数;取1.2 活载风项系数;取1.4 3.3.5 防倾导轮轴的校核;验算防倾导轮轴的剪切强度: 满足强度要求。 3.3.6 组合风载荷时立杆的稳定性验算: (1)风载荷产生的立杆弯矩:按―重庆市建设工程安全管理文件资料汇编(二)‖P17页式(5.3.4)计算: (2)架体自重、施工载荷标准值作用下,计算立杆段产生的轴力设计值N按―重庆市建设工程安全管理文件资料汇编(二)‖P16页式(5.3.2-2)计算: 其中:为架体自重(含配件)标准值按―重庆市建设工程安全管理文件资料汇编(二)‖P47页附录A-1取值。本工程横向水平杆长1.5m,外排步距0.9m(外排步距1.8m),纵距0.7m,附录A-1中无对应数据,故应按实际计算架体外排架单位自重。 ―重庆市建设工程安全管理文件资料汇编(二)‖P47页附录A-2取值钢管自重3.84?/m,直角扣件:13.2KN,旋转扣件:14.6KN,对接扣件:18.4KN计算,跳板按最大值计算30?/块。 取纵向水平杆、立杆16.2m长,每6m长立杆上计算扣件、钢管长度数量。 直角扣件:每个节点处1个,共12个。 对接扣件:每根6m钢管2个。 旋转扣件:按剪刀撑计算,取4个。 架体横向水平杆长度计算:每节点一根,每根长1.2m,共8根,总长9.6m。 纵向水平杆长度计算:按架体高度取16.2m。 跳板:按三步架满铺计算,每步铺5块跳板计算,总30块,平均每一根立杆37.5块(偏大取4块计算)。 为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内外立杆按一纵距(跨)内施工荷载总和的1/2取值。 其中2为两层同时施工。 3000为施工荷载标准值。 1×1.5为脚手架计算面积(脚手架宽度0.7,偏大按1.0取值)。 (4)计算立杆稳定系数: 立杆计算长度 其中按―重庆市建设工程安全管理文件资料汇编(二)‖P17页表5.3.3,本方案立杆横距0.7m,连墙杆二步三跨,取长度系数。 K为脚手架计算长度附加系数取1.155。 长细比: 其中i为钢管截面回转半径,查―施工现场设施安全设计计算手册(谢建民 肖备编著)‖P110页表4-1外径48mm 壁厚2.8mm有。 按―重庆市建设工程安全管理文件资料汇编(二)‖P50页附录C 组合风荷载时的立杆稳定性计算: 故立杆稳定性合格。 其中按―施工现场设施安全设计计算手册(谢建民 肖备编著)‖P110页表4-1外径48mm 壁厚2.8mm有 。 因稳定性合格,故立杆强度不用验算合格。 3.4特殊楼层处理 3.4.1 34层、49层架体附属建筑结构方法; 由于该工程在34层、49层整个建筑周围均有钢结构桁架,钢结构桁架无法完成正常预埋。采用特制钢梁设计附着结构(长1.6m),每个机位制作三套特制钢梁。特制钢梁尾端用四套特制螺栓(其他楼层采用2套)和楼板进行连接,特制钢梁示意图见附图。由于楼层变至6m(或5m)。特制钢梁的型钢和原架体设计型钢大小一致。只将钢梁和建筑结构连接的锚固由建筑边梁移至楼板,锚固螺栓由原来的2套增加成4套。 3.4.2、17层、34层、49层过渡时,架体承重拉杆和提升拉杆的变更方法: 当架体升至17层、34层、49层拆除原安装拉杆,改用钢丝绳(4绳)代替原承重拉杆和提升拉杆和建筑结构连接受力。 (1)、承重钢丝绳校核:钢丝绳的轴力R取最大值进行验算,为86.4kN;钢丝绳的容许拉力计算公式: 其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN); Fg --钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN); 计算中近似取Fg=0.5d2, d为钢丝绳直径(mm); α --钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×37钢丝绳取0.82; K --钢丝绳使用安全系数(按建建[2000]230号取6)。 计算中[Fg]取86.4kN,α=0.82,K=6,得到:d=17.7mm。钢丝绳 最小直径必须大于18mm才能满足要求。 3.4.3 17层、33层、49层架体承重拉杆和提升拉杆改用钢丝绳和建筑结构梁连接代替,其预埋见附图。 原有葫芦行程为6米,每个机位需增加16米钢丝绳来增长葫芦的行程,才能满足外架提升的需要。在架体上升过程中,钢丝绳磨损较大,因此当外架提升至楼层一半时,需重新更换钢丝绳,以保证安全。另外,当架体提升(17层、34层、49层)时,因楼层空间过高电动葫芦不能一次性提升到位,需用钢丝绳转换,架体承重拉杆、提升拉杆全部换成钢丝绳(附图) 、 图3.6 连接示意图 3.4.5、当外架底部提升过渡17、34、49层时 由于建筑结构顶层混凝土刚浇注完毕,土建方需及时拆除建筑结构外边梁的内外侧模(禁止拆除边梁底模),外架提升前,用现场的钢管在机位拉杆下口加顶撑顶固。 4施工关键工艺 4.1整体安装流程图: 根据现场流水作业程序,分片进行搭设。 施工现场拆除模板砼强度符合要求 ,,,,,,,安装底部支承梁,,,组装桁架,,,吊装桁架,,,吊装竖向主框架,,,安装提升梁搭设架体1.8~7.2,封底部、安全网 ,,,,,,,,,,,,,,,吊装竖向主框架,,,安装防倾装置搭设架体7.2~13.8、安全网 ,,,,,,,,,,,,安装起升设备,,,验收、投入使用 4.2整体提升工艺流程图: 施工现场拆除模板发放通知书 ,,,,,移动防倾梁并安装,,,移动提升梁并安装,,,移动起升设备拆除临时拉杆 ,,,,,,提升架体,,,安装支承梁拉杆,,,底部立面防护,,,验收、投入使用 4.3 液压升降爬架施工工艺 4.3.1 工艺流程 液压升降爬架的施工只要包括架体安装和架体升降两部分内容。 架体安装施工流程 架体升降施工流程 4.3.2施工工艺 (1) 液压升降爬架的架体安装 以往的工程经验中,是先将主框架吊至相应位置临时固定,然后在主框架间搭设底部桁架与架体板,然后才可以进行结构施工。在国汇项目中架体的安装首次采用了地面拼装与吊装相结合的方法。 本工程中,当不使用爬架的非标准层即将完工时,开始在现场地面搭设架体。底部桁架通过如图所示的节点构件(俗称―小飞机‖)将杆件用螺栓链接。主框架通过其上焊接的节点板,与底部桁架用螺栓链接。架体板与主框架、底部桁架采用扣件链接。 与以往的做法相比,地面拼装与吊装相结合的方法不占用施工工序,提高了工作效率,节约了工作时间。 (2) 液压爬架升降的施工 爬架提升前的检查与准备:由安全技术负责人对爬架提升的操作人员进行安全技术交底,明确分工,责任落实到位,并记录和签字。按分工清除架体上的活荷载、杂物与建筑的链接物、障碍物,安装液压升降装置,接通电源,空载实验,检查防坠器,准备操作工具,专用扳手、手锤、千斤顶等。 提升操作:先安装防坠器,拔下方锥销,再将底层附着支承用手动葫芦吊至顶层并固定,把泵站与油缸放置到提升操作层(可选第二层与第三层为操作层),安装油缸(液压缸活塞杆不与架体固定待调试),接好高压软管、接通电源,开动泵站(检查电机转向),扳动控制手柄进行油缸空程实验(不加载),合格后讲液压缸活塞杆与架体用锁销链接,调整升降设备并预紧,然后拔下支座承重销并松开防坠器后开始起升液压缸活塞杆提升支架,完成一次提升后在架体上安装好承重销,松开活塞杆锁销,将液压缸活塞杆降下,再次安装活塞杆锁销,重复操作至该跨架体完成升高一标准层作业后安装好承重销,在支座上部安装方锥销,将架体固定好 后卸下液压缸活塞杆,再对下一跨架体进行提升。 爬架拆除:拆除前要对操作人员进行安全技术交底,现场设 总指挥,明确各岗位的分工,协调指挥。先将架体上的杂物,垃圾、障碍物清除,然后由上至下顺序拆除横杆、立杆及斜杆,严禁上下交叉拆除。拆除主框架前用塔吊讲主框架预紧,防止支座松开时主框架下坠。根据现场场地情况,也可以采用讲架体吊至地面后进行拆除。本工程中综合采用了以上两种措施进行爬架拆除,对于角部爬架在空中拆除,其余单片爬架则吊至地面进行拆除。 4.4施工要点和注意事项 4.4.1加工制作 (1) 液压升降爬架构配件的制作,必须具有完整的设计图纸、工艺文件、产品标准和产品质量检验规则;制作单位应有完善有效的质量管理体系,确保产品质量。 (2)制作构配件的原材料及辅助材料的材质及性能应符合设计要求,并按规定对其进行验证和检验。 (3)加工构配件的工装(工装应有设计图纸)、设备及工具应满足构配件制作精度的要求,并定期进行检查。 (4)液压升降爬架构配件的加工工艺,应符合现行有关标准的相应规定,所用的螺栓连接件,严禁采用钣牙套丝或螺纹锥攻丝。 (5)液压升降爬架构配件应按照工艺要求及检验规则进行检验。对附着支承结构、防倾防坠落装置等关键部件的加工件要有可追溯性标识,加工件必须进行100%检验。构配件出厂时,应提供出厂合格证。 4.4.2安装 (1)液压升降爬架在安装前,应根据专项施工组织设计要求,配备合格人员,明确岗位职责,并对有关施工人员(施工人员必须经过专项培训)进行安全技术交底。 (2)液压升降爬架在首层组装前应设置安装平台,安装平台应有保障施工人员安全的防护设施,安装平台的水平精度和承载能力应满足架体安装的要求。 (3)液压升降爬架的安装还应符合以下规定: 1)水平梁架(用于构造分压升降爬架架体,主要承受架体竖向荷载,并将竖向荷载传递至竖向主框架和附着支承结构的水平结构)及竖向主框架在两相邻附着支承结构处的高差应不大于20mm; 2)竖向主框架和防倾导向装置的垂直偏差应超过5‰和60mm; 3)预留穿墙螺栓孔和预埋件应垂直于结构外表面,其中心误差应少于15mm; (4)液压升降爬架组装完毕,必须进行调试验收,合格后方可进行升降操作,调试与检验情况应作详细的书面记录: 1)工程结构混凝土强度应达到附着支承对其附加荷载的要求; 2)全部附着支承点的安装符合设计规定,所有的螺栓链接处进行全数检查,严禁少装附着固定链接螺栓和使用不合格螺栓; 3)各项安全保险装置全部检验合格; 4)电源、电缆及控制柜等的设置符合用电安全的有关规定; 5)升降动力设备工作正常; 6)同步及荷载控制系统的设置和试运效果符合设计要求; 7)采用扣件式脚手管搭设的架体板部分,应对扣件拧紧 质量按50%的比例进行抽查,合格率达到95%以上; 8)各种安全防护设施齐备并符合设计要求; 9)各岗位施工人员已落实; 10)附着升降脚手架施工区域应有防雷措施; 11)附着升降脚手架应设置必要的消防及照明设施; 12)同时使用的升降动力设备、同步与荷载控制系统及防坠装置等专项设备,应分别采用同一厂家、同一规格型号的产品; 13)动力设备、控制设备、防坠装置等应有防雨、防砸、防尘等措施; 14)其他需要检查的项目。 架体调试验收合格后办理投入使用的手续。 4.4.3使用 (1)液压升降爬架使用前,应根据工程结构特点、施工环境、条件及施工要求编制―附着升降脚手架专项施工组织设计‖,并应根据《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》有关要求办理使用手续,备齐相关文件资料。 (2)液压升降爬架所用各种材料、工具和设备应具有质量合格证、材质单等质量文件。使用前按相关规定对其进行检验,不合格产品严禁投 入使用。 (3)液压升降爬架在每次升级前应根据专项施工组织设计要求对施工人员进行安全技术交底。 (4)压液体升降爬架的升降操作必须遵守以下规定: 1)严格执行升降作业的程序规定和技术要求; 2)严格控制并确保架体上的荷载符合设计规定; 3)所有妨碍架体升降的障碍物必须拆除; 4)所有升降作业要求解除的约束必须拆开; 5)严禁操作人员停留在架体上,特殊情况确实需要上人的,必须采取有效安全防护措施,并由建筑安全监督机构审查后方可实施; 6)应设置安全警戒线,正在生姜的脚手架下部严禁有人进入,并设专人负责监护; 7)严格按照设计规定控制各提升点的同步性,相邻提升点间的高差不得大于30mm,整体架最大提升差不得大于80mm; 8)升降过程中应实行统一指挥、规范指令。升、降指令只能由总指挥一人下达,但当有异常情况出现时,任何人均可立即发出停止指令; 9)液压升降爬架升降到位后,必须及时按使用情况要?蠼懈阶殴潭ā,诿挥型瓿杉芴骞潭üぷ髑埃?と嗽辈坏蒙米岳敫诨蛳掳唷,窗旖桓妒褂檬中模坏猛度胧褂谩? (5)液压升降爬架升降到位架体固定后,必须通过一下检查项目: 1)附着支承和架体已按使用情况下的设计要求固定完毕;所有螺栓连接处已拧紧;各承力件预紧程度应一致; 2)碗扣和扣件接头无松动; 3)所有安全防护已齐备; 4)其他必要的检查项目。 (6)液压升降爬架的使用必须遵守其设计性能指标,不得随意扩大使用范围;架体上的施工荷载必须符合设计规定,严禁超载,严禁防止影响局部杆件安全的集中荷载,并应即使清除架体、设备及其他构配件上的建筑垃圾和杂物。 (7)液压升降爬架在使用过程中严禁进行下列作业; 1)利用架体吊运物料; 2)在架体上拉结吊装缆绳(索); 3)在架体上推车; 4)任意拆除结构件活松动连接件; 5)拆除或移动架体上的安全防护设施; 6)起吊物料碰撞或者扯动架体; 7)利用架体支顶模版; 8)使用中的物料平台与架体仍链接在一起; 9)其他影响架体安全的作业。 (8)遇五级(含五级)以上大风和大雨、大雪、浓雾和雷雨等恶劣天气时,禁止进行升降作业,并应预先对架体采取加固措施。夜间禁止进行升降作业。 (9)液压升降爬架在使用过程中,应按安装的要求规定每月进行一次全面的安全检查,不合格部位应立即改正。 (10)当液压升降爬架预计停用超过一个月时,停用前采取加固措施。 (11)当液压升降爬架听用超过一个月或遇六级以上大风后复工时,必须按升降操作规定的要求进行检查。 (12)液压升降爬架的螺栓链接件、升降动力设备、防倾装置、防坠落装置、电控设备等应少至每月维护包养一次。 4.2.4拆卸 (1)液压升降爬架的拆卸工作必须按照专项施工组织设计及安全操作规程的有关要求进行。拆除工程前应对施工人员进行安全技术交底,拆除时应有可靠的防止人员与物料坠落的措施,严禁抛扔材料。 (2)拆下的材料及设备要及时进行全面检修包养,出现以下情况之一的,必须予以报废: 1)焊接件严重变形且无法修复或严重锈蚀; 2)导轨、附着支承结构件、水平梁架杆部件、竖向主构架等构件出现严重弯曲; 3)螺纹连接件变形、磨损、锈蚀严重或螺栓损坏; 4)弹簧件变形、失效; 5)钢丝绳扭曲、打结、断股,磨损断丝严重达到报废规定; 6)其他不符合设计要求的情况。 4.4.4预控措施 选择质量控制的重点部位,重点工序和重点的质量因素作为质量控制点,进行重点控制和预控,这是进行质量控制的有效方法。本工程中,施工技术负责人结合《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》和现场实际情况,选择以下几个方面进行重 点预控。 加工和安装 导轨与导向架上预留孔位置的偏差以及附着支承安装的偏差,都可能导致在爬架提升过程中出现承重销无法插入,或使得架体倾斜。因此在导轨、导向架制作和附着支承安装时需严格控制。此外在提升过程中应采用起升高度大于导轨上预留孔中距的液压缸活塞杆,并依据实际情况旋高或旋低活塞杆锁销,可以有效解决承重销无法插入的事故。另外利用单缸分别升降动作进行调整,可以使架体不出现倾斜。 封闭性 为了提升安全,架体与结构件、两单元架体间都留有一定间隙,成为防护的薄弱环节,因此,爬架施工必须考虑间隙处的防护。在架体一侧和内侧分别安装翻板,当爬架提升到位后,必须立即放下翻板,并绑紧安全网,保证爬架的封闭性。 主要受力构件 爬架自重通过支座对预埋螺栓产生向上的拉力,爬架提升时导轨与导向轮的摩擦力通过支座对预埋螺栓产生向上的拉力,都可能将预埋螺栓从楼板中拔起,发生事故。楼板浇筑混凝土前在预埋螺栓底座上绑扎钢筋,加强对螺栓的约束,或采用穿墙支座都可以有效防止此类事故的发生。 平面布置 平面布置中,主要考虑施工电梯与塔吊附着臂对爬架施工的影响。施工电梯处可采用落地和悬挑脚手架,并与爬架共同形成外架围护。对于塔吊附着臂,主要是计算设计塔吊附着臂的竖向间距和爬架高度满足式(4.1)的要求,以确保在正常情况下,塔吊附着臂对爬架的提升不造成影响。若出现塔吊自由高度无法实现等非正常情况,进而导致塔吊附着臂影响爬架提升,可将爬架提前提升适当高度,并通过地锚与结构拉结,保证爬架悬臂高度不大于6m和2/5架体高度。 s+h+h0?H (4.1) 式中,s—; h—爬架高度; h0—吊物操作高度; H—塔吊自由端高度。 (5)拆模的影响 当上层施工与下层拆模时间不协调时,爬架提升只能保证上层的施工安全而无法兼顾下层拆模的安全。此时,施工人员应当分析拆模速度慢的原因,尽量在拆模速度上解决问题。例如在混凝土中添加早强剂,或者对混凝土加强养护。如仍无法协调时,必须在拆模层安装临时悬挑脚手架以保证拆模安全。也可以在架体高度设计时,充分考虑拆模时间的因素,使假体高度满足拆模要求。 4.5安全管理 4.5.1存在问题和不足 在高层建筑大量建设的情况下,由于附着升降脚手架具有适应高层建筑施工要求的突出特点和经济效益,因为出现了全国普及应用之势。但是,尚处于发展和完善之中的各种类型的附着升级脚手架,在设计和使用的安全保证性方面,还存在着许多不容忽视和急需解决的问题。 没有附着升降脚手架的设计标准。 虽然建设部出台了《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》,但因其不是行业标准与国家标准,对扶着升降脚手架的设计约束力不足,因而在设计上各行其是,普遍存在着设计条件考虑不足、荷载取值偏小、计算方法和模型不符合实际情况,以及使用工况无严格限定等问题,使设计的安全度不够。架体的升降,特别是在下降时,一旦出现不同步情况时,步履慢的架段就会呈现―一担多‖的极危险的受力状态,而引发事故。 激烈的市场竞争使附着升降脚手架的安全度还在降低。 市场竞争的核心是价格的竞争。建筑市场本身竞争激烈,且利润不高,施工企业在各个施工环节追求低成本,直接导致扶着升降脚手架专业承包市场费用一再降低,同时为适应市场竞争的需要,附着升降脚手架也逐步应用到外形不规则的项目,技术要求和施工管理难度更高,一些附着升降脚手架的专业承包单位出于占领市场的需要,迎合施工单位压价的要求,进一步降低了安全系数,致使附着附着升降脚手架的安全隐患明显增加。 (3)技术管理和作业管理的不规范 由于建筑外形的不统一性,使 附着升降脚手架的主要构件做到完全工厂化几乎不可能,其质量也就具有不明确性,加之现场组装质量和使用工况对其安全性的影响至关重要,因此严格控制施工现场管理与作业管理对其安全十分必要。 4.5.2管理工作内容 对附着升降脚手架施工安全管理工作主要包括: 无论采取何种承包形式,都必须纳入施工总承包管理中,实行严格的管理,不得―以包代管‖,并承担施工总承包的管理责任和法人责任。 严格执行管理的各项规定,主动接受建设管理部门的监督检查并认真整改。 建立和健全附着升降脚手架施工安全保证体系,依据施工准备阶段和施工阶段各环节的关键控制点,进行严格、深入、细致的管理,并做好施工记录。 大力推进标准化管理,形成作业指导书,不断提高标准化管理水平。 4.5.3关键控制点 液压升降爬架安全管理关键控制点如表5.1所示。 表4.1 液压升降爬架安全管理关键控制点 序号 状态 关键控制点 1 安装阶段 附着构造混凝土强度 预留洞或预埋件位置偏差检测及处理措施 施工组织和指挥 安全措施 构件质量 控制设备和升降试验 防坠装置试验 检查验收 2 升降作业阶段 架体上荷载检查 施工组织和指挥 安全措施 上附着点处混凝土强度 提升设备和升降控制系统的检查 附着支承检查 提升设备的同步性控制 升降完毕后的固定质量 3 使用阶段 架体上施工荷载控制 附着支承连接和架体构造链接检查 安全防护设施检查 防坠装置检查 恶劣天气到来前的处置措施 封闭的严密性 4 拆除阶段 施工组织和只会 安全措施 存放和运出措施 4.6小结 施工及使用是对爬架设计的验证,同时也是爬架技术推广的最终母的。本章介绍了液压升降爬架的施工工艺、操作要点及注意事项,包括加工制作、安装、使用、拆卸等各个工序,通过在国汇项目中爬架技术应用中遇到的现场十级情况,凭借施工经验,提出五项预控措施,以期达到满足结构施工要求、消除安全隐患的目的。 5 结论 课题通过国汇工程项目,充分利用现有资源,改进和完善按实际风压计算设计的附着式脚手架的安装拆卸技术,取得了良好的经济社会效益,提高了附着式脚手架的工作性能和安全性能,为本工程的顺利高效完工做出了巨大的贡献,同时也对其它工程也具有很大的借鉴指导作用。达到了课题设定的目标。 ? 超限高层建筑大吨位内爬塔吊安拆施工工艺 1课题背景 随着社会的发展,科技的进步,办公条件的优化,高档写字楼已逐渐成为城市的主流。这类建筑一般高度很高,在施工时对垂直运输设备的要求较高,280m高度以内的用内爬塔吊和高速施工电梯相结合的方法解决垂直运输;高度超过280m或有大型钢结构构件吊装要求的超高层都用动臂塔吊和高速施工电梯相结合的方法解决施工过程的垂直运输问题。在超高层建筑结构施工中,塔吊是工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。 本施工技术将现有的附着式塔机在施工现场通过配设一套爬升机构,使之具有自爬升功能,塔身只需30米高的安装高度,随着施工进展,塔机利用已施工完成的建筑结构作支撑,利用该套爬升机构随已施工结构往上自爬升,可满足整个工程施工高度(250米以上)的垂直运输要求,工程完工(不需使用塔机)后,利用现场加工的扒杆等辅助设备将塔机高空解体后运至地面指点地定,保证进度及安全,减少资源投入。 为了减少塔机标准节等构配件的使用量,降低固定成本,确保实现工程预期工期目标要求,超高层结构施工阶段可同步穿插 塔楼外装修工程;施工技术塔机高度(30米)以上的塔机标准节和附墙件的成本(含标准节和附墙件的购入、运输、安装、拆除、维护、管理等)95%以上可节省,本技术对现场的适应性较强。 因超高层和超限高层建筑设计的个性丰富多变和各地区大型机械租赁市场的资源局限性,对于外购大型机械将会增大设备的购置成本,给企业和社会造成资源浪费,采取附着式塔机自爬升施工技术将有效解决类似技术难题。 该项技术的合理应用在保证原塔机的安全性的同时,科学合理的有效降低成本造价,提高企业市场竞争力。 随着社会经济的发展,城市建设的日新月异,大量超高层和超限高层建筑的出现,大型机械租赁市场已无法满足需要,超限高层建筑大吨位内爬塔吊安拆施工工艺通过本工程实践证明,在重庆等内地建筑领域具有越来越广阔前景。 2研究目标 针对国内同类型建筑多采用外附着塔机施工带来的种种弊端,将现有的附着式塔机在施工现场通过加工配设一套爬升机构,使之具有自爬升功能,通过该技术应用使塔身初始安装高度控制在30米内,利用核心筒剪力墙结构作支撑,利用爬升机构随主体结构施工自爬升,满足200米以上结构工程施工的垂直运输,结构工程完成设置扒杆等辅助设备高空解体拆除,从而节省了大量资源投入,且保证工程进度及安全,主要进行以下两个方面施工工艺研究: (1)内爬式塔吊安装关键工艺 (2)内爬塔吊的安装、在屋面拆卸、解体、吊运至地面的拆卸工艺。 3内爬式塔机的选择 根据国会项目的结构特点,我们通过市场调研从经济和使用效率等多方面进行分析,决定选用QTZ315型内爬式塔式起重机,此塔机是国家―九五‖重点科技攻关项目,采用变频调速技术,满足最新国际国内各种设计安全标准,是一种上回转、水平臂自升塔式起重机。标准节采用胎具组焊和切削加工,互换性好;起重臂变截面,自重轻,风阻小;起升机构采用变频调速技术,可获得理想的起升速度及荷重的慢就位;回转机构,牵引机构采用变频无级调速技术;电控系统采用国际通用型式,低压电器采用进口电器元件,积木式组合,卡轨式安装,各种安全监视装置齐全,备有力矩、重量、幅度、高度显示功能,同时也有报警、自锁等功能。 3.1塔机的主要参数 塔机型号:QTZ315,最大起重力矩:315t.m,起重量2.5,16t, 起重臂长45,70m,平衡臂长16,20m,自由高度:60m,最大起重高度:280m,塔身标准节尺寸2000×2000×3000mm (重2100kg),基础节尺寸2000×2000×4000mm(重3800kg),内爬基础节尺寸2000×2000×3000mm(重3250kg),爬升架尺寸2615×2615×6960mm(重5780kg),回转塔身尺寸1590×1590×2200mm(重2500kg)。 3.2 内爬液压系统主要参数: 顶升速度:V=0.42m/min,工作流量:Q=15L/min,顶升行程:H=1820mm,顶升力:W=1300kN。 4.内爬塔式起重机的安装工艺 内爬塔式起重机安装在塔楼核芯筒中心位置,以后每层在浇筑楼面时预留洞口3000×3000mm,初始安装时在地下室钢筋混凝土底板上采用固定式基础安装(初始安装高度为55米),在地下室底板浇筑完毕后利用汽车吊进行安装。 4.1 安装工艺要点 4.1.1 塔机基础制作 根据说明书要求预先在钢筋混凝土底板中预埋16M39塔机底脚螺栓,并校正抄平,然后浇筑-3层地下室底板混凝土并留有混凝土试块送检试压。当混凝土达到规定强度后把塔机基础节吊装到地下室底板混凝土基础上用16M39螺母锁紧,并同时注意校正基础节的水平。 4.1.2 标准节的安装。 先将一节标准节通过汽车吊安装在基础节上,然后依此共安装六节标准节并用16M39的高强螺栓连接起来,拧紧力矩为3100N.m。 4.1.3 爬升架的安装。 在地面上将液压泵组装在爬升架 上,将爬升架吊起来,套在已装好的塔身上,注意装有油缸的一方要对应塔身有踏步的一方。 4.1.4 回转部分的安装。 在地面把平台、司机室、回转塔身安装在上支座上,使之成为一个整体,用汽车吊吊起回转部分与已装好的塔身连接。吊装前必须试运行回转机构,回转大齿轮的紧固螺栓必须达到规定的预紧力矩值,吊装时应保证其垂直,系一根导向引绳,确保其安全就位。 4.1.5 塔帽的安装。 把已安装好梯子和平台的塔顶吊起,用Ф80销?嵊牖刈砹雍谩,沧扒氨匦虢渖系钠教ā?隼腹潭煽俊? 4.1.6 平衡臂的安装。 根据施工要求本工程选用15m长的平衡臂。将在地面上组装好的15m长的平衡臂吊装在回转塔身上,并用Ф80销轴联接起来,然后用手动葫芦拉住平衡臂拉杆使之与塔帽相联,然后用2Ф60的销轴销上。 4.1.7 吊装前二块平衡重, 3800kg/块。 4.1.8 起重臂的安装。 本工程选用45m长的起重臂能满足施工要求,将在地面上组装好的带有二根拉杆的45m长的起重臂连同机构、变幅小车吊至上回转机构连接耳板位置并Ф80销轴销定。用汽车吊配合吊起起重臂,利用手拉葫芦拉起起重臂拉杆,使之逐渐拉向塔顶,使起重臂拉杆与塔顶联板相连接,并用销轴固定好。 4.1.9 平衡重的吊装 从前向后依次吊装平衡重:3800kg、3800kg、3800kg、3800kg、3150 kg共计五块。 4.1.10 电气系统的安装和调试。 按说明书要求进行电气系统的安装并调试正常。 4.1.11 塔机的检查与试运转。 当吊装完毕,应对各部件及部件的连接处进行一次全面的检查,看是否连接正确可靠,并检查各处钢丝绳是否处于正常工作状态;接着进行电气系统的检查,最后检查整机的安装正确与否进行试运转: a.先对起升机构进行试车,将吊钩上下运行三次 b.对小车变幅机构进行试车,让小车前后运行三次 c.对回转机构进行试车,让回转部分左右旋转三次,一次转一圈。 试车完毕后,看各部的情况是否正确,如一切正常则进行下一步工作。 4.1.12 塔身标准节的安装。 将起重臂旋转至塔身引入的方向,回转制动,锁住起重臂,拆开上标准件螺丝并放好。操纵手柄,开动液压泵站,使顶升油缸横梁两端销轴搁在塔身的踏步槽内并慢慢顶升爬升架。将爬升架用16个M30螺栓与下支座连接好。调整好爬升架上16个导轮与塔身主弦杆之间的间隙,一般以2,5mm为宜。吊起一节塔节,并将小车开到引进框架的上方,再将四个引进滚轮分别安装到塔身节下方的四个角上,将塔身节落到引进框架的轨道上。调整小车位置,使爬升架以上部分的重心落在顶升油缸的位置上,然后松开下支座与塔身的连接螺栓,实际操作中,观察爬升架上的四个滚轮基本上与塔身标准节不接触,同时下支座定位销不偏离塔身节弦杆销孔,即为理想位置。操作液压泵站手柄,使油缸动作,将塔机下支座以上部分顶起,当油缸活塞杆伸出,爬升架从初始位置向上爬升1.60m时,油泵停止工作,摆动爬升架下方的两个爬爪,使其正好搁在塔身的踏步上;然后,油缸活塞杆全部缩回,重新使顶升横梁顶在塔身的踏步上,再次将活塞杆伸出使下支座以上部分顶起1.60m。此时,下支座与塔身之间恰好能有一个标准节的空间,推进引进梁轨道上的标准节对准塔身中心位置,并用12个M39螺栓将该标准节与塔身连接,螺栓拧紧用专用扳手,卸下引进滚轮,即完成一节塔身节的加节工作,若需加几节塔身,重复上述程序继续进行,同时下支座与塔身连接的每一个角上至少用一个螺栓连接好后,方能进行下一个塔身节的加节工作(注:顶升时塔身臂架严禁处于塔身对角线方向)。 当加节完毕后,调整油缸的伸缩长度,将下支座落到塔身上并用螺栓连接好(此时注意:爬升架爬爪不能搁在塔身踏步上),将爬升 架落到地面或最低位置,以减轻上部自重和迎风面积。 4.1.13 塔机内爬顶升 a.内爬式塔机共设三道爬升加强框架,从下至上分别为承重加强框架、抗扭加强框架和过渡加强框架,相邻加强框架的间距9,12m,三道加强框架均搁置在钢梁上,与钢梁间通过螺栓连接,而钢梁则搁置在核芯筒电梯井混凝土梁上,并通过螺栓连接来保证钢梁与建筑物结构有可靠的连接。加强框架均为可拆形式,以保证循环使用和功能转换。承重加强框架主要用于承受塔机在各种工况下产生的垂直向下的作用力,抗扭加强框架主要用于承受塔机在各种工况下产生的的扭矩和弯矩,并作为爬升过程中的爬升轨道,并最终作为抗扭加强架使用。正常工作状态下塔机只使用承重加强框架和抗扭加强框架以稳固塔身,爬升前还需安装第三道加强框架作为过渡加强框架,以保证塔机爬升轨迹的可靠性。爬升高度为承重加强框架与抗扭加强框架的间距。 b.根据说明书的要求将设计制作好的两根钢梁各用16个螺栓固定锁紧于建筑物的核芯筒混凝土梁上,然后将加强框架安装固定于钢梁上,并调好导轮与塔身之间的间隙。 c.将吊臂固定垂直于爬升横梁方向,调整小车幅度,使塔机的重心通过顶升油缸。 d. 将液压系统及内爬撑杆装置于中框架上,然后将顶升横梁慢慢地顶在塔身踏步下叉口,这时松去第五节与第六节内爬基础节的连接螺栓,然后操纵液压系统,将塔身顶起1.6m左右,将爬升框架上两内爬撑杆支压塔身踏步上(以防塔吊坠落),收回油缸,将顶升横梁撑在下一对踏步上,操纵油缸向上顶升1.6m左右,然后再用撑杆撑住另一对踏步,这样周而复始。 e当内爬基础节的四个伸臂超出内爬框架平面时,拉出四个伸臂然后收回活塞杆,让塔吊基础节的四个伸臂座落在内爬框架上。 f 利用内爬塔机的吊重和塔机的自身旋转调整好塔机的垂直度并同时调整内爬框架上的顶杆,使顶杆与塔身弦杆接触来调整塔身垂直度,要求在3/1000之内,在最上一个内爬框架平面靠塔身内安装撑杆并顶紧。 g 如需连续爬高,在完成e程序后,在建筑物上再安装一个内爬框架,然后重复d和e过程。 4.2 塔机的使用与安全技术措施 1 安装队伍必须有垂直运输设备拆装的资格,安装人员经过培训并持证上岗,在安装时必须戴好安全帽和安全带等防护用品,严格遵守操作规程;塔机司机、指挥人员必须持证上岗,严守安全技术操作规程和―十不吊‖等。 2 安装作业区域和四周布置二道警戒线,安全防护左右各20m,挂起警示牌,严禁任何人进入作业区域或在四周围观,现场安全员全权负责安装区域的安全监护工作,安装时要严格按起重臂长度安装平衡重。 3 塔机的一般工作气温为-20,40?,工作风速不大于6级,顶升加节工况时必须在风力小于4级时进行,如在顶升加节风速突然加大必须停止作业并将塔身紧固。 4 及时收听气象预报,如突遇四级以上大风及大雨时应停止作业,并作好应急预防措施。 5 安装作业必须按规定程序进行,专人指挥,电源、液压系统专人操纵,齿轮泵在最大压力时不准持续3分钟。 6 利用汽车吊吊装各部件时必须选择好适当的吊点和吊具。 7 塔身标准节连接用高强螺栓,在进行连接时,要特别注意作业者的人身安全,如因螺栓连接时拧紧力矩较大需2人配合时,配合者应用手掌平托工具以免受到伤害。 . 8 在顶升过程中,当下支座与塔身的连接螺栓松开时回转部分应紧紧刹住,严禁回转及其它作业。 9 塔机液压顶升时,要注意观察踏步、横梁爬爪的外表焊缝连接处有无脱焊、裂缝,若发现有,应立即停机整修后再进行顶升作业。 10 内爬升结束后,应对下部结构的爬升预留孔洞进行安全防护,防止人员坠落。 11 塔机安装后必须对整机钢机构、各机构部位的正确安装进行检查, 对起升、变幅、回转、行走机构进行检查、调整,各工作机构运转平稳、准确、无异响,制动灵敏可靠。对力矩限制器、超高限位、变幅限位、回转限位、最大起重量限制器等安全保护装置进行检查和调整,各安全保护装置必须安全准确、灵敏可靠;以及对电气系统进行全面检查和进行荷载试验等。 12 塔机安装加节后必须经安全、技术等部门联合验收合格填写验收表签字后方可投入使用。 13 塔机在使用过程中按规定进行维护保养。保养分日常保养、一级保养和二级保养,日常保养在班前班后进行;一级保养每工作1000小时进行一次;二级保养每工作3000小时进行一次。 14 塔机使用要有完整的记录:包括安全技术交底、运转记录、交接班记录、维修保养记录、事故记录、检查记录等这些记录都应作为塔机的技术档案,归档保存。 15 每年对塔机进行年度检审。 5塔吊的拆卸 5.1拆卸施工方案的确定 5.1.1拆卸的难点 此次内爬塔机拆卸方法的特点是拆卸高度大,楼顶面积小,部件尺寸重量大(最重一块达5.7吨)。由于塔楼立面梯级差大,四周情况复杂,同时有多项工程交叉作业,给选择塔吊拆卸落地的方向带来相当大的困难。在整个高吊拆除施工过程中,还要确保对周边道路管线,建筑物等几方面的安全。这也是有整个高吊拆除施工阶段工作的重点部分。虽然高吊拆除施工技术已日趋成熟,如何精心组织高吊拆除及顺利圆满地完成工作,仍是我们工作的重点。 5.1.2拆卸方案的确定 5.1.2.1拆卸机具 为能满足该大型塔机的拆除需要,项目已订购一台WQ2010桅杆吊,桅杆吊各部件的重量为:起重臂1862kg,中央竖架1800kg,转台及底座4200kg,变幅滑轮组系统800kg,变幅卷扬机2000kg,其性能参数如下: 图5.1 桅杆吊技术参数 其中央竖架高17.64m,起重臂杆长21.32m,结构形式如下图所示: 图5.2桅杆吊结构形式 5.1.2.2桅杆吊安装位置 桅杆吊位置安在G-4轴线交点,桅杆吊中央竖架底座中心至内爬塔机塔身中心13.2m距建筑物外边缘13.14m,。大桅杆吊有两件刚性撑杆,底部分别安装在屋面B、C支座上,顶部铰接在中央竖架顶端的旋转体上。根据计算分对桅杆吊在楼顶的固定进行了加固。 图5.3屋顶塔吊布置图 图5.4 桅杆吊支座加固措施 5.2拆卸前组织工作 1)由机械总负责人负责拆卸过程中的组织、实施和协调工作。 2)由安全技术负责人负责拆卸前的安全技术交底及拆卸过程中的跟踪检查、监督(包括预埋件检查),拆卸过程的测试及资料的搜集整理。 3)工地安全员按照工地安全规定,协助拆卸过程的安全监督,并负责协调工地上的安全作业。 4)安装拆卸班长在总负责人和技术负责人的领导下,具体组织作业人员按安全规程和说明书的要求进行拆卸作业,并注意过程检查、协调指挥。 5)机长在班长的指挥下,进行构件组装及把杆的操作。 6)电工( 人),负责拆卸过程的电气安装、调试等。 7)指挥员:负责吊装拆卸的指挥工作。 5.3拆卸过程 5.3.1拆卸顺序 拆卸顺序:工作准备----降塔----吊除配重至余一块----拆起重臂----拆平衡臂----拆塔帽----拆过度节和驾驶室----拆上下顶盘----拆标准节和顶升装置----其他杂件 5.3.2主要拆卸过程 5.3.2.1拆除配重 将后臂旋转至4轴方向.用桅杆吊将配重吊起往楼顶放,拆至只剩一块。 图5.5配重拆除时塔吊布置图 5.3.2.2拆除起重臂 当卸完相应的配重后就将塔机起重臂旋转至4 轴方向然后拆卸拉索组了。 采用5t卷扬机配40t三轮滑车走7倍绳吊起前臂,让拉索略有松弛,再用5t葫芦拉住拉索组,再敲下拉索联接销轴卸下拉索组,并解散,然后缓松卷扬机使起重臂中端放置在楼顶边缘框架梁上(这时起重臂重心在楼面内)并用钢丝绳将起重臂下弦锁在框架梁上防止起重臂往外滑,再用桅杆吊吊住起重臂根部,敲下根部销轴然后把起重臂吊放在楼顶,利用卷扬机将起重臂往平衡臂方向拉.最后解体起重臂。 图5.6起重臂拆除时塔吊布置图 5.3.2.3拆除平衡臂 拆除完起重臂后将平衡臂旋转至4轴方向,先吊走余下的一块配重,然后把起升机构吊下来并将平衡臂上的其他配件全部吊下来,最后将起重臂吊下来并解体。 图5.7平衡臂拆除时塔吊布置图 5.4 WQ2010桅杆吊的拆除 当内爬塔机拆除完毕后在楼顶安装一台小型桅杆吊来拆除WQ2010桅杆吊 图 5.8小型桅杆布置图 1)桅杆起重机主要性能参数 工作仰角 80? 5? 工作幅度 1.5 m 13 m 最大起重量 4 t 4 t 2)WQ2010桅杆吊的拆除步骤: 起重臂-----钢性硬撑-----中央竖架----后臂----上下顶盘----基础节----其他配件 6结论 QTZ315型内爬式塔式起重机在重庆国际会展中心酒店工程中的应用取得了良好的效果: 1、该项技术应用解决普通附着式塔吊应用于超高层建筑的垂直运输问题,充分克服局部地区资源贫乏、工程机械不足的现象。 2、该技术应用与大型内爬式塔吊相比,完全符合使用要求,在确保塔吊安全工作性能的同时满足工程建设的需要。通过技术应用效果验证,塔机额定吊重、工作幅度、工作控制系统等到方面发挥附着式塔机95%性能。 3、该技术在塔机的高空自解体拆除时,最大限度地利用塔机的机构特性,如卷扬机工作系统、大臂的支撑作用、塔帽的滑轮联动、小车的安全平台利用等,近240米的高空完成自解体拆除塔臂、配重拆除,具有操作方便、节省成本。 4、该技术与目前国内外的同类技术相比较、具有就地取材,降低工程成本,操作简便,安全适用、降低施工难度、缩短工期的特点。, 4课题成果 待补充 Chart4 Chart4 A1 A2 A3-1 A3-2 A3-3 A3-4 A4 A5 A6 时间 温度 Sheet1 20.3 39.3 52.8 58.2 58.8 61.2 56.3 60.9 55.7 53.1 1 19.1 45.3 55.1 63.2 67.2 64.2 54.9 55.6 53.7 49 1 18.1 40.5 51.3 62.3 66.2 65.3 53.8 56.5 54.8 50.4 1 21.4 40.1 47.1 60.6 65.4 69.8 63.7 61.3 58.7 59.1 1 10 19.3 36.3 44.3 55.3 60.7 67.1 58.2 58.2 56.6 53.3 1 10 14.8 51.7 51.1 57.1 56.1 55.3 49.8 55.8 51.3 51.1 1 10 25.5 46.5 55.5 65.4 68.2 71.2 64.9 58.1 53.9 50.2 1 10 19.1 46.2 57.1 64.2 68.3 64.3 62.3 60.6 52 51.1 1 10 20.6 44.3 58.3 60.8 64.8 65.1 60.5 59.1 52 49.2 56.1 1 10 3 3 Sheet1 A1 A2 A3-1 A3-2 A3-3 A3-4 A4 A5 A6 时间 温度 Sheet2 A1 A2 A3-1 A3-2 A3-3 A3-4 A4 A5 A6 时间 温度 Sheet3
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