屋蓋鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館施工方案設(shè)計(jì)

陸華杰(馬鋼鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司　安徽馬鞍山　243000)

屋蓋鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館施工方案設(shè)計(jì)

陸華杰(馬鋼鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司安徽馬鞍山243000)

摘要：通過(guò)對(duì)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館施工過(guò)程分析，并借助計(jì)算程序MIDAS/GEN進(jìn)行驗(yàn)算分析，解決施工過(guò)程中的難點(diǎn)，可供類似的工程參考。

關(guān)鍵詞：屋蓋；鋼結(jié)構(gòu)；主拱；吊裝

1工程概況

屋蓋鋼結(jié)構(gòu)為拱支撐空間管桁架+實(shí)腹式工字鋼梁結(jié)構(gòu)受力體系(如圖1所示)，主結(jié)構(gòu)包括2個(gè)主桁架拱、若干榀鋼架(由平面桁架、實(shí)腹式工字鋼梁及折線型鋼架柱)組成。桁架拱支撐于下部混凝土核心筒頂，鋼桁架及實(shí)腹式工字鋼梁鉸接支撐于下部柱頂。

2屋蓋鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館施工難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

2.1 難點(diǎn)：結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，連接形式多樣，安裝難度大

應(yīng)對(duì)措施：1、技術(shù)準(zhǔn)備提前，根據(jù)本工程的特點(diǎn)，編制詳細(xì)的鋼結(jié)構(gòu)施工專項(xiàng)方案，對(duì)施工中結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的各種受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析，做好充分的施工措施準(zhǔn)備，并在施工時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)；2、選擇適合本工程的吊裝機(jī)械。3、選派大批經(jīng)驗(yàn)豐富、作風(fēng)頑強(qiáng)的施工隊(duì)伍。

2.2難點(diǎn)：構(gòu)件截面大，整段運(yùn)輸困難，現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大

應(yīng)對(duì)措施：為加快啟動(dòng)時(shí)間，提前落實(shí)措施材料及拼裝胎架制作，構(gòu)件散件運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)后即能進(jìn)行拼裝；提前進(jìn)行支撐胎架的制作，土建工作面一旦出來(lái)就馬上進(jìn)行支撐胎架搭設(shè)；工廠預(yù)拼裝，散件配套運(yùn)輸；組織足夠的熟練焊工，保證現(xiàn)場(chǎng)拼裝進(jìn)度，確保在鋼結(jié)構(gòu)吊裝前安裝完畢。結(jié)構(gòu)拼裝、安裝有序組織，合理搭接，科學(xué)縮短安裝工期，嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量，投入足夠的作業(yè)人員及機(jī)械設(shè)備，確保按期完成鋼結(jié)構(gòu)安裝任務(wù)。

2.3難點(diǎn)：施工條件受限，土建需配合施工

應(yīng)對(duì)措施：吊機(jī)行走路線上的土建結(jié)構(gòu)整體預(yù)留，盡量減少土建預(yù)留量，以保證措施量最小，安全系數(shù)最高，結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量能夠得到較好的控制。

3鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

3.1鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)首先組織專人詳細(xì)閱圖，并編制《施工圖深化設(shè)計(jì)作業(yè)書(shū)》，對(duì)圖紙范圍、圖面表達(dá)、構(gòu)件編號(hào)等進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定。

3.2設(shè)立專職負(fù)責(zé)人，強(qiáng)化與設(shè)計(jì)院、現(xiàn)場(chǎng)安裝的聯(lián)系和溝通，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，確保詳圖的設(shè)計(jì)完全貫徹原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路和意圖，并且可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)安裝的需要，將增設(shè)安裝作業(yè)所需的一些臨時(shí)裝置繪制在工作圖上。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖有疑問(wèn)，應(yīng)立即與設(shè)計(jì)院聯(lián)系，經(jīng)過(guò)協(xié)商達(dá)成一致后，方可進(jìn)行修改。

3.3針對(duì)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的情況，采取計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行該項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)采用芬蘭的Xsteel、英國(guó)的Strucad鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件深化設(shè)計(jì)，用Autocad、天正建筑繪圖軟件進(jìn)行二維平面圖繪制和三維實(shí)體制作。

3.4鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)初步完成后，由專審工程師進(jìn)行審核，審核后設(shè)計(jì)人員進(jìn)行確認(rèn)或修改圖紙，然后二次出圖，再由專審工程師進(jìn)行審核或修改，最后將通過(guò)審核的圖紙繪制出圖，經(jīng)設(shè)計(jì)單位審查批準(zhǔn)后方可投入使用。

4 構(gòu)件加工制作思路

4.1提前備料，鎖定資源

由于現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大，工程前期準(zhǔn)備及加工時(shí)間較緊，所以，一旦中標(biāo)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢鰝淞锨鍐?，提前鎖定材料供應(yīng)資源，以及特殊材料和特殊構(gòu)件的生產(chǎn)產(chǎn)家，提前備料。

4.2按期出圖，埋件搶先

按照招標(biāo)文件要求完成施工詳圖設(shè)計(jì)與審核工作，為構(gòu)件加工做好準(zhǔn)備，尤其是預(yù)埋件的設(shè)計(jì)圖紙必須搶先完成，以便預(yù)埋件能滿足土建安裝需要，土建單位能按期交給鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)上場(chǎng)。

4.3分段制作，工廠預(yù)拼

屋蓋鋼結(jié)構(gòu)平面桁架為三角形平面桁架，長(zhǎng)寬都非常大，采用分段出廠，最大分段長(zhǎng)度控制在16m以內(nèi)，控制焊接過(guò)程中的構(gòu)件變形。

桁架拱的單邊長(zhǎng)度一般均超過(guò)4 m，不利于運(yùn)輸，采用“散件出廠，現(xiàn)場(chǎng)拼裝”的方式。

桁架拱中間的工字鋼梁散件出廠。

鋼架與混凝土連接處的工字鋼柱散件出廠。

為保證構(gòu)件制作質(zhì)量，構(gòu)件在出廠前進(jìn)行工廠預(yù)拼。

4.4 配套供應(yīng)，滿足安裝

運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件必須配套供應(yīng)，滿足現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)吊裝，避免造成窩工。

5安裝過(guò)程

5.1現(xiàn)場(chǎng)拼裝

現(xiàn)場(chǎng)拼裝主要為主拱管桁架的散件拼裝，現(xiàn)場(chǎng)拼裝以路基箱為操作平臺(tái)，路基箱上架設(shè)拼裝胎架。

5.1.1胎具的布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定桁架拼裝焊接平臺(tái)采用路基箱、H型鋼以及千斤頂共同搭設(shè)而成。

5.1.2拼裝準(zhǔn)備

(1)在構(gòu)件拼裝前，均需對(duì)所有胎架的支撐點(diǎn)位置、標(biāo)高以及胎架垂直度進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)合格后方可進(jìn)行地面拼裝。(2)構(gòu)件堆場(chǎng)盡量靠近地面拼裝場(chǎng)地，以減少構(gòu)件的運(yùn)輸，方便吊裝。(3)現(xiàn)場(chǎng)施工人員須照施工圖紙和構(gòu)件編號(hào)，對(duì)到場(chǎng)的構(gòu)件進(jìn)行對(duì)號(hào)，對(duì)已對(duì)號(hào)完畢的構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)記和記錄。

5.1.3拼裝方法

(1)胎架復(fù)測(cè)；(2)構(gòu)件倒運(yùn)至拼裝位置；(3)上胎，抄平；(4)對(duì)口焊接、整體復(fù)測(cè)；(5)焊縫探傷；(6)油漆填補(bǔ)；(7)脫架吊裝。

5.1.4拼裝流程

拼裝流程：桁架拱上弦及一側(cè)下弦搭設(shè)→桁架拱上弦及一側(cè)下弦焊接

弦桿間腹桿焊接→桁架拱另一側(cè)下弦桿搭設(shè)→弦桿間腹桿焊接

5.2結(jié)構(gòu)吊裝

5.2.1屋蓋鋼結(jié)構(gòu)吊裝內(nèi)容：鋼支座、鋼架柱、桁架拱、鋼架平面桁架、鋼架工字鋼梁(如圖1)。

5.2.2主拱管桁架吊裝單元?jiǎng)澐?/p>

吊裝前將主拱管桁架劃分為5到6段，分段吊裝。

5.2.3結(jié)構(gòu)吊裝圖解

屋蓋主體結(jié)構(gòu)安裝順序：主拱管桁架 工字鋼架 鋼架柱 平面桁架。根據(jù)每個(gè)安裝構(gòu)件的重量和吊裝距離確定使用的吊裝機(jī)械，這里不做詳細(xì)介紹。

5.2.4結(jié)構(gòu)安裝驗(yàn)算

用以往屋蓋工程為例介紹驗(yàn)算過(guò)程，第三段管桁架重31.9t，平面工字鋼桁架：上、下弦桿為工字鋼，截面H300X300X8X12，腹桿為圓管?133X5。采用空間程序MIDAS/GEN進(jìn)行驗(yàn)算。

利用空間程序MIDAS/GEN進(jìn)行驗(yàn)算可得：管桁架吊裝過(guò)程最大位移：0.8 mm；最大軸力：82KN；最大應(yīng)力：6 N/mm2。

利用空間程序MIDAS/GEN進(jìn)行驗(yàn)算可得：工字鋼桁架吊裝過(guò)程最大位移：0.9 mm；最大軸力：45.8KN；最大應(yīng)力值21 N/mm2。

結(jié)論：在吊裝過(guò)程中，桁架拱平面桁架的最大變形為0.9 mm，最大應(yīng)力值為21 N/mm2，變形及應(yīng)力值都很小。

滿足吊裝要求！

參 考 文 獻(xiàn)

[1]GB50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]

[2]GB50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3]GB50755-2012 鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S]

[4]JGJ7-2010 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]

[5]尹思明，劉旭，等.某體育館多次預(yù)應(yīng)力鋼網(wǎng)殼屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[J].工業(yè)建筑，1998,28(7)：16-19

Scheme of Steel Roof Structure of Gymnasium Installation

LU Hua-Jie

Abstract：Through the analysis of the steel roof structure of gymnasium installation process, and the calculation program of MIDAS/GEN are designed and analyzed, to solve the difficulties in the process of construction, which can be a reference for the similar engineering.

Key words：roof；steel structure；the main arch；hoisting

作者簡(jiǎn)介：陳華杰(1971-)，男，馬鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，工程師。

收稿日期：2015-03-02

中圖分類號(hào)：TF758.11：TU721.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-9994(2015)02-0033-03