CN111945891B - 一种环桁架高空原位散拼施工方法 - Google Patents
一种环桁架高空原位散拼施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种环桁架高空原位散拼施工方法,属于建筑桁架安装的技术领域,其包括以下步骤:环桁架整体设计→劲性结构吊装→混凝土剪力墙施工→环桁架支架安装→环桁架下弦杆吊装→环桁架内框架吊装→环桁架腹杆吊装→环桁架上弦杆吊装→屋面刚架吊装→环桁架整体卸载、支架拆除。本申请通过将环桁架根据下弦杆、腹杆和上弦杆的特点分成多段,并利用支架作为临时支撑,将环桁架构件吊装到待安装位置后进行原位拼装,解决了地势复杂地区环桁架安装困难的问题,取得了良好的经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本申请涉及建筑桁架安装的领域,尤其是涉及一种环桁架高空原位散拼施工方法。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步,为满足外观设计及使用功能的需要,环形桁架被普遍应用于公共建筑中。
现有的圆环桁架安装多采用滑移或者整体提升的施工方式,如为迎接2022年奥运会新建的国家速滑馆环桁架施工中就采用了南北分区直接吊装和东西分区滑移安装的方式。滑移施工主要是通过平移设备将环形桁架的各个桁架块移动到环形轨道的指定位置,接着通过起重机将这些桁架块吊起安装到支座上并进行拼装,这种环形桁架的安装方法需要动用大型滑移设备进行环形桁架各桁架块的平移工作,并且需要比较开阔的平坦区域。整体提升的方式需要在地面进行分片组装,对地形要求也较高,并且需要大吨位吊机。
但是在一些地形特殊地区,尤其是在山区,地势不平坦,无法使用诸如“地面拼装、整体提升”、“平台拼装、累积滑移”、“使用大吨位吊机地面拼装、分片吊装”等常规、常见的安装方法,环桁架安装存在难度。
发明内容
为了解决地形不平坦地区大跨度环形桁架安装困难的问题,本申请提供一种环桁架高空原位散拼施工方法。
本申请提供的一种环桁架高空原位散拼施工方法采用如下的技术方案。
一种环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、根据施工区域特点,对环桁架进行整体设计,将施工区域分为劲性结构区域和大跨度悬空结构区域,劲性结构区域和大跨度悬空区域围成完整的环状;将内环桁架和外环桁架按照下弦杆、腹杆和上弦杆进行分段处理;
S2、劲性结构吊装,劲性结构包括劲性柱和劲性梁,先将劲性柱吊装到位后,在内外相对的劲性柱之间吊装劲性梁并将劲性梁固定到劲性柱上;之后在劲性结构上方完成进行结构区域环桁架的安装;
S3、混凝土剪力墙施工,在大跨度悬空结构区域沿环桁架的周向间隔浇筑混凝土剪力墙,对待安装的环桁架形成底部支撑;
S4、环桁架支架安装,在大跨度悬空区域内剪力墙之间安装若干临时支架,支架高度根据地势的变化确定,并在支架顶部固定安装支撑下弦杆的胎架;
S5、环桁架下弦杆吊装,下弦杆采用两点平吊,并且下弦杆底部至少有两处抵在支架顶部的胎架或者剪力墙上;下弦杆长度方向的两端均设置有焊接接口,相邻的下弦杆对接后采用焊接的方式连接;在内外环桁架相对的下弦杆之间安装有分别与相对下弦杆固定连接的钢梁;
内外环桁架下弦杆以及相对的下弦杆之间的钢梁形成环桁架的下弦面并对上部钢结构进行支撑;
S6、环桁架内框架吊装,在下弦面的钢梁上方吊装内框架的钢柱和钢梁并将内框架和下弦面的钢梁连接;
S7、环桁架腹杆吊装,腹杆在地面拼装完成后起吊,腹杆对接点与下弦杆顶面上的牛腿相对应后连接;
S8、环桁架上弦杆吊装,上弦杆的吊装方式与下弦杆的吊装方式相同,上弦杆的牛腿设置在底面上并与腹杆的对接点相对,将上弦杆吊装到待安装位置后,连接上弦杆牛腿和腹杆对接点;上弦杆的对接方式同样采用焊接;
S9、屋面刚架吊装,屋面刚架安装在相对的上弦杆之间并采用焊接的方式与上弦杆固定,屋面刚架位于内框架上方的部分利用内框架的钢柱支撑;
S10、重复步骤S5-S9,直至大跨度区域环桁架和劲性结构区域环桁架形成完整的环状;
S11、环桁架整体卸载,临时支架拆除。。
通过采用上述技术方案,在一些特殊地形区域不能采用常规的环桁架施工方法时,将环桁架整体分成多个部分,并根据下弦杆、腹杆、上弦杆的特点将其分成多段,施工时,采用“先低后高、先内后外”的原则逐段安装下弦杆、腹杆、上弦杆以及相应的配套构件,完成一部分的环桁架安装后再进行下部分的安装,直到整个环桁架合龙,从而有效解决了地形不平坦地区环桁架安装困难的问题,并且能够保证安装的稳定性,具有良好的经济效益和环境效益。
优选的,下弦杆、腹杆和上弦杆均为箱型构件。
通过采用上述技术方案,将环桁架的主构件均设置成箱型,在提升环桁架整体美感的同时便于构件之间的连接。
优选的,下弦杆对接时,采用多点同时对接焊接,每个焊缝分多道逐步完成,在下弦杆侧面开盖板,由焊工进入箱体内部或将手伸入箱体内部焊接,焊接完毕3条焊缝后,再将盖板盖回,并将盖板焊接。
通过采用上述技术方案,有效保证了下弦杆对接处的焊接质量,避免产生焊接变形,加强了连接强度。
优选的,在S5中,内外环桁架的下弦杆相对的面上设置有与钢梁连接的连接件,钢梁与连接件先螺栓连接,在完成S10,整个环桁架合龙完成后,将钢梁与连接件焊接。
通过采用上述技术方案,为避免内外环桁架下弦杆之间的钢梁自重恒荷载、施工活荷载将弯矩、扭矩传递给环桁架下弦杆,影响环桁架合龙,同时避免钢梁与下弦杆焊接时出现的焊接变形影响环桁架下弦杆安装精度,因此内外环桁架下弦杆之间的钢梁与下弦杆先栓不焊,等内外环桁架合龙后再行焊接。
优选的,在S3中,剪力墙浇筑完成后,在剪力墙顶安装球铰支座,球铰支座与下弦杆的位置相对,球铰支座顶部设置限位片对下弦杆进行限制。
通过采用上述技术方案,球铰支座对下弦杆进行支撑的同时能够利用限位片避免下弦杆发生晃动。
优选的,在S11中,环桁架整体卸载后,将下弦杆与球铰支座焊接。
通过采用上述技术方案,降低在进行高空原位散拼施工时对下弦杆结构受力的影响,保证结构卸载过程中应力、应变同步;在卸载完成后将球铰支座焊接,使得球铰支座参与结构受力。
优选的,在S7中,腹杆底部与下弦杆连接后初步固定,在腹杆中部节点和内框架之间设置临时可调节连系梁。
通过采用上述技术方案,由于腹杆高度较大,安装过程中侧向稳定性极差,侧向稳定性仅靠底部对接夹板无法保证,且无法进行腹杆垂直度的调节,因此利用可调节连系梁既能对腹杆进行临时拉结稳固,又能对其进行校正、微调。
优选的,在S2中,劲性柱在吊装前固定好爬梯。
通过采用上述技术方案,方便工作人员上下进行拼装作业。
优选的,在S4中,支架包括四根主管、连接主管的横向连系杆和斜腹杆,施工时先进行主管的安装,之后进行连系杆和斜腹杆与主管的焊接。
通过采用上述技术方案,由于支架的长度需要根据现场地形实测确定,现场制作的方式更能够满足工程的需要,逐步接高的方式也减轻了吊装重量,并且能够使得支架制作完成后的高度更接近施工要求高度。
优选的,支架安装完成后使用吊车配重进行预压,预压时需进行地基沉降观测,并做好观测记录。
通过采用上述技术方案,由于施工过程中地基会发生一定程度的沉降从而对工程质量造成一定影响,因此对支架进行预压能够消除地基沉降对其影响,从而保证工程质量。
本申请包括以下有益技术效果:
本申请的环桁架高空原位散拼施工方法有效解决了特殊地形区环桁架安装困难的问题;安装效率高,使用塔吊进行高空散拼,其吊装效率明显高于大吨位吊车吊装效率;安全稳定性高,加强钢结构在安装过程中的稳定性,解决了桁架侧向稳定性差的难题,保证了施工过程中结构安全;本申请使用塔吊进行高空原位散拼,避免使用大吨位吊车,也就避免了吊车在复杂山地吊装施工时易倾覆的问题;安装成本低,本申请使用的临时支架钢管可以循环使用,节约了成本,同时综合对比“大吨位吊机地面拼装、分片吊装”的吊装方案,塔吊租赁费更是大大低于大吨位吊车租赁费,设备租赁费至少节约50%左右成本;节材环保,本申请使用塔吊作为主要吊装设备,避免投入多台大吨位吊机施工,也就避免了对于山地施工时吊车行走路线的平整及硬化,减少了建筑垃圾的产生,保护了环境及原山地生态,同时避免了多台大吊车施工时的尾气排放,最大限度保证了施工时空气不受污染。
附图说明
图1是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的流程图;
图2是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的环桁架支架位置分布图;
图3是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的剪力墙分布图;
图4是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的劲性柱示意图;
图5是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的劲性柱吊装示意图;
图6是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的支架结构示意图;
图7是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的下弦杆吊装示意图;
图8是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的对接结构示意图;
图9是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的腹杆吊装示意图;
图10是本申请的环桁架高空原位散拼施工方法的腹杆与内框之间的连系梁的结构示意图;
附图标记说明:1、劲性柱;2、支架;3、胎架;4、剪力墙;5、下弦杆;51、牛腿;6、腹杆;7、连系梁;8、内框架。
具体实施方式
以下结合附图1-10和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种环桁架高空原位散拼施工方法。参照图1,环桁架高空原位散拼施工方法包括以下步骤:
S1、环桁架施工设计
依据地形地势和钢结构环桁架的特点对整个施工区域进行分区,分为劲性结构区域和大跨度悬空结构区域,劲性结构区域和大跨度悬空区域围成完整的环状。
布置3台平臂式塔吊作为主要起重吊装设备,并使平臂式塔吊的工作范围覆盖整个施工区域。施工时,先进行劲性结构区域桁架安装,使整个环桁架结构形成一定的基础,之后进行大跨度悬空结构区域的桁架安装,最后将劲性结构区域的桁架与大跨度悬空区域桁架对接从而拼装成环形桁架。
使用计算机软件,根据塔吊臂长及起重性能,将环形桁架按照下弦杆5、腹杆6、上弦杆进行分段处理。后期拼装时,上下弦杆分段对接点、腹杆6与上下弦杆对接点均采用全熔透一级焊缝。
安装时,采用“先低后高、先内后外”的安装原则,即先进行内环桁架下弦杆的安装,最后进行外环桁架上弦杆的安装。
参照图2、图3,对大跨度悬空区域,根据下弦杆5分段位置,确定若干处支架2安装位置以及剪力墙4浇筑位置。
S2、劲性结构吊装
劲性结构包括劲性柱1和劲性梁。劲性结构均采用外包内灌混凝土施工方法制成。
参照图4、图5,劲性柱1采取1点起吊,吊耳设置在柱顶。起吊前在劲性柱1上固定好爬梯,方便后期施工人员上下进行构件间的焊接等作业。
劲性梁采取2点起吊,吊耳设置在距离端部为1/4梁长的位置。
安装时,将劲性柱1吊装到位后与预埋地脚固定,之后吊装劲性梁并在劲性梁吊装到位后与劲性柱1连接固定,形成劲性结构区域桁架的底部支撑。
在劲性结构上部完成劲性结构区域桁架的安装。
S3、混凝土剪力墙施工、球铰支座安装
参照图3,在大跨度悬空区域浇筑混凝土剪力墙4。剪力墙4沿环桁架的周向间隔设置。剪力墙4顶部安装弹性球铰支座,球铰支座用于对大跨度悬空区域桁架的支撑。球铰支座的位置与下弦杆5的位置相对。
进行球铰支座安装时,在剪力墙4顶部预留螺栓孔,并在剪力墙4顶部与球铰支座之间浇筑垫石混凝土。垫石混凝土中预留与剪力墙4预留螺栓孔相对的孔洞,孔洞的直径不小于螺栓孔的直径。垫石混凝土中设4层网状钢筋,布筋范围须大于支座底钢板平面尺寸。网状钢筋采用φ12mm钢筋,网格为100×100 mm,间距为60~80 mm。预留孔洞处的网状钢筋断开,在孔边增设相同直径的补强钢筋。
球铰支座安装前,对剪力墙4和垫石混凝土结构预留洞位置、洞顶洞底标高、中心线复测,复测无误后,将球铰支座底部锚栓放入剪力墙4和垫石混凝土结构的预留洞内并再次测量校正,校正无误后用环氧砂浆或者高强砂浆对预留洞进行灌注,采用重力灌浆法进行灌浆施工。
球铰支座顶部设置限位片对下弦杆5进行限制,避免在吊装下弦杆5后下弦杆5发生转动。
S4、大跨度悬空区域环桁架支架安装
参照图2、图6,支架2采用边长2米的格构式支撑结构,主管为四根P609×16钢管,节段间以法兰盘、安装螺栓连接,主管之间横向连系杆为22#工字钢,斜腹杆为16#槽钢,连系杆与斜腹杆均与主管焊接。
支架2顶部设X型胎架3,胎架为H型钢,截面为H400×400×25×35,胎架3下翼缘与支架2主管接触的部位均满焊,最小焊脚为12 mm。为进一步加强胎架3的强度,在胎架3的上翼和下翼之间焊接有20 mm后加劲肋版。
由于地形地势的影响,支架2底部标高存在差异,因此需要根据现场需要制作满足相应高度要求的支架2。工地施工前,根据现场实测数据,得出各支架2的高度。
支架2采用独立基础固定。基础采用1000 mm厚毛石混凝土作为基层,并在基层上浇筑C25混凝土层,混凝土层设置双向φ12mm@150钢筋网。基础内预埋好锚栓。
施工时,先对基础进行复测,使用底部螺母调好四个主管的底标高,之后在基础上先进行主管的安装,确保预埋的锚栓穿过主管底部的法兰盘(图中未体现),之后拧紧法兰盘上方和下方的双螺母。主管垂直度偏差应小于H/1000,且不大于10 mm。
主管接长时,应尽可能按照主管的长度、模数并使用活络端接长,使支架2最终制作完成后高度接近要求高度。
根据现场实测数据完成连系杆和斜腹杆的加工,进行连系杆和斜腹杆与主管的焊接。
连系杆和斜腹杆与主管焊接时,贴角焊缝的厚度、焊脚宽、余高应满足规范要求,型钢翼缘板、腹板均应双面与主管焊接,最小焊脚尺寸应为6 mm。使用CO2气保焊保证焊接质量。
支架2制作安装完成后,需对其进行预压以消除地基沉降,尤其是高填土区域。使用吊车配重进行预压,预压时需进行地基沉降观测,并做好观测记录。每个支架2预压重量为120吨,预压时间为10天。
S5、环桁架下弦杆吊装
按照“先内后外”的原则,先安装内环桁架下弦杆5,之后安装外桁架下弦杆5,最后安装内外桁架下弦杆5之间的钢梁。
S51、下弦杆吊装
参照图7、图8,下弦杆5均为带弧度的箱形构件,吊装采用焊接吊耳的方法进行吊装,吊耳待吊装就位完成后割除。
下弦杆5吊装采用两点平吊,制作时找准构件重心,并根据重心位置设置吊耳,在弧线切线位置设置第三根吊绳,绑上倒链以便起吊后调平。在构件两端绑上溜绳,以便牵引就位,吊装就位时,严防与已安装结构碰撞。
下弦杆5吊装的位置从与劲性结构区域的连接处开始,也可以自大跨度悬空区域的其他位置开始。下弦杆5的长度与相邻的支架2之间的距离匹配从而使支架2上的胎架3能够对下弦杆5的两端形成支撑。
在剪力墙4处,下弦杆5抵在剪力墙4顶部的球铰支座上。
胎架3与下弦杆5的箱体之间设置有可调节支撑装置,如调节千斤顶等,用于后期卸载。
内外环桁架对应的下弦杆5吊装就位后,及时吊装下弦杆5之间的钢梁。内外环桁架的下弦杆5相对的侧面上分别设置有相向伸出并能够方便与钢梁连接的连接件。钢梁与下弦杆5的连接件之间先螺栓连接,后期整体环桁架合龙后再焊接。
S52、下弦杆的对接
下弦杆5的对接点在支架2顶部胎架3的上方。下弦杆5长度方向的两端均设置有焊接接口。接口焊缝采用多点同时对接焊接,每个焊缝分多道逐步完成,避免集中施焊,尽量减小焊接变形。
下弦杆5对接均为全融透一级焊缝,为有效保证焊接质量,避免仰焊,可于下弦杆5侧面钢板开盖板,由焊工进入箱体内部或将手伸入箱体内部焊接,焊接完毕3条焊缝后,再将盖板盖回,焊接完毕。
内环桁架下弦杆2、外环桁架下弦杆2以及相对的下弦杆2之间的钢梁形成环桁架的下弦面并对上部钢结构进行支撑。
S6、环桁架内框架吊装
内框架钢柱、钢梁分别吊装后分别在下弦面的钢梁上方进行校正、焊接,并与钢梁连接。
S7、环桁架腹杆吊装
参照图9、图10,腹杆6为X型箱型杆件,包括一主杆件和两次杆件,腹杆6在地面拼装完成后备用。
腹杆6吊装采取卧拼。拼装底架使用HW300X300型钢,腹杆6在拼装时,需保证杆件对接点两侧都有底架支顶,确保腹杆6在无应力状态下拼装。
拼装时,管口对好调好组对间隙,后拧紧安装螺栓固定好双夹板,在管壁外围焊接码板,管口暂不焊接以便于吊装就位后调整。杆件对接焊使用单面坡口带钢衬垫背面不清根。
腹杆6采用2点起吊,吊装前在杆件上绑好爬梯,方便工作人员上下。
当腹杆6吊到下弦杆5就位上方200 mm时,应停机稳定,对准下弦杆5的牛腿51后,缓慢下落,下落中应避免磕碰,当腹杆6的两处下管口与下弦杆5的牛腿51接触后应停止下落,检查腹杆6箱形四边中心线与牛腿51十字轴线对准情况,如有不符应立即调整,经调整腹杆6的就位偏差在3 mm以内后,再下落腹杆6,使之落实,拧紧底部两管口与牛腿51管口对接8处双夹板安装螺栓,然后使用千斤顶对腹杆吊装单元进行初步校正,同时安装临时连系梁7进行进一步校正。
腹杆6高度达10米以上,由于其为高大的平面结构,安装过程中侧向稳定性极差,侧向稳定性仅靠底部对接夹板无法保证,且无法进行X型腹杆6垂直度的调节。在腹杆6中部节点位置和内框架8钢梁之间设置临时可调节连系梁7,在安装过程中既能对腹杆6单元进行临时拉结稳固,又能对其进行校正、微调。
调节时,腹杆6垂直度控制在H/250,且不大于15 mm;腹杆6顶部管口四角坐标精度控制在3 mm范围内;且同时借助底部2个管口处千斤顶进行微调,接口错位偏差控制在2 mm以内。调校完毕后,即可进行底部对接管口的焊接。焊接采取CO2气保焊,单面45°坡口加衬板。
S8、上弦杆吊装
上弦杆同样为箱型构件。上弦杆的吊装方式与下弦杆5的吊装方式相同,采用焊接吊耳的方法进行吊装,吊耳待吊装就位完成后割除。
上弦杆的对接方式与下弦杆5的对接方式相同。
上弦杆的牛腿51设置在底部并与腹杆6的上管口相对,上弦杆与腹杆6对接后先螺栓连接再焊接。
S9、屋面刚架吊装
屋面刚架在地面拼装后采用整体吊装的方式进行安装。屋面刚架位于相对的上弦杆之间并与上弦杆焊接,部分区域利用内框架的钢柱支撑。
S10、重复步骤S5-S9,直至大跨度悬空区域环桁架与劲性结构区域环桁架合龙。
S11、下弦面钢梁焊接
环桁架合龙后,对相对的下弦杆6之间的钢梁与下弦杆6的连接件进行焊接,保证下弦杆6与钢梁之间的连接强度。
S12、环桁架整体卸载、球铰支座焊接
以控制结构体系平稳安全转换为目标,可采取“同步等距分级卸载”的方法对环桁架进行卸载并拆除临时支架2。
在进行环桁架的高空原位散拼时,球铰支座处于非最终受力状态。为尽可能降低施工对结构受力的影响,保证结构卸荷后应力、应变同步,在施工过程中,环桁架下弦面与球铰支座接触不焊,仅做限位处理。
球铰支座在环桁架卸载完毕后,结构呈最终受力状态时,球铰支座顶板与上部环桁架下弦面采用焊接方式连接,焊脚为25 mm,将支座与下弦面焊死,此时再打开球铰支座固定螺栓,使得球铰支座参与结构受力。
本施工方法已在重庆某山地工程中得到了成功引用。经综合分析,本施工方法具有明显的经济效益和环境效益。
1、节省吊机租赁费
本施工方法使用3台塔吊,每月塔吊租赁费为80万元,绝对工期按6个月共计480万元;如使用履带吊,需投入2台500吨履带吊、2台350吨履带吊以及4台100吨履带吊,绝对工期按6个月考虑,履带吊租赁费及进出场费如下表:
序号 | 履带吊型号 | 月租赁费(万元) | 进出场费(万元) | 备注 |
1 | 500吨 | 55 | 25 | 月租赁费不包括油费 |
2 | 350吨 | 30 | 15 | 月租赁费不包括油费 |
3 | 100吨 | 10 | 8 | 月租赁费不包括油费 |
履带吊费用共计(2×55+2×30+4×10)×6+(2×25+2×15+4×8)=1372万元;吊机租赁费节省:1372万元-480万元=892万元。
2、节省场地硬化混凝土材料费
环山硬化路面长度约500米,路面宽按20米,硬化厚度按0.2米,则节省硬化路面混凝土材料费共计2000立方×450元/立方=900000元=90万元。
3、环境效益
使用本施工方法,可避免进行环山吊车行走吊装场地硬化,保护了原山形地貌的生态环境,避免了路面硬化破碎后更多的建筑垃圾产生;此方法使用塔吊作为主要吊装设备,避免投入多台大吨位吊机施工,也就避免了多台大吊车施工时的尾气排放,最大限度保证了施工时空气不受污染。
本申请的环桁架高空原位散拼施工方法,按照由下到上的顺序,先拼装、焊接下弦面(下弦面包括内、外环桁架下弦杆以及下弦杆之间的钢梁),再拼装、吊装内环桁架腹杆、外环桁架腹杆,部分焊接,留出可调节杆件;最后再吊装、焊接上弦杆。为避免内、外环桁架下弦杆之间的钢梁自重恒荷载、施工活荷载将弯矩、扭矩传递给环桁架下弦杆,影响环桁架合龙,同时避免钢梁与下弦杆焊接时出现的焊接变形影响环桁架下弦杆安装精度,故内、外环桁架下弦杆之间的层钢梁与下弦杆先栓不焊,等内、外环桁架合龙后再行焊接。
本申请的环桁架高空原位散拼施工方法将大跨度悬空区域桁架的下弦杆、腹杆和上弦杆均分段吊装,并在原位进行拼装,解决了山区等施工场地内无法利用滑移的施工方式安装环桁架的难题。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、根据施工区域特点,对环桁架进行整体设计,将施工区域分为劲性结构区域和大跨度悬空结构区域,劲性结构区域和大跨度悬空区域围成完整的环状;将内环桁架和外环桁架按照下弦杆(5)、腹杆(6)和上弦杆进行分段处理;
S2、劲性结构吊装,劲性结构包括劲性柱(1)和劲性梁,所述劲性结构为外包内灌混凝土结构,先将劲性柱(1)吊装到位后,在内外相对的劲性柱(1)之间吊装劲性梁并将劲性梁固定到劲性柱(1)上;之后在劲性结构上方进行结构区域环桁架的安装;
S3、混凝土剪力墙施工,在大跨度悬空结构区域沿环桁架的周向间隔浇筑混凝土剪力墙(4),对待安装的环桁架形成底部支撑;
S4、环桁架支架安装,在大跨度悬空区域内剪力墙(4)之间安装若干临时支架(2),支架(2)高度根据地势的变化确定,并在支架(2)顶部固定安装支撑下弦杆(5)的胎架(3);
S5、环桁架下弦杆吊装,按照“先内后外”的原则进行下弦杆(5)的安装,下弦杆(5)采用两点平吊,并且下弦杆(5)底部至少有两处抵在支架(2)顶部的胎架(3)或者剪力墙(4)上;下弦杆(5)为箱型构件,下弦杆(5)长度方向的两端均设置有焊接接口,相邻的下弦杆(5)对接后采用焊接的方式连接;在内外环桁架相对的下弦杆(5)之间安装有分别与相对下弦杆(5)固定连接的钢梁;
内外环桁架下弦杆(5)以及相对的下弦杆(5)之间的钢梁形成环桁架的下弦面并对上部钢结构进行支撑;
S6、环桁架内框架吊装,在下弦面的钢梁上方吊装内框架的钢柱和钢梁并将内框架和下弦面的钢梁连接;
S7、环桁架腹杆吊装,X型箱型腹杆(6)在地面拼装完成后起吊,腹杆(6)对接点与下弦杆(5)顶面上的牛腿(51)相对应后连接;
S8、环桁架上弦杆吊装,上弦杆的吊装方式与下弦杆(5)的吊装方式相同,上弦杆为箱型,上弦杆的牛腿(51)设置在底面上并与腹杆(6)的对接点相对,将上弦杆吊装到待安装位置后,连接上弦杆牛腿(51)和腹杆(6)对接点;上弦杆的对接方式同样采用焊接;
S9、屋面刚架吊装,屋面刚架安装在相对的上弦杆之间并采用焊接的方式与上弦杆固定,屋面刚架位于内框架上方的部分利用内框架的钢柱支撑;
S10、重复步骤S5-S9,直至大跨度区域环桁架和劲性结构区域环桁架形成完整的环状;
S11、环桁架整体卸载,临时支架拆除。
2.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:下弦杆(5)对接时,采用多点同时对接焊接,每个焊缝分多道逐步完成,在下弦杆(5)侧面开盖板,由焊工进入箱体内部或将手伸入箱体内部焊接,焊接完毕3条焊缝后,再将盖板盖回,并将盖板焊接。
3.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:在S5中,内外环桁架的下弦杆(5)相对的面上设置有与钢梁连接的连接件,钢梁与连接件先螺栓连接,在完成S10,整个环桁架合龙完成后,将钢梁与连接件焊接。
4.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:在S3中,剪力墙(4)浇筑完成后,在剪力墙(4)顶安装球铰支座,球铰支座与下弦杆(5)的位置相对,球铰支座顶部设置限位片对下弦杆(5)进行限制;剪力墙(4)顶部预留螺栓孔,剪力墙(4)顶部与球铰支座之间浇筑垫石混凝土,垫石混凝土中预留直径不小于螺栓孔的孔洞;垫石混凝土中设四层网状钢筋,布筋范围大于球铰支座底板尺寸,钢筋间距为60~80mm,孔洞处增设补强钢筋;安装时将球铰支座底部锚栓插入垫石混凝土的孔洞和剪力墙(4)的螺栓孔,测量校正后灌浆封堵垫石混凝土孔洞以及剪力墙(4)螺栓孔。
5.根据权利要求4所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:在S11中,环桁架整体卸载后,将下弦杆(5)与球铰支座焊接。
6.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:在S7中,腹杆(6)底部与下弦杆(5)连接后初步固定,在腹杆(6)中部节点和内框架之间设置临时可调节连系梁(7)。
7.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:在S2中,劲性柱(1)在吊装前固定好爬梯,劲性柱采用1点起吊,吊耳设置在柱顶,劲性梁采用2点起吊,吊耳设置在距离端部1/4梁长位置。
8.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:在S4中,支架(2)为边长2m的格构式支撑结构,支架(2)包括四根主管、连接主管的横向连系杆和斜腹杆,施工时先进行主管的安装,之后进行连系杆和斜腹杆与主管的焊接;胎架为X型,胎架与箱体之间设置有可调节支撑装置。
9.根据权利要求1所述的环桁架高空原位散拼施工方法,其特征在于:支架(2)安装完成后使用吊车配重进行预压,预压时需进行地基沉降观测,并做好观测记录;每个支架(2)预压重量为120吨,预压时间为10天。
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