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        鋼結(jié)構(gòu)卸載施工技術(shù)

        2018-04-26 02:22:14劉飛宇
        科學(xué)與技術(shù) 2018年10期

        劉飛宇

        摘要:本文通過對該體育館28組支撐架根據(jù)力學(xué)計算合理布置、待主體施工完畢后,采用千斤頂卸載,卸載過程中使用方法、關(guān)鍵點的監(jiān)測,達(dá)到了預(yù)期效果。

        關(guān)鍵詞:卸載重難點;支撐點布置;卸載順序;監(jiān)控要點

        引言

        該項目體育場設(shè)計采用平面管桁架懸臂結(jié)構(gòu),南北向281.29m,東西向257.55m。罩棚結(jié)構(gòu)中心線最高點標(biāo)高50m,最大懸挑長度38m,懸挑桁架根部高度為6m,端部為3m。徑向主桁架通過68組倒三角錐斜桿組成的內(nèi)支座支撐于下部混凝土框架柱頂,并向墻面延伸在15.4m標(biāo)高支撐于框架柱側(cè)牛腿之上。

        本文將結(jié)合該項目的實踐工作經(jīng)驗,就探討關(guān)于體育場館鋼結(jié)構(gòu)支撐架卸載施工技術(shù)要點分析這一問題展開具體的闡述。

        1、該項目卸載要點及重難點

        1.1 卸載總重量大:本工程卸載鋼結(jié)構(gòu)總重量約 6300 噸。

        1.2卸載分析技術(shù)要求高:卸載分析要考慮不同步卸載影響因素;

        1.3 卸載工藝復(fù)雜:臨時支撐多,支撐處的沉降位移大小不同,每個支撐點需要根據(jù)計算的理論沉降值合理分配卸載次數(shù)及相應(yīng)卸載量,并控制同步性。

        1.4 高空作業(yè)難度大:全部操作均為高空作業(yè),高度約 50m。

        1.5 卸載位移精度要求高:對鋼結(jié)構(gòu)同步分級卸載,同步精度必須控制在±10mm 以內(nèi)。

        2、臨時支撐布置點位及支撐架

        (1)外環(huán)支撐架體根據(jù)每榀徑向桁架分段處布置12組臨時支撐架,可循環(huán)使用(1~68軸);

        (2)內(nèi)環(huán)支撐架布置在1軸、4軸、7軸、10軸、11軸、14軸、17軸、18軸、21軸、24軸、25軸、28軸、31軸、34軸、35軸、38軸、41軸、44軸、45軸、48軸、51軸、52軸、55軸、58軸、59軸、62軸、65軸、68軸,共計28組臨時支撐架體,設(shè)置在徑向桁架與環(huán)向四邊形桁架交匯處,固定使用。

        (3)外環(huán)支撐架體與內(nèi)環(huán)支撐架體間距為21米;

        (4)經(jīng)過設(shè)計驗算,滿足結(jié)構(gòu)安全要求;

        (5)內(nèi)環(huán)固定支撐架體布置在混凝土梁上或混凝土柱上;

        支撐架示意圖(見上圖)

        固定支撐架對角主受力鋼管采用□160×8,另外兩根鋼管立柱采用□a120×5;頂部平臺梁采用型鋼H400×200×12×12;外環(huán)循環(huán)使用支撐架立桿□120×80×6,上部平臺梁HM 294×200×8×12,材質(zhì)均為Q345B;具體尺寸詳見附圖一

        支撐架爬梯:每個支撐架設(shè)置垂直爬梯,與支撐架連接方式為螺栓卡箍式連接,方便安裝、拆卸

        支撐架休息平臺:每隔10米設(shè)置休息平臺一道,與支撐架連接方式為螺栓卡箍式連接,方便安裝、拆卸。

        連接螺栓:M20普通螺栓連接

        b.結(jié)構(gòu)架體安裝和結(jié)構(gòu)未形成穩(wěn)定單元前,支撐胎架需攬風(fēng)固定,防止傾覆;

        3、卸載順序

        臨時支撐架的內(nèi)環(huán)28組支撐架待整體鋼結(jié)構(gòu)施工合攏、焊接、屋面二次結(jié)構(gòu)施工完成后即可進(jìn)行卸載拆除。根據(jù)計算得知支撐架最大支撐力為348.5KN,卸載采用50噸千斤頂即可滿足。首先直接卸載拆除內(nèi)環(huán)支撐架外側(cè)的支撐點。將支撐力全部轉(zhuǎn)換至內(nèi)環(huán)支撐架的內(nèi)側(cè)支撐點上。然后進(jìn)行內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)支撐點的卸載,用4臺50噸千斤頂由東西兩側(cè)的受力最大點開始分別向兩側(cè)卸載,將結(jié)構(gòu)頂至剛脫離支撐點后,抽取支撐點的一塊10mm厚鋼板,然后卸載千斤頂頂力,將結(jié)構(gòu)下落10mm。按順序進(jìn)行卸載,直至整體卸載結(jié)構(gòu)下?lián)?0mm。重復(fù)以上????步驟(即下劃線部分步驟),直至將結(jié)構(gòu)完全卸載,需重復(fù)五次方可完成卸載。第一階段:第一步:卸載4軸、65軸、31軸、38軸四個支撐點10mm;

        第二步:卸載7軸、62軸、28軸、41軸四個支撐點10mm;

        第三步:卸載14軸、55軸、21軸、48軸四個支撐點10mm;

        第四步:卸載1軸、68軸、34軸、35軸四個支撐點10mm;

        第五步:卸載10軸、59軸、25軸、44軸四個支撐點10mm;

        第六步:卸載11軸、58軸、24軸、45軸四個支撐點10mm;

        第七步:卸載17軸、52軸、18軸、51軸四個支撐點10mm,完成第一階段整體卸載

        第二階段~第五階段:重復(fù)第一階段工作,直至結(jié)構(gòu)整體卸載完成。

        應(yīng)力分析

        完全卸載?構(gòu)件截面組合應(yīng)力分布圖(MPa)

        主結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大應(yīng)力為47.4MPa,(正號為拉應(yīng)力,負(fù)號為壓應(yīng)力)。由分析結(jié)果可見此階段構(gòu)件應(yīng)力較小。

        4、卸載施工過程檢測

        4.1 監(jiān)測內(nèi)容及方法

        本工程施工過程中要對各控制點的位移進(jìn)行監(jiān)測。本工程的監(jiān)測包括三部分。見表:

        4.2 卸載階段結(jié)構(gòu)應(yīng)變和位移監(jiān)測

        卸載階段結(jié)構(gòu)應(yīng)變和位移監(jiān)測是由業(yè)主委托專業(yè)單位進(jìn)行監(jiān)測,目的是保證主體結(jié)構(gòu)的安全。

        其內(nèi)容包括:

        (1)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測:選擇包括局部應(yīng)力較大的構(gòu)件,樹形支撐桿件等。

        (2)位移監(jiān)測:體育場懸挑內(nèi)環(huán)、L型徑向桁架拐角處環(huán)形桿件。

        5、卸載過程各種不利情況的預(yù)防措施

        5.1 保證胎架支撐安全措施

        鋼結(jié)構(gòu)卸載前,計算最不利荷載組合(實際不可能發(fā)生)情況下的最大頂升力,根據(jù)該頂升力進(jìn)行胎架驗算和加固。

        鋼結(jié)構(gòu)卸載過程中每卸載步的最大頂升位移采取上限控制的方法。設(shè)置每卸載步的最大頂升位移上限為3mm,當(dāng)頂升達(dá)到該上限時,千斤頂?shù)捻斏Σ辉谠黾?,保證胎架的安全。

        5.2 防止卸載位移過大

        卸載過程中,對結(jié)構(gòu)觀測點的應(yīng)力和變形情況進(jìn)行實時監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)力或變形過大,馬上停止卸載。

        5.3 防止卸載位移不同步

        卸載過程中,對每個卸載點進(jìn)行人工測量,監(jiān)測主體結(jié)構(gòu)的位移。

        每步卸載時,對各卸載點主體結(jié)構(gòu)的下降量進(jìn)行分次控制,每次下降量設(shè)置為10mm,保證各卸載點主體結(jié)構(gòu)的卸載位移同步精度在±10mm 以內(nèi)。

        6、結(jié)束語

        該工程鋼結(jié)構(gòu)罩棚形式為管桁架組成的 殼體結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)空間跨度大,主要受力單元體為屋面環(huán)向四邊形桁架和典型徑向桁架為保證該體育館支撐架卸載安全、可靠,通過大量的前期策劃如支撐架位置的確定、卸載順序、過程監(jiān)控在前期進(jìn)行了大量的計算、論證,實施中專門制作了配套的千斤頂、支撐點,保證了本次卸載的受力合理、均勻,達(dá)到了預(yù)期的效果。

        (作者單位:陜西建工機械施工集團有限公司)

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