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        北京建筑大學(xué)體育館雙曲面橢球形鋼屋蓋安裝技術(shù)

        2018-10-21 03:21:46陳宗學(xué)周沖
        裝飾裝修天地 2018年19期
        關(guān)鍵詞:雙曲面安裝

        陳宗學(xué) 周沖

        摘 要:結(jié)合北京建筑大學(xué)體育館大跨度雙曲面橢球形鋼屋蓋現(xiàn)場(chǎng)拼裝、分段吊裝、合攏的過(guò)程,介紹了鋼拱梁地面拼裝胎架制作、鋼拱梁吊裝、三維坐標(biāo)控制以及鋼環(huán)梁安裝在鋼拱梁腹板位置及與水平面的角度的組拼過(guò)程。鋼拱梁和鋼環(huán)梁安裝采用400t履帶吊主吊車(chē),80t履帶吊輔助,三吊點(diǎn)共同吊裝,并對(duì)鋼拱梁支撐形式和卸載后的變形進(jìn)行驗(yàn)算,解決了大跨度弧形鋼拱梁安的裝難題,保證了安裝過(guò)程的安全和質(zhì)量。

        關(guān)鍵詞:雙曲面;安裝;鋼拱梁;鋼環(huán)梁;卸載

        1 工程概況

        北京建筑大學(xué)大興校區(qū)體育館屋蓋為雙曲面橢球形大跨度鋼結(jié)構(gòu),水平投影面為橢圓,長(zhǎng)軸75.2米,短軸54.6米。鋼梁支撐于下部鋼筋混凝土框架柱頂,柱頂標(biāo)高9.4米,屋蓋頂標(biāo)高27.5米。

        屋蓋由24根徑向鋼拱梁、6道鋼環(huán)梁和局部二層框架梁柱組成,其中徑向鋼拱梁采用變截面箱型梁,鋼拱梁下吊掛馬道,環(huán)向梁除26.631米標(biāo)高處采用箱型截面外其余均采用弧形鋼管,框架部分為圓鋼管柱、焊接H型鋼鋼梁,梁柱節(jié)點(diǎn)為栓焊結(jié)合的剛接節(jié)點(diǎn)。整個(gè)屋頂鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量約為800t。

        2 鋼結(jié)構(gòu)施工重點(diǎn)難點(diǎn)及對(duì)策

        合理的選擇吊裝設(shè)備,綜合考慮吊裝設(shè)備的起重能力、工作半徑和就位位置。選擇精密測(cè)量?jī)x器,使用計(jì)算機(jī)軟件及施工圖紙計(jì)算出鋼拱梁拼裝位置。采用全站儀放出鋼拱梁拼裝定位點(diǎn)。在焊接時(shí)先對(duì)立面同時(shí)立焊,再進(jìn)行仰焊和平焊。吊裝時(shí)在鋼拱梁的頂端及球鉸支座上焊上定位板。在吊裝時(shí)選擇合理的安裝順序,400t履帶吊主吊、80t履帶吊輔助減小鋼拱梁的變形,使吊裝更穩(wěn)定,更安全。

        鋼環(huán)梁的安裝需要在鋼拱梁安裝之前在腹板位置畫(huà)出鋼環(huán)梁的定位線。在鋼環(huán)梁上也畫(huà)上定位線,然后進(jìn)行安裝。采用2臺(tái)履帶吊進(jìn)行對(duì)稱(chēng)安裝,抵消單根鋼拱梁安裝時(shí)對(duì)支撐架體產(chǎn)生的側(cè)推力;安裝完成后采用纜風(fēng)繩進(jìn)行拉結(jié)。制定可靠的安全措施,正確使用防護(hù)用品,設(shè)專(zhuān)職安全員,嚴(yán)格進(jìn)行安全監(jiān)控。

        3 鋼拱梁及鋼環(huán)梁的安裝

        3.1 鋼拱梁的拼裝

        鋼拱梁運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),用方木做臨時(shí)鋪墊。鋼梁在地面胎架上拼裝?,F(xiàn)場(chǎng)分為東西兩個(gè)拼裝場(chǎng)地,鋼拱梁由于跨度大,分成三節(jié)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。鋼梁在地面拼裝時(shí)需要將鋼拱梁側(cè)臥拼裝,拼裝時(shí)先將斷開(kāi)的鋼梁吊裝到拼裝胎架上,在胎架上進(jìn)行拼裝和焊接。三段鋼拱梁拼裝時(shí)設(shè)四個(gè)定位點(diǎn),通過(guò)圖紙計(jì)算出定位點(diǎn)的坐標(biāo),使用全站儀在拼裝場(chǎng)地測(cè)出定位點(diǎn)坐標(biāo)。用吊車(chē)將胎架放到定位點(diǎn)旁邊位置,每榀梁的拼裝需要6個(gè)胎架。為方便工人可以進(jìn)行仰焊,胎架高度設(shè)為60cm。胎架準(zhǔn)備就位,將三段鋼拱梁依次放到胎架上,使用線墜將鋼拱梁位置與定位點(diǎn)坐標(biāo)一致,用卷尺測(cè)量出鋼拱梁弦長(zhǎng)與圖紙長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。然后焊接好定位板,用水準(zhǔn)儀將定位好的鋼拱梁找平,使三段鋼拱梁在同一水平面上。進(jìn)行固定后,焊接時(shí)為防止鋼拱梁出現(xiàn)較大變形,兩人先同時(shí)焊接立面焊縫,然后再進(jìn)行平焊和仰焊。

        3.2 鋼拱梁的吊裝

        吊裝前在鋼拱梁上設(shè)a、b、c、d、4個(gè)吊點(diǎn),先使用400t履帶吊在a、b兩個(gè)吊點(diǎn)與80t履帶吊在d吊點(diǎn)配合將鋼拱梁直立到支撐架上,如圖1所示。400t履帶吊在a、b、c三點(diǎn)起吊, a點(diǎn)的鋼絲繩下使用15t的手拉葫蘆,在吊起鋼拱梁的時(shí)候來(lái)調(diào)整鋼拱梁的角度。起吊時(shí),a、b、d三點(diǎn)鋼絲繩受力,c點(diǎn)不受力,平行起吊到空中后,拽動(dòng)手拉葫蘆使a點(diǎn)鋼絲繩長(zhǎng)度變短,c點(diǎn)開(kāi)始慢慢受力,使鋼拱梁受力平衡,然后將d點(diǎn)摘勾,繼續(xù)調(diào)整手拉葫蘆直到鋼拱梁的角度與安裝時(shí)角度相同,吊運(yùn)鋼拱梁至安裝位置、焊接固定。

        鋼結(jié)構(gòu)主體施工的安裝順序?yàn)橹行沫h(huán)→“米”字形鋼拱梁→箱型鋼環(huán)梁→剩余16榀鋼拱梁→鋼環(huán)梁→鋼柱與框架梁。在安裝完成“米”字形的鋼拱梁后,安裝第一圈箱型鋼環(huán)梁之前需要在鋼環(huán)梁上畫(huà)出剩余16榀鋼拱梁的定位線。并按上述安裝方法將剩余16榀鋼拱梁安裝好。

        鋼拱梁安裝完成后安裝鋼環(huán)梁,鋼環(huán)梁從上至下的順序依次安裝,可以加快施工進(jìn)度,減少電焊機(jī)的挪動(dòng),然后再進(jìn)行鋼環(huán)梁的焊接和剩余勁板的焊接。

        4 中心環(huán)、鋼拱梁和球鉸支座的卸載

        將所有焊縫探傷完畢并合格之后,進(jìn)行卸載。在卸載前在“米”字形鋼拱梁接近中心環(huán)的位置和24榀鋼拱梁中間位置貼上反光片,便于對(duì)卸載前后鋼結(jié)構(gòu)架體的測(cè)量。清楚、精確的了解卸載后的變化。在卸載中心環(huán)之前先將24個(gè)球鉸支座底部的限位固定板拆除,用全站儀觀測(cè)支座坐標(biāo)變化。

        將中心環(huán)下部的米字梁放上千斤頂。中心架體8道貫通鋼梁的千斤頂?shù)捻敳孔龊脴?biāo)高測(cè)量的標(biāo)識(shí)點(diǎn),使用抽取墊鐵的辦法將中心環(huán)卸載。

        5 結(jié)語(yǔ)

        從鋼拱梁的拼裝、吊裝,鋼環(huán)梁的定位計(jì)算及安裝,支撐架體的設(shè)計(jì)、安裝、就為姿態(tài)調(diào)整及最后卸載方法等方面詳細(xì)的介紹了北京建筑大學(xué)大興校區(qū)體育館項(xiàng)目的安裝技術(shù),成功解決了大跨度、雙曲面、橢球形場(chǎng)館安裝的難題。從工期和施工質(zhì)量上獲得了有力保證。實(shí)現(xiàn)了綠色、環(huán)保施工,并最大程度的節(jié)約了施工費(fèi)用,取得了不錯(cuò)的效果,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)施工規(guī)范要求。

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