體育館鋼網(wǎng)架整體爬升施工

邵陽市體育館建筑面積為6750

m2,大廳屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙向正交斜放平板鋼網(wǎng)架,網(wǎng)架外形尺寸為45m×60m,高3m,網(wǎng)格格距5m,四邊簡支于41根鋼筋混凝土柱頂上,標(biāo)高為14.5m。

第1章

爬升工藝設(shè)計

1.方案選擇網(wǎng)架拼裝主要分空中組裝和地面拼裝兩種,其中地面拼裝高空作業(yè)少、易保證拼裝質(zhì)量。該工程采用“地面拼裝、液壓整體爬升”的施工方案。即網(wǎng)架支承柱采用預(yù)制吊裝,網(wǎng)架在地面拼裝,網(wǎng)架支座上安裝GYD-35型液壓于斤頂,支承柱上部安裝Ф25圓鋼吊桿,千斤頂帶著網(wǎng)架順吊桿爬升,直至安裝標(biāo)高。

2.千斤頂、吊桿及油路布置網(wǎng)架自重119t,提升荷載2100kN,網(wǎng)架最大支座反力79.5kN?？紤]網(wǎng)架在爬升中由于千斤頂回油下墜對吊桿的沖擊振動和千斤頂受力的不均衡性,動力系數(shù)和不均衡系數(shù)均取1.2,則最大支座反力為114.5kN。千斤頂最大起重量35kN,按工作起重量考慮取15~20kN。網(wǎng)架除4個角支座(受拉支座)不設(shè)千斤頂外,其余支座均按支座反力大小設(shè)4~6個千斤頂,共186個。每個支座設(shè)4根直徑25mm的A3鋼吊桿,采用對焊接頭,長度12m,上端用螺栓固定于柱頂短鋼柱上。經(jīng)試驗,吊桿屈服拉力為130kN,破斷拉力為200kN。吊桿最大負荷38kN,安全系數(shù)3.4,共安裝吊桿148根。4臺YKT-36型液壓控制臺分別設(shè)在網(wǎng)架四角,油管采用Ф16及Ф8高壓膠管,支油管路及分油管路均為并聯(lián)(圖6-10-1、6-10-2)

第2章

網(wǎng)架制作與拼裝

網(wǎng)架制作與拼裝分二步進行。第一步是將全部桿件、節(jié)點在車間下料制作,并將一個方向的平面桁分成小單元(2個節(jié)間),拼裝后運至現(xiàn)場;第二步為現(xiàn)場組裝(總拼)。按施工組織設(shè)計要求,在網(wǎng)架下弦節(jié)點位置間隔砌筑37cm×37cm磚支墩,高80cm,中間起拱10cm,磚墩頂面用水泥砂漿抹平找坡并彈出網(wǎng)格中心線。采用20m搖頭扒桿將小單元桁吊至拼裝位置進行組裝(從柱角開始,順序組裝),組裝時全部桿件與節(jié)點用螺栓和點焊固定。組裝后,經(jīng)嚴(yán)格檢查校正后方可焊接。焊接工作從網(wǎng)架中央節(jié)點開始,呈輻射狀向四周展開,最后焊接網(wǎng)架支座節(jié)點-

第3章

爬升施工

第1節(jié)

爬升程序

1.試爬網(wǎng)架總拼和液壓爬升系統(tǒng)安裝就緒后,將網(wǎng)架從3.7m升至4.43m,擱置于支承柱臨時鋼梁上,爬升高程0.73m。然后檢查網(wǎng)架的變形和液壓爬升系統(tǒng),安裝屋面木層、頂棚內(nèi)部管線和檢修走道,并安裝4m標(biāo)高柱間聯(lián)系梁,以加強結(jié)構(gòu)整體性。

2.正常爬升

從4.43m爬至11.13m,爬升高程6.7m。該階段千斤頂行程每次為30mm,回油下滑4~5mm,實際上升25~26mm,爬升1個行程需65s,正常情況下爬升速度為1.3~1.5m/h。

3.就位爬升

爬升前對液壓設(shè)備逐一檢查,調(diào)整支座水平高程,校正吊桿垂直度,然后從11.13m升至14.5m安裝就位,爬升高程3.37m。

網(wǎng)架爬升共歷時16h45min,爬升高度共10.8m。

第2節(jié)

網(wǎng)架整體水平高差的調(diào)整與控制

網(wǎng)架整體爬升的關(guān)鍵在于保證網(wǎng)架平穩(wěn)上升。安裝前雖對千斤頂作了檢查校正和同步試驗,但由于各支座負荷不均,各千斤頂?shù)男谐毯突赜拖禄坎灰欢a(chǎn)生了水平高差。為控制水平高差,可在網(wǎng)架支座上安裝刻度為1cm的木尺,支承柱上每隔20cm劃一標(biāo)志線,以便隨時觀察,及時進行局部調(diào)整。設(shè)計文件規(guī)定相鄰支座間允許水平高差2cm,整體撓度10cm。據(jù)實際測定:負荷最大與最小的支座每個行程高差為2mm,相鄰支座高差為0.5~0.7mm。爬升施工時,整個網(wǎng)架呈盆狀,每爬升25cm即對網(wǎng)架水平高差進行一次調(diào)平。網(wǎng)架就位后實測撓度為5cm,殘余起拱尚有5cm,符合設(shè)計要求。

第3節(jié)

網(wǎng)架的垂直偏差控制

施工開始時,由于吊桿自由長度大,網(wǎng)架爬升時,左右擺動較明顯,支座節(jié)點板有靠歸柱現(xiàn)象(用撬棍輕輕撥動即可使之離開)。為減少支座節(jié)點板與支承柱間的摩擦和碰撞,可在柱兩側(cè)支座節(jié)點板上安裝一對限位小滑輪。隨著網(wǎng)架爬升高度增加、吊桿自由長度減小,網(wǎng)架搖擺也逐漸減小。實踐證明,網(wǎng)架是在輕微擺動狀態(tài)下爬升的,只要吊桿位置安裝準(zhǔn)確,支承柱表面平整,不會出現(xiàn)卡柱現(xiàn)象。

第4章

吊桿受力情況及檢驗

吊桿按標(biāo)準(zhǔn)荷載乘以動力系數(shù)和不均衡系數(shù)設(shè)計,安全系數(shù)3.4。試爬階段發(fā)現(xiàn),千斤頂回油下墜時網(wǎng)架對吊桿的沖擊力很大,按S·鐵摩辛柯《材料力學(xué)》一書中的單桿沖擊應(yīng)力公式計算,網(wǎng)架越往上升,吊籽沖擊應(yīng)力就越大,且超過了鋼材的容許應(yīng)力。該公式是假定荷重按自由落體沖擊單桿的下端,落體所做的功全部轉(zhuǎn)變?yōu)閱螚U的應(yīng)變能而建立的。實際上,網(wǎng)架在回油下墜時并非自由落體,由于能量的轉(zhuǎn)換和傳遞,網(wǎng)架下墜的瞬時速度將減小1/3~l/2。假定網(wǎng)架下墜的瞬時速度從31.3cm/s調(diào)整為17.5cm/s,則計算結(jié)果能滿足吊桿的容許應(yīng)力。

為慎重起見,采取以下3項措施:

在吊桿固定端加橡皮墊塊,以減緩沖擊。

調(diào)低工作油壓(由8MPa調(diào)為6.5MPa),接長油管,減緩回油速度。

在網(wǎng)架爬升過程中用杠桿引伸儀對3根負荷最大的吊桿進行沖擊應(yīng)力實測。實測結(jié)果表明,隨著吊桿自由長度的減小,沖擊應(yīng)力增大,但僅為S·鐵摩辛柯理論公式計算數(shù)值的1/2~l/3,與預(yù)計數(shù)值相近。

1.網(wǎng)架采用工廠加工、現(xiàn)場拼裝方法,工作條件好,施工進度快,可保證拼裝質(zhì)量,減少高空作業(yè),有利于安全施工。

2.網(wǎng)架提升過程中結(jié)構(gòu)受力狀況與設(shè)計要求完全符合,不需采取任何加固措施,避免了不必要的材料消耗。

3.液壓操作系統(tǒng)設(shè)備簡單,操作方便,工作可靠,不需大型運輸和吊裝設(shè)備。