金融中心南塔钢结构工程施工方案(50页)

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金融中心南塔钢结构工程施工方案(50页)

计算出作用在胎架上的竖向分力1.55×104N,水平分力4.25×104N。荷载组合为1.2DL+1.4LL,其中DL为恒荷载(自重),LL为活荷载(作用在胎架上的水平力和竖向力)。

稳定性计算结果中,屈曲因子为113.6,一般工程计算中,当屈曲因子大于3即视为满足稳定性要求。

1、地下室连桥钢结构安装思路

根据总平面施工部署及钢结构结构特点,地下室钢柱南北方向各4个组合柱,钢柱最重约16.5吨,北塔裙楼距离福华三路地下室外边缘约9m,而100吨汽车吊打腿距离为7.6m,满足北面钢柱吊装要求。而南面钢柱也使用100吨汽车吊安装,汽车吊仅夜间,零星吊装,详细布置如下:

上海市施工图设计文件技术审查要点2.0版(建筑、结构篇)(沪建质安[2018]30号 上海市住房和城乡建设管理委员会2018年1月)连桥地下室钢结构施工部署

2、地上连桥钢结构安装思路

地上连桥钢结构为大跨度桁架结构,在L3层和L6层都有大跨度钢梁结构,最大跨度为33.8米,考虑单根钢梁达70吨,需进行分段。此部分采取设置支撑措施、高空原位安装的方法。由于连桥高度为38.7m,结合现场实际情况,选用QUY250履带吊(塔式工况,主臂48.2m,副臂31m)进行钢结构吊装。考虑其施工阶段道路需通车,履带吊布置道路两边,详细位置如下图:

连桥地上钢结构施工部署

连桥钢结构安装流程(以L3为例)

流程一:安装北面四根钢柱

流程二:安装北面钢柱之间钢梁

流程四:安装北面两边大跨度钢梁

流程五:安装北面中间大跨度钢梁

流程六:安装北面两根大跨度钢梁之间次梁和水平斜撑

流程七:同理安装南面钢柱钢梁

流程八:最后安装外围钢梁

连桥支撑措施设计及布置

连桥钢结构存在大量大跨度钢梁,考虑现场吊装设备工况及精度、安全等因素,为此根据具体结构位置、形式在钢梁下方布置点式支撑胎架,作为钢梁安装的临时受力支点,连桥钢梁临时支撑胎架采用格构式支撑胎架,并在支撑胎架上设置操作平台,施工人员在操作平台上作业,其设计遵循以下原则:

(1)满足钢结构安装及卸载过程中的受力及稳定性要求。

(2)支撑胎架设计时考虑节点安装位置、安装调节空间及调节方法。

(3)支撑胎架设计时根据各节点标高、位置及下方支承结构的形式,组合考虑标准节及非标准节。

(4)支承胎架应尽量避免与主体结构相碰。

(5)支撑胎架的设置还需考虑安装施工操作、高空焊接施工操作、测量定位控制施工操作等工序的施工操作要求。

2、格构式支撑胎架设计图

标准支撑胎架采用标准化支撑胎架,主构件采用圆管组成,销轴连接,分为底部节、标准节、调整节及顶部支撑梁,具体设计如下:

格构式支撑胎架设计详图

根据其结果特点支撑底部处理方式分为两种,一种预埋埋件,直接把胎架立与上面,这类胎架为支撑与地面上时,预埋埋件在混凝土道路上。第二种由于胎架不能直接立与钢梁上,需加设底部分配梁(H488*400*11*18),把胎架受力转换到钢梁上。

由于埋件埋入道路混凝土中,其埋件钢筋不能天长,为了保证结构受力,采用弯筋埋件。

5、支撑措施布置图及立面图

L3层上胎架平面布置图

L5层上胎架平面布置图

6、支撑措施材料工程量统计

H488*300*11*18

HN700*300*11*18

500*500,T=20

支撑胎架安装前在地面放线定位,并划处定位线,并采用测量仪器进行复核。支撑胎架在现场采用25吨汽车吊进行拼装,根据胎架位置及高度将支撑胎架标准节组拼,拼装完成后履带吊吊装就位,由于整个胎架吊装单元重约8吨,都在250履带吊40米半径以内,满足吊装要求。

支撑安装的基本要求是:横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固,受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。

支撑措施的安装在混凝土基础上,在混凝土基础上预埋埋件,混凝土基础需满足承载要求,并达到设计强度后。随后进行测量放样,对胎架底盘进行安装。为了保证上部支撑的安装标高,对底部进行垫设钢板。底层节通过法兰盘与底座梁进行连接,并对紧固件进行紧固,完成后紧固工作后,便可对标准节及调整节进行吊装,标准节吊装就位后,及时用销轴进行固定,依次完成上部标准节及非标准节、顶梁节的安装。

在安装每个支撑胎架时,事先在地面上将安全爬梯和防坠器或镀锌钢丝绳固定在顶部绑的好钢跳板作为支撑措施安装时的操作平台。支撑爬梯设置在支撑内侧,提供人员上下的安全防护,支撑爬梯采用标准化制作,在各个标准节中圴可通用,主要材质为Q235B,主要由扁铁、圆管、安装螺栓组成,在支撑胎架安装阶段,吊装前需在措施顶部先进行钢跳板的绑扎作为上节标准节或其他措施安装的操作平台,然后方可以进行吊装,待上节安装完成后,在进行拆除循环使用。如下图所示:

格构式支撑胎架安装前,必须将制作好的安全爬梯提前进行安装、焊接,经过相关部门验收后进行支撑操作平台的安装,支撑操作平台主要使用脚手管进行搭设。

支撑胎架安装阶段钢跳板

待钢结构焊接完,支撑措施由250吨履带吊吊出场外,再由25吨汽车吊进行散拆除。

结构卸载完成后方可进行临时支撑措施的拆除,在临时支撑措施拆除前应作好以下工作:

(1)对临时支撑措施进行安全检查,确认不存在严重隐患。如存在影响拆除临时支撑措施安全的隐患,应先对临时支撑措施进行修整和加固,以保证临时支撑措施在拆除过程中不发生危险。

(3)临时支撑措施在拆除前,应先明确拆除范围、数量、时间和拆除顺序、方法、物件垂直运输设备的数量,临时支撑措施上的水平运输、人员组织,指挥联络的方法和用语,拆除的安全措施和警戒区域。

(1)临时支撑措施的拆除严禁在垂直方向上同时作业,要事先做好垂直方向工作的安排;

(2)拆除临时支撑措施时,下部的出入口必须停止使用,对此除了监护人员要特别注意外,还应在出入口处设置明显的停用标志和围栏,此装置必须内外双面都加以设置;

(3)在将拆除的临时支撑措施周围,于坠落范围明显“禁止入内”字样的标志,并有专人监护,以保证拆临时支撑措施时无其他人员入内;

(4)对于拆除临时支撑措施用的垂直运输设备要用滑轮和绳索运送或塔吊配合,严禁乱扔乱抛,并对操作人员和使用人员进行交底,规定联络用语和方法,明确职责,以保证临时支撑措施拆除时其垂直运输设备能安全运转;

5)拆下的临时支撑措施钢管、扣件及其他材料运至地面后,应及时清理,将合格的、需要整修后重复使用的和应报废的加以区分,按规格堆放。对合格件应及时进行保养,保养后送仓库保管以备今后使用;

6)本工程临时支撑措施拆除时遇大风、大雨、大雾天应停止作业;

7)拆除时操作人员要系好安全带,穿软底防滑鞋、扎裹腿;

8)临时支撑措施拆除过程中,不可中途换人,如必须换人,则应进行安全技术交底。

对结构的安装过程进行全过程施工模拟计算分析,主要基于以下几点:

考察安装过程各阶段结构的安全性;

通过计算分析,提炼部分结果(如钢结构安装应力、位移等),对现场的实施提供有益参考和依据;

评估安装完毕后的结构与原设计的差异,以此从另一角度评价安装方案的可行性;

分析特殊部位的安装条件。

本工程吊装施工采用平面流水施工法,前一单元吊装完毕后在此基础上进行后续单元吊装,后续单元的吊装对已施工完毕结构产生二次加载。因此,结构的受力复杂,不同于设计考虑的最终成型状态,需对施工全过程进行安全性评估。

在整个的施工过程中,要保证结构的变形是可控的,施工过程结束后结构线形与设计一致。

安装完毕后,需进行胎架卸载,此时应分析胎架卸载的条件,亦即胎架卸载时主结构的响应,以保证结构安全。

另外,考虑到卸载点不同布置,提出合理的卸载顺序和胎架支撑点反力,以供施工参考。

本次施工过程计算采用有限元分析软件Midas8.2.1进行分析。

本施工模拟计算,长度单位为毫米(mm),力单位为牛(N),应力单位为兆帕(MPa)。

模拟过程中,采用的主要材料机械、力学属性如下表。

对结构的约束作用最强、最全面,完全约束六方向的自由度。

约束支座三个方向的移动,但释放其转动

(5)计算方法及计算荷载

拟采用MIDAS/GEN进行施工阶段模拟分析,计算模型为一整体模型,按照施工步骤将结构构件、支座约束、荷载工况划分为组,按照施工步骤、工期进度进行施工阶段定义,程序按照控制数据进行分析。在分析某一施工步骤时,程序将会冻结该施工步骤后期的所有构件及后期需要加载的荷载工况,仅允许该步骤之前完成的构件参与运算。例如第一步骤的计算模型,程序冻结了该步骤之后的所有构件,仅显示第一步骤完成的构件,参与运算的也只有已施工部分。计算完成显示计算结果时,同样按照每一步骤完成情况进行显示。计算过程采用考虑时间依从效果(累加模型)的方式进行分析,得到每一阶段完成状态下的结构内力和变形,在下一阶段程序会根据新的变形对模型进行调整,从而可以真实地模拟施工的动态过程。

计算模型完全按照结构招标图建立,所有构件的截面、材质与招标图一致。

计算荷载主要考虑1.2倍结构自重(放大20%用于考虑节点重量等),考虑施工过程中产生的活载作用,按照1kN/m2考虑。风荷载按深圳市10年一遇基本风压计算。

《普通碳素钢技术条件》GB700-88

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

其他相关资料、规范、规程。

胎架的具体布置详见前述章节,本计算模型中胎架、转换梁已建入整体模型中,施工模拟与胎架验算一起进行。胎架的柱脚连接采用公司标准做法,支撑塔的材质均为Q345B,柱脚处均为铰接连接。计算整体模型如下图所示。

根据施工总进度计划及主体结构施工方案,将整个施工过程大体上划分为8个步骤来进行施工模拟分析。各施工步的具体内容如下表。

(3)变形和安全性验算

每一施工步的分析结果将以图解形式详细描述,其中包括安装过程中每个步骤的XYZ向位移和各构件最大组合应力。

X向位移最大值:0.02mm

Y向位移最大值:0.02mm

最大组合应力:3.75MPa

Y向位移最大值:2.73mm

最大组合应力:46.98MPa

Y向位移最大值:2.73mm

Y向位移最大值:4.27mm

最大组合应力:261.1MPa

Y向位移最大值:20.03mm

Y向位移最大值:23.48mm

整个施工过程中,结构的应力水平始终保持在合理的水平,最大值为261.1Mpa,小于材料的屈服强度310Mpa,安全储备充足。

由以上分析可知,该安装和卸载方案安全可行。

胎架的布置、构件规格具体详前述章节,现取底层胎架及L3层胎架中受力最大的一个胎架进行验算,其它胎架与此类同。胎架的柱脚连接采用公司标准做法,支撑塔的材质均为Q345B,柱脚处均为铰接连接。

《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001

《普通碳素钢技术条件》GB700-88

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

其他相关资料、规范、规程。

本设计具体荷载取值如下:

恒载:1.2倍结构自重(放大20%用于考虑节点重量等);

活荷载:支点作用在胎架上的竖向力及水平力

风荷载:基本风压:0.5kN/m2;地面粗糙度:B类;

本次施工过程计算采用有限元分析软件Midas8.2.1进行分析,由计算分析结果可知:

结构的应力水平始终保持在合理的水平,最大值为241.33Mpa,小于材料的设计强度310Mpa,安全储备充足。

由以上分析可知XX商业广场高层商住楼建设工程施工方案,该胎架安全可行,具体验算如下表所示:

底层胎架荷载作用下胎架验算

Y向位移最大值:24.72mm

屈曲分析(屈曲因子25.8)

L3层胎架(高16.2米)荷载作用下胎架验算

X向位移最大值:0.02mm

Y向位移最大值:0.24mm

SH/T 3426-2014 石油化工钢制夹套管法兰.pdf屈曲分析(屈曲因子17(4)

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