经典安装工程Word文档格式.docx

经典安装工程Word文档格式.docx

《经典安装工程Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《经典安装工程Word文档格式.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（2）钢球应符合《钢网架焊接球节点》（JGJ75.2-91）规定。

钢球应进行力学试验，其极限承载力应符合（JGJ75.2-91）中表的规定，见

表。

（3）支座平整度，要求≤3mm，相邻支座高差小于l1／800且不大于30mm（l1为两支座距离）。

（4）杆件长度偏差为土lmm，单部件高差为土2mm，对角线偏差为土3mm。

单元长度不大于20m时边长偏差为土10mm，大于20m时边长偏差为士20mm，总拼装边长和对角线偏差为1／1000。

（5）焊接按《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）要求20%超声波探伤，施工中扩大为50％超声波探伤。

3施工工艺

3．1关于三维空间体系的控制

从技术条件中不难看出，要满足大跨度曲面网壳设计精度，必须解决三个问题，一是球节点的空间定位，二是控制好小单元制作和装

配精度。

三是焊接、吊装的变形和整体组拼时的精度。

对于每个球节点，都必须满足它所在的球面上的两组方程式。

（1）是纬向辐状球节点的球面方程；

（2）是经向环状球节点的圆的方程。

X2＋Y2十Z2＝R2

（1）

x2＋Y2＝R12

（2）

球节点坐标值复验无误后根据公式（3）计算两球中间距离，核算杆件长度。

L＝（X1-X2）2+（Y1-Y2）2+（Z1-Z2）2（3）

式中：

L——两球中心距

大跨度曲面网架，球节点空间定位，必须使用精密仪器。

因此需将设计坐标系转换成极坐标，以中心点转角测距、高程定位的方法确

定球节点的空间位置。

使用经纬仪、远红外线测距仅、水准仪才能达到设计精度，定位准确（图2）。

国内外大量资料表明，以中心点控制定位，从外圈向里安装具有更多的优点，它可以减少封闭尺寸误差，定位方便准确。

我们将整个网壳分为5圈，从外向里采用小单元预制

高空定位组装，中心圈整体吊装。

小单元制作的精度是保证整体组装的基础，同时也是减少误差积累的主要措施。

采用坐标平移的方法定位制作胎具，严格按规范要求控制小单元的精度。

由于小单元是不规则体必须按坐标定位，而按设计坐标系，胎具大，高空作业施工困难，因此必须进行坐标系的旋转。

将原坐标平移后旋转，则每个球的坐标都发生变化。

球节点的坐标值可按下式计算：

x＝l1X+l2Y+l3Z

y＝m1X+m2Y+m3Z

z＝n1X+n2Y+n3Z

c1＝cosσ，c2＝cosτ，c3＝cosυ

s1＝sinσ，s2＝sinτ,s3＝sinυ

l1＝c2c3-c1s2s3，m1＝s2c3+c1c2s3，n1＝s1s3

l2＝-c2c3-c1s2s3，m2＝-s2c3+c1c2s3，n2＝s1c3

l3＝s1s2，m3＝-s1c2，n3＝c1

OX、OY、OZ——新坐标轴

σ-章动角；

τ-进动角；

υ-自转角

为了简化计算，可根据小单元的形状以y轴旋转测出转角（也可计算），那么就比上式方便多了。

坐标系旋转后胎具减小，经济效益可观，动态测算约节省10多万元。

3．2焊接及焊接变形的控制

为了确保焊接质量，减少焊接变形，必须经多次试验，理论计算，确定焊缝收缩量。

理论计算应以实验为准。

现场经qc活动，分析焊接缺陷后确定球与杆端面留有3mm间隙，钝边lmm能保证焊透。

焊口点固，错开平仰位置，施焊清根彻底，焊肉高为壁厚的0.7倍且≤6mm点固后测坡口角度间隙、平直度，合格后开始施焊。

焊接时为控制变形及消除焊接应力，采用先横杆后立杆，最后斜杆的顺序施焊。

小单元上各球节点同一次只能焊一个焊口，然后转移

到另一个球节点。

特别注意不论任何情况下，都不能同时施焊同一杆件的两端焊缝。

焊接采取全工序控制。

球

为了便于焊口冷却进行下面多层次焊，需将2～3个单元为一组穿插施焊，以减小变形，并随时对几何尺寸监控。

小单元焊接顺序见图

。

必要时变换焊接顺序和反变形修正。

网架高空组装时由直径方向分别向两侧方向施焊，留有空档使连接杆件的焊口能自由收缩，减少

焊接应力。

单元连接过程中保证球节点空间位置，减少误差积累，必要时可用导链调正组件位置。

整个网壳15212个焊口，经50%超声波

探伤，98％为I级焊缝，几何尺寸都在技术标准以内。

3．3吊装方案

该网壳工程是在土建结构及附属构筑物已完工的情况下开始安装的，因此已不可能采用常规整体吊装方案。

我们以中心为控制点将整个穹顶分为五个环带，从外向中心逐圈安装。

考虑三维空间体系的控制方便，又要减少高空作业，减少脚手

架费用，缩短工时等逐项矛盾，经方案比较，取高空组拼减少误差的优点，严格控制小单元预制的精度，同时又要避免中心圈高而增加的

困难，决定取折中办法，即沿外围1、2、3圈和悬挑部分采用小单元地面预制，高空组拼的方法。

中心圈35m高内力大，小单元组拼在地

面进行，然后整体吊装一一次到位。

中心圈吊装用42m格构抱杆从中心点立起，一根杆中心受压双肩六道吊绳起吊一次成功。

我们没有按国内外常规作法，而是采用高空组拼和整体吊装相结合的办法，扬长避短，消除高空散装的误差积累，又节省了大量脚手架。

发挥了整体吊装的优势。

中心圈整体吊装节省脚手架200t，缩短了工期，20d完成了工作量的60％（430t）。

菱形平面鞍形索网屋盖结构施工工艺，包括锚夹具设计、边梁立模放线、索孔预埋钢管制作及安装、箱形边梁混凝土浇筑、钢索制作及安装、索网张拉以及屋面施工工艺等。

　　该工程屋盖采用双曲抛物面鞍形索网结构形式，平面形状为近似菱形，对角尺寸为69.6m×

67.2m，平面面积约为3459.5m2。

索网悬挂在4根直线形箱形边梁上，梁截面为1400mm×

1800mm，混凝土为C50。

索网共设计有承重索（主索）40束，每束为2φj15.24钢绞线；

稳定索（副索）41束，每束为1φj15.24钢绞线。

索网网格水平投影尺寸为1.6m×

1.6m，中央主索的矢度和中央副索的拱度均为6m（见图1）。

图1　泰州师范体育馆索网平面示意

1施工工艺流程

2　锚具及夹具设计

2.1　锚具及其配件设计

　　本工程选用的钢索为φj15.24低松弛镀锌钢绞线，由于索与索之间的相互影响，在张拉的最后阶段需对钢索的内力进行微调，所以自行设计了一套非标准带微调的夹片锚具。

主索使用双孔夹片锚具，副索使用单孔夹片锚具。

夹片锚锚板有外螺纹，可以在张拉的最后阶段通过螺纹对索的内力进行适当调整，有利于索网成型，给施工带来方便。

该锚具委托锚具厂加工，锚具的性能要求必须达到国家规定的I类锚具标准（即ηa≥0.95，εapu,tot≥2%），确保锚固性能的可靠性。

2.2　夹具、立柱设计

　　对主索与副索之间的连接与固定，经过多次反复研究，自行设计了如图2所示的节点。

图2　节点构造示意

3　边梁立模及放线

　　本工程钢筋混凝土箱形边梁的施工难度较大。

边梁截面呈扭曲的平行四边形（不考虑大梁外侧的挂板），截面尺寸为1400mm×

1800mm（见图3）。

图3　边梁截面示意

　　天沟底板底模支模时要严格按照设计图纸，不能过高或过低，过高不能保证天沟深度，为屋面排水带来困难；

过低则将出现索的预埋钢管嵌入天沟底板。

边梁外模、底模、边模及天沟底板模安装完毕并经检查符合要求后，即可定出索孔位置。

索孔位置用红十字线标明，并写上所属索号，以便安装钢管。

待所有索孔位置都准确定位后，即可绑扎混凝土大梁内除隔板之外的钢筋。

4　索孔钢管制作及安装

4.1　钢管制作

　　主副索索孔留孔材料分别选用

76mm×

3.75mm和

48mm×

3.5mm普通焊接钢管。

钢管在制作安装前要进行精确计算，考虑端部内凹孔留孔深度。

　　下料时依据下料长度表逐一下料，用红色铅笔在钢管上写编号、所属索号及长度，以便识别分辨。

钢管一端切口为直角，另一端（安装时与边梁内侧模板贴紧）切割成45°

　　焊接锚垫板时要注意将管中心与铁板孔中心对准，螺旋筋同时焊接固定在锚垫板上（见图4）。

图4　钢管与锚垫板、螺旋筋焊接组装示意

4.2　钢管安装

　　在边梁内，主副索预埋钢管呈交叉布置，每根主管同时与2根副管在空间相交，每根副管也同时与2根主管相交。

钢管按放线位置确定后，用钢筋井字架焊接在边梁主筋上，以固定其位置。

端部用麻丝堵严，以防止浇混凝土时流进灰浆。

先安装主管，后安装副管，副管直接与主管焊接在一起。

钢管安装固定完毕后，制作安装预留孔模板。

由于预留孔外侧面是不规则的四边形，制作有一定的难度，经考虑几种方案，最终选用木盒子的方法。

即用长度不限的180mm宽、10mm厚的木板钉成截面为180mm×

180mm的正方形长木盒，再逐一量测预留孔4条棱的长度，用锯准确下料。

木盒子要与锚垫板严格垂直，盒内塞满水泥纸以防漏浆，木盒子用φ6短钢筋四面点焊在锚垫板和模板上，正下面托1根钢筋与边梁底筋或底模焊在一起（见图5）。

图5　端部预留孔立模示意

　　钢管安装过程中及安装完成后必须逐一对每根钢管的位置进行检查和校核，确保其准确无误。

索孔定位及钢管安装位置准确性直接关系到索网形成后节点标高能否达到设计要求，在设计、甲方及总包施工单位相关人员的密切合作下，使这一极其关键的工作得以顺利完成，并经复核，满足设计要求。

5　混凝土浇筑

　　索孔安装完毕后，即可绑扎隔板钢筋，立隔板模板，并经设计、质检部门作隐蔽工程验收合格后浇筑边梁及辅梁的混凝土。

由于边梁为箱形梁，根据截面尺寸，先浇下部1200mm高的部分（包括隔板）；

待这部分混凝土初凝后即可拆除其模板，然后再支顶板模板，再一次浇筑成型。

浇筑顺序如图6所示，辅梁混凝土同时浇筑。

混凝土为C50，添加减水剂。

浇筑混凝土过程中应避免振捣棒直接接触钢管，以免使钢管位置产生偏移，并确保预埋钢管的畅通。

图6　边梁混凝土浇筑顺序示意

　　当盖板混凝土达到一定强度后，拆除边梁内外侧模板，清理端部孔道。

6　制索

6.1　钢索的防腐和防火处理

　　以往悬索结构施工，对钢索的防腐处理较为复杂，需除锈、涂油、包裹等，工期长、耗用人工量大。

本工程简化了钢索防腐处理，钢索直接采用镀锌钢绞线，包覆厚度为1mm以上的高密度聚乙烯塑料套管。

索网的防火处理，采用在索网上刷防火涂料的方法，并且在立柱及夹具上涂防火涂料。

　　为防止索孔段灌浆后水泥浆对钢索表面镀锌层产生腐蚀作用，在裸露钢索表面刷1层环氧树脂。

6.2　钢索的下料

　　钢索在下料前应抽样复验，内容包括外观、外形尺寸、σb、δ600等，并出具相应检验报告。

钢索采用砂轮切割机下料，为保证下料长度的准确性，采用定长下料的方法。

在每束钢索上均用胶带牢固地粘上写有所属索号和长度的标签，以供穿束时对号入座。

钢索的下料长度必须准确，不能过短或过长，并注意保护塑料套管。

　　下料前先要以索网初始态的曲线形状为基准进行计算，下料长度应把理论长度加长至梁边，再加上张拉工作长度和施工误差等。

另外在下料前应实际放样，以校核下料长度是否准确。

　　悬索结构钢索一般在下料前要进行预张拉，本工程采用的低松弛钢绞线，系在张力下生产，经试验证明，不进行预张拉仍具有良好的线弹性，因此，实际施工不进行预张拉，直接使用。

7　钢索安装及索网初步调整

7.1　钢索安装

　　在高空架设钢索是悬索结构施工中难度较大、并且很重要的工序。

由土建施工单位用48mm×

3.5mm的钢管搭设满堂脚手架，在边梁混凝土强度达到50%，并检查所有孔道均清理完毕后，即可挂束。

先挂主索，后挂副索。

主索依次从x40→x01，副索从y01、y41开始对称安装直到y21索。

挂索采用全人工用绳索拉的方法，按照在钢索上作的标记线将锚具安装到位。

　　用卸甲卡在主索上防止副索向中间下滑，使副索在水平投影方向上是一条直线，并确保主副索在投影方向保持正交，在张拉时适时再对这些卸甲的位置进行调整，张拉结束后即可卸掉卸甲。

7.2　索网的调整

　　在所有主副索都安装完毕后，对照节点设计标高值对索网进行调整，使索网曲面初步成型，此即为初始态。

7.3　安装夹具及立柱

　　索网初步成型后，开始安装夹具及小立柱，顺序为先安装马道位置处的夹具（计207个），再安装其它普通节点夹具及小立柱，所有夹具的螺母均不拧紧，待索网张拉完毕经验收合格后再拧紧。

为防止夹具对钢索的外包塑料皮可能产生的损伤，在节点处副索外包裹1层1mm厚的铅板，随后安装剪刀撑（见图7）。

同样，其与立柱连接的螺母待张拉结束后再拧紧。

图7　剪刀撑安装示意

8　索网张拉工艺

　　张拉是悬索屋盖结构施工的关键工序，通过张拉使各索内力和索网节点标高都达到设计要求。

只有在边梁混凝土强度达到100%以后才能进行张拉。

　　由于是轻屋盖，故不必将张拉与加屋面荷载交替进行，可以在主副索全部张拉完毕后，再铺设檩条和屋面板及悬挂吊顶。

　　张拉工艺中，其关键环节是张拉顺序、循环次数及张拉力的大小等。

针对本工程悬索屋盖基本上具有双向轴对称的特点，张拉顺序原则定为先副索后主索，分别从中心向四周依次进行，在两端各用1台张拉设备同步进行张拉。

稳定索张拉用YCN-23型千斤顶，承重索张拉用YC-60型千斤顶，均配以高精度0.4级压力表。

张拉顺序如图8所示。

图8　索网张拉顺序示意

　　为尽量使钢索及边缘构件均匀受力，张拉工作原计划分20%、50%、66%、80%、100%共5次循环，然后再进行数轮调整。

张拉过程中同时控制内力和节点标高，按照设计人员的意图，张拉以应力控制为主，标高控制为辅。

　　张拉开始前测试所有标高控制点的标高，发现大部分节点的实际标高均低于设计值。

经研究决定第1轮先张拉主索，后张拉副索。

在每轮张拉结束后测读所有传感器读数，监测索网内力。

实际张拉过程中，在第2轮张拉完成后通过分析内力测试数据，发现大部分副索的内力已达到或超过第3轮设计的拉力，故经设计同意，取消第3轮，直接张拉第4轮80%。

最后一轮调整张拉时使用撑脚，张拉顺序为先拉主索，再拉副索。

为消除锚具回缩的影响（每端约4mm），调整张拉时微调的方法为张拉力到位后拧紧锚杯外面的大螺母。

经过3轮张拉和2轮调整以后，将传感器的测试结果与设计提供的索内力进行比较，并由设计人员认可，达到设计要求，至此张拉结束。

　　张拉结束以后，逐一将所有节点的夹具、立柱上的剪刀撑拧紧。

切断两端多余钢绞线，使其露出锚具不少于50mm。

为保证在边缘构件内的孔道与钢绞线形成有粘结，改善锚具受力状况，要进行索孔灌浆和端头封裹。

这两项工作一定要引起足够的重视，因为灌浆和封裹的质量直接影响到索网的防腐措施是否有效持久，从而影响到索网的安全与寿命。

　　灌浆之前，先将孔道两端作初步封闭，并严防索网颤动。

灌浆用材料为425号普通硅酸盐水泥、饮用水、JMⅢ混凝土减水微膨胀外加剂，水灰比为0.37。

灌浆设备为手动轻型压浆泵，每个孔道要一次连续灌完，直至泌水孔冒浆后方可停止。

孔道低处为灌浆孔，高处为泌水孔。

最后，用C30细石混凝土将端头与锚具封裹，以防锈蚀。

9　檩条加工和安装工艺

　　屋面檩条采用高200mm、厚1.6mm的内卷边槽钢钢檩条。

为使索网受载均匀且与受力分析相对应，檩条架设在索网节点立柱上，通过角钢与之连接。

　　檩条步长为1.6m，长度采用实测的方法，即在索网张拉结束，立柱、剪刀撑都拧紧到位以后实际量测每根檩条的尺寸，标注在平面图上，依此进行加工生产、安装。

　　檩条安装完毕以后，铺设彩钢屋面板。

主要质量指标是采用隐藏式卡扣固定彩钢板，现场轧制，整条安装，确保满足防水保温等建筑要求，屋面板及檩条与钢索连接牢固可靠，并具有令人满意的使用寿命。

　　4200m2的空间形成四季花园大厅，其大厅上空在标高45.35m上设有投影面积为3625m2的、以钢网架为骨架的铝合金玻璃天窗，外形酷似金字塔群。

大厅钢网架除东南入口、西北角外，其主体由16个金字塔组成，主体网架为4跨，每跨有4个金字塔（见图1）；

每个塔底部为13.8m×

13.8m、高6.9m（主体平面为55.2m×

55.2m）。

上弦杆和斜杆由用16～20mm厚的钢板焊接成400mm×

400mm的方形件及Λ形件组成，下弦采用30mm厚的钢板焊接成575mm×

575mm的半方形件，同时也作为天沟使用。

节点原设计采用整体铸钢构件，后我们在进行施工图二次设计时，改为钢板焊接构件。

图1　网架平面

1　二次设计及施工方案选择

1.1　网架节点的设计修改

　　本工程共有下弦中节点10个，下弦支承节点16个，上弦节点19个；

各节点均为多维形状，最多达8个方向。

原设计节点均采用铸钢，每个节点重达10～13t；

铸造的质量和几何尺寸不易保证；

且由于单个构件重量大，在组装时需要大吨位的起重设备；

现场组装后，焊接质量要求高（见图2）。

为此，在加工图二次设计时，经原设计单位同意，将铸钢节点修改成焊接节点，每个节点的重量约1.5～2.0t，大大减轻了结构自重，方便了工厂加工，使焊接质量和几何尺寸都可以达到设计要求；

同时减轻了现场组装困难。

图2　原设计的铸钢节点示意

图3　修改后的焊接节点示意

1.2　现场组装施工方案的选择

　　主要杆件和节点均在工厂制作，故本文不作介绍。

这里仅就现场安装方案予以叙述。

（1）从“扩初设计”到“施工图设计”的不断完善，我们对现场组装方案做过多次探讨、比较。

由于支承部位中心线和建筑内墙外皮重合，故排除了地面组装整体提升的方案。

设计曾经示意国外类似工程采用过搭满堂脚手架，高空散件组装的方案，但由于采用脚手架量很大，而且要多层加固地下室楼板，故未采纳此方案。

（2）根据结构本身特点，东、南两侧建筑为11层，西、北两侧为15层。

利用东侧11层屋面平台作为组装场地，先组装成一跨（4个金字塔），然后利用南北两侧支承墙上临时设置的滑轨，在后座采用千斤顶顶移的方法，陆续完成4跨。

经多次论证，本方案切实可行，而且优于前述方案。

2　网架施工方法

2.1　组装平台和起重设备

　　东侧11层屋面平台上部作为组装平台，其宽度与长度除局部以外，均可以满足一跨组装的需要。

起重设备利用土建施工时的两台塔吊。

2.2　架设滑行轨道

（1）在南端由于东南角入口处有一个19.5m×

19.5m的大空间，所以南端高空组装场地缺少一个角，因此在此处采用主次钢梁组成临时钢结构平台，便于组装施工，同时采用K形桁架钢梁支承滑轨，以便南滑轨通过此大空间。

（2）组装场地北侧（11层屋面）的滑轨，采用制作钢梁。

　　（3）大厅正式部位的南、北两侧钢滑轨设在原设计的钢筋混凝土牛腿上。

2.3　组装下弦

　　按照设计要求的起拱先安装下弦节点，再安装杆件，调整无误后焊接。

2.4　安装上弦杆件

　　先安装组装用的临时支架；

再安装上弦节点，支承在临时支架上，最后安装斜杆和水平杆，经调整无误后焊接。

2.5　滑移

（1）在南北两端的后坐东侧设置行程为800mm的千斤顶2个。

（2）拆除安装上弦节点使用的临时支架。

　　（3）在滑轨上设置不锈钢滑片，并涂润滑剂。

　　（4）南北两侧下弦节点的支承部位，设置垫有高强耐磨片的特殊支承滑板，以利滑行。

　　（5）拆除跨中各个节点的安装支架，使荷载全部移到两端的支承滑板上。

同时测量起拱尺寸，确认无误后开始滑移。

　　（6）两端的千斤顶同步启动，开始推移。

当完成一个行程约800mm后，即移动千斤顶逐步向前推移。

在每一行程过程中，及时测量编位情况，若误差大于5mm时，需进行调整。

　　（7）当1跨滑移完成后（含悬挂平台的工序），即在原组装位置进行下一跨的组装工作，并按上述工序进行滑移，直至4跨全部完成（西北角及东南角的非标网架采用散件组装）。

2.6　安装悬挂操作平台

（1）为了后续工作需要，如防火涂料、油漆施工、安装铝合金玻璃天窗、安装擦窗机轨道等，在整个网架下部，设置供操作用的临时满堂悬挂平台。

（2）利用网架东西方向下弦为擦窗机轨道设置的吊点安装吊杆，把预制的单片轻质铝合金管桁架连接悬挂起来，每排间距2.3m。

　　（3）当网架滑移2.4m左右时，停止滑移，开始安装铝合金桁架。

　　（4）在相邻的2榀桁架上设100mm×

100mm的木方，上铺密目安全网及防火石棉布并满铺脚手板。

随着滑移的进展，继续及时安装好铝合金桁架及其他悬挂平台。

这样最终钢网架滑移完成，而满堂的悬挂平台亦相继完成。

2.7　网架下沉就位

　　当4跨网架全部滑移到位，经检查各种数据符合设计要求后，在南北两侧（中部等分的下弦节点）各设两个支承点，每个支承点下面安装2个千斤顶。

利用8个千斤顶同步顶升至一定高度，即可拆除所有滑轨。

之后将千斤顶同步回落到设计高程，整个网架的安装工作结束。

3　体会

3.1　施工单位的二次设计能力是方案实施的关键

　　大堂网架是本工程的重要组成部分，结构新颖，施工难度极大。

对于这个项目，设计师更多的是从建筑设计的角度考虑，而对如何实现这个设想并没有更多的考虑。

作为施工单位，就不得不从操作性上对设计的基本构想进行思考，并通过二次设计将施工中的可操作性溶进设计方案中。

我们共完成计算书1000多页，图纸几十张；

并提出了焊接节点代替铸钢件，大大降低自重及起拱高度，利用钢结构内部的空间处理排水坡度问题，改变支座固定形式取消固定螺栓等方案；

并针对整体滑移施工方案进行了不同阶段、不同荷载、不同支承形式下的应力应变计算。

3.2　设计与施工紧密配合对方案实施起巨大作用

　　在施工中，把11层屋面作为组装平台，对屋面、女儿墙等永久性结构的荷载能力都提出要求，通过与设计的沟通，都得到了相应的加强。

又如我们在架设东南角临时组装平台时，K形梁设置与9层通道钢梁布置有矛盾等，经与设计协商改变了东南角钢平台结构钢梁位置，解决了K形梁的安装问题。

3.3　统筹全局的施工方案对工程起了决定性作用

　　本网架工程的技术难度大，涉及因素很多，在取得初步设计图纸后，我们除了对钢网架本身