网架卸载方案Word格式文档下载.docx

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整体：

是指把整个网架在卸载过程中按一个整体考虑，而不是分段卸载，结构在卸载完毕前处于千斤顶支撑受力状态；

计划采用逐圈隔一（焊接球）设一（临时支承点）的临时支撑点布置原则，以确保卸载时临时支撑点的受力状况满足要求。

分段：

指在整体卸载考虑的前提下，为了确保卸载过程中各点受力均衡性，根据结构自身特性，采用以“圈”或“几圈”为单位，逐段卸载。

逐步：

指对每一段卸载时，要根据千斤顶设计下降高度（根据起拱值定），分若干个卸载步骤，每次在规定时间内缓缓下降千斤顶卸载。

2.3.卸载段划分

根据结构实际形状，考虑结构变形协调，对每步，计划采用以下卸载方法：

卸载第一段：

第0圈（即中心节点）；

卸载第二段：

第1、2、3、4圈；

卸载第三段：

第5、6、7圈；

卸载第四段：

第8、9、10圈；

这样，自中心节点到支座之间，包括中心节点，我们设了4个卸载段。

如附图1所示1。

2.4.卸载步骤

本方案计划分10个卸载步骤。

这样，因每圈的起拱值h不一样，则每圈每步卸载值△（为起拱值的1/10，即△=h/10）都不一样。

对中心节点，设计起拱值为100mm，则每步卸载值为：

△0=100/10=10mm

其他各圈同样按比例计算。

△1=95/10=9.5mm

△2=90/10=9mm

△3=80/10=8mm

△4=70/10=7mm

△5=60/10=6mm

△6=50/10=5mm

△7=40/10=4mm

△8=30/10=3mm

△9=20/10=2mm

△10=10/10=1mm

具体见附图1。

卸载时钢网架底部临时支撑点用千斤顶支顶，临时支撑计划总体采用隔1顶1的方法，具体经计算确定。

三、网架卸载施工工艺

3.1.比赛馆卸载施工流程

图3.1.比赛馆钢结构卸载施工流程

3.2.卸载准备

3.2.1.人员、材料、设备准备。

1．人员：

要求每个千斤顶卸载时配备至少1个操作工人，这样，应至少有20个工人，操作人员实行”对号入座”方法。

应根据实际情况设几个控制分区，每个分区设分区负责人，负责各分区卸载过程中的视察及抽查工作，并将每次检查结果上报汇总。

本方案计划设4个分区，具体见图3.2。

图3.2.比赛馆网架卸载分区示意图

应设卸载总指挥或总指挥部，全权负责本次卸载工作，具体见下表：

卸载总指挥部成员表表3.1

成员

姓名

联系方法

备注

总指挥

A区负责人

B区负责人

C区负责人

D区负责人

2．材料：

主要是底部支撑体系加强用材料。

要对各千斤顶底部支撑情况进行逐一检查，发现问题马上整改；

3．设备：

1）千斤顶：

数量按附图1所示：

1+4+8+8+10+20*6=151个

考虑了中心铸钢件下的千斤顶。

千斤顶计划采用16T的手动千斤顶。

2）测量仪器：

全站仪、刻度尺。

3.2.2.专家论证

为了确保卸载成功，公司将组织进行卸载方案的专家论证；

届时业主、监理、总包及项目部相关人员、施工队负责人也将参加。

3.2.3.技术交底

因为卸载事关重大，卸载前，必须召开技术交底会，从技术、安全上，进行详细的交底讲解和工作安排；

技术交底应由项目经理主持，由项目工程师主讲，内容为支撑点人员安排、卸载统一指挥确定、各阶段各步骤卸载值交底及如何实施确定、突发事件处理机制、安全措施等。

3.2.4.卸载时间的选择

考虑卸载的条件是结构处于静载受力状态下，卸载要选择晴天无风（或风力<

5级）的天气，确保卸载正常进行。

3.3.坐标复核、校正

卸载前，必须对各临时支撑点进行坐标测量复核，特别是标高复核。

方法是用全站仪测出此时的各临时支撑点焊接球顶标高及位置，并纪录下来，作为调整依据。

3.4.临时支撑支顶

因为在实际施工过程中，部分临时支撑点位置没使用千斤顶支顶的，要么用钢管支撑或根本就没有支顶，对这种情况，必须进行处理：

1．对设置有钢管支撑并受力的：

1）应在销轴节点下搭设临时临时胎架；

2）用2个千斤顶在原钢管支撑两侧把销轴节点底板在原来位置顶起2-3mm并顶升到设计高度（考虑起拱值）；

3）卸去原钢管支撑，换上千斤顶，顶到原来钢管支顶位置；

4）把两侧千斤顶缓缓回落到原来位置，使新设千斤顶受力；

5）卸去两侧千斤顶。

2．对没有支顶或支顶不受力的：

1）对没设置支顶的，按要求搭设临时胎架，放千斤顶，把销轴节点顶升到设计高度（考虑起拱值），使千斤顶受力；

2）对支顶不受力的，换千斤顶顶到设计高度（考虑起拱值）；

3．对设置有千斤顶支撑并受力，但高度不符合要求的，应调整千斤顶，使高度符合要求。

3.5.卸载前检查

检查内容：

1．支撑点以外支撑情况。

若在设计支撑点以外还有原来的临时支撑：

1）对是钢管支撑的，应在两侧设千斤顶顶升受力后卸去钢管支撑，再把千斤顶缓缓回落最终卸载；

2）对是千斤顶支撑的，建议不卸去千斤顶，而直接成为卸载时的临时支撑点；

2．各支撑点支撑情况。

胎架：

胎架搭设是否合理、是否满足承载力要求，对明显有安全隐患的要马上处理，未处理完毕不得进行下步操作；

千斤顶：

千斤顶是否居中，不居中必须想办法调整到中部；

3．刻度标示情况。

为了确保卸载时每步下降值在可控范围，应做好卸载刻度准备工作，具体方法可参考以下：

a．在临时支撑点近侧立刻度尺，对准刻度，并固定好，直到卸载完毕方可拿下，否则不允许中途拿掉；

b．直接在千斤顶上沿下落方向放出每步卸载的长度值，作为每步卸载的控制标准；

c．在千斤顶邻侧立钢管，在钢管上放出每步卸载的长度值，作为每步卸载的控制标准；

3.6.第一步卸载

在检查及准备完毕后,在卸载总指挥（部）的统一指挥下,开始第一步卸载。

卸载顺序：

第1段卸载→第1段卸载情况检查→第2段卸载→第2段卸载情况检查→第3段卸载→第3段卸载情况检查→第4段卸载→第4段卸载情况检查

3.6.1.第Ⅰ段：

先将中心节点降下10mm，观察该节点受力情况及周围8个临时支撑点变形情况，情况良好就继续第1圈下降；

3.6.2.第Ⅱ段：

第1圈每步下降值为9.5mm，9.5mm比较难控制，可采用2步综合控制：

即2步下降值和为19mm来控制，譬如第一步为9mm，第2步就为10mm；

下降卸载后要检查各临时支撑点及临近节点的受力变形情况，必要时应在观测变形比较明显部位设应变片来掌握结构构件局部变形情况，以及时发现、处理问题。

每圈下降完毕后，由各控制点工人向该分区负责人报卸载情况，由该分区负责人立即向总指挥（部）汇报；

若在卸载中出现异常，工人应立即上报分区负责人，分区负责人应立即报给总指挥（部），并会同总指挥（部）赶赴现场，采取针对性的解决办法；

3.6.3.第Ⅲ、Ⅳ段：

方法参考第二段；

3.7.第i步卸载（i=1,2,…..9）

第一步作为卸载一标准步，在卸载过程中，必然积累了大量的实际操作及问题处理经验，当第一步成功完成后，我们就可以参照第一步的经验及标准，进行其他步段的卸载操作。

同样，每步段操作，都必须密切注意以下事宜：

1．必须在总指挥（部）统一指挥下协同操作,最好用哨音统一协调；

2．必须按刻度尺/刻度线来控制每次下降值；

3．必须在规定的时间缓缓完成，不得过快或过慢；

4．必须执行每段卸载后检查制度，检查胎架、千斤顶受力情况，检查结构变形情况特别是焊接球和垂直腹杆变形情况，必要时应贴应变片检测控制构件变形情况；

5．必须严格执行现场卸载过程检查、上报机制。

操作工有责任注意所负责临时支撑点及邻近结构构件异常情况并上报分区负责人；

各分区负责人必须驻现场并视察责任区，及时发现安全隐患并处理，处理不了的要迅速上报总指挥（部）协同解决；

卸载总指挥（部）在卸载期间亦必须驻现场并经常视察工地并及时处理突发事件。

6．必须严格执行突发事件紧急处理机制。

项目部主要负责人、总指挥（部）必须全过程在场，发现问题要及时处理，处理期间不得继续施工并对该部位采取必要加强措施。

3.8.第10步卸载

通过前面几步卸载，到此结构变形已经基本跟完全受力状态非常接近了，但这最后一步卸载有可能也是变形最大的一步，因为我们卸载下降设计值是根据结构施工起拱值确定的，但结构实际下降值并不知道。

3.8.1.这样就可能出现以下几种情况：

1．结构变形基本与设计吻合。

这样就可按本步方法继续卸载；

2．结构变形比设计小。

这样在前面几步要密切注意结构变形情况，一旦出现大量临时支撑（50%的数量）完全卸载完毕的情况，就必须把已完全卸载完毕的临时支撑再度上顶，使之受力，上顶幅度是该点设计变形的1/10；

然后按本步卸载方法卸载；

3．结构变形比设计值大。

具体表现在本步第0圈（即中心节点）按计划下降后仍受力。

处理方法：

首先，应立即停止卸载，并把各临时支撑点全数检查，确保各临时支撑点支撑有效；

其次，把情况通知甲方、设计院、监理及公司设计部，会同他们一快找出原因及解决办法；

可适当把预期下降值放大，譬如放大到150mm，然后验算此种情况结构受力性能，若没问题，设计院签认后，方可继续卸载。

出现此种情况，则要增加卸载步数，增加的卸载步卸载方法同第i步卸载方法；

增加的卸载步在卸载时若出现临时支撑完全卸载的情况，必须回顶受力再与该点所在圈同时下降；

3.8.2.全部调整完毕后最后（第10步）卸载

本步以为中心节点变形在计划（100mm）内，若超出计划下降值，按3.7.1的方法调整。

1）第Ⅰ段。

因为此时结构已经基本接近完全卸载后的静载受力状态，结构已经承受了很大部分的自重荷载，因此，此时缓缓卸载，结构在自重荷载作用下内力变化应比较慢。

但考虑本步卸载前后结构的应力突变，仍应密切注意卸载时的结构变形情况，以确保结构整体受力变形的平稳过渡。

2）第Ⅱ段卸载。

此段3圈（第1、2、3、4圈）同时卸载，卸载方法参考第2步；

卸载时应密切注意第Ⅲ段首圈（第5圈）各节点的受力变形情况，必要时应在未支设千斤顶部位增设千斤顶，确保该圈承载符合要求；

3）第Ⅲ段卸载。

第Ⅱ段第4圈卸载完毕后，进行第Ⅲ段卸载，即第5～7圈同时卸载；

卸载方法为3圈同时卸载至完全卸载；

为了确保卸载成功，本段卸载前应先把第Ⅳ段的首圈（第8圈）剩余20个未放置个千斤顶的锥管下面都布置千斤顶，并上顶1/10设计卸载值，以此对第8圈进行加强；

若局部先行完全卸载，应适当上顶受力，待其他临时支撑卸载到位再同时一起完全卸载；

卸载时应密切注意第Ⅳ段首圈（第8圈）各节点的受力变形情况，必要时应在未支设千斤顶部位增设千斤顶，确保该圈承载符合要求；

4）第Ⅳ段卸载。

这3圈亦同时整体卸载；

因为本步卸载关系到结构自重荷载是否可以平稳地从临时支撑系统完全转移到结构自身上去，关系到卸载成败与否，所以要格外小心。

卸载前，要做好前期检查工作，检查第8圈千斤顶承载变形情况、检查胎架、脚手架受力情况、检查应变片有效情况；

卸载时，要密切注意以下部位：

a）支座处结构受力变形情况；

b）支座内边桁架与网架间（即第10圈）结构变形情况；

c）第8圈结构、千斤顶、胎架受力变形情况；

其中以b、c比较关键，应予以密切注意，一旦发现有异常情况，如第10圈结构变形异常、第8圈千斤顶异常等，应立即停止卸载并进行必要加固，然后报总指挥部及甲方、监理等，找出原因并采取相应措施后，经核证可以后方可继续进行卸载；

3.9.验收

验收包括以下几个内容：

1）结构抗震支座位移检查。

因为卸载后，结构因自重，产生向心拉力，导致整个结构向心移动变形，从而使支座可能出现向心滑移，而支座设计位移是有限的（按设计要求为±

100mm），这样，检查支座卸载前后的位移就显得很重要；

2）边桁架变形检查。

边桁架是网架的主要受力部件，并进行了加固，为了确保边桁架的受力安全，应在支座检查后立即对边桁架进行检查：

a）通过设应变片检查有无明显构件局部变形情况；

b）设几个（计划4个）控制点观测结构径向位移变形情况；

c）检查焊缝受力情况等。

根据《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91中第2.0.17条“网架结构的容许挠度不应超过下列数值：

用作屋盖——L2/250….”，取变形值为L/250，L为该钢管长度；

3）网架结构变形检查。

a）中心铸钢件下沉值测控；

b）各焊接球（包括中心铸钢件）焊缝受力后情况检查；

c）各垂直腹杆垂直度变化检查；

d）各焊接球坐标变化检查（可每圈按比例抽查）；

4）卸载施工验收必须经监理签字。

四、卸载变形监测方案

4.1.屋面钢结构卸载监测内容

4.1.1.位移监测

1）中心点位移监测

中心点位移监测包括屋面钢结构中心点的竖直方向上的位移监测和水平位移监测2项内容，其中竖直方向上的位移监测可以由施工方根据卸载时所使用的标度尺自行监控，因此，本项目只进行水平侧移的监测。

见图4.2。

2）支座位移监测

卸载时支座会产生一定的径向位移，选择8个点进行监测。

4.1.2.应变监测

石油大学的屋面结构体系比较复杂，因此，屋面各个杆件的应变监测将是本次卸载监测的重点内容。

1）上弦杆件应变监测

上弦杆件共有15个杆件需要进行监测，按照每个监测点布置2个应变片，上弦需要布置30个应变片。

选择监测的位置：

共分为4处，共15个杆件进行监测，见图4.3所示。

图1A截面布置2个测点图1B截面布置3个测点

图4.1.测点杆件截面布置示意图

2）下弦杆件应变监测

下弦选择12根杆件进行监测，每个杆件布置2个应变片，需要布置24个应变片。

测点的布置见图4.1-1A所示。

所选择杆件的位置见图4.4所示。

3）垂直腹杆和节点的应变监测

垂直腹杆以中心点处的杆件受力最大，因此选择该杆件进行监测。

垂直腹杆为轴力杆件，通常这种杆件可以选择布置两个应变片进行监测。

由于本结构在卸载过程中可能存在较大的水平位移，因此选择3个测点进行监控，所以需要3个应变片。

杆件应变片的布置见图4.1-1B所示，具体平面布置见图4.5。

另外，由于施工出现较大的误差，节点处的杆件将产生一定的扭转，这对中心点处的铸钢节点产生一定的影响。

因此，选择点铸钢节点3处进行应变监测，每处布置2个应变片，共6片。

4）支座斜腹杆应变监测

选择6根支座斜腹杆进行应变监测，每个杆件布置2个应变片，需要12个应变片。

杆件应变片的布置见图4.1-1A所示，具体平面布置见图4.6所示。

5）耳板和相对应的竖直腹杆处的变监测

工程中耳板的施工可能存在隐患，根据甲方提供的数据达到140个左右的耳板出现较大的问题；

根据设计院的分析，施工误差造成了竖直腹杆出现扭转，对结构整体产生的影响也是无法进行计算的，建议选择5个耳板进行监测，每个耳板采用2个应变片，共10片应变片。

6）由于耳板位置的偏差将在数值腹杆上产生一定的影响，所以选择相应位置处的竖直腹杆进行监测，每个杆件布置3个应变片，共15个。

7）考虑温度的影响，可在现场钢网架上布置15个温度补偿片，用以调整现场卸载时温度的影响。

监测位置现场确定。

图4.2位移监测点布置图

图4.3上弦监测点布置图

（左下1/4区,共选择15个杆件，30个测点）

图4.4下弦应变监测位置

（右上1/4区，共12个杆件，24个测点）

图4.5垂直腹杆应变监测位置

（选择1个杆件，共3个测点）

图4.6支座斜腹杆应变监测位置

（右下1/4区，共8个杆件，16个测点）

4.2.卸载监测原理及基本要求

4.2.1.监测原理

应变监测系统包括由光纤光栅传感器、传输光缆、分析仪等组成的传感网络及利用上位机开发平台开发的基于多线程模式的数据采集显示软件。

应变监测系统硬件结构系统的硬件包括光栅光纤传感器网络、数据收发器、网络分析仪、监控计算机等，结构如图所示。

图4.7监测系统结构

在监测现场需要测量处安装光纤光栅应力，根据位置及初始中心波长将多个传感器串接在同一条光纤线缆上，形成监测现场的分布式传感器网络结构，每个传感器串称为一个通道，所有通道汇集到监测现场的数据收发器，然后利用一根主光缆传输到远端的控制室；

控制室中利用同样的数据收发器接受来自现场传感器的信号，数据收发器输出与现场传感器串对应的多个通道到网络分析仪；

网络分析仪将一个宽带光源分成若干部分，分别入射到每个传感器通道，各通道传感器根据各自的制作工艺反射特定波长的光信号，网络分析仪接收这些反射的光信号，分析其中心波长功率谱，得到返回的中心波长值，与传感器在初始状态时的中心波长值相比较，即可计算出改变传感器中心波长的外部应变或温度，同时网络分析仪通过网络接口与上位监控计算机连接，将传感器数据传输到上位机显示处理；

上位机接受到分析仪的数据后，完成采集、计算、显示、存储、打印、报警等相应工作，形成功能丰富的人机界面。

4.2.2.监测要求

（1）监测应变的传感器的精度、最小分辨率、频响特性、量程等重要特性参数必须满足后面具体需监测的特性参量对传感器的要求；

（2）传感器—信号传输—信号调理—信号采集整个监测系统要求抗电磁干扰能力强，对环境干扰不敏感，信号衰减小，从而保证监测到准确信号；

4.3.卸载监测仪器设备

4.3.1光纤光栅钢板应变计

FBGS312R2光纤光栅钢板应变计与专用底座配套使用。

图2应变计

仪器主要技术指标

项目

参数

量程

±

1000με；

（可定制量程）

分辨率

0.496με

光栅中心波长

1525nm～1565nm

光栅反射率

≥80％

工作温度范围

－30℃～＋80℃

规格尺寸

标距55mm

封装方式

铠装

安装方式

螺栓紧固/焊接/粘接

传感头引出线

铠装光缆，左右各为0.5m±

0.1m

传感头之间级连方式

熔接或连接器连接

4.3.2PI01型光纤光栅传感网络分析仪

PI01型光纤光栅传感网络分析仪，其技术指标和可靠性设计使之可以满足大型结构的长期健康监测。

图3分析仪

仪器主要技术指标如下

类型

PI01-XX

主要指标

通道数

1～24

最大测点数/通道

温度：

18；

应变：

16；

位移：

5；

压力：

8

传感器中心波长间距

最小值：

0.4nmMin：

0.4nm

采样频率

单通道50Hz

可测参量

及精度

温度

分辩率：

0.1℃；

测量精度：

0.5℃

应变

1με；

3με

位移

0.05mm；

0.5%F·

S～1%F·

S

电子参数

工作电压

220V±

10%，50Hz

最大功耗

典型值：

30w；

最大值：

40w

数据接口

10M以太网口、RS232串口、USB口

环境参数

工作环境

0～40℃

工作湿度

0～80%无结露

存储环境

－20～80℃

存储湿度

0～95%无结露

机械参数

外形尺寸

400×

292×

210

液晶显示

有

内置微机

无

光学参数

波长范围

1525～1565nm

波长分辨率

1pm

波长重复性

1pm；

2pm

波长精度

3pm

五、涉及的相关计算

5.1.千斤顶规格确定

为了确保卸载过程中临时支撑的承载能力，必须先确定好支顶用的千斤顶规格及承载能力。

卸载过程中严禁人员随意上下钢网架结构。

1．对中心节点：

结构自重：

m1=1.145+0.321*16/2=3.713（T）

荷载组合：

M1=1.5*m1=1.5*3.713=5.57T

2．对段Ⅱ节点：

结构自重：

按0.718kN/m2考虑，取面积最大者S=25.9*2＝51.8m2

m1=0.718*51.8=37.2kN=3.72T

M2=1.5*m1=1.5*3.72=5.58T

3．对段Ⅲ节点：

按0.718kN/m2考虑，取面积最大者S=38.32m2

m1=0.718*38.32=27.51kN=2.751T

M2=1.5*m1=1.5*2.751=4.13T

4．对其他节点：

按0.718kN/m2考虑，取面积最大者S=35.5m2,

m1=0.718*35.5=25.489kN=2.549T