体育馆钢结构吊装施工方案终稿.docx
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体育馆钢结构吊装施工方案终稿
西宁海湖新区体育中心钢结构工程
体育馆钢结构吊装专项方案
编制人：
审核人：
批准人：
长江精工钢结构集团股份有限公司
西宁海湖体育中心项目部
2010年7月
1.吊装方案的总体思路
1.1结构的划分
本工程体育馆部分主要由管桁架+单层网壳两部分组成，管桁架结构主要有36榀径向平面桁架、7榀环向桁架及支撑三部分组成。
网壳结构有36个菱形网壳以及支撑构件组成，如下图所示：
根据施工现场的实际情况，体育馆工作场地目前只有一个入口可供吊车进入作业。
体育馆内空间相对比较狭小，特别是目前土建部分混凝土支撑、脚手架还未拆除，而钢结构的支撑已经部分布置，待全部布置完毕，场地将更加局促，因而，本项目在吊装过程中必须做好和土建施工的衔接和协调工作。
土建项目的模板、支撑、脚手架应及时拆除，为钢结构吊装争取比较大的工作面。
施工临时支撑布置如下图所示：
固定屋盖临时支撑架平面布置图
1.2构件的分段与起吊
本工程体育馆管桁架结构分段情况：
ZHJ1以HHJ2为分界分成两段，采用散件出场，现场拼装成两吊装单元后进行高空对接。
ZHJ2、ZHJ3采用散件出场，现场拼装成整榀后，进行整榀桁架吊装；环桁架HHJ1-7以径桁架ZHJ1、2、3为界自然分段，其余桁架均采用散件安装。
单层网架结构采用散件出厂，现场拼装成块后进行吊装。
1.2.1主桁架分段单元吊点设置
体育馆主桁架有三种，分别是ZHJ1、ZHJ2、ZHJ3，其中ZHJ1分两段进行吊装，其重量分别为：
体育馆主桁架构件重量表
序号
构件编号
构件数量
构件长度（mm）
构件重量（Kg）
备注
1
ZHJ1（内）
12
22840
7951
2
ZHJ1（外）
12
24330
5549
3
ZHJ2
20
31430
8594
4
ZHJ3
4
31452
8598
主桁架采用两点吊装法进行吊装，且设置手拉葫芦进行调节。
吊点设置示意图如下：
1.2.2分块网壳分段单元吊点设置
体育馆网壳结构采用分块吊装，分块最重为12.27吨，分块形状呈不规则状态，采用四点吊装法进行吊装，吊点设置如下图所示：
1.3吊装的总体顺序
根据本工程结构特点和主要钢构件的分段情况，结合施工要求和现场实际，设定吊装总体安装顺序如下：
首先，以环桁架HHJ2为分界线，按照逆时针方向安装HHJ2内的钢结构；接下来，再按照逆时针方向逐步安装HHJ2之外的钢结构；完成绝大部分结构吊装工作以后，最终进行合拢。
序号
安装内容
第一步：
体育馆管桁架部分的支撑架搭设。
50吨汽车吊进场。
第二步：
安装ZGJ2~3
第三步：
安装e~26轴ZHJ1第一段。
第四步：
安装e~29轴ZHJ1第一段，e~26与e~29之间的HHJ1、2跟随安装。
第五步：
继续以上述方式安装ZHJ1,HHJ1、2跟随安装。
第六步：
HHJ2内结构安装完毕，50吨汽车吊退场，150吨履带吊进场安装e~26轴的ZHJ1第二段。
第七步：
安装e~27轴的ZHJ2，两榀桁架间的环桁架（除HHJ7外）及支撑跟随安装
第八步：
继续安装管桁架结构至e~29,两榀桁架间的环桁架（除HHJ7外）及支撑跟随安装
第九步：
安装e-26轴的网壳第一分块。
第十步：
安装e-1/26、轴网壳第二分块。
第十一步：
安装HHJ7以及HHJ6~7之间的支撑。
第十二步：
按照先安装管桁架结构至HHJ6，然后分块安装网壳结构，最后将HHJ7进行高空补杆的顺序安装体育馆至轴线e-2。
第十三步：
继续安装体育馆结构至e-14轴
第十四步：
继续安装体育馆结构。
第十五步：
安装合拢段，合拢段设置在轴e-25~e-26、e-2~e-3、14~15之间。
根据设计要求在最佳合拢时间和温度内进行合拢焊接。
2.吊装机械的准备
根据吊装总体思路以及各个吊装单元的重量和吊点设置情况，在吊装机械的配备上拟分别在体育馆施工场地内外分别布置1台50T汽车吊和1台150T履带吊，以完成相应的工作。
2.1吊装机械的选择
本工程在场内布置1台50吨汽车吊（型号：
QY50），用于HHJ2内钢结构的吊装（最重桁架吊装单元为10.88吨），另外在场外布置1台150吨履带吊（型号：
SC1500；臂长：
60.950m）配合现场提供的7#、8#塔吊进行HHJ外钢结构的吊装（最重网壳吊装单元12.27吨）。
（1）QY50型50吨汽车吊的主要性能参数表如下：
（2）SC1500型150吨履带吊（臂长：
60.950m）吊的主要性能参数表如下：
2.2吊装机械的位置和行走路线
在体育馆外围一周设置9米宽的道路，作为履带吊的行下路线：
3.吊装方案的详细步骤
3.1埋件的安装与复测
混泥土柱子顶部埋件MJ2、MJ3，是径桁架外端的支点，也是其确定位置的关键点。
MJ2共24个，重量115公斤/个，MJ3共12个，重量235.5公斤/个，设计标高21.9米。
安装步骤：
按设计图提供的坐标运用全站仪进行测量定位柱顶位置，埋件由塔吊吊装落位，核定标高，点焊固定，等土建混凝土浇筑后用全站仪复测位置及标高，形成最终结果资料报监理单位。
3.2体育馆里面构件的吊装
体育馆里面的钢构件包括：
主桁架和环桁架共计24榀，铸钢件和散件共计63个。
吊装机械为50吨汽车吊1台。
3.2.1中心铸钢件的吊装与固定
体育馆圆心各个径桁架汇交点处铸钢件是本阶段吊装工作的一个难点。
中心铸钢件由ZG2和ZG3两部分组成，ZG2重6.5吨，ZG3重6.1吨，总重12.6吨，高4.8米。
拟采取分段吊装的作业方法，即：
首先吊装ZG2，就位固定之后在支撑顶工作台面上设置4个50吨的千斤顶，上置钢板形成临时荷载承台；再吊装ZG3，就位固定后与ZG2焊接形成整体。
查50T汽车吊性能表，选主臂长度32米，工作半径10m时，其起重机的吊装重量为9.750吨。
满足铸钢件分段吊装的要求。
3.2.2桁架的吊装与固定
按照逆时针方向分别吊装12榀径桁架JHJ1的第一吊装单元，最长单元长度23米，单元最大重量8吨，本项工作由体育馆内50吨汽车吊进行安装，其性能满足施工要求。
首先吊装e-26径桁架第一单元，起吊到支撑之上，测量就位之后
在支撑顶部设置临时斜撑，与桁架上弦点焊，形成三角截面。
同时桁架两边用钢缆拉紧，钢缆另一头和地面锚固，形成桁架的临时固定；接下来吊装e-29径桁架第一单元，环桁架HHJ1、HHJ2跟随安装，形成局部结构单位系统。
其他桁架的吊装依次按照上述步骤完成。
本阶段的工作任务相对比较轻，但是施工作业面比较狭小，需要注意人机之间的配合协调，保证施工安全。
3.2体育馆外围构件的吊装
3.2.1主桁架的吊装与固定
本阶段工作由场外150吨履带吊完成。
首先吊装e-26径桁架第二单元，起吊到设计标高之后两端分别置于支撑和混泥土柱子预埋件之上，测量就位之后两边用钢丝绳拉紧，钢缆另一头和地面锚固，形成桁架的临时固定；接下来吊装e-27径桁架第二单元，两榀径桁架之间的环桁架跟随安装（最外圈HHJ7除外），形成局部结构系统。
其他桁架的吊装依次按照上述步骤完成，形成区域桁架结构体系。
吊机况分析
构件说明
名称
体育馆主桁架吊装单元ZHJ1（外）
重量（t）
8（含吊索具重量）
长度（m）
23
安装高度（m）
22.500
吊装机械
及性能
型号
SC1500型150t履带吊
臂长（m）
60.95
作业半径（m）
42.0
提升高度（m）
30.0
额定吊重（t）
11.2
构件重量8T＜额定吊重11.2T
结论：
吊机性能满足吊装要求
吊机况分析
构件说明
名称
体育馆主桁架吊装单元ZHJ2/3
重量（t）
10（含吊索具重量）
长度（m）
23
安装高度（m）
22.500
吊装机械
及性能
型号
SC1500型150t履带吊
臂长（m）
60.95
作业半径（m）
42.0
提升高度（m）
30.0
额定吊重（t）
11.2
构件重量10T＜额定吊重11.2T
结论：
吊机性能满足吊装要求
3.2.2网壳的吊装与固定
本阶段工作网壳单元最大重量12.27吨，由场外履带吊完成。
作业基本步骤：
首先吊装e-26轴网壳第一分块，落地就位与地面球铰支座连接；接下来吊装e-1/26网壳第二分块，起吊至设计标高支撑之上就位，安装支撑；再吊装HHJ7以及HHJ6、HHJ7之间的杆件；吊装相邻轴网壳第一、第二分块，跟随安装相应环桁架以及之间杆件；最后散装网壳分块之间的杆件，从而形成局部网壳结构系统。
根据上述步骤，逆时针顺序完成各个轴线的网壳单元，形成本区域的空间网壳结构体系。
吊机况分析
构件说明
名称
体育馆网壳结构单元
重量（t）
15（含吊索具重量）
长度（m）
15
安装高度（m）
31.000
吊装机械
及性能
型号
SC1500型150t履带吊
臂长（m）
60.95
作业半径（m）
20.0
提升高度（m）
45.0
额定吊重（t）
31.9
构件重量15T＜额定吊重31.9T
结论：
吊机性能满足吊装要求
3.2.3环桁架构件的吊装
本阶段工作内容是按照逆时针方向，完成HHJ2外轴线e-14至e-26范围内钢构件散件的吊装。
50T汽车吊主要吊装27m标高以下的网壳散件，其余散件均有总包提供的7#、8#塔吊（C6014）进行吊装，塔吊无法覆盖区域的散件有150吨履带吊进行吊装，汽车吊、塔吊与履带吊穿插施工；
HHJ6散件清单：
HJ6材料清单
零件编号
截面规格（mm）
长度（mm）
数量
单重（Kg）
总重（Kg）
材质
HHJ6-1
PIP299*12
8321
2
706.7
1413.5
Q345B
HHJ6-2
PIP299*12
8321
2
706.7
1413.5
Q345B
HHJ6-3
PIP159*6
5818
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-4
PIP159*6
6956
2
157.5
315
Q345B
HHJ6-5
PIP299*12
4823
2
409.6
819.3
Q345B
HHJ6-6
PIP299*12
4823
2
409.6
819.3
Q345B
HHJ6-7
PIP159*6
5040
2
114.1
228.2
Q345B
HHJ6-8
PIP159*6
5817
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-9
PIP299*12
6574
2
558.4
1116.7
Q345B
HHJ6-10
PIP299*12
6574
2
558.4
1116.7
Q345B
HHJ6-11
PIP159*6
5818
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-12
PIP159*6
5818
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-13
PIP299*12
6574
8
558.4
4466.9
Q345B
HHJ6-14
PIP299*12
6574
8
558.4
4466.9
Q345B
HHJ6-15
PIP159*6
5818
8
131.7
1053.7
Q345B
HHJ6-16
PIP159*6
5818
8
131.7
1053.7
Q345B
HHJ6-17
PIP299*12
6574
8
558.4
4466.9
Q345B
HHJ6-18
PIP299*12
6574
8
558.4
4466.9
Q345B
HHJ6-19
PIP159*6
5818
8
131.7
1053.7
Q345B
HHJ6-20
PIP159*6
5818
8
131.7
1053.7
Q345B
HHJ6-21
PIP299*12
6574
8
558.4
4466.9
Q345B
HHJ6-22
PIP299*12
6574
8
558.4
4466.9
Q345B
HHJ6-23
PIP159*6
5818
8
131.7
1053.7
Q345B
HHJ6-24
PIP159*6
5818
8
131.7
1053.7
Q345B
HHJ6-25
PIP299*12
6574
2
558.4
1116.7
Q345B
HHJ6-26
PIP299*12
6574
2
558.4
1116.7
Q345B
HHJ6-27
PIP159*6
5818
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-28
PIP159*6
5818
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-29
PIP299*12
4823
2
409.6
819.3
Q345B
HHJ6-30
PIP299*12
4823
2
409.6
819.3
Q345B
HHJ6-31
PIP159*6
5040
2
114.1
228.2
Q345B
HHJ6-32
PIP159*6
5817
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-33
PIP299*12
8321
2
706.7
1413.5
Q345B
HHJ6-34
PIP299*12
8321
2
706.7
1413.5
Q345B
HHJ6-35
PIP159*6
5818
2
131.7
263.4
Q345B
HHJ6-36
PIP159*6
6956
2
157.5
315
Q345B
塔吊工况分析
构件说明
名称
环桁架散件
重量（t）
0.7T（最重构件）
长度（m）
8.3
安装高度（m）
31.000
吊装机械
及性能
型号
C6014
作业半径（m）
60
提升高度（m）
40.0
额定吊重（t）
1.4
构件重量0.7T＜额定吊重1.4T
结论：
吊机性能满足吊装要求
4.吊装注意事项
（一）、凡参加施工的全体人员都必须遵守安全生产“安全生产六大纪律”“十个不准”的有关安全生产规程。
（二）、吊装作业人员都必须持有上岗证，有熟练的钢结构安装经验，起重人员持有特种人员上岗证，起重司机应熟悉起重机的性能、使用范围，操作步骤，同时应了解钢结构安装程序、安装方法，起重范围之内的信号指挥和挂钩工人应经过严格的挑选和培训，必须熟知本工程的安全操作规程，司机与指挥人员吊装前应相互熟悉指挥信号，包括手势、旗语、哨声等。
（三）、在高空作业的人员必须遵守高空作业安全技术规程，戴好安全帽，系好安全带，保证安全帽扣系紧，安全带应高挂低用。
（四）、拆卸千斤绳时，下方不准站人。
（五）、使用撬棒等工具，用力要均匀、要慢、支点要稳固，防止撬滑发生事故。
（六）、吊装作业时必须执行安全技术交底，听从统一指挥。
（七）、起重机械行走的路基及轨道应坚实平整、无积水。
（八）、起重机械要有可靠有效的超高限位器和力矩限位器，吊钩必须有保险装置，采用桅杆等自制式吊装装置安装时，应有公司质安处审核批准。
（九）、应经常检查起重机械的各种部件是否完好，有无变形、裂纹、腐蚀情况，焊缝、螺栓等是否固定可靠。
吊装前应对起重机械进行试吊，并进行静荷载及动荷载试验，试吊合格后才能进行吊装作业，起重机械不得带病作业，不准超负荷吊装，不准在吊装中维修，遵守起重机械“十不吊”。
（十）、在吊装区域内设置安全警戒线，安全警戒线可用红色三角型小旗用绳子穿起，挂在吊装区域四周，并派人监护。
（十一）、在吊装第一榀屋架吊钩松钩之前，必须拉好缆风绳，地锚、缆风绳的设置应编制专项施工方案，经公司质安处审核。
（十二）、在使用过程中应经常检查钢丝绳的各种情况：
1、磨损及断丝情况，锈蚀与润滑情况，根据钢丝绳程度及报废标准进行检查；
2、钢丝绳不得扭劲几结扣，绳股不应凸出，各种使用情况安全系数不得小于标准；
3、钢丝绳在滑轮与卷筒的位置正确，在卷筒上应固定可靠；
（十三）、吊钩在使用前应检查：
1、表面有无裂纹及刻痕；
2、吊钩吊环自然磨损不得超过原断面直径的10%;
3、钩胫是否有变形；
4、是否存在各种变形和钢材疲劳裂纹；
5、严禁在吊钩上补焊、打孔。
吊钩表面必须保持光滑。
（十四）、检查绳卡、卡环、花篮螺丝、铁扁担等是否有变形、裂纹、磨损等异常情况；
（十五）、吊物起吊悬空后应注意以下几点：
1、出现不安全异常情况时，指挥人员应指挥危险部位人员撤离，而后指挥吊车下落吊物，排除险情后再起吊。
2、吊装过程中突然停电或发生机械故障，应指挥吊车将重物慢慢的落在地面或楼面适当的位置，不准长时间悬在空中。
（十六）、使用手拉葫芦提升重物时，拉动链条时只许一人操作，严禁二人及二人以上一起拉动，操作时严禁站在葫芦的正下方。
（十七）、在使用多台千斤顶时，应尽量选择同种型号的千斤顶，各台千斤顶顶升的速度尽量保持一致。
5.吊装单元受力分析
5.1主桁架的受力分析
主桁架受力结构形式均一致，因此取其中分段较长ZHJ1分段1进行吊装分析，由于端部有杆件悬挑，为保证结构不会再吊装搬运过程中出现变形，影响桁架高空对接精度，设置临时杆件进行加固：
吊装单元端部加固
结构分析模型
吊装单元变形图
吊装单元轴力图
吊装单元弯矩图
吊装单元杆件应力比图
起吊时最大轴力出现在桁架单元的中间和吊点处，最大拉力为30.424KN，最大压力为-27.124kN。
桁架单元的吊点处弯矩最大，最大弯矩为8.72kN.m。
杆件的应力比都小于0.1，满足钢结构规范（GB50017）的要求，故吊装过程安全可靠。
同时现场吊装时还在腹杆处绑扎杉木，防止桁架单元平面外失稳，保证稳定性。
5.2网壳单元的受力分析
取其中分块面积长度最长，重量最重的分块网壳进行吊装分析，
结构分析模型
吊装单元变形图
吊装单元轴力图
吊装单元弯矩图
吊装单元杆件应力比图
起吊时最大轴力出现在桁架单元的中间和吊点处，最大拉力为16.764KN，最大压力为-31.34kN。
桁架单元的吊点处弯矩最大，最大弯矩为2.5kN.m。
杆件的应力比都小于0.1，满足钢结构规范（GB50017）的要求，故吊装过程安全可靠。
同时现场吊装时还在腹杆处绑扎杉木，防止桁架单元平面外失稳，保证稳定性。
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