干煤棚网壳施工方案.docx

1、干煤棚网壳施工方案干煤棚网壳施工探讨1 引言 结构形式为双层网壳，网壳跨度103m，净高38m，属超大型网壳结构。干煤棚是火电厂中存储煤的一种大型棚库，为了满足储存和斗轮机作业空间，要求跨度大、净空高，没有成熟经验可供参考；同时由于施工现场场地狭小，现场运输量大，脚手架类型的选择和搭设方案是最大的难点所在。本工程施工以大型脚手架为依托搭建滑移施工平台，采用高空散装法分段安装，在完成网壳安装、防腐施工、屋面板安装之后，将脚手架滑移到下一个分段继续施工，直到完成全部施工任务。 2 工程概况本网壳结构设计跨度103m，长度120m，矢高38.639m，网壳展开平面尺寸144.00m120.00m。支

2、撑基础分为A列和B列，共30跨（即共分31轴线）。结构型式为双层网壳，节点类型为螺栓球节点及局部焊接球节点，支承形式为对边柱支承。该网壳结构螺栓球和焊接球全部 图1：干煤棚外观采用45号钢制作，螺栓球直径为200300mm，焊接球球径为400800mm；上、下弦杆和腹杆选用Q235钢管制作，钢管直径为89219mm、壁厚4.010.0mm。网壳结构防腐要求：底漆WZ-1水性无机富锌漆三道3*35m，中间漆HB53-42环氧封闭漆一道30m，面漆为AB200改性聚碳酸脂长效面漆三道3*35m，其中现场施工为两道面漆。网壳结构面层采用单层压型彩钢板封闭，彩钢板厚度为0.53mm，波高30mm，表面

3、镀铝锌防腐。3 施工方案本工程施工采用高空散装法安装，以大型脚手架为依托搭建滑移施工平台，施工人员在滑移施工平台上完成安装作业。在安装方向上按照轴线分为4个分段，在完成网壳安装、防腐施工、屋面板安装之后，将脚手架滑移到下一个分段继续施工，直到完成全部施工任务。根据脚手架宽度和网壳总长度，本工程脚手架从搭设到拆除需要滑移3次。31脚手架施工方案、构造措施：滑移门式脚手架施工是保证主结构顺利施工、安全施工的关键，因此脚手架的平面布置、构造措施、脚手架的搭设、脚手架滑移及使用维护等各方面都必须精心设计、严格控制，脚手架及底盘应进行受力验算。311脚手架的平面布置在靠近A、B列基础6米范围内，采用满堂

4、钢管扣件式脚手架（因不具备探讨价值，本文略去该部分内容）。在距离基础6米以外采用滑移门式钢管脚手架。滑移门式钢管脚手架由三组独立的滑移门式钢管脚手架组成，即平面尺寸28.00m30.60m两组，30.70m30.60m一组（见图2：脚手架平面布置图）。脚手架高度最高35.5m,脚手架生根在工字钢底盘上，底盘通过滑轮支承在轨道上。在高空网壳安装时，3组脚手架架体及其底盘连接成一个整体，实质上相当于合并为一个整体脚手架，以提高稳定性。当一分段网壳安装完成后，脚手架需向前滑移至第二分段网壳位置时，先拆除三组滑移脚手架的连接件，使3组脚手架能够分别单独滑移。 之所以不采用整体脚手架而采用把整体分割成三

5、组单独的脚手架，原因有三：整体脚手架体积太大、长度太长，地基沉降不均匀会造成扭曲变形，影响正常使用和滑移；整体脚手架滑移过程中需要很大的水平牵引力，也容易在滑移过程中因牵引力不均匀发生扭曲变形，采用3组独立脚手架后则可大大减小牵引力和减少牵引变形；采用3组独立的脚手架，方便搭设和拆除。312 脚手架构造措施3121门架立杆采用572.5mm钢管，宽度为1.0m，高度为1.90m，跨距为2.70m，立杆加强杆采用252mm钢管。水平加固杆、扫地杆、剪刀撑等采用483.5mm钢管。3122剪刀撑、纵横向水平加固杆设置见图四（脚手架加固措施布置图），剪刀撑斜杆与地面的倾角在4560之间，用扣件与门架

6、扣紧，脚手管搭接长度不小于600mm，搭接处用3个扣件扣紧。纵横向水平加固杆在门架的第一层开始到第十层每层均设置一道，十层到十六层每隔一层设置一道，十六层到十八层每层均设置一道。 3123门架底部设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆固定在距底座上皮不大于200mm处的门架横杆上。横向扫地杆固定在紧靠纵向扫地杆下方的门架横杆上。3124顶步作业平台满铺竹笆片，竹笆片应支承于横杆上，不得有探头板，且用不小于14号铅丝双股并联4点绑扎。3125在28.00m30.60m 两组脚手架处分别设人员上下步道，步道宽度1.2m，坡度1:3，拐弯处设平台宽1.5m，步道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板，栏杆高度1

7、.2m，挡脚板高度200mm。3126单组脚手架合并：单组脚手架之间用483.5mm钢管连接，按照水平3m、竖直3m间距考虑，把3组独立脚手架连接成一个整体脚手架。在滑移之前将连接杆临时拆除。313滑移门式钢管脚手架计算3131参数信息（1）脚手架参数脚手架搭设高度为35.5m，门架型号采用重型门架，钢材为Q235。扣件连接方式:单扣件搭设尺寸为：门架的宽度 b = 1.000m，门架的高度 h0 = 1.900m，步距1.920m，跨距 l = 2.700m。门架 h1 = 1.450m，h2 = 0.100m，b1 = 0.700m。门架立杆采用 573 mm钢管，立杆加强杆采用 252m

8、m钢管。（2）荷载参数本工程地处浙江省玉环县，基本风压为0.80，风荷载高度变化系数z为1.92，风荷载体型系数s为0.5。施工均布荷载为3.000kN/m2，同时施工层数：1层。3132脚手架荷载标准值:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。（1）静荷载计算静荷载标准值包括以下内容：1)脚手架自重产生的轴向力(kN/m)门架的每跨距内每步架高内的构配件及其重量分别为： MF1219 1榀 0.25 kN 交叉支撑 2副 20.040=0.080 kN 水平架 1步1设 0.1651=0.165 kN 脚手板 每米重量 0.048kN 连接棒 2个 20.006=0.012 kN 锁臂

9、 2副 20.009=0.018 kN 合计 0.573 kN经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1 =0.298 kN/m。2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力(kN/m)剪刀撑采用 483.2 mm钢管，按照4步4跨设置，每米高的钢管重计算： tg = ( 41.920 ) / ( 42.700 ) = 0.711 2 0.035 ( 42.700)/cos/(41.920 ) = 0.121 kN/m水平加固杆采用 483.2mm钢管，按照1步1跨设置，每米高的钢管重为： 0.035 ( 12.700 ) / ( 11.920 ) = 0.05 kN/m每跨内的直角扣件1个，旋转扣件

10、4个，每米高钢管重： ( 10.0135+40.0145 ) / 1.920 = 0.037 kN/m每米高的附件重量为0.020 kN/m每米高的栏杆重量为0.010 kN/m经计算，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计 NGk2 = 0.238kN/m静荷载标准值总计为 NG = NGK1 + NGK2 = 0.536 kN/m（2）活荷载计算活荷载为各施工层施工荷载作用于一榀门架产生的轴向力标准值总和。经计算得到，活荷载标准值 NQ = 14.58 kN（3）风荷载计算风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB5000

11、9-2001)的规定采用：Wo= 0.800 Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用Uz = 1.920 Us- 风荷载体型系数：Us =0.50经计算得到，风荷载标准值： Wk = 0.54 kN/m2。3133立杆的稳定性计算作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(不组合风荷载) 其中 NG - 每米高脚手架的静荷载标准值，NG = 0.482 kN/m NQ - 脚手架的活荷载标准值，NQ = 14.58 kN H - 脚手架的搭设高度，H = 35.500 m经计算得到，N = 40.945 kN作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(组合

12、风荷载) 其中 qk - 风荷载标准值，qk =1.458 kN/m H1 -竖向间距，H1 =1.92 m经计算得到，N =39.156 kN门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算 其中 N - 作用于一榀门架的轴向力设计值，取以上两式的较大者，N =40.954 kN； Nd - 一榀门架的稳定承载力设计值(kN)；一榀门架的稳定承载力设计值以下公式计算 其中- 门架立杆的稳定系数,由长细比 kh0/i 查表得到，=0.489 k - 调整系数，k=1.170 i - 门架立杆的换算截面回转半径，i=1.956 cm I - 门架立杆的换算截面惯性矩，I=19.47 cm4 h0 - 门架

13、的高度，h0=1.90m I0 - 门架立杆的截面惯性矩，I0=18.608cm4 A1 - 门架立杆的截面面积，A1=5.089 cm2 h1 - 门架加强杆的高度，h1=1.702m I1 - 门架加强杆的截面惯性矩，I1=0.963cm4 A - 一榀门架立杆的截面面积，A=10.178 cm2 f - 门架钢材的强度设计值，f=205.00 N/mm2经计算得到，Nd= 102.029 kN立杆的稳定性计算 N Nd= 102.029，满足要求。314工字钢底盘、滑轮及轨道底盘是脚手架生根的基础，由纵、横两个方向的工字钢组成，底盘的工字钢间距按上部脚手架杆的间距调整。 3141工字钢底

14、盘构造1）底盘工字钢选用20号工字钢，Q235B材质。2）底盘工字钢所有接头采用M16普通螺栓连接成整体，避免焊接连接，便于拆卸和防止拆除时损坏。3）为了保证脚手架顺利滑移，底盘工字钢平整度应控制在30mm之内。4）脚手架搭设完成后，在底盘工字钢纵横方向上每间隔4m设置沉降观测点，每隔3天测量一次沉降观测，做好记录。如发现异常情况应及时采取措施，防止因沉降造成脚手架失稳、破坏。3142底盘工字钢验算（1）验算底盘一（共有 10 跨）以第1跨为例验算截面抗拉抗压抗弯强度、截面抗剪强度：底盘工字钢材质：Q235考虑自重，自重放大系数取 1.2跨度为 3m截面为 普工20a 截面Ix = 2.37e

15、+007 mm4截面Wx = 237000 mm3面积矩Sx = 134977 mm3腹板总厚 7 mm塑性发展系数 x = 1.05整体稳定系数 b = 0.6由最大壁厚 11.4 mm 得：截面抗拉抗压抗弯强度设计值 f = 215 MPa截面抗剪强度设计值 fv = 125 MPa剪力范围为 -16.9675-26.0385 KN弯矩范围为 -8.30388-11.5936 KN.M最大挠度为 1.02071mm (挠跨比为 1/2939)由 Vmax x Sx / (Ix x Tw) 得计算得最大剪应力为 21.185 MPa fv = 125 MPa 满足要求由 Mx / (x x

16、Wx) 得计算得强度应力为 46.5885 MPa f = 215 MPa 满足要求重复以上步骤，对第2到第10跨工字钢底盘分别进行验算，结论满足要求。（2）验算底盘二（共有 11 跨）验算步骤同底盘一，结论满足要求。3143轨道和滑轮构造1）轨道采用20号工字钢，沿网壳安装方向水平铺设。滑轮的作用一是方便脚手架滑移，同时可将脚手架重量传递到轨道上。2）轨道铺设在1200mm200mm200mm道木上，道木间距1米，道木下方应平整、填实。为了保证脚手架整体沉降不过大,铺设轨道之前应先对场地进行充分压实和平整， 场地土的压实系数要达到0.94，整体平整度应控制在50mm内。同时做好现场排水工作，

17、避免因积水造成过大的不均匀沉降。3）工字钢轨道铺设时用水准仪找平，轨道接头采用螺栓连接，便于拆除。接头部位高差不超过1mm，轨道整体标高偏差控制在15mm内。4）相邻每节工字钢轨道之间（横向）用两道连接杆连接，保证工字钢轨道稳定性，连接杆可选用50mm等边角钢或483.5mm钢管。5）为防止滑轮移动过程受阻，工字钢轨道接头要按照50%错开。6）滑轮：滑轮上端焊接在底盘上，必须保证滑轮、轨道中心线在一个垂直平面内。滑轮的布置要经过计算，合理选用规格型号、数量等，满足承载强度要求。本工程滑轮选用单只承重25吨，平面尺寸30.70m30.60m门式滑移架底盘（底盘二）下布设滑轮纵向为3.0m、横向为

18、3.7m4.9m，计88只滑轮；平面尺寸28.00m30.60m门式滑移架底盘（底盘一）下布设滑轮纵向为3.0m、横向为5.4m，单只滑移架有66只滑轮。7）脚手架滑移到位后，滑轮加销子，防止自然移动。315脚手架的使用维护、滑移、拆除3151使用过程中注意以下事项：1）不得擅自拆除脚手架的任何部分。包括：交叉支撑、加固杆件（剪刀撑、水平加固杆、扫地杆等）、栏杆及其他安全防护设施。2）安装过程中必须把脚手架上的材料分散堆放，防止荷载过大。3）专人维护，定期检查。3152脚手架滑移本工程脚手架滑移是通过使用46个5吨规格的倒链牵引底盘工字钢来实现架体移位的，每组脚手架单独滑移。1）脚手架滑移之前

19、，该区域网壳结构施工、防腐施工和屋面板施工必须全部完成并通过验收。2）滑移过程中，脚手架上不得施工，所有人员撤离；清除架体上所有浮搁物。3）架体所有外连结必须全部拆除，能够自由滑动。即将合并后的三只脚手架重新拆分。4）每个牵引点使用一个5吨倒链，为了使架体在滑移过程中受力均匀，牵引点对称设置，几个牵引点滑移速度要保持一致，滑移速度以6m/h为宜，不宜过快。5）设专门监护人监护滑轮工作情况，随时纠正偏差，防止以防轮子滑出轨道。 图8：脚手架滑移6）滑移到位后，恢复各单个架体之间的连接，重新进行合并，恢复安全设施。3153脚手架拆除脚手架拆除应在整个网壳结构施工完成并经过各级验收之后进行(包括完成

20、面漆施工和屋面板施工)。1）拆除脚手架前，清除脚手架上的材料和杂物。2）拆除脚手架时，设置警戒区和警戒标志，并由专人监护。3)脚手架的拆除，按后装先拆、先装后拆的顺序进行，并连续同步拆卸。脚手架的拆除应从一端走向另一端、自上而下逐层地进行；同一层的构配件和加固件应按先上后下、先外后里的顺序进行。在拆除过程中，脚手架的自由悬臂高度不得超过两步，当必须超过两步时，应加设临时拉结。水平杆、剪刀撑等必须在脚手架拆卸到相关的门架时，方可拆除。32网壳结构安装321整体施工顺序 施工顺序：干煤棚双层网壳安装、防腐施工以及屋面彩钢板施工按照分段施工。总体安装顺序从1轴31轴逐步推行，按1轴9轴、9轴17轴、

21、17轴25轴、25轴31轴划分为四个分段（见图9：施工平面图），分段所有工序完成之后进行验收，验收合格后将脚手架滑移到下一个分段继续施工，依次类推，直到安装全部完成。每个分段网壳安装按照从下到上的顺序，A、B列对称进行。322网壳主体结构安装3221网壳安装前准备工作1）网壳结构构件运至施工现场，按构件明细表核对进场构件的数量，检验出厂合格证及有关资料，便于安装工作的顺利开展。2）安装前对基础轴线、标高等进行验收检查，并进行基础检测和办理交接验收，做到符合设计要求和有关标准规定。3）钢构件按种类、型号、安装顺序分段存放；钢构件底层垫枕应有足够的支承面，并防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时，各

22、层钢构件的支点应在同一垂直线上，并防止钢构件被压坏和变形。3222网壳支座安装1）网壳支座包括支座球和支座底板以及加劲板（。支座安装是结构安装中最重要的施工环节，直接影响结构安装精度。2）安装前，首先复测混凝土支承面顶板的位置、顶面标高和顶面水平度。支承面顶面位置允许偏差为15mm，顶面标高允许偏差范围为-3mm0，顶面水平度应控制在L/1000以内（L为顶面宽度）。其次，复测支座地脚螺栓中心偏移，最大允许 偏移5mm。偏差过大需要在安装前采取纠正措施。 3）根据螺栓球的中心线在支座底板上划出中心线，安装时使支座底板中心线和支承面十字线重合。4）支座就位后拧紧地脚螺栓上的螺母。3223焊接球、

23、杆件安装1）网壳支座安装完成之后，最先安装的是支座上方的四层焊接球、杆。安装前，按照图纸复检即将安装的各构件尺寸及数量等情况，并按安装顺序放好各构件的堆放位置，便于网壳 图12：焊接球、杆施工工艺安装工作的顺序开展。2）放置杆件：将备好的杆件，按规定的规格布置钢管杆件。放置杆件前，应检查杆件的规格、尺寸，以及坡口、焊缝间隙、将杆件放置在两个球之间，调整间隙（2mm），确保焊缝根部，点焊固定，点焊时焊缝不应超过其钢管的2/3。组装斜腹杆应控制好斜腹杆角度，对位置不正、角度不正的先矫正，矫正合格后才准予安装。在安装过程中发现杆件长度、角度不一致时，将过长杆件用切割机割去，然后重开坡口，重新就位检查

24、。3）放置焊接球：将已验收的焊接球，按规格、编号放好，应将焊接球肋板与弦杆放置在同一轴线上。4）球、杆件焊接：球管焊接采用斜锯齿形运条手法进行焊接，防止咬肉。焊接完成半圆后，从另一端钢管下侧中心线右边2030mm处反向起弧，向左焊接，与上述工艺相同，到顶部中心线后继续向前焊接，填满弧坑。焊缝搭接平稳，以保证焊缝质量。焊工施焊完后，应及时清理焊渣，对焊缝质量进行检查，不能漏焊，不能有裂纹、未溶合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等现象，出现以上问题，应及时进行返修。5）若焊缝有超差缺陷，必须进行返修，但同一位置上的返修次数不超过两次。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术人员，查

25、清原因，制定返修工艺措施，方可处理，严禁焊工自行返工处理，以防裂缝再次发生。6）焊接结束后，应对焊缝进行外观检查。焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区无飞溅物，焊缝的位置、外形尺寸必须符合JGJ812002、J218-2002建筑钢结构焊接技术规程和GB50205-2001钢结构工程施工及验收规范。设计对全熔透焊缝有超声波探伤要求，须进行超声波探伤检查。（根据设计要求的比例对焊缝进行超声波探伤，二级焊缝20%探伤，一级焊缝100%探伤）。3224螺栓球、杆件安装1）安装下弦构件按下弦球所需标高排好临时支点，保证下弦球的标高位置（平行度）。临时支点

26、可使用现场脚手架钢管，使第一榀下弦网格从临时支点上通过。按照图纸上的杆件、球的编号位置安装第一榀间下弦球、杆，组成纵向平面网格，并拧紧其高强螺栓。安装前应检查丝扣质量，清理螺孔、螺扣，干净后拧入。高强螺栓应拧紧到位，不得有松扣。2）安装腹杆安装第一榀间的腹杆与上弦球，为一球四腹杆的四角锥小单元。四角锥小单元安装好后，将其翻至下弦平面网格上，就位后腹杆高强螺栓与下弦球孔拧入、固定（外侧两腹杆的高强螺栓）。（见图13：四角锥安装）。3）上弦杆安装安装第一榀间的上弦杆，按图纸的编号，上弦杆就位， 连接两个上弦球，上弦杆和内边两腹杆的高强螺栓拧紧到 图13：四角锥安装位，从A轴线连续到对面B轴线，拧紧

27、所有高强螺栓，使第一榀网壳形成整体，校正支座轴线。4）拼装 装完第一榀网壳后检查其质量，使其符合设计及规范要求，接着拼装第二榀网壳。按以上安装方法，设一排临时支点，装一榀网壳，以此叠加进行，边拼装边检查、边做好单元拼装记录。但在拼装时随时观察临时支点的受力情况，如有下沉，及时采取加固措施。5）调整、紧固网壳安装时随时测量检查网壳安装精度。检查下弦网格尺寸及对角线，检查上弦网格尺寸及对角线，检查网壳纵向长度、横向长度、网格矢高。在各临时支点未拆除前进行调整。网壳在安装过程中应随时检查各临时支点的下沉情况，如有下降情况，及时加固，防止出现下坠现象。网壳检查、调整后，对网壳所有高强螺栓重新检查，对松

28、动套筒加以紧固。33防腐及屋面板安装施工331防腐施工网壳结构在施工完成之后如返锈，修补难度大，因此必须在施工过程中严格控制施工质量。防腐施工不是本文介绍的重点，不做过多叙述。332屋面板安装 3321支托及檩条安装 图14：防腐施工工艺1）螺栓球的支托由厂内加工制作成形，焊接球的支托在现场进行焊接安装。2）根据图纸要求进行支托点焊、找出坡度，测量后对支托进行焊接固定。3）支托安装完成后进入檩条安装工序：先安装主檩条，檩条与环向上弦杆重叠平行，主檩端头与对应上弦球中心对齐，第一排主檩安装好后安装第一排次檩条，次檩一端与已安装好的主檩条用螺栓连接,另一端与第二排主檩的螺栓先连接，再焊接第二排主檩

29、焊缝，随时测量次檩条平直度。按此方法安装全部檩条。4）檩条施工时注意事项：主檩连接角焊缝不得小于6mm，必须满焊；主、次檩条螺栓连接必须拧紧。 3322屋面板安装1）主次檩条安装好以后即可开始屋面板安装。考虑到干煤棚是拱形结构，屋面板安装两侧施工人员无法站立，故两侧安装采用绳梯。绳梯从A轴、B轴两端绑牢，施工人员站在绳梯上进行屋面板安装，安全带 图15：屋面板外观质量挂在次檩条上。安装顺序同网壳安装顺序，即从下到上的顺序。图16：屋面板内部质量2）屋面板与檩条的连接采用自攻螺丝进行。自攻螺丝的固定按节点图布置，要保证与檩条垂直。固定前须再次检查檩条的垂直度。首先拉线作好标记，固定后自攻螺丝成一直线，松紧度皮垫片微受力即可，不可松动或凹陷，不得有钻偏，虚拧现象产生，必须由专人负责此项操作。3）屋面板搭接时搭接点必须落在檩条上,搭接长度不小于200mm。4）操作人员在屋面行走时尽量踩在檩条上方，不得踩在板的边肋、板边附近的皱折处及离未固定板边缘50mm范围内。行走时，应小心谨慎。5)注意1轴线的檐口侧板在脚手架滑移前完成，31轴线的檐口侧板在脚手架拆除前完成。