郭偉超,凌應(yīng)軒,孔闖
(1.中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430074;2.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院,安徽 合肥 230001)
高層大跨鋼結(jié)構(gòu)吊裝及測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用
郭偉超1,凌應(yīng)軒2,孔闖1
(1.中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430074;2.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院,安徽 合肥 230001)
安徽廣電新中心部分裙房為型鋼混凝土勁性柱、大跨度型鋼轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu),根據(jù)工程特點(diǎn)及施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn),采用工廠加工與現(xiàn)場(chǎng)制作單元構(gòu)件相結(jié)合,桁架部分采用有支撐胎架高空分段吊裝安裝、同步對(duì)稱卸載方法進(jìn)行桁架施工。在施工技術(shù)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行了施工監(jiān)測(cè),結(jié)果表明施工分析與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)吻合較好。
鋼桁架;吊裝方案;吊裝過(guò)程;施工監(jiān)測(cè)
安徽廣播電視新中心項(xiàng)目,位于合肥市政務(wù)新區(qū),總建筑面積34.82萬(wàn)m2,分為東、西2個(gè)區(qū),其中東區(qū)建筑面積22.58萬(wàn)m2,高度226.7m;西區(qū)建筑面積12.24萬(wàn)m2,高度45.95m,為政務(wù)中心的標(biāo)志性建筑。其中裙房部分為勁性混凝土柱+大跨度轉(zhuǎn)換桁架,桁架跨度最大為34m,共分為A、B、C、D四個(gè)區(qū)桁架結(jié)構(gòu),桁架距樓面高度17.9m,典型結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。
圖1 鋼桁架的結(jié)構(gòu)布置圖
本工程共4塊區(qū)域有轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu),需吊裝桁架結(jié)構(gòu)外圍還有四層混凝土結(jié)構(gòu),吊裝樓層較高,起吊半徑較大,單榀桁架最大總重量達(dá)到48.8t。在建建筑外部緊靠祈門路和懷寧路,起吊半徑有限,且汽車吊需在地下室頂板上作業(yè),故桁架整體吊裝難度很大,成本較高。
吊裝前進(jìn)行吊裝方案比選,分別如下。
方案1:整體吊裝法。即將鋼構(gòu)件按照下料詳圖在工廠分段制作,加工成型,采用汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)地面拼裝成整體后,再整體吊裝就位。此方法的優(yōu)點(diǎn)是在地面拼裝,拼裝節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量容易保證,缺點(diǎn)是構(gòu)件太長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)吊裝難度大,成本高。
方案2:分段吊裝法。即根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì),將桁架按照吊裝節(jié)點(diǎn)分段加工。每榀桁架分別分段,運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),在桁架的合適位置設(shè)置支撐胎架,由汽車吊分別吊裝構(gòu)件進(jìn)行拼接,把相交構(gòu)件作為構(gòu)件本身的側(cè)向穩(wěn)定支撐。優(yōu)點(diǎn)是吊裝靈活,節(jié)省施工措施費(fèi)。
經(jīng)綜合比較,本工程最終選擇方案2作為本項(xiàng)目的吊裝方案。
本工程共A、B、C、D四個(gè)區(qū)的轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu),現(xiàn)就A區(qū)的桁架構(gòu)件吊裝方法具體介紹如下,A區(qū)鋼桁架平面布置如圖2所示。
圖2 A區(qū)鋼桁架的結(jié)構(gòu)布置圖(其中水平向?yàn)镠J1、豎直向?yàn)镠J2)
A區(qū)鋼桁架共6榀,其中HJ1、HJ1a、HJ1b各1榀;HJ2有3榀。
將HJ2作為主桁架,分3段安裝,HJ1、HJ1a、HJ1b分4個(gè)自然段安裝。
HJ2分段示意圖如圖3所示。
圖3 HJ2分段示意圖
序號(hào) 名稱 長(zhǎng)度 重量(t) 備注1 第一段 11800 14.7采用汽車吊安裝2 第二段 13250 18.3 3 第三段 12750 15.8
HJ1分段示意圖如圖4所示。
圖4 HJ1分段示意圖
序號(hào) 名稱 長(zhǎng)度 重量 備注1 第一段 8500 11.2采用汽車吊安裝2 第二段 8500 11.2 34第三段第四段8500 8500 11.2 11.2
其中每榀桁架工廠加工時(shí),均按照吊裝要求分段加工。運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)吊裝拼接前,應(yīng)在工廠地面預(yù)拼裝,拼裝完成構(gòu)件應(yīng)滿足設(shè)計(jì)的要求。
具體桁架吊裝順序如下:
①以HJ2端頭為起點(diǎn),在桁架適當(dāng)位置設(shè)置安裝胎架(經(jīng)計(jì)算確定),至桁架下弦設(shè)計(jì)標(biāo)高(嚴(yán)格控制精確度);
②吊裝HJ2端頭第一段,一端與框架柱連接,一端支撐在胎架上;
③吊裝HJ1的端頭第一段,一端與框架柱連接,一端與HJ2連接,HJ1與HJ2的上、下弦桿連接互為側(cè)向支撐,保證施工期間桿件自身的穩(wěn)定;
④吊裝HJ2中間段,與前一段完成連接,支撐在第二個(gè)胎架上;
⑤吊裝HJ1a第一段與HJ2上下弦桿完成連接,此時(shí)HJ1a與HJ2上下弦桿連接互為側(cè)向支撐,保證施工期間桿件自身的穩(wěn)定;
⑥以此類推,完成整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)體系的吊裝。
吊裝施工過(guò)程演示如下圖。
吊裝過(guò)程需要施工場(chǎng)地較小,不需搭設(shè)大面積施工平臺(tái),構(gòu)件較小,可以不間斷吊裝拼接,節(jié)約了大量的人力物力,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
考慮到桁架下弦桿中心線在水平面上投影為一直線,桁架外邊投影線對(duì)稱于下弦中心線,故直線度的控制從下弦入手。
隨著桁架曲線的變化,桁架上各點(diǎn)標(biāo)高也相對(duì)發(fā)生變化,因此,正確的控制其標(biāo)高至關(guān)重要,根據(jù)桁架分段示意圖可選定下弦節(jié)點(diǎn)作為標(biāo)高控制點(diǎn)。
通過(guò)對(duì)桁架脫離胎架前后若干節(jié)點(diǎn)標(biāo)高變化的觀測(cè),測(cè)定桁架下?lián)献冃吻闆r。
根據(jù)土建±0.000m層測(cè)放的建筑軸線,利用直角坐標(biāo)法,選定8個(gè)控制點(diǎn),并在樓地面作好永久標(biāo)記。
由于每榀桁架分段進(jìn)行組裝,故每段都必須做好節(jié)點(diǎn)控制,根據(jù)桁架分段情況,節(jié)點(diǎn)作為控制依據(jù)。參照土建+7.38m層建筑軸線網(wǎng),選定定位軸線作為控制基線,在此基線上通過(guò)解析法找出控制節(jié)點(diǎn)的投影與基線的交點(diǎn),然后分別將這些交點(diǎn)投測(cè)到平臺(tái)之上,并與下弦桿中心線投影線相交,即得到下弦控制節(jié)點(diǎn)在水平面上的投影點(diǎn)。這樣每榀桁架直線度控制就以測(cè)量平臺(tái)上所測(cè)設(shè)下弦中心線為依據(jù),通過(guò)吊線錘的方法來(lái)完成,直線度控制目標(biāo)為5mm。
由于主桁架空間曲線變化,其高差變化相當(dāng)大,需多次架設(shè)儀器進(jìn)行測(cè)定。為此,在各軸線樓面測(cè)量操作平臺(tái)上垂掛大盤尺,通過(guò)高精度水準(zhǔn)儀將后視標(biāo)高逐個(gè)引測(cè)至每個(gè)測(cè)量操作平臺(tái)上的某一點(diǎn),做好永久標(biāo)記,用此作為測(cè)量操作平臺(tái)上標(biāo)高控制時(shí)后視點(diǎn)之用。根據(jù)引測(cè)各標(biāo)高后視點(diǎn),分別測(cè)出平臺(tái)上相應(yīng)下弦控制節(jié)點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)位之實(shí)際標(biāo)高,然后和相應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高相比較,即得出測(cè)量平臺(tái)上控制節(jié)點(diǎn)標(biāo)記與理論上設(shè)計(jì)之相應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)高差值,明確標(biāo)注于測(cè)量平臺(tái)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn),以此作為桁架分段組裝標(biāo)高的依據(jù),標(biāo)高控制目標(biāo)為±10.0mm。
軸線激光點(diǎn)投測(cè)閉合、測(cè)量、放線,吊(拼)裝桁架、跟蹤校正,整理數(shù)據(jù),確定施焊順序,施焊中跟蹤測(cè)量,焊接合格后桁架中線、水平度偏差測(cè)量,進(jìn)行驗(yàn)收;提供下榀桁架預(yù)控?cái)?shù)據(jù)。
在每榀桁架組裝完畢之后,對(duì)所有觀測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行第一次標(biāo)高觀測(cè),并做好詳細(xì)記錄,待桁架脫離胎架后,再進(jìn)行第二次標(biāo)高觀測(cè),并與第一次觀測(cè)記錄相比較,測(cè)定桁架的變形情況。
①針對(duì)安徽廣電中心裙房大跨度轉(zhuǎn)換桁架的結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù),對(duì)施工技術(shù)的難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合分析,提出了采用工廠加工與現(xiàn)場(chǎng)制作單元構(gòu)件相結(jié)合,吊裝時(shí)構(gòu)件有胎架做臨時(shí)支撐、高空分段吊裝拼接、同步對(duì)稱卸載的方法進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)安裝。
②對(duì)施工及卸載過(guò)程進(jìn)行施工分析及變形監(jiān)測(cè),實(shí)際監(jiān)測(cè)的變形值與數(shù)值計(jì)算分析能較好的吻合。解決了工程施工中的技術(shù)難題,保證了工程的順利實(shí)施,為今后類似結(jié)構(gòu)體系施工有一定的借鑒意義。
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TU391
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1007-7359(2016)05-0140-03
10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.047