鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工工法

鋼構(gòu)造整體提高施工工法天元建設(shè)集團(tuán)有限企業(yè)目錄1、序言…………………………22、工法特點(diǎn)……………………23、合用范圍……………………24、工藝原理……………………25、施工工藝流程及操作要點(diǎn)……………36、材料與設(shè)備…………………67、質(zhì)量控制……………………68、安全措施……………………79、環(huán)境保護(hù)措施……………………710、效益分析……………………811、應(yīng)用實(shí)例……………………8鋼構(gòu)造整體提高施工工法天元建設(shè)集團(tuán)有限企業(yè)林傳偉王恩年邵長(zhǎng)乾廖文博趙石一、前言伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼構(gòu)造建筑物構(gòu)筑物越來(lái)越多，鋼構(gòu)造的施工難度越來(lái)越大。老式的鋼構(gòu)造提高措施有高空拼裝等，但高空拼裝對(duì)鋼構(gòu)造施工而言，無(wú)論是安全控制，還是施工質(zhì)量控制均有較高的難度。我企業(yè)工法人員通過(guò)數(shù)年認(rèn)真研究，提出了鋼構(gòu)造整體提高的施工措施，既保證了構(gòu)造很好的安裝精度，同步計(jì)算機(jī)控制液壓同步提高工法為保證施工安全提供了保障。經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不停改善，編制形成了一套完整的施工措施，通過(guò)加工、提煉形成本工法。目前該工法經(jīng)大量工程實(shí)踐，效果明顯。采用此工法組織施工的臨沂市文化廣場(chǎng)工程、臨沂市電視發(fā)射塔工程及臨沂一中南校區(qū)餐廳工程等一系列工程均獲得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。二、工法特點(diǎn)2.1采用整體提高，在地面進(jìn)行鋼構(gòu)造的拼裝及焊接，減少了施工難度。2.2通過(guò)對(duì)鋼構(gòu)造整體提高設(shè)備底部的混凝土構(gòu)件進(jìn)行臨時(shí)加固，提高了混凝土構(gòu)件作為基座的承載能力。2.3、在混凝土構(gòu)件上安裝了導(dǎo)軌，使被提高構(gòu)件沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)行，防止了在風(fēng)荷載作用下構(gòu)件產(chǎn)生水平位移。2.4、被提高構(gòu)件抵達(dá)設(shè)計(jì)高度后，與屋頂?shù)倪B接由焊接改為高強(qiáng)螺栓連接，減少了高空焊接工作量，保證了工程質(zhì)量和施工安全。三、合用范圍該工法提高重量、跨度、面積不受限制，合用于多種復(fù)雜環(huán)境鋼構(gòu)造的提高。四、工藝原理鋼構(gòu)造整體提高是運(yùn)用地面拼裝，選擇合適的受力吊點(diǎn)將鋼構(gòu)造構(gòu)件整體提高就位的施工措施，很好的保證了構(gòu)造安裝精度。計(jì)算機(jī)控制液壓同步提高是由主控計(jì)算機(jī)、提高油缸、泵源系統(tǒng)、地錨、鋼絞線、傳感器及控制、動(dòng)力線構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行同步提高。主控計(jì)算機(jī)控制所有提高油缸統(tǒng)一動(dòng)作，在提高系統(tǒng)中，每個(gè)提高吊點(diǎn)下面均布置一臺(tái)距離傳感器，在提高過(guò)程中這些距離傳感器可以隨時(shí)測(cè)量目前的構(gòu)件高度，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳送給主控計(jì)算機(jī)，保證各個(gè)提高吊點(diǎn)的位置同步。通過(guò)采用對(duì)鋼構(gòu)造整體提高設(shè)備底部的混凝土構(gòu)件進(jìn)行臨時(shí)加固、在混凝土構(gòu)件上安裝導(dǎo)軌用于固定被提高構(gòu)件、被提高構(gòu)件抵達(dá)設(shè)計(jì)高度后，與屋頂?shù)倪B接由焊接改為高強(qiáng)螺栓連接等一系列措施，減少了高空焊接工作量，保證了工程質(zhì)量和施工安全。五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程：支座加固支座加固安裝提高系統(tǒng)設(shè)置豎向?qū)к壴囂岣哒教岣咪摌?gòu)造螺栓連接就位提高系統(tǒng)拆除鋼構(gòu)造整體拼裝鉆孔鉆孔臨時(shí)支撐設(shè)施拆除圖5.1施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1鋼構(gòu)造整體拼裝在鋼構(gòu)造施工現(xiàn)場(chǎng)放線進(jìn)行整體拼裝。在地面上彈好控制線，運(yùn)用廢舊的方鋼或工字鋼根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況焊制鋼構(gòu)造的拼裝胎架。在地面上進(jìn)行整體拼裝和焊接，可更好的保證施工質(zhì)量。5.2.2支座加固通過(guò)反力計(jì)算，充足考慮到被提高構(gòu)件在上升運(yùn)行中的多種荷載作用，對(duì)屋面混凝土構(gòu)件進(jìn)行臨時(shí)加固，保證混凝土構(gòu)件的安全。5.2.3安裝提高系統(tǒng)1安裝提高上下吊點(diǎn)鋼構(gòu)造在整體提高過(guò)程中重要承受自重產(chǎn)生的垂直荷載，因此提高吊點(diǎn)的設(shè)置以盡量不變化構(gòu)造原有受力體系為原則，根據(jù)工程的實(shí)際狀況來(lái)確定提高吊點(diǎn)的數(shù)量及位置。提高上吊點(diǎn)即提高平臺(tái)，在其上設(shè)置液壓提高器，液壓提高器通過(guò)提高專用鋼絞線與鋼構(gòu)造整體提高單元上的下吊點(diǎn)相連接。2鋼絞線及液壓提高器的安裝據(jù)鋼構(gòu)造的荷載計(jì)算確定每個(gè)吊點(diǎn)的鋼絞線的根數(shù)。鋼絞線穿過(guò)提高油缸，然后用塔吊或其他吊升工具將液壓提高器提高至上吊點(diǎn)位置，并焊接固定牢固。在上下吊點(diǎn)之間放置疏導(dǎo)板，同步將疏導(dǎo)板拉到鋼絞線尾部。3專用地錨的安裝每一臺(tái)液壓提高器對(duì)應(yīng)一套專用地錨構(gòu)造。地錨構(gòu)造安裝在提高下吊點(diǎn)專用吊具的內(nèi)部，規(guī)定每套地錨與其正上方的液壓提高器、提高吊點(diǎn)構(gòu)造開(kāi)孔垂直對(duì)應(yīng)、同心安裝。按照鋼絞線下端的標(biāo)識(shí)和疏導(dǎo)板對(duì)應(yīng)位置，安裝鋼絞線地錨，保證從油缸下端到地錨之間的鋼絞線不交叉、不扭轉(zhuǎn)、不纏繞。4導(dǎo)向架制作及安裝每臺(tái)液壓提高器事先配置好導(dǎo)向架，以便其頂部預(yù)留過(guò)多鋼絞線的導(dǎo)出順暢，提高過(guò)程中，多出的鋼絞線可沿提高平臺(tái)自由向后、向下疏導(dǎo)。導(dǎo)向架安裝于液壓提高器上方，導(dǎo)向架的導(dǎo)出方向以以便安裝油管、傳感器和不影響鋼絞線自由下墜為原則，現(xiàn)場(chǎng)可用角鋼或腳手管架臨時(shí)制作。待液壓提高器鋼絞線安裝完畢后，每臺(tái)液壓提高器頂部預(yù)留的鋼絞線應(yīng)沿導(dǎo)向架朝預(yù)定方向疏導(dǎo)。5控制、動(dòng)力線的連接在地面布置計(jì)算機(jī)控制柜，從計(jì)算機(jī)控制柜引出比例閥通訊線、電磁閥通訊線、油缸信號(hào)通訊線、工作電源線；將油缸傳感器及距離傳感器同各自的通訊模塊相連接。5.2.4設(shè)置豎向?qū)к壉惶岣邩?gòu)件在高空提高過(guò)程中，由于受到風(fēng)荷載作用以及各吊點(diǎn)提高速度不一致，會(huì)產(chǎn)生水平方向位移，特在建筑物立面沿提高路線設(shè)置豎向?qū)к?，使?gòu)件沿導(dǎo)軌穩(wěn)定上行，到達(dá)控制其水平位移的目的。5.2.5試提高1地錨就位與鋼絞線預(yù)緊提高系統(tǒng)安裝完畢后，對(duì)提高系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試；啟動(dòng)油缸進(jìn)行輕微提高，將地錨提到落槽位置，通過(guò)調(diào)整保證地錨就位。在地錨就位和鋼絞線穿好之后，對(duì)鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊，調(diào)整液壓泵源系統(tǒng)至一定壓力，使每臺(tái)液壓提高器內(nèi)每根鋼絞線處在相似的張緊狀態(tài)。2提高分級(jí)加載解除提高構(gòu)造與地面的所有連接，并清除一切計(jì)算之外的載荷。檢查整體提高系統(tǒng)的工作狀況(構(gòu)造地錨、鋼絞線、安全錨、液壓泵站、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)等)，以計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的各提高吊點(diǎn)反力值為根據(jù)，對(duì)鋼構(gòu)造提高單元進(jìn)行分級(jí)加載，各吊點(diǎn)處的液壓提高系統(tǒng)伸缸壓力緩慢分級(jí)增長(zhǎng)，依次為20%、40％、60％、80％，在確認(rèn)各部分無(wú)異常的狀況下，可繼續(xù)加載到90％、95％、100％，直至鋼構(gòu)造所有脫離拼裝胎架。在分級(jí)加載過(guò)程中，每一步分級(jí)加載完畢，均應(yīng)暫停并檢查上吊點(diǎn)、下吊點(diǎn)構(gòu)造、鋼構(gòu)造等加載前后的變形狀況。一切正常狀況下，繼續(xù)下一步分級(jí)加載。當(dāng)分級(jí)加載至鋼構(gòu)造即將離開(kāi)拼裝胎架時(shí)，也許存在各點(diǎn)不一樣步離地，此時(shí)應(yīng)減少提高速度，并親密觀查各點(diǎn)離地狀況，必要時(shí)做“單點(diǎn)動(dòng)”提高，保證鋼構(gòu)造離地平穩(wěn)，各點(diǎn)同步。3構(gòu)造離地檢查鋼構(gòu)造提高單元離開(kāi)拼裝胎架約150mm后，運(yùn)用液壓提高系統(tǒng)設(shè)備鎖定，空中停留12小時(shí)以上作全面檢查。各項(xiàng)檢查正常無(wú)誤，再進(jìn)行正式提高。通過(guò)試提高對(duì)鋼構(gòu)造、提高設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)和監(jiān)測(cè)，確認(rèn)符合模擬工況計(jì)算和設(shè)計(jì)條件，保證提高過(guò)程的安全。4姿態(tài)檢測(cè)調(diào)整用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)各吊點(diǎn)的離地距離，計(jì)算出各吊點(diǎn)相對(duì)高差。通過(guò)液壓提高系統(tǒng)調(diào)整各吊點(diǎn)高度，使鋼構(gòu)造到達(dá)水平姿態(tài)。5.2.6正式提高經(jīng)試提高合格后進(jìn)行正式提高，操作員啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，以計(jì)算確定的速度進(jìn)行提高，保持該速度直至提高至設(shè)計(jì)標(biāo)高。提高前，應(yīng)通過(guò)提前觀看天氣預(yù)報(bào)，將提高時(shí)間選擇在四級(jí)風(fēng)力以內(nèi)且無(wú)雨雪的日子里。5.2.7鋼構(gòu)造螺栓連接就位在鋼構(gòu)造靠近就位位置時(shí)，將提高速度降慢，快到位后，通過(guò)逐點(diǎn)手動(dòng)控制每點(diǎn)油缸上升或下降；微調(diào)使鋼構(gòu)造精確提高抵達(dá)設(shè)計(jì)位置。點(diǎn)動(dòng)調(diào)整精度到毫米級(jí)，以滿足鋼構(gòu)造安裝的精度需要。將液壓提高系統(tǒng)設(shè)備暫停工作，保持鋼構(gòu)造的空中姿態(tài)，運(yùn)用高強(qiáng)螺栓將被提高構(gòu)件固定在支座上。5.2.8提高系統(tǒng)拆除提高構(gòu)造就位完畢后，提高吊點(diǎn)逐漸卸載，卸載分級(jí)按20%進(jìn)行，卸載20%后觀測(cè)構(gòu)造變形狀況，沒(méi)有異常狀況繼續(xù)卸載20%，直到荷載所有卸載完畢。液壓提高系統(tǒng)設(shè)備同步卸載，至鋼絞線完全松弛。5.2.9臨時(shí)支撐設(shè)施拆除將鋼構(gòu)造整體拼裝時(shí)所使用的臨時(shí)支撐胎架拆除潔凈，保持好現(xiàn)場(chǎng)的施工文明。5.3勞動(dòng)力組織：以臨沂市文化廣場(chǎng)為例，鋼構(gòu)造尺寸為130m×50m×6.7m,提高高度84米，提高重量4600噸，所使用的勞動(dòng)力見(jiàn)下表：表5.3勞動(dòng)力組織一覽表序號(hào)人員數(shù)量職責(zé)1項(xiàng)目經(jīng)理1負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)工作2施工負(fù)責(zé)人2負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工3技術(shù)員2制定施工方案、下達(dá)技術(shù)交底4質(zhì)檢員1負(fù)責(zé)質(zhì)量控制5測(cè)量員4定位放線、標(biāo)高測(cè)量6安全員1負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全工作7計(jì)算機(jī)操作員1負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)控制器的操作8材料員2負(fù)責(zé)施工材料的供應(yīng)9施工人員24詳細(xì)操作10合計(jì)38人六、材料與設(shè)備以臨沂市文化廣場(chǎng)為例，所用的設(shè)備及材料詳細(xì)如下表：表6機(jī)械設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格及型號(hào)數(shù)量1液壓泵源系統(tǒng)YS-PP-604臺(tái)2液壓提高器YS-SJ-3508臺(tái)3液壓提高器YS-SJ-2008臺(tái)4高壓油管原則油管箱32箱5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)YS-CS-011套6距離傳感器TLBS-0516套7油缸傳感器PTH00816套8專用鋼絞線1860MPa20KM9對(duì)講機(jī)YYX1-A4820臺(tái)10手動(dòng)葫蘆HSZ-A61820個(gè)11全站儀NTS-312B2臺(tái)七、質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制原則7.1.1《鋼構(gòu)造制作安裝施工規(guī)程》YB9254—957.1.2《鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—7.1.3《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026—7.1.4《建筑鋼構(gòu)造焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-7.1.5《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一原則》GB50300—7.1.6《建筑構(gòu)造檢測(cè)技術(shù)原則》GB/T50334—7.1.7《建筑施工安全檢查原則》JGJ59—997.1.8《高空作業(yè)機(jī)械安全規(guī)則》JG5099—19987.1.9《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》JGJ33—7.1.10《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46—7.2質(zhì)量保證措施7.2.1施工現(xiàn)場(chǎng)配置齊全的施工檢查人員及檢查測(cè)試設(shè)備。施工操作人員均有上崗證，提高設(shè)備證件齊全，材料7.2.27.2.3親密關(guān)注天氣變化狀況，在無(wú)雨雪及風(fēng)力不不小于5級(jí)的日期內(nèi)進(jìn)行提高，最大程度減少天氣對(duì)鋼構(gòu)造提高的影響。7.2.4進(jìn)行全面有效的測(cè)試檢查：1開(kāi)始提高作業(yè)之前，對(duì)提高系統(tǒng)及輔助設(shè)備進(jìn)行全面檢查及聯(lián)機(jī)調(diào)試。2預(yù)提高及正式提高過(guò)程中，對(duì)吊點(diǎn)構(gòu)造，臨時(shí)支撐構(gòu)造，鋼構(gòu)造自身和提高設(shè)備等進(jìn)行及時(shí)的檢查，發(fā)現(xiàn)異常狀況立即停止提高。八、安全措施8.1認(rèn)真貫徹“安全第一，防止為主”的方針，根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定、條例、結(jié)合施工單位實(shí)際狀況和工程的詳細(xì)特點(diǎn)明確各級(jí)安全生產(chǎn)人員的職責(zé)。8.2編制單項(xiàng)施工方案，對(duì)所有參與施工人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底。8.3冬期施工，施工現(xiàn)場(chǎng)的布置必須符合防雨雪、防火及防觸電等安全規(guī)定及安全施工規(guī)定，并完善多種安全標(biāo)識(shí)。8.4進(jìn)場(chǎng)施工人員必須符合有關(guān)勞務(wù)人員用工的有關(guān)規(guī)定及條例，證件齊全，且要服從安全員的指揮和監(jiān)督。8.5施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行“三級(jí)”安全教育，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行各工種的安全操作規(guī)程及有關(guān)規(guī)定。九、環(huán)境保護(hù)措施9.1成立對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)。9.2優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)境保護(hù)型機(jī)械，減少噪音，并防止夜間施工。9.3制定節(jié)水、節(jié)電措施，提高節(jié)水、節(jié)電意識(shí)。9.4在晴天常常對(duì)施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)污染周圍環(huán)境。9.5加強(qiáng)對(duì)工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理。遵守有關(guān)防火及廢棄物處理的規(guī)章制度。十、效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益以臨沂市文化廣場(chǎng)工程為例，鋼構(gòu)造尺寸130m×55m×6.4m，重量4600噸，提高高度84米，鋼構(gòu)造總造價(jià)約4700萬(wàn)元。我單位采用該工法進(jìn)行施工，優(yōu)質(zhì)、高效、低耗地完畢了施工任務(wù)。與老式的高空拼裝相比較，直接經(jīng)濟(jì)效益為：節(jié)省成本840750元，其中節(jié)省人工費(fèi)183200元、材料費(fèi)192750元、機(jī)械費(fèi)175000元、技術(shù)措施費(fèi)57800元、工期費(fèi)用23元，總成本減少率約為1.8%，獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。10.2社會(huì)效益本工法發(fā)明了良好的作業(yè)平臺(tái)，施工人員可在地面進(jìn)行鋼構(gòu)造的拼裝及焊接，節(jié)省了大量的時(shí)間；提高過(guò)程中可在空中任意位置長(zhǎng)期可靠固定，隨時(shí)檢查提高過(guò)程中的標(biāo)高及軸線；發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)進(jìn)行校正。此工法得到了建設(shè)、監(jiān)理單位及社會(huì)各界的充足承認(rèn)，收到了良好的社會(huì)效益。十一、應(yīng)用實(shí)例該工法在我企業(yè)施工的工程中得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)將應(yīng)用狀況簡(jiǎn)介如下：11.1