跨山谷架空管道安裝施工工法

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《跨山谷架空管道安裝施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法適用范圍

《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》適用于工業(yè)與民用建筑工程中大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝工程。尤其適合土建主體結(jié)構(gòu)為混凝土框架梁板，上部為大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)的工程。

大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法工藝原理

《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》的工藝原理敘述如下：

主拱安裝在能同時滿足設(shè)計分段要求和運輸要求的前提下，采用分段制作、運輸和安裝。為確保整體空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，主拱的安裝需穿插在其他結(jié)構(gòu)梁安裝的同時進(jìn)行，主拱的安裝順序是從四個主拱腳向上進(jìn)行安裝，最后在頂部中間合攏，主拱安裝的同時，及時進(jìn)行主拱和屋面拱之間的拉桿支撐的安裝。

大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法施工工藝

• 工藝流程

《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》的工藝流程為：建立測量控制網(wǎng)及測量控制→主拱支撐架體設(shè)計→主拱吊裝及安裝→卸荷。

• 操作要點

《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》同時涉及分段及吊機(jī)的選擇、施工測量定位、支撐架體的設(shè)置、鋼拱的吊裝及安裝、卸荷等多種施工工藝，而鋼拱的吊裝及安裝是整個施工過程的關(guān)鍵。

一、建立測量控制網(wǎng)及測量控制

GPS點的交接及復(fù)核，根據(jù)GPS點的成果，制定點位精度的復(fù)查，具體測量步驟∶根據(jù)GPS點的布局，在施工區(qū)域邊布設(shè)二級控制網(wǎng)，按閉合導(dǎo)線的觀測方法，計算出導(dǎo)線精度，再根據(jù)計算出的點位精度，如果GPS點的成果符合施工要求即可使用，反之要對導(dǎo)線實行平差后才可使用；對水準(zhǔn)點的復(fù)查，采用國家二級水準(zhǔn)的要求進(jìn)行復(fù)查，在施工區(qū)域內(nèi)按施工需要布設(shè)若干固定的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，對布設(shè)的水準(zhǔn)點實行聯(lián)測。

建立施工控制網(wǎng)（有軸線控制樁），形成統(tǒng)一布局（圖1）。

二、施工中的測量控制

1.主拱跨度大，對于四個主拱與地面接觸點的控制精度要求相對高，在二級導(dǎo)線的基礎(chǔ)上用極坐標(biāo)法放樣出四個接觸點，建立一矩形導(dǎo)線閉合環(huán)，用距離、角度復(fù)核精度。

2.主拱為斜平面主拱，在測量控制上采用直角相交觀測法。

3.主拱采用分段安裝，在二級控制基礎(chǔ)上布置方格網(wǎng)，對桁架節(jié)點進(jìn)行控制，詳見圖2。

4.高程測量

依據(jù)現(xiàn)場的已知水準(zhǔn)點，在施工場區(qū)內(nèi)測設(shè)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，水準(zhǔn)點的密度應(yīng)為100米左右一個，水準(zhǔn)路線構(gòu)成復(fù)合路線，以便校核，觀測精度要滿足四等水準(zhǔn)的要求，閉合差要小于f_h=±20毫米

5.變形觀測

在確認(rèn)施工安裝準(zhǔn)確后，以安裝監(jiān)測所測定的每個標(biāo)志點的實際坐標(biāo)和高程作為基準(zhǔn)值。以后每隔2周按安裝監(jiān)測時用同精度的觀測方法對標(biāo)志點進(jìn)行觀測，計算出坐標(biāo)和高程與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而確認(rèn)鋼架頂部的變形情況。直至建筑物封頂看不見標(biāo)志點后，變形觀測結(jié)束。

三、主拱支撐架體設(shè)計

1.根據(jù)鋼拱結(jié)構(gòu)體系分析，并結(jié)合設(shè)計結(jié)構(gòu)的節(jié)點詳圖，首先安裝周邊的鋼柱及鋼柱間的連梁，然后安裝中間拱和屋面梁，在主拱未能形成三角形桁架之前，整個屋面鋼結(jié)構(gòu)的中間部分荷載全由中間拱來支撐，所以首先在中間拱下方設(shè)置支撐，并根據(jù)混凝土柱網(wǎng)間距在中間拱下方每個混凝土柱柱頂設(shè)置承重支承架。

主拱為主要受力桿件及結(jié)構(gòu)體系的主支撐構(gòu)件，在分段吊裝時自重必須外加支撐體系來完成，所以在主拱的投影弧線上同樣根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱位置、間距等設(shè)置底部承重支撐。其位置盡量選在每兩橫軸中間附近，即在各撐桿與斜主拱相交點附近，主拱下各支承架設(shè)置在每兩軸中間，既能符合斜主拱承重定位拼裝要求，也滿足各撐桿的安裝施工。主拱下支撐固定詳見圖3。

每個支承架搭設(shè)前，需首先安裝完畢該跨的屋梁，并將該處支承架上部臨時采用檁條將支承架與屋梁連接固定，必要時將支承架頂端用纜繩與屋梁上的檁托板拉牢，以確保支承架上部穩(wěn)定性，同時在支承架屋梁與樓面之間中部也用纜繩與樓面錨固板拉牢固定，纜繩上應(yīng)設(shè)有手拉葫蘆以便于調(diào)節(jié)，并在支承架下部焊上ф48短鋼管，用腳手鋼管將支承架下部連接牢固，確保支承架體的整體穩(wěn)定性。

2.針對工程的結(jié)構(gòu)特點及施工順序和方法，同時結(jié)合現(xiàn)場的施工環(huán)境，合理選擇支撐架體的形式及規(guī)格。一般可采用格構(gòu)柱架體支撐，該格構(gòu)柱以6米為一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（圖4），并可根據(jù)不同的主拱安裝形式，以及施工順序進(jìn)行支承架的布設(shè)，見圖5鋼結(jié)構(gòu)主拱支撐架體設(shè)置平面圖及圖6鋼結(jié)構(gòu)支承架體立面圖。

3.樓面上支承架不一定在混凝土梁上，為確保將支承架上的荷載直接傳遞到混凝土梁上，在每個支承架下垂直于混凝土梁方向設(shè)置兩根200毫米×200毫米，長度不小于4米的工字鋼，每根工字鋼兩端均要搭在混凝土梁上方，以確?；炷亮菏芰?。對坐落在地面上的支撐架，在現(xiàn)場根據(jù)施工需要進(jìn)行制作，并在支架位置澆筑2000毫米×2000毫米×200毫米混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)配筋為ф12@200雙層雙向網(wǎng)片，確保支架均勻受力，并在支承架四周設(shè)置鋼管樁，便于支承架的錨固。主拱支承架下支座見圖7、主拱支承架底部基礎(chǔ)見圖8。為確保樓板不受力，在樓板底部支撐塔架下局部設(shè)置滿堂紅架體支撐。

4.主拱與地面呈一定角度，定位控制難度較大，必需根據(jù)主拱傾斜角度，在兩個方向設(shè)置帶角度的定位支托，以使主拱的定位準(zhǔn)確，主拱定位支座見圖9。

四、主拱吊裝及安裝

1.分段及吊機(jī)的選擇

根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，結(jié)合鋼構(gòu)件的總重量，進(jìn)行吊裝機(jī)械的選擇及分段數(shù)量。

首先考慮吊裝機(jī)械的一般起重量、工作半徑，并結(jié)合鋼拱總重量，底部混凝土柱的柱距等，確定鋼拱分段數(shù)量及尺寸，根據(jù)單體重量最大時的起重參數(shù)，進(jìn)行吊機(jī)的選擇。

2.安裝總體流程∶

1）首先進(jìn)行鋼柱及鋼柱之間的連梁安裝，具體如圖10流程圖一。

2）為了使屋面結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的體系，所以對兩端第二段中間拱進(jìn)行安裝，并進(jìn)行兩端屋面梁和鋼柱的拼裝安裝，同時對兩端屋面梁之間的連梁和水平剪刀支撐進(jìn)行安裝，具體如圖11流程圖二。

3）進(jìn)行下一段屋面結(jié)構(gòu)梁安裝，同時做好吊裝主拱梁的安裝準(zhǔn)備工作，具體如圖12流程圖三。

4）進(jìn)行主拱梁的安裝，同時安裝相應(yīng)部位連梁，并在樓面上進(jìn)行鋼柱和屋面鋼梁的拼裝，具體如圖13流程圖四。

5）依此類推進(jìn)行剩余主拱的安裝，詳見圖14流程圖五、圖15流程圖六、圖16流程圖七。

6）進(jìn)行靠內(nèi)側(cè)主拱梁吊裝合龍，具體見圖17流程圖八。

7）進(jìn)行靠外側(cè)屋面梁及鋼柱等安裝，并進(jìn)行靠外側(cè)主拱梁合龍詳見圖18流程圖九。

五、卸荷

1.總體思路

在卸荷前，整個鋼結(jié)構(gòu)荷載分別由鋼柱、支撐架及主拱承擔(dān)，卸載時支撐架上所承受的荷載逐漸過源到鋼柱和干拱上。最終形成穩(wěn)定的承載體系。卸載過程是使屋蓋系統(tǒng)緩協(xié)同空間受力的過程，此時整個屋蓋系統(tǒng)的內(nèi)力重新分布，并逐漸過渡到設(shè)計狀態(tài)。在卸載時應(yīng)遵循"變形協(xié)調(diào)、卸載均衡"的原則，采用從中間向兩邊逐步卸荷的施工方案，先卸載中間拱的支撐架，卸完后再進(jìn)行主拱的卸荷，兩榀主拱應(yīng)同時由中間向兩端進(jìn)行。

2.卸荷具體施工過程∶

1）在主拱下各支撐架的支撐點的H型鋼梁上設(shè)置型號為QL50的50噸螺旋千斤頂，支撐點上設(shè)置一個。

2）在每個螺旋千斤頂?shù)捻敳坷莽?19的鋼管作套筒，再在鋼管的頂部做與拱架角度相同的支托作為臨時支撐。

3）調(diào)節(jié)螺栓千斤頂?shù)母叨?，使支托支撐在拱架的底部，頂緊到位。

4）在每根H型梁千斤頂?shù)穆湮惶幵O(shè)置鋼板卡碼，固定千斤頂，防止千斤頂在支撐H型鋼梁上滑落和失穩(wěn)，具體見圖19、圖20。

5）待所有支撐點上的臨時千斤頂支撐到位、頂緊后，按照從中間到兩邊的順序逐漸拆除原臨時的支撐，讓主拱逐步落位在千斤頂支托上。

2008年01月31日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2008]22號，《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。 2100433B