跨山谷架空管道安裝施工工法簡(jiǎn)介

榮譽(yù)表彰

2011年9月，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2011]154號(hào)，《跨山谷架空管道安裝施工工法》被評(píng)定為2009-2010年度國(guó)家二級(jí)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(shí)滿足設(shè)計(jì)分段要求和運(yùn)輸要求的前提下，采用分段制作、運(yùn)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(shí)進(jìn)行，主拱的安裝順序是從四個(gè)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(shí)，及時(shí)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(cè)量控制網(wǎng)及測(cè)量控制→主拱支撐架體設(shè)計(jì)→主拱吊裝及安裝→卸荷。

• 操作要點(diǎn)

《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》同時(shí)涉及分段及吊機(jī)的選擇、施工測(cè)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(gè)施工過(guò)程的關(guān)鍵。

一、建立測(cè)量控制網(wǎng)及測(cè)量控制

GPS點(diǎn)的交接及復(fù)核，根據(jù)GPS點(diǎn)的成果，制定點(diǎn)位精度的復(fù)查，具體測(cè)量步驟∶根據(jù)GPS點(diǎn)的布局，在施工區(qū)域邊布設(shè)二級(jí)控制網(wǎng)，按閉合導(dǎo)線的觀測(cè)方法，計(jì)算出導(dǎo)線精度，再根據(jù)計(jì)算出的點(diǎn)位精度，如果GPS點(diǎn)的成果符合施工要求即可使用，反之要對(duì)導(dǎo)線實(shí)行平差后才可使用；對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)的復(fù)查，采用國(guó)家二級(jí)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(diǎn)，對(duì)布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)行聯(lián)測(cè)。

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(cè)量控制

1.主拱跨度大，對(duì)于四個(gè)主拱與地面接觸點(diǎn)的控制精度要求相對(duì)高，在二級(jí)導(dǎo)線的基礎(chǔ)上用極坐標(biāo)法放樣出四個(gè)接觸點(diǎn)，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(cè)量控制上采用直角相交觀測(cè)法。

3.主拱采用分段安裝，在二級(jí)控制基礎(chǔ)上布置方格網(wǎng)，對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，詳見(jiàn)圖2。

4.高程測(cè)量

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的已知水準(zhǔn)點(diǎn)，在施工場(chǎng)區(qū)內(nèi)測(cè)設(shè)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的密度應(yīng)為100米左右一個(gè)，水準(zhǔn)路線構(gòu)成復(fù)合路線，以便校核，觀測(cè)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(cè)

在確認(rèn)施工安裝準(zhǔn)確后，以安裝監(jiān)測(cè)所測(cè)定的每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的實(shí)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(cè)時(shí)用同精度的觀測(cè)方法對(duì)標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，計(jì)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(jiàn)標(biāo)志點(diǎn)后，變形觀測(cè)結(jié)束。

三、主拱支撐架體設(shè)計(jì)

1.根據(jù)鋼拱結(jié)構(gòu)體系分析，并結(jié)合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)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(gè)屋面鋼結(jié)構(gòu)的中間部分荷載全由中間拱來(lái)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(gè)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(shí)自重必須外加支撐體系來(lái)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?jī)蓹M軸中間附近，即在各撐桿與斜主拱相交點(diǎn)附近，主拱下各支承架設(shè)置在每?jī)奢S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(jiàn)圖3。

每個(gè)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(shí)采用檁條將支承架與屋梁連接固定，必要時(shí)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(shí)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(duì)工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工順序和方法，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)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(gè)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(jiàn)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(gè)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(zhǎng)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(duì)坐落在地面上的支撐架，在現(xiàn)場(chǎng)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(jiàn)圖7、主拱支承架底部基礎(chǔ)見(jiàn)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(gè)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(jiàn)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(chǎng)的實(shí)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(shí)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(duì)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(shí)對(duì)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(shí)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(shí)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(jiàn)圖14流程圖五、圖15流程圖六、圖16流程圖七。

6）進(jìn)行靠?jī)?nèi)側(cè)主拱梁吊裝合龍，具體見(jiàn)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?jiān)斠?jiàn)圖18流程圖九。

五、卸荷

1.總體思路

在卸荷前，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)荷載分別由鋼柱、支撐架及主拱承擔(dān)，卸載時(shí)支撐架上所承受的荷載逐漸過(guò)源到鋼柱和干拱上。最終形成穩(wěn)定的承載體系。卸載過(guò)程是使屋蓋系統(tǒng)緩協(xié)同空間受力的過(guò)程，此時(shí)整個(gè)屋蓋系統(tǒng)的內(nèi)力重新分布，并逐漸過(guò)渡到設(shè)計(jì)狀態(tài)。在卸載時(shí)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(shí)由中間向兩端進(jìn)行。

2.卸荷具體施工過(guò)程∶

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

2）在每個(gè)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(shí)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(jiàn)圖19、圖20。

5）待所有支撐點(diǎn)上的臨時(shí)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(shí)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(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2008]22號(hào)，《大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工法》被評(píng)定為2005-2006年度國(guó)家一級(jí)工法。 2100433B