钢结构提升施工方案

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一编制依据

1.1设计文件

《***车站小区钢结构设计施工图》1.2规范、规程及标准

二工程概况

2.1总体概述

首创***钢屋盖示意图如下,跨度约39m,钢结构总重量约140t,提升高度

2.2 工程简介

工程名称:***车站住宅小区7#楼及配套商业门架屋面钢结构工程;

工程地址:BJ市CY区柳芳北街;

工程简介:总建筑面积:66894m2(其中:地上:47300m2;地下:195940m2;包括商业、办公、住宅);总高度75米;地上17, 22层(住宅部分22层,办公部分17层);地下3层。北立面装饰门架屋面为钢结构,安装高度约75米,跨度横向约37米,纵向22米,钢结构为焊接H型钢。

2.3 整体提升施工流程

钢屋盖安装基本步骤如下图所示。

(1)在两主塔楼上安装不能提升的结构部分,与被提升结构相连的部分杆件暂不安装。同时安装提升平台及相关加固杆件,之后安装提升千斤顶及液压泵站,并调试。在地面拼装被提升结构,然后安装提升钢绞线和提升地锚吊耳,保证提升点中心对正,提升过程中周边建筑不形成阻碍。

提升钢结构过程示意图1

(2)所有准备工作就绪后,试提升,悬停12小时后,结构无异常情况,开始正常提升。

提升钢结构过程示意图2

(3)将被提升结构提升至设计标高后,焊接各连接点,用塔吊安装其他次梁,验收完毕后,全部提升千斤顶逐级卸载,拆除提升平台及相关提升设备,提升过程结束。

提升钢结构过程示意图3

三、重点难点分析

3.1 提升点布置及结构断开位置

提升点的布置原则:保证结构良好的受力性能和结构完整性;便于提升前后的结构施工。

钢结构断开原则:保证提升过程中被提升钢结构受力合理,变形可控,不破坏原结构主要构件及节点。

根据上述原则,钢屋盖结构断开图如图3.1所示,V~R轴部分次梁不提升。提升1~14轴之间6根截面高度为1200mm主梁及其间连接的次梁,六根主梁采用临时加固杆件形成一个整体。设置四个提升点,提升结构及提升点布置如图2.3所示。

图3.1 钢屋盖结构断开示意图

图3.2 提升结构及提升点布置示意图

3.2 各点提升力确定

(一)被提升结构整体计算结果

根据待提升钢结构及周围已建结构形式,在两个主楼上设置4个提升点(具体提升点布置见图3.2所示),在钢结构自重(考虑2.0倍动力系数)及屋面装饰荷载(0.5KN/m2)作用下,各点的提升反力、各被提升结构受力及变形计算如下。结果显示,提升结构最大正应力80MPa,最大负应力-150MPa,均出现在临时加固钢梁和提升点D钢梁处,被提升钢结构应力范围为-120~80MPa。最大变形85mm,出现在最外侧主梁中部。上述数据均满足提升安全要求。

提升结构计算模型

提升结构反力

提升结构应力

提升结构变形

图3.3 整体提升模型及计算结果

(二)被提升点提升力确定

在提升阶段,以整体计算结果中提升点的反力为提升钢绞线所需提升力。表2.1列出了各点提升力。

表3.1各提升点提升力

提升点编号钢绞线所需提升力(KN)

A 435

B 438

C 620

D 280

3.3提升节点的设计

(一)提升上锚点

钢屋盖结构断开后,在主楼顶部安装临时提升平台,每个提升点处的支撑架组成为立柱、两个悬臂工字钢钢梁、安放于工字钢梁上的箱形截面钢梁组成。提升支撑架的具体构造形式详见图纸,提升反力对于原有结构的影响须有设计院验算,确认原结构是否进行加固。

提升支撑架A立面图

提升支撑架B立面图

提升支撑架C立面图

提升支撑架D立面图

图3.4提升平台立面图

提升点A、B、C、D提升支架的构造各不相同。因此须验算每个支架的受力和变形。其计算结果如下,均满足规范要求。各提升支架支座反力须提供给设计院,对下部原结构进行校核。

A提升支架变形A提升支架应力

B提升支架变形B提升支架应力

C提升支架变形C提升支架应力

D提升支架变形

D提升支架应力

图3.5 提升平台整体计算结果

下面还验算了提升千斤顶所处扁担钢梁的局部应力及变形,满足强度安全要求。

提升点扁担梁变形

提升点扁担梁局部应力

为保证侧向稳定性,还应在悬臂钢梁侧向增加斜支撑。

(二)提升下锚点

提升点A、B、C的下锚点工装相同,将提升吊耳焊接于结构上弦作为锚固点而成,具体示意图见下图所示。提升点D下锚点,将一箱形截面扁担梁置于被提升钢梁下方而成。

提升点A、B、C下锚点三维图

1

22

1

1-1

2-2

图提升点A、B、C下锚点工装

提升点A、B、C下锚点工装变形提升点A、B、C下锚点工装局部应力

六孔工作锚具被提升钢梁

钢绞线

箱形截面钢梁400*300*20*20

下锚点位置示意图

图提升点D下锚点工装

1-1

(三)提升下锚点锚具

下锚点锚具采用提升专用防松工作锚。

(四)提升钢绞线的确定

根据计算得出的各提升点的最大反力,A~D号提升点每个提升点设置100吨千斤顶1台,其油缸最小储备安全系数为3.14。

根据钢结构规范,每根直径15.2mm钢绞线的截面积为139mm2,按每根直径15.2mm钢绞线抗拉强度标准值1860MPa计算,每根直径15.2mm钢绞线可承受标准拉力26t。各提升点钢绞线布置见表3.2。

表2.2各点提升力

提升点的布置原则:保证结构良好的受力性能和结构完整性;便于提升前后的结构施工。