yjgf29—94大跨度三铰拱钢结构吊装工法
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第 1 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 大跨度三铰拱钢结构吊装工法 资料编号:Y J G F 29—94大跨度三铰拱钢结构吊装工法YJGF29—94作者:陈永昌 李如龙(中国有色金属工业第十五冶金建设公司)摘要:大跨度三铰拱钢结构,近年来在国内电厂、化肥厂、水泥厂等工程中得到广泛应用,施工方法也较多,这种钢结构具有跨度大、屋面陡、顶铰高、构件数量多、采用高强镙栓连接,制作安装精度要求高等特点,施工难度较大,我公司在武汉阳逻电厂输煤系统75m 跨三铰拱于煤棚施工中,结合自己的实际开发了本工法,通过实践检验,效果极佳,得到了能源部、湖北省、武汉市及西北电力设计院阳逻工程建设监理部、华中电管局等有关领导的好评,誉为“楚天第一跨”,湖北电视台、黄石电视台多次播放了该工程吊装实况,能源部中南电力设计院将其作为工程设计范例进行了录像。
该吊装工艺于1992年12月获中国有色总公司科技成果奖,该工程1993年8月被评为湖北省1993年优良样板工程, 1994年元月被建设部评为优良样板工程。
一、特点本工法能有效地进行大跨度三铰拱钢结构的吊装,达到施工质量优良和安全方便的目的,它具有如下特点:(1)由热轧普通工字钢、1983mm×1983mm 井架、Φ48×3.5mm 钢管及竹架板组合成的移动拼装台车,既可在吊袋中临时承载钢桁架的重量,又可作高空作业的操作平台。
该台车可根据不同跨度钢结构进行组合,材料可重复使用,从而施工费用小,经济效果好。
(2)采用自制的SJ 一15型穿心式千斤顶牵引台车平稳可靠,速度也快。
(3)起重设备吨位小,一般单位都能配备,便于推广。
(4)根据吊车能力,将主衍架先在地面拼装组合成几段,然后分段吊装,高空穿铰合拢,从而最大限度减少了高空作业不安全的因素,作业效率高,施工周期短。
(5)分段吊装,克服了整榀吊装钢衍架时侧向钢度小,易失稳,不易在高空精确定位的问题。
二、应用范围本工法适应于各种跨度三铰拱钢结构吊装施工。
三、工艺原理第 2 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 大跨度三铰拱钢结构吊装工法 资料编号:Y J G F 29—94 (1)将整榀主衍架化整为零,预先在地面组合成适应吊车能力的几段,然后分段吊装。
(2)吊车作业在移动拼装台车的保护下进行,利用拼装台车临时稳固各段桁架。
(3)利用液压穿心式千斤顶技术牵引拼装台车。
四、工艺程序 (一)工艺流程底铰座承台施工→场地平整压实→铺设塔吊、台车轨道及底铰安装→移动拼袋台车组袋→构件运到现场拼装成段→吊装主衍架及高强螺栓施工→测量校正→吊装连接衍架及辅助衍架→吊袋剪刀撑→安装檩条→挂瓦及电器安装→拆除台车及轨道。
(二)操作要点(1)基础承台:采用常规方法设计施工。
(2)场地平整:必须用碾压设备压实。
(3)铺设轨道:轨道数量和长度视结构跨度及长度而走,一般75m 跨设三条,两边用于塔吊和台车行车,中间亦用于台车行走;轨道一般采用43kg/m 重轨,铺设按有关规范实施。
(4)底铰安装:按设计要求进行。
(5)台车组袋:在轨道上第一、二榀主衍架间现场组装,台车长、宽高视结构的跨度、柱距、高度而定,一般台车由四部分组成。
1)台车底座:由型钢组成,下袋行走轮或滑板:2)台车主体:由1983mm×l983mm 井架及Φ48×3.5mm 钢管组合而成,其上设斜跑道。
3)操作平台;位于台车主体顶部,可分不同标高设计成阶梯状,其上满铺竹架板,每层平台用钢扶梯相连连。
4)牵引系统:穿心式千斤顶固定于轨道上通过Φ50mm 拉杆与台车铰接,油泵及主油路安装在台车上,千斤顶数量视台车重量而定。
(6)构件由汽车运到现场:按方案事先组合成几段平放就位,一般75m 跨度三铰拱主桁由16节间组成,每半榀底部1~5节可组成一段,上部6~7节间组合成一段,第8节间为一段。
(7)主桁架吊装:半榀主桁架底部1~5节节间由45t 吊车为主钩,16t 吊车辅助翻身,吊起后,下部用高强螺栓联接于底铰上,上部用钢管和扣件临时固定在操作平台上,第 3 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 大跨度三铰拱钢结构吊装工法 资料编号:Y J G F 29—94 6~7节间及8节间用塔吊分别吊装穿铰合拢,该两段的吊索上应配备2t 链条葫芦,以调节构件斜度便于各段联接。
(8) 主强螺栓施工:1)摩擦面的处理;原则上按设计要求进行,如条件有限,可与设计部门协商选择喷砂、砂轮打磨或酸洗等方法处理;2)摩擦系数试验:施工前一定要做试验,试件可采用二栓法,三栓法或设计规定的方法进行;3)高强螺栓长度选定:一般按下式进行:L=L’+m+ns+3p 式中 L——高强螺栓长度(mm) L’——连接板层的厚度(mm) m——螺母厚度(mm) n——垫圈个数(mm) s——垫圈厚度(mm) p——螺纹的螺距(mm)为便于管理,应尽量减少长度系列。
4)高强螺栓的安装:应严格按有关规定进行,为避免安装错误,应编制安装部位图,以便高强螺栓对号人座;(9)测量校正:测量校正在高强螺栓终拧前进行,每杨主桁架必须用经纬仪检查结构的纵向及横向的垂直度和中轴线的偏移度,以便进行校正。
(10)按工艺流程分别吊装两祸主桁架间的连接衍架、辅助衍架、剪刀撑及檩条,吊装应分左右由下而上进行,为加快吊袋速度,现场配备的起重机械可同时投人使用。
(11)挂瓦:应分左右自下而上进行,防水涂料应在地面事先按要求涂好。
(12)电器安装:应在拼装台车未移位前与吊袋作业同步进行。
(13)拆除:按方案进行。
五、材料要求工程用材料按设计要求准备,施工用料无特殊要求。
六、机具设备根据钢拱跨度及单榀重量而定,一般75m 跨钢烘架可选如下机具设备: TQ60/80型塔吊 2台第 4 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 大跨度三铰拱钢结构吊装工法 资料编号:Y J G F 29—94 NK 一160型液压吊 1台 TG 一452型液压吊 1台 电动扭力扳手 6台 手动测力扳手 1支 东风EQ140型载重汽车 1辆SJ 一15型穿心式千斤顶 数量视台车牵引力大小而定 液压控制台 1台 2t 链条葫芦 2台 经纬仪 1台 电焊机 4台 移动拼装台车 1座 七、劳动组织劳动组织视结构跨度大小而走,一般7sm 跨配44人,分两组左右两半同时作业,实行一班制,各工种大致分配如下:生产主任:1人 负责吊装全盘工作。
技术员:1人 负责吊装中的技术工作兼质量检查员。
安全员、1人 吊装中进行安全监督。
工长:1人 组织指挥吊装。
起重工:4人 负责左右两半衍架的起重指挥。
塔吊司机:2人 45t 吊车:2人 16t 吊车:2人钳工:8人 负责各段衍架就位,穿铰和高强螺栓施工。
铆工:6人 配合钳工工作。
电焊工:5人 负责设计焊接部位的施焊。
油漆工:2人 高强螺栓连接部位的补刷油漆。
电工:1人 负责电器安装指挥及起重设备维护。
测量:1人其他:7人 配合电器安装及材料运搬。
以上人员原则上定岗,但在工长统一安排下应实行混合工种,加强协作。
第 5 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 大跨度三铰拱钢结构吊装工法 资料编号:Y J G F 29—94 八、质量标准大跨三饺拱钢结构工程目前国家尚无专门的质量标准,故本工法质量标准的主要依据为:(1)国家标准《钢结构工程施工及验收规范》(2)能源部《电力建设施工及验收技术规范》(土建工程) (3)能源部《火电施工质量检验及评定标准》(第一篇) (4)宝钢工程建设指挥部《扭剪型高强螺栓施工规程》(试行) 除以上规范、标准、规程外,还应重申如下要求: 三铰拱中心线对走位铀线位移《5mm 底铰基础标高+5mm 一8mm 九、安全措施除按十五治《高处作业安全技术暂行规定》搞好安全工作外,还应注意以下安全事项:(1)施工现场应有专职安全员进行监督,厂内应划定安全区,非工作人员严禁人内。
(2)所有机电设备要固走专人操作,持证上岗,下班后必须切断总电源。
(3)所有工作人员必须配带安全带。
(4)操作工具应系绳,拧下的高强螺栓梅花卡头应用布袋袋好,以防坠落伤人。
(5)操作平台应满铺竹架板,四周应设栏杆满挂安全网。
(6)安装石棉瓦时,三铰拱顶部应用竹架板设跑道,以便材料运输,挂瓦时,不得直接站在屋面上,工作人员应在专设的吊栏中作业。
十、经济分析本工法具有设备简单、投资少、易操作、工效高、现场施工灵活方便,能做到文明施工和安全生产等优点,具有较好的社会效益和经济效益,其经济效益可从以下几点进行分析:(一)工期短某电厂82.5m 长、75m 跨于煤棚,安装工期113天,平均9.6天安装一榀,是快时达6天一榀。
本工法施工 105m 长、75m 跨于煤棚,安装工期53天,平均3.5天安装一榀,最快时达3天一榀,工效提高1.7倍。
第 6 页筑龙网 w w w .s i n o a e c .c o m 大跨度三铰拱钢结构吊装工法 资料编号:Y J G F 29—94 (二)投入的重型设备少某电厂120m 长、75m 跨度干煤棚动用2台90t 吊车,2台35t 吊车,共计820台班,另外还采用了6台斜撑式拼装起重机,计1590台班,两项总计2410台班。
本工法施工的105m 长、75m 跨于煤棚仅用2台TQ60/80塔吊,一台NK 一160型液压吊及1台TG 一452型液压吊,总计205台班,按每祸主衍架占用台班数比较,本工法每祸要节约台班128个。
(三)其他设施投入亦少某电厂120m 长、75m 跨于煤棚施工搭设了5826m2外脚手架,13120m2棚顶简易脚手架。
7803m2工作台及移动式拼袋脚手架、座,挂安全网8856m2。
本工法施工的105m 长、75m 跨于煤棚仅搭设了一座移动式拼装台车,挂安全网789m2。
(四)安全有保障安装在满铺竹架板,宽大的操作平台上进行,身临其境,如履平地,毫无高空作业之感。
此外,由于在地面事先进行了部分衍架的拼装,原要16钩才能吊完的一榀主衍架现只需6钩就能完成,相应的高空作业时间亦可减少2/3。
(五)经济效益好某电厂同类于煤棚安装直接费为61.68万元,折合本工法费用为54.42万元,本工法实际安装直接费24.07万元,节约30.35万元。
(六)社会效益好由于该工法保证了施工质量,使钢结构安装优质高速建成,引起了省内同行和设计部门的高度重视,先后有十多批近千余人次现场参观,从而提高了我公司在同行业中的知名度, 此外由于安全措施得力,施工中未发生一例安全事故。
十一、工程实例武汉阳逻系统贮煤场于煤棚,跨度75m、高30.56m、全长105m、建筑面积7875m2、为三铰拱钢结构,由15榀主衍架,14榀辅助衍架,252榀纵向连接衍架及224榀副剪刀撑等构件组成,总重量约900t,该工程采用本工法于1991年9月2日正式开始吊装,11月22日吊装全部结束,绝对工期53天,平均3.5天安装一榀,最快3天一榀,质量优良,安全事故为零,实现新增产值760.37万元,利税128.30万元,节约直接费90.35万元。