47m鋼結構桁架連廊地面安裝提升施工技術介紹
南京中國移動通信綜合樓和附樓之間設計有自動人行道電梯連廊,采用鋼結構析架體系,樓板采用壓型鋼板組合樓板。鋼結構連廊在⑥一⑦軸線,⑩軸線與⑧軸線連接通廊,跨度為47 m寬度為8.375m,平面位置如圖1所示。
鋼結構連廊上、下弦及水平桿件均采用H型鋼,豎桿采用方鋼管,總重約170t,其設計詳圖如圖2所示。
連廊下弦標高為15.410m,上弦標高為20.410m析架兩端與混凝土牛腿結構連接,上弦在⑩軸線采用橡膠墊塊與弧形墊塊支座連接,在⑧軸線與混凝土預埋螺栓連接,下弦腹板與混凝土表面預埋連接鋼板焊接連接。
該工程鋼連廊的H型鋼梁最大截面為Hl100x400x24x35,拼裝難度較大;跨度較大,總重約170t,結合地下室頂板消防通道的設計荷載為20.OkN/耐,地下室的頂板能夠承受25t汽車式起重機自重。經現場施工條件分析,可直接利用汽車式起重機開行站位在地下室頂板上總拼裝鋼結構連廊,并采用鋼連廊兩端4點整體提升鋼連廊的施工方案。
1 工程難點
1)鋼結構連廊跨度47m,總重約170t,安裝高度20.41m,并有自動人行道電梯,體量較大。
2)整體提升施工中,將利用鋼結構上弦梁作為提升牛腿,因此對十提升點的設置以及鋼結構的截斷應慎重考慮。
3)對十滑動支座端,如何進行合理的構造加強以保證提升牛腿具有足夠的承載力和剛度。
4)鋼結構截斷后,在提升過程中其受力與設計狀況有所區別,應探討各桿件在提升過程中的受力及變形安全。
5)采用多點提升的同步性控制。
2 施工方案
本工程采用四點同步提升,提升點設置在與混凝土牛腿連接的連廊鋼結構上弦型鋼上,提升下錨點設置在下弦型鋼端部,提升及鋼結構組拼如圖3一4所示。
本工程采用四點同步提升方案,每個提升點將承受425kN荷載。十每個提升點設置2臺千斤頂,并通過鋼絞線拉接連廊鋼結構下弦徐徐提升。每臺千斤頂穿過4根小15.21860級鋼絞線作為提升索,并且采用2根左旋、2根右旋的方式搭配,鋼絞線要有材質單及復試報告;每個下提升點有2個4孔錨盤,錨板采用OVM.M15型號,尺寸為lOlmmx48mm。
3 方案設計與驗算
3.1 滑動支座端設計與驗算
采用附加蓋板與原設計的擋板共同形成對支座土字鋼的可靠錨固。附加蓋板將作為提升過程中支座土字鋼的重要支撐點,為保證蓋板的承載力及其與擋板或混凝土牛腿的連接滿足提升要求,本方案采取以下措施。
1)采用雙向加勁肋加強蓋板。
2)蓋板十擋板腹板對應位置處設置雙側短鋼板,與擋板腹板通過螺栓連接。提升裝置如圖5所示。
采用有限兒軟件ANSYS建立滑動支座端提升裝置的有限兒模型,根據施工荷載進行受力及變形計算。最大撓度為11.38mm最大主拉應力為194MPa最大主壓應力為208MPa,均能保證施工安全及安裝要求。
3.2 固定支座端設計與驗算
固定支座端懸臂短土字鋼在提升過程中將承受較大的剪力和彎矩,同時一,為保證提升控制精度,需驗算懸臂土字鋼在提升過程中的變形。另外,在提升點即支座土字鋼懸臂端加焊加勁肋板(t=20mm),以改善其受力性能。
采用有限兒軟件ANSYS建立固定支座端提升裝置的有限兒模型,根據施工荷載進行受力及變形計算。最大撓度為1.913mm最大主拉應力為232MPa最大主壓應力為310MPa,均能保證施工安全及安裝要求。
3.3 連廊驗算
根據提升方案,連廊鋼結構的固定支座端未形成最終拼接狀態,為保證提升安全,對連廊在提升過程中的受力和變形進行驗算,確保施工安全。
為保證連廊提升過程中的平面外穩定性,在兩端提升點處連廊鋼結構橫斷面加設“人”字撐各1道,采用Q345HW250x250x9/14型鋼,與連廊腹桿及上橫梁采用焊接連接。
根據連廊設計圖紙,在滿足計算精度要求,同時一考慮建模方便,采用MIDAS軟件建立連廊的有限兒模型4個提升點作為連廊提升過程中的臨時一支點,連廊主要承受自重,并偏安全地考慮1. 5的安全系數。最大撓度為50. 92mm,各構件截面上翼緣最大壓應力為174.1MPa,下翼緣最大拉應力為146.3MPa,均能保證施工安全及安裝要求。
3.4 提升同步性控制
提升的同步性控制是提升法施工的關鍵。本工程利用研發的精軋螺紋鋼筋組裝式液壓提升千斤頂通過可調分流閥同步提升,主要從以下幾個方面進行同步提升控制。
1)在鋼絞線上做好刻度標記,每隔lm做一標記,并在提升前記錄下各個提升千斤頂上夾片到最近刻度的距離,作為同步性控制基準。
2)油泵控制人員采用對講機,在統一指揮下進行同步提升。提升時一,每臺千斤頂位置均有施工人員觀測千斤頂上度量尺,油缸提升200mm后及時一通知油泵控制人員關閉進油閥并回油。
3)土作錨的`夾片回縮量因提升荷載和千斤頂而異,在提升一定數量的缸數后(lm刻度再次出現時一),測量夾片到刻度的距離,依據提升前的記錄分析各提升點的同步性,對存在偏差的提升點進行個別調整。
4)采用1臺油泵同時一給2臺千斤頂輸油,保證同一側2臺千斤頂的提升速度一致。
4 結語
通過合理的方案設計及詳細的構造加強處理與驗算,保證了施工方案的可行性及安全性。鋼連廊整個提升過程歷時一約Sh,施工快速,提升設備簡單,經濟性好,安全性高,順利完成了預期目標。
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