主塔楼F63-F66层伸臂桁架核心筒钢结构施工方案

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主塔楼F63-F66层伸臂桁架核心筒钢结构施工方案

图示为桁架结构、堆场布置以及相关起重设备塔吊位置及覆盖范围。

施工过程中所用工机具如下表所示。

M1280D、ZSL2700

天津开发区新建商务中心幕墙施工组织设计2.5t/8t/16t/20t

伸臂桁架核心筒分段,安照如下原则进行:

构件制作工艺,合理分段提高构件制作精度;

构件尺寸依据道路运输要求,长度不宜超过13m,宽度不宜超过4m,高度不宜超过3.5m;

现场安装要求,构件重量不能超过M1280D以及ZSL2700起重能力;

与土建施工的关系,考虑土建施工对钢结构的影响;

现场堆场布置,考虑堆场布置对构件起吊的影响;

现场焊接工作量,尽量减少分段,提高安装效率。

考虑与爬模之间的关系和后期构件吊装焊接,一方面将钢骨平面分段进行了优化,确保后期构件现场吊装焊接;另一方面将上弦牛腿节点进行了优化分段,确保上弦牛腿外伸尺寸不对总包爬模架产生影响。

核心筒上弦伸臂牛腿分段(红线为分段线)

第二道伸臂桁架核心筒钢结构平面布置如下,由于结构的对称性,以二段部分钢结构阐述里面分段。

根据平面图剖面线,里面分段布置如下表:

第37节三段钢骨平面分段图

伸臂核心筒钢结构分段立面位置在F63、F64、F65楼层上方1.2米处,伸臂层上下临近标准层按核心筒钢骨既定分段。

楼层钢骨伸臂桁架构件最重为11.5吨,现场主塔吊为100吨动臂塔吊,吊装就位点位于半径40m内,可以满足吊装要求。

从主塔楼施工总平面布置图可以看出,在塔楼1区、2区和3区各有一个钢结构堆场,主要用于钢骨柱,内置墙板、和部分钢梁的堆放,在北面有一个钢结构堆场,主要用于钢梁的堆放。

钢梁安装预留一层的现场安装量,在每次顶膜顶升之前完成预留量的配备。

主要方法:全站仪极坐标法

(1)初步就位及临时固定

剪力墙钢骨由于底部截面小,容易发生倾斜。剪力墙钢骨吊装依靠两端钢柱及水平对接耳板穿螺栓对位,在垂直墙体方向拉设双向揽风绳,揽风绳沿墙体方向2m一对布设,拉紧导链,在竖向对接位置点焊马板临时固定。初步固定后操作工通过爬梯松开吊钩。

全站仪在轴侧方向架设,调平后竖丝观测校正单板墙端部(劲性钢柱或对接立边)垂直度,拉动导链校正垂直度。

单层剪力墙钢骨垂直度测量定位示意图

辅助方法:钢尺线锤量距法

M1280D臂长为55米,覆盖半径52.5米,最远端起吊能力38吨。ZSL2700覆盖半径为55米,对应起重能力为37.6吨。

法福克M1280D塔吊起重性能:

法福克M1280D塔吊最大半径52.5米,起重性能表:

3.6m×3.6m×4m

ZSL2700起重性能

伸臂桁架层核心筒立面分段示意图

伸臂层核心筒墙板50mm、80mm厚不等。外伸臂桁架下弦、上弦牛腿立面分别分布于A12节钢骨柱、A15节钢骨柱。如下示意:

第二道伸臂桁架核心筒下弦牛腿立面布置示意图

第二道伸臂桁架核心筒上弦牛腿立面布置示意图(上弦A15节未出图)

伸臂层核心筒立面从第A12节~第A15节,共4节,其中牛腿分布于第A12、A15节。此为施工重点难点,此两节核心筒桁架牛腿分段皆考虑了牛腿吊装而优化,见4.6.2节。

伸臂桁架核心筒钢骨第A12节~第A15节,共4节,总吊次603吊。

M1280D和ZSL2700

M1280D和ZSL2700

M1280D和ZSL2700

M1280D和ZSL2700

M1280D和ZSL2700

M1280D和ZSL2700

通过以上数据可得,伸臂层核心筒钢骨吊装施工,塔吊起重负载率不大于41%。满足起重吊装需要。

伸臂桁架钢骨吊耳设置遵循:吊点位置依据构件重心对称设置,吊耳规格根据构件重量选定,复杂节点吊耳冗余设置的原则。连接板设置遵循:构件间连接稳定可靠,能保证构件安装满足精度要求和临时固定要求。吊耳具体设置以深化设计图为准。

伸臂桁架核心筒安装顺序

内筒钢骨立面分段与楼层相对位置见4.3节,立面安装顺序为:

A11节钢骨安装完成,顶膜系统顶升1次,为A12节钢骨提供安装空间,A12节安装完成后,顶膜再连续顶升2次,安装A13节。后续A14、A15节每顶升一次安装一节。

步骤一:A12节安装后顶膜连续顶升两次;

步骤二:A13节钢骨吊装;

步骤四:顶膜顶升一次,为A13节提供安装空间。

平面整体吊装顺序示意图

主塔楼核心筒钢骨三各区段同时施工,单个区总体吊装顺序由塔楼中心向外侧逐步进行安装。特别注意的是,SC1牛腿需先于SC2牛腿安装。以三段钢骨A13节示意,该段52吊次,三段合计153吊次,安装顺序如下图,第一步吊装喇叭口钢骨,第二步吊装对应SC1最外筒钢骨,第三步吊装对应SC2钢骨,最后连接剩下连梁。

伸臂桁架和核心筒部分钢骨连接的牛腿,随核心筒钢骨一同在顶模架内完成安装施工。由于受到顶模架顶部桁架洞口以及下挂架限制,牛腿相连部分钢骨需减至最短,以保证在顶模架内顺利吊入安装位置。由于顶膜预留洞口的使用限制,先吊装SC1柱相连的核心筒牛腿,再吊装SC2柱相连的核心筒牛腿。安装完成相应核心筒牛腿钢骨后,即刻安装相临的钢骨,形成稳定体系。

牛腿钢骨吊装示意如下:

第一步,伸臂桁架牛腿钢骨从顶膜架预留孔吊入

第二步,伸臂桁架牛腿从顶膜吊入后,换钩吊装平移就位

第三步,伸臂桁架牛腿安装就位,相邻钢骨安装

顶膜挂架与牛腿空间安装关系

顶膜挂架在伸臂桁架牛腿处预留有水平翻版,在伸臂桁架核心筒牛腿吊装安装后,顶膜顶升时,可将翻版翻折起来,实现顶膜挂架顶升。

伸臂桁架牛腿安装后,顶膜因施工需要顶升,两者间不得有冲突,按构造要求牛腿尺寸过大,超出顶膜挂架。故将牛腿分解为两块,顶升时只安装一块,减少顶升时牛腿的尺寸,待顶升完成后,再行安装牛腿剩下的一块。

(1)SC1伸臂桁架上弦节点

SC1伸臂桁架上弦节点切割原则为:保证大节点板上的斜向加劲板的完整性;水平加劲板在拼缝位置开设过焊孔,后期在现场焊接连接。节点平立面及三维效果图如下所示;

SC1伸臂桁架上弦牛腿立面图

SC1伸臂桁架上弦牛腿平面图

SC1伸臂桁架上弦牛腿三维示意图(节点板上红线为切割分段点)

(2)SC2伸臂桁架上弦节点

SC2伸臂桁架上弦节点切割原则为:保证大节点板上的斜向加劲板的完整性;水平加劲板在拼缝位置开设过焊孔,后期在现场焊接连接。节点平立面及三维效果图如下所示:

SC2伸臂桁架上弦牛腿立面图

SC2伸臂桁架上弦牛腿平面图

SC2伸臂桁架上弦牛腿三维示意图(节点板上红线为切割分段点)

如此,满足现场安装需要。

钢筋绑扎根据钢骨立面分段位置确定相应绑扎高度,需至少预留对接口下方500毫米高度,为钢结构焊接等提供作业空间。所以,钢筋下料需参考钢结构深化图分段标高进行下料调整。

在安装A13节前,顶膜需连续顶升两次,钢结构单位以及各相关专业需做好提前准备,确保顶升顺利进行。在顶膜顶升时注意桁架牛腿处的检查,避免翻板碰撞。

相比标准层施工,该部分桁架施工,分段多,构件体量大,安装相比标准层耗时多,且临时固定与焊接量增大,故施工周期有所加长,故相关单位须做好工序交接工作,避免出现提早插入以及插入过晚等现象。

内筒横向内置钢板临时措施

在三段核心筒第二个框,T11轴,即如下图云线所示区域,中间部分两块分段内置钢板吊装,需设置临时措施。

该部分立面布置如下图:

故,两侧钢骨柱顶端设置斜拉杆,对其临时固定。设置如下,拉杆采用葫芦以及钢丝绳,便于调整校正,拉杆上方挂设于钢骨柱柱顶连接耳板上,下方挂设在内置钢板吊耳上。为保持该内置钢板平面位置,在侧向设置型材斜撑。

伸臂桁架钢骨牛腿分段,由于牛腿部分重量较重,为增加其安装时的稳定性,在牛腿安装时如下图增加临时支撑,支撑下端作用在下节钢骨暗梁上,支撑下端具体位置以尽量不影响标准铝膜安装为宜,临时侧向支撑与牛腿连接点到核心筒距离以不超过挂架主体与核心筒距离为准。每个牛腿设置两个斜撑,保障其安全稳定。斜撑规格拟采用H125型钢。

针对板厚大于40mm的钢板,为防止焊接变形,采用K型坡口,具体如下:

40mm

本工程中所用的焊缝金属应与主体金属强度相适应,当不同强度的钢材焊接时,可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。由焊接材料及焊接工序所形成之焊缝,其机械性能应不低于原构件的等级。手工焊接用焊条的质量标准应符合(GB/T5117)或(GB/T5118)的规定。对Q235钢宜采用E43型焊条,对Q345钢宜采用E50型焊条。直接承受动力荷载或振动荷载、厚板焊接的结构应采用低氢型碱性焊条。自动焊接或半自动焊接采用焊丝或焊剂的质量标准应符合(GB/T5293、GB/T12470、GB/T8110)等相应规范和标准的规定。

在施焊前,要认真清除坡口内和垫于坡口背部的衬板表面油污、锈蚀、氧化皮,水泥灰渣等杂物,确保焊接质量。

由于焊缝热输入大,在焊接时极易造成焊接收缩变形,所产生的焊接应力将造成不利因素,焊接作业必须严格按施工前焊接工艺评定确定的焊接顺序和方法进行焊接作业。在焊接过程中,焊前预热、层间温度控制和后热是保证焊接质量的关键。值得注意的是点焊前也需严格按照要求进行预热处理。

由于是冬季焊接且受现场施工条件所限,采用常规的火焰预热,焊前预热,焊后保温采用石棉布包裹保温。

保证焊接过程的连续性,不得无故停焊。如遇特殊情况立即采取措施,达到施焊条件后,重新对焊缝进行加热,加热温度比焊前预热温度相应提高20~30℃。焊接预热、层间温度、后热温度见下表:

焊缝采取薄层、多道进行焊接,由于单条焊缝长度大于500mm需采取分段退焊的焊接方法。每层、每道焊缝的焊道接头错开50mm,避免焊缝缺陷集中。

后热是为了进行消氢处理,防止冷裂纹的产生。焊后的加热方法和焊前预热方法相同,焊缝后热温度为250℃,焊缝加热到规定温度后用石棉布包裹进行保温,保温时间不低于4h。

钢板剪力墙整体焊接工艺是先焊接钢柱、再焊接钢梁、再焊接竖向焊缝,后焊接横向焊缝。

钢板剪力墙竖向临时连接耳板实景图

在钢骨顶部拉设倒链,控制焊接变形。

钢板剪力墙顶部倒链拉设实景图

防止冷裂纹及层状撕裂措施

使用优秀焊工,尽量减少碳弧气刨的使用。一旦使用后应采用角向磨光机磨去刨削部位表面附着的高碳晶粒,避免焊缝裂纹的产生。

控制坡口尺寸和焊缝截面积,防止过量熔敷金属导致收缩和应力增大。尽量控制焊缝表面的余高DB35/T 1866-2019标准下载,并使之平缓过渡,以减少焊趾部位的应力集中。焊缝余高应控制在1~3mm以内。

焊接完毕后确认外观检查合格后,立即进行后热和保温处理。

安全生产、文明施工措施

钢构件卸车与转运安全措施

(1)卸车、倒运前指挥人员要认真核对构件的长度、重量,按照施工方案要求选择合理的吊绳、卡环及吊装方式。

(2)指挥卸车时必须站在能够照顾到构件工作面,检查吊点正确平衡,有棱角的构件进行捆绑时,必须用麻布袋进行包裹钢丝绳或用钢管瓦片护垫棱角,以避免钢丝绳切断而发生安全事故。

(3)在倒运构件的车辆上下陡坡或楼面时,要有人在车辆前后进行指挥T/CECS-CBIMU 12-2017标准下载,在陡坡上和整个施工现场内行车速度要缓慢。

(4)在倒运构件时,构件装车后应用钢丝绳和倒链捆绑固定好,防止构件在运输过程中滑落车下而发生意外。

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