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移動(dòng)網(wǎng)架式承重架鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間:2009-12-22 20:35:06 [收藏]
1、立項(xiàng)背景。
    1、立項(xiàng)背景。
      根據(jù)2004年3月5日陜西建工集團(tuán)總公司關(guān)于“移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用”的立項(xiàng)文件,結(jié)合集團(tuán)公司“關(guān)于在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中認(rèn)真進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié),積極開(kāi)發(fā)新技術(shù)新工藝,不斷提高公司鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力”的精神要求,由陜機(jī)司承擔(dān)具體項(xiàng)目完成,該司成立了“移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組,在其承接的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)工程中進(jìn)行應(yīng)用,將鎮(zhèn)江電廠三期干煤棚、揚(yáng)州二電廠擴(kuò)建工程干煤棚和廈門(mén)太古四期、五期工程等列為試點(diǎn)項(xiàng)目。
      2、技術(shù)原理。
      移動(dòng)網(wǎng)架式承重架既是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中支承結(jié)構(gòu)自重的臨時(shí)支承架,又是安裝過(guò)程中作業(yè)人員必需的安全操作平臺(tái),也是保證大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)安裝精度的有效胎模,在結(jié)構(gòu)安裝方面起到了非常重要的作用。
      移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)最直觀的特點(diǎn)是采用技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)合理、輕巧靈活的網(wǎng)架(網(wǎng)殼)替代了原有的龐雜、呆板的傳統(tǒng)扣件式腳手架,是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)施工安裝中的靈活應(yīng)用和完美結(jié)合。
      3、性能指標(biāo)。
      通過(guò)工程實(shí)踐證明,移動(dòng)網(wǎng)架式承重架是鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架(殼)安裝過(guò)程中支承結(jié)構(gòu)自重的臨時(shí)支承架,又是安裝過(guò)程中作業(yè)人員必需的安全操作臺(tái),也是保證網(wǎng)架(殼)結(jié)構(gòu)安裝精度的有效胎模,在網(wǎng)架(殼)安裝方面起到了重要的作用。
      主要性能指標(biāo)如下:
      ⑴、考慮施工荷載的變化和交叉作業(yè)的工況,采用MST和3D3S等空間結(jié)構(gòu)成熟設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算分析,設(shè)計(jì)可靠度高,結(jié)構(gòu)安全有保證。
     ?、?、根據(jù)工程結(jié)構(gòu)選擇不同造型。如立體框架結(jié)構(gòu)、拱形結(jié)構(gòu)等。
     ?、?、可選擇單個(gè)或多個(gè)承重架作業(yè)。例如:在干煤棚結(jié)構(gòu)施工中一般采用單個(gè)承重架,在機(jī)庫(kù)結(jié)構(gòu)施工中一般采用多個(gè)承重架集群作業(yè)。
     ?、?、節(jié)點(diǎn)形式采用焊接球、螺栓球。
      ⑸、(單個(gè)承重架)高度近40m,跨度達(dá)105m,寬度為12-18m。
     ?、省⒂娩摿渴?,(按承重架覆蓋體積)單位體積用鋼量約5-7kg/m3,不足同體積扣件式承重架用量的1/2。
     ?、?、拆卸組裝簡(jiǎn)便,重復(fù)使用2-3次。
     ?、獭⒁苿?dòng)方式有滑動(dòng)和滾動(dòng),移動(dòng)控制采用變頻同步調(diào)速、集中視頻控制技術(shù)。
      4、與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)比較。
      本項(xiàng)目經(jīng)委托陜西省科技查新咨詢中心、江蘇省科技查新咨詢中心進(jìn)行查詢,顯示本項(xiàng)目涉及的內(nèi)容在所檢文獻(xiàn)中未見(jiàn)相同報(bào)道。
      采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系作為承重架,國(guó)內(nèi)還是首創(chuàng),從思路上講是專業(yè)施工的技術(shù)開(kāi)發(fā)與創(chuàng)造。應(yīng)用網(wǎng)架式承重承重架的基礎(chǔ)是對(duì)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件靈活使用和對(duì)實(shí)際施工配套技術(shù)的掌握,并將二者緊密結(jié)合,在同行業(yè)中我司走在了前列。
      對(duì)于跨度大、高度高的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行滑移,不但要做到技術(shù)上可行,還要做到安全性必須有保證和經(jīng)濟(jì)上合理。我司應(yīng)用了承重架同步滑移控制系統(tǒng),在技術(shù)上完全是獨(dú)立自主設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),具有控制簡(jiǎn)便、直觀、控制效果好的特點(diǎn),其應(yīng)用標(biāo)志著我單位施工配套技術(shù)水平的提高;在同類技術(shù)中設(shè)計(jì)新穎、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,可適用于結(jié)構(gòu)積累滑移法、同步吊裝法等施工應(yīng)用中,是值得在同類工程施工中推廣的較先進(jìn)的、獨(dú)特的施工控制方法。
      5、成果的創(chuàng)造性、先進(jìn)性。
      移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的創(chuàng)造性在于使用“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”作為結(jié)構(gòu)承重架,在國(guó)內(nèi)尚無(wú)同行業(yè)使用;先進(jìn)性在于其可拆卸和組裝,重復(fù)使用,長(zhǎng)期成本低,安全可靠,多用途,適用性強(qiáng)。該技術(shù)充分利用了目前空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件已趨于成熟、空間結(jié)構(gòu)多樣性的特點(diǎn),用輔助網(wǎng)架結(jié)構(gòu)服務(wù)于主體鋼結(jié)構(gòu),由于承重網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配合主體工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件和施工組織諸因素而設(shè)計(jì),故針對(duì)性強(qiáng),理論驗(yàn)算也比扣件式鋼管腳手架的更可靠、科學(xué),其使用安全性更能得到保證,技術(shù)成果體現(xiàn)了一種新的施工方法和思路。
      鋼結(jié)構(gòu)的滑移法施工,牽引力設(shè)置及同步控制一直是一個(gè)課題,開(kāi)發(fā)出的“變頻同步調(diào)速、集中視頻控制”的滑移控制系統(tǒng),對(duì)電動(dòng)倒鏈進(jìn)行技術(shù)改裝,采用變頻設(shè)備改變其運(yùn)轉(zhuǎn)模式,由衡速率變?yōu)榭勺兯俾?,再采用視頻系統(tǒng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,充分利用了相對(duì)先進(jìn)、科學(xué)的機(jī)電產(chǎn)品,很好地滿足了工程施工的需要,在同類施工中,創(chuàng)新了行之有效的同步控制方法。
      6、作用意義
      6.1、技術(shù)作用
      移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)是針對(duì)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)和要求而開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型施工技術(shù)方法,其技術(shù)作用如下:
      6.1.1、經(jīng)過(guò)專業(yè)設(shè)計(jì),針對(duì)性強(qiáng)
      網(wǎng)架式承重架在設(shè)計(jì)時(shí),建造模型的依據(jù)即是主結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模型,故承重網(wǎng)架的支承節(jié)點(diǎn)與主結(jié)構(gòu)的支承節(jié)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的垂直關(guān)系,之間的距離也是根據(jù)實(shí)際需用的支承高度確定,所以支承方式合理、支承簡(jiǎn)便;受力上承重網(wǎng)架通過(guò)節(jié)點(diǎn)傳遞加載的各種荷載,受力線路明確,利于各種工況的受力分析和驗(yàn)算,可為配套技術(shù)措施提供直接的依據(jù)。
      網(wǎng)架采用行業(yè)上通用的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),可結(jié)合工程的實(shí)際特點(diǎn),設(shè)計(jì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸和支承形式,并以國(guó)家有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),進(jìn)行各種荷載組合設(shè)計(jì)、校驗(yàn),故設(shè)計(jì)科學(xué)、可靠,保證了結(jié)構(gòu)應(yīng)用的使用性和安全性。在數(shù)項(xiàng)工程應(yīng)用中,由于設(shè)計(jì)的優(yōu)化,結(jié)構(gòu)與受力的配合較好,經(jīng)過(guò)數(shù)次滑移、拆裝升降,未出現(xiàn)過(guò)桿件彎曲、網(wǎng)架變形等情況。
      6.1.2、減少了對(duì)主體結(jié)構(gòu)受力的影響
      實(shí)際上,結(jié)構(gòu)積累滑移法施工是我公司已經(jīng)比較成熟的鋼結(jié)構(gòu)施工工藝,在方案論證時(shí),我們考慮采用此方法的話,由于必須改變網(wǎng)架原設(shè)計(jì)的支承方式,加之經(jīng)過(guò)了積累滑移的過(guò)程,對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布肯定會(huì)造成一些影響,可能施工過(guò)程中造成的一些變形是不可逆的,雖然現(xiàn)在沒(méi)有確切的研究結(jié)果證明這種影響有多大,但對(duì)于跨度大、長(zhǎng)度長(zhǎng)的大型空間鋼結(jié)構(gòu),我們還是以技術(shù)上更趨可靠保證的態(tài)度,大膽開(kāi)發(fā)運(yùn)用新的施工方法。
      采用移動(dòng)網(wǎng)架式承重架法施工,只是承重架滑移,主體網(wǎng)架始終原位安裝而直接進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài),施工過(guò)程對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響可降低到最?。唤Y(jié)果顯示:采用該施工技術(shù)結(jié)構(gòu)的撓度值與以往采用網(wǎng)架積累滑移法施工的同類工程撓度值要小的多。
      6.1.3、安裝、拆除施工周期短,施工方便,受現(xiàn)場(chǎng)條件影響少
      由于采用,各項(xiàng)目工期均有不同程度的縮短,少則十余天,多則一月有余。
      網(wǎng)架桿件及配件均采用工廠化制作,運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后,由專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行網(wǎng)架安裝,其作為一個(gè)小型的網(wǎng)架工程,一切以單項(xiàng)工程的要求控制其質(zhì)量及進(jìn)度,大大方便了施工和管理。
      干煤棚、飛機(jī)庫(kù)工程的擴(kuò)建、續(xù)建項(xiàng)目相當(dāng)多,現(xiàn)場(chǎng)情況比較復(fù)雜,有的項(xiàng)目建設(shè)方要求一邊生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、一邊進(jìn)行建設(shè)施工,在煤場(chǎng)要繼續(xù)堆煤、斗輪機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下施工,網(wǎng)架式滑移承重架就凸顯了受現(xiàn)場(chǎng)條件影響小的優(yōu)點(diǎn)。在沙崗4#原料場(chǎng)網(wǎng)架工程中,如采用滿堂承重架,必須先把施工現(xiàn)場(chǎng)清理干凈,大量的粉煤需外運(yùn),建設(shè)方為此做好了預(yù)案,我公司拿出網(wǎng)架式滑移承重架的施工技術(shù)方案,給甲方省去了大量的礦粉倒運(yùn)費(fèi)用,使其對(duì)我公司的技術(shù)實(shí)力給予了極力贊賞;鎮(zhèn)江電廠工程中,按建設(shè)方的要求,一邊要進(jìn)行干煤棚施工,一邊要進(jìn)行斗輪機(jī)的安裝和調(diào)試,網(wǎng)架式滑移承重架留給了斗輪機(jī)足夠的空間,保證了電廠發(fā)電計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。在廈門(mén)太古四期工程中,因采用移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù),承重架占地面積小(僅支腿部分),下部還可通行,隨著承重架的移動(dòng)和主結(jié)構(gòu)的逐漸增強(qiáng),為水電安裝、消防等單位提供了交叉作業(yè)條件,為地坪、土建工程提供了場(chǎng)地條件。
      6.1.4、可采用合理的牽引方案實(shí)現(xiàn)同步滑移
      承重架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)明確,故便于針對(duì)性地進(jìn)行滑移及牽引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和處理,在鎮(zhèn)江電廠工程中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地坪標(biāo)高確定承重架支承點(diǎn)標(biāo)高,設(shè)計(jì)出中間立柱支點(diǎn)的牽引架結(jié)構(gòu)和兩側(cè)支點(diǎn)的支座結(jié)構(gòu),然后確定軌道的標(biāo)高值,以之控制軌道的施工質(zhì)量和滑移過(guò)程中的經(jīng)常性監(jiān)測(cè)、維護(hù),使整個(gè)結(jié)構(gòu)體系關(guān)系明確,一切以數(shù)據(jù)說(shuō)話來(lái)進(jìn)行各種過(guò)程控制。
      滑移時(shí),通過(guò)牽引設(shè)備、滑輪組機(jī)構(gòu)牽動(dòng)承重架支座,從而帶動(dòng)大跨度拱形結(jié)構(gòu)移動(dòng),承重架的結(jié)構(gòu)整體性是保證同步滑移、進(jìn)行“變頻同步調(diào)速、集中視頻控制” 的同步控制的基礎(chǔ)。滑移過(guò)程中,在控制系統(tǒng)的監(jiān)控下,以50-100mm/min滑移速度,滑移的不同步度可始終控制在10mm以內(nèi),使承重架安全、平穩(wěn)滑移,完成主體施工的使命。
      在廈門(mén)太古工程中,軌道分段考慮到每單元滑移距離,按照滑移距離的模數(shù)設(shè)計(jì)軌道長(zhǎng)度,使得軌道利用率達(dá)到最優(yōu)。且利用軌道本身作為反力裝置進(jìn)行了滾動(dòng)滑移,僅用兩個(gè)5t手拉葫蘆牽引,操作簡(jiǎn)潔方便。
      6.1.5、具有可回收和重復(fù)使用的特點(diǎn),經(jīng)濟(jì)性好
      網(wǎng)架式承重架采用螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架型式,結(jié)構(gòu)上可拆卸,桿件鋼管可重復(fù)利用,拆下的螺栓球、螺栓等配件可按廢舊鋼材處理,經(jīng)核算,在總成本重復(fù)利用率上可達(dá)到55%~60% ,相對(duì)承重架措施費(fèi)用可新增利潤(rùn)率75%。
      6.2、經(jīng)濟(jì)效益
      移動(dòng)網(wǎng)架式承重架在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用的意義在于:與同類工程采用常規(guī)施工方法相比較,不但體現(xiàn)了技術(shù)上可行,開(kāi)創(chuàng)了一種新的施工方法,也顯示了其提高施工項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn),經(jīng)濟(jì)效益核算情況如下:
      6.2.1 直接經(jīng)濟(jì)效益(萬(wàn)元)

      其中,廈門(mén)太古四期工程和鎮(zhèn)江電廠三期工程采用移動(dòng)網(wǎng)架式承重架綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著,如下表:

      6.2.2 社會(huì)效益
      移動(dòng)承重架法施工,比起采用其它施工方案,經(jīng)濟(jì)效果上對(duì)比明顯,因其可回收重復(fù)利用的特點(diǎn),可節(jié)約施工措施成本,加上由于配合措施的保證縮短了總體施工工期,為企業(yè)贏得了經(jīng)濟(jì)效益和工程信譽(yù)。
      企業(yè)在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施中,積極地投入技術(shù)力量,大力進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā),施工方法上新穎獨(dú)特,已引起同行業(yè)的研究和借鑒,顯示了企業(yè)的技術(shù)實(shí)力,得到了同行的肯定和好評(píng),為企業(yè)贏得聲譽(yù),取得較好的社會(huì)效益。
      7、推廣應(yīng)用情況
      7.1、移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)中的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用,是我公司在施工領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)創(chuàng)新,經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用,已形成了一項(xiàng)獨(dú)特的施工工藝方法,標(biāo)志著我公司在技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用上上了一個(gè)新的臺(tái)階。
      7.2、典型工程應(yīng)用情況如下:
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