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移動網(wǎng)架式承重架鋼結構施工技術

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]
1、立項背景。
    1、立項背景。
    　　根據(jù)2004年3月5日陜西建工集團總公司關于“移動網(wǎng)架式承重架施工技術的開發(fā)和應用”的立項文件，結合集團公司“關于在大跨度空間鋼結構施工中認真進行經(jīng)驗總結，積極開發(fā)新技術新工藝，不斷提高公司鋼結構施工技術競爭力”的精神要求，由陜機司承擔具體項目完成，該司成立了“移動網(wǎng)架式承重架施工技術的開發(fā)及應用”項目領導小組，在其承接的大跨度空間鋼結構工程中進行應用，將鎮(zhèn)江電廠三期干煤棚、揚州二電廠擴建工程干煤棚和廈門太古四期、五期工程等列為試點項目。
    　　2、技術原理。
    　　移動網(wǎng)架式承重架既是大跨度空間鋼結構安裝過程中支承結構自重的臨時支承架，又是安裝過程中作業(yè)人員必需的安全操作平臺，也是保證大跨度空間鋼結構安裝精度的有效胎模，在結構安裝方面起到了非常重要的作用。
    　　移動網(wǎng)架式承重架施工技術最直觀的特點是采用技術先進、設計合理、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，是鋼結構設計在鋼結構施工安裝中的靈活應用和完美結合。
    　　3、性能指標。
    　　通過工程實踐證明，移動網(wǎng)架式承重架是鋼結構網(wǎng)架(殼)安裝過程中支承結構自重的臨時支承架，又是安裝過程中作業(yè)人員必需的安全操作臺，也是保證網(wǎng)架(殼)結構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。
    　　主要性能指標如下：
    　?、?、考慮施工荷載的變化和交叉作業(yè)的工況，采用MST和3D3S等空間結構成熟設計軟件進行計算分析，設計可靠度高，結構安全有保證。
    　　⑵、根據(jù)工程結構選擇不同造型。如立體框架結構、拱形結構等。
    　　⑶、可選擇單個或多個承重架作業(yè)。例如：在干煤棚結構施工中一般采用單個承重架，在機庫結構施工中一般采用多個承重架集群作業(yè)。
    　?、?、節(jié)點形式采用焊接球、螺栓球。
    　?、?、(單個承重架)高度近40m，跨度達105m，寬度為12-18m。
    　?、?、用鋼量省，(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。
    　?、恕⒉鹦督M裝簡便，重復使用2-3次。
    　　⑻、移動方式有滑動和滾動，移動控制采用變頻同步調速、集中視頻控制技術。
    　　4、與國內外同類技術比較。
    　　本項目經(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行查詢，顯示本項目涉及的內容在所檢文獻中未見相同報道。
    　　采用網(wǎng)架結構體系作為承重架，國內還是首創(chuàng)，從思路上講是專業(yè)施工的技術開發(fā)與創(chuàng)造。應用網(wǎng)架式承重承重架的基礎是對空間結構設計軟件靈活使用和對實際施工配套技術的掌握，并將二者緊密結合，在同行業(yè)中我司走在了前列。
    　　對于跨度大、高度高的結構體系進行滑移，不但要做到技術上可行，還要做到安全性必須有保證和經(jīng)濟上合理。我司應用了承重架同步滑移控制系統(tǒng)，在技術上完全是獨立自主設計與開發(fā)，具有控制簡便、直觀、控制效果好的特點，其應用標志著我單位施工配套技術水平的提高；在同類技術中設計新穎、經(jīng)濟實用，可適用于結構積累滑移法、同步吊裝法等施工應用中，是值得在同類工程施工中推廣的較先進的、獨特的施工控制方法。
    　　5、成果的創(chuàng)造性、先進性。
    　　移動網(wǎng)架式承重架施工技術的創(chuàng)造性在于使用“網(wǎng)架結構”作為結構承重架，在國內尚無同行業(yè)使用；先進性在于其可拆卸和組裝，重復使用，長期成本低，安全可靠，多用途，適用性強。該技術充分利用了目前空間結構設計軟件已趨于成熟、空間結構多樣性的特點，用輔助網(wǎng)架結構服務于主體鋼結構，由于承重網(wǎng)架結構配合主體工程的結構特點、施工條件和施工組織諸因素而設計，故針對性強，理論驗算也比扣件式鋼管腳手架的更可靠、科學，其使用安全性更能得到保證，技術成果體現(xiàn)了一種新的施工方法和思路。
    　　鋼結構的滑移法施工，牽引力設置及同步控制一直是一個課題，開發(fā)出的“變頻同步調速、集中視頻控制”的滑移控制系統(tǒng)，對電動倒鏈進行技術改裝，采用變頻設備改變其運轉模式，由衡速率變?yōu)榭勺兯俾?，再采用視頻系統(tǒng)對運轉狀態(tài)進行監(jiān)控，充分利用了相對先進、科學的機電產品，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、技術作用
    　　移動網(wǎng)架式承重架施工技術是針對大跨度空間鋼結構施工的特點和要求而開發(fā)出來的新型施工技術方法，其技術作用如下:
    　　6.1.1、經(jīng)過專業(yè)設計，針對性強
    　　網(wǎng)架式承重架在設計時，建造模型的依據(jù)即是主結構的設計模型，故承重網(wǎng)架的支承節(jié)點與主結構的支承節(jié)點是一一對應的垂直關系，之間的距離也是根據(jù)實際需用的支承高度確定，所以支承方式合理、支承簡便；受力上承重網(wǎng)架通過節(jié)點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算，可為配套技術措施提供直接的依據(jù)。
    　　網(wǎng)架采用行業(yè)上通用的空間結構設計軟件進行設計，可結合工程的實際特點，設計相應的結構形式、結構尺寸和支承形式，并以國家有關規(guī)范和標準為依據(jù)，進行各種荷載組合設計、校驗，故設計科學、可靠，保證了結構應用的使用性和安全性。在數(shù)項工程應用中，由于設計的優(yōu)化，結構與受力的配合較好，經(jīng)過數(shù)次滑移、拆裝升降，未出現(xiàn)過桿件彎曲、網(wǎng)架變形等情況。
    　　6.1.2、減少了對主體結構受力的影響
    　　實際上，結構積累滑移法施工是我公司已經(jīng)比較成熟的鋼結構施工工藝，在方案論證時，我們考慮采用此方法的話，由于必須改變網(wǎng)架原設計的支承方式，加之經(jīng)過了積累滑移的過程，對于網(wǎng)架結構內力分布肯定會造成一些影響，可能施工過程中造成的一些變形是不可逆的，雖然現(xiàn)在沒有確切的研究結果證明這種影響有多大，但對于跨度大、長度長的大型空間鋼結構，我們還是以技術上更趨可靠保證的態(tài)度，大膽開發(fā)運用新的施工方法。
    　　采用移動網(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入設計狀態(tài)，施工過程對主體結構的影響可降低到最??；結果顯示：采用該施工技術結構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)場條件影響少
    　　由于采用，各項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，運抵現(xiàn)場后，由專業(yè)施工隊伍進行網(wǎng)架安裝，其作為一個小型的網(wǎng)架工程，一切以單項工程的要求控制其質量及進度，大大方便了施工和管理。
    　　干煤棚、飛機庫工程的擴建、續(xù)建項目相當多，現(xiàn)場情況比較復雜，有的項目建設方要求一邊生產運營、一邊進行建設施工，在煤場要繼續(xù)堆煤、斗輪機繼續(xù)運轉的情況下施工，網(wǎng)架式滑移承重架就凸顯了受現(xiàn)場條件影響小的優(yōu)點。在沙崗4＃原料場網(wǎng)架工程中，如采用滿堂承重架，必須先把施工現(xiàn)場清理干凈，大量的粉煤需外運，建設方為此做好了預案，我公司拿出網(wǎng)架式滑移承重架的施工技術方案，給甲方省去了大量的礦粉倒運費用，使其對我公司的技術實力給予了極力贊賞；鎮(zhèn)江電廠工程中，按建設方的要求，一邊要進行干煤棚施工，一邊要進行斗輪機的安裝和調試，網(wǎng)架式滑移承重架留給了斗輪機足夠的空間，保證了電廠發(fā)電計劃的實現(xiàn)。在廈門太古四期工程中，因采用移動網(wǎng)架式承重架施工技術，承重架占地面積小(僅支腿部分)，下部還可通行，隨著承重架的移動和主結構的逐漸增強，為水電安裝、消防等單位提供了交叉作業(yè)條件，為地坪、土建工程提供了場地條件。
    　　6.1.4、可采用合理的牽引方案實現(xiàn)同步滑移
    　　承重架的設計結構明確，故便于針對性地進行滑移及牽引機構的設計和處理，在鎮(zhèn)江電廠工程中，根據(jù)現(xiàn)場實測地坪標高確定承重架支承點標高，設計出中間立柱支點的牽引架結構和兩側支點的支座結構，然后確定軌道的標高值，以之控制軌道的施工質量和滑移過程中的經(jīng)常性監(jiān)測、維護，使整個結構體系關系明確，一切以數(shù)據(jù)說話來進行各種過程控制。
    　　滑移時，通過牽引設備、滑輪組機構牽動承重架支座，從而帶動大跨度拱形結構移動，承重架的結構整體性是保證同步滑移、進行“變頻同步調速、集中視頻控制” 的同步控制的基礎?；七^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，使承重架安全、平穩(wěn)滑移，完成主體施工的使命。
    　　在廈門太古工程中，軌道分段考慮到每單元滑移距離，按照滑移距離的模數(shù)設計軌道長度，使得軌道利用率達到最優(yōu)。且利用軌道本身作為反力裝置進行了滾動滑移，僅用兩個5t手拉葫蘆牽引，操作簡潔方便。
    　　6.1.5、具有可回收和重復使用的特點，經(jīng)濟性好
    　　網(wǎng)架式承重架采用螺栓球節(jié)點網(wǎng)架型式，結構上可拆卸，桿件鋼管可重復利用，拆下的螺栓球、螺栓等配件可按廢舊鋼材處理，經(jīng)核算，在總成本重復利用率上可達到55%～60% ，相對承重架措施費用可新增利潤率75%。
    　　6.2、經(jīng)濟效益
    　　移動網(wǎng)架式承重架在大跨度鋼結構施工中應用的意義在于：與同類工程采用常規(guī)施工方法相比較，不但體現(xiàn)了技術上可行，開創(chuàng)了一種新的施工方法，也顯示了其提高施工項目經(jīng)濟效益的特點，經(jīng)濟效益核算情況如下：
    　　6.2.1 直接經(jīng)濟效益(萬元)

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

    　　6.2.2 社會效益
    　　移動承重架法施工，比起采用其它施工方案，經(jīng)濟效果上對比明顯，因其可回收重復利用的特點，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)濟效益和工程信譽。
    　　企業(yè)在整個項目實施中，積極地投入技術力量，大力進行技術開發(fā)，施工方法上新穎獨特，已引起同行業(yè)的研究和借鑒，顯示了企業(yè)的技術實力，得到了同行的肯定和好評，為企業(yè)贏得聲譽，取得較好的社會效益。
    　　7、推廣應用情況
    　　7.1、移動網(wǎng)架式承重架施工技術在大跨度空間鋼結構中的開發(fā)及應用，是我公司在施工領域的一項新技術創(chuàng)新，經(jīng)過實際應用，已形成了一項獨特的施工工藝方法，標志著我公司在技術開發(fā)及應用上上了一個新的臺階。
    　　7.2、典型工程應用情況如下：
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