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钢结构网架吊装

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安装方法的选择

(一)安装方法的选择 

本工程包括1#大棚、2#大棚和3#大棚三部分,本节中以1#大棚为例做详细说明。1#大棚结构工程分为2-9/B-K和10-17/B-K两部分,根据实际现场特点,网架面积大、高度高。我施工人员把网架安装初步定为地面拼装,整体吊装的安装方法,该方法我公司已经在多个工程使用,实践证明该方法有如下优点: 

a.施工工期短,省去网架构件的垂直运输费用。 

b.工人在地面拼装,对高空作业的保护措施要求较低。 

(二)、网架的拼装 

(1)网架具体拼装 

(a)在将单元拼接成整体时,网架单元应具有足够的刚度并保证自身的几何不变性。否则应采取临时加固措施。 

(b)网架单元的具体拼装为: 

网架单元是由杆件、螺栓球及配件拼装而成。我方施工人员可以将杆件、螺栓球及配件个在地面上进行小单元的拼装。网架单元的安装由中间位置向两边延伸拼装,上下弦同时安装,跟踪检测安装尺寸。在每个螺栓球上的各个杆件全部安装后,要及时检查螺栓是否拧紧到位,不可有松动和缝隙,并在下弦做好临时固定点。各螺栓球支座要求平稳放置。网架在安装下一个网格时要复查前一个网格节点高强螺栓是否拧紧到位,不得有松动。网架构件全部安装完成后,检查每个螺栓球节点,测量上下弦轴线,水平标高及挠度,其偏差必须在允许范围内,然后安装支托,拧紧支座螺栓,待全部完成后,去掉临时支撑点,转移至下一道工序。网架从制作到安装应逐一进行标识。 

网架施工顺序: 下弦节点→下弦杆→腹杆及上弦节点→上弦→校正→拧紧螺栓 

a.下弦杆与球的组拼:连接下弦球与杆件的高强螺栓螺纹一次拧紧到位。

b.腹杆与上弦球的组装:腹杆与上弦球的组合就成为向下四角锥,腹杆与上弦球连接的高强螺栓是全部拧紧的,腹杆下端连接下弦的三只螺栓只能拧紧一只,另两只是松的,主要是为上弦杆的安装起松口作用。 

c.上弦杆的组装:三根上弦杆组合即成向下四角锥体系。上弦杆安装顺序应由内向外。根据已装好的腹杆体排列。高强螺栓先后拧紧。

网架提升装置的制作与安装: 

1.网架提升装置布置: 

(1)提升拔杆布置: 

网架结构主体重量为67.5吨,在施工过程中因为支座位置的影响,边跨上弦与腹部杆件不做安装提升,待网架提升到就位标高另行安装,所以提升重量远远小于网架最大重量,经过计算最大提升重量为62吨。对此计划采用4根φ426×10的独脚拔杆对网架进行提升施工,网架提升拔杆的计算长度按照16.5米考虑可满足施工要求。根据本工程的建筑形式和网架设计与布置的特点,进行提升拔杆的布置,并经过设计计算满足要求。

(2)拔杆布置原则: 

不妨碍网架提升;不妨碍网架拼装;受力均匀;拔杆基础牢固可靠,支撑系统牢固可靠。 

(3)网架提升点位布置: 

针对提升过程中网架结构的安全性,网架提升点位由专职起重工进行拴挂,责任到人,要求拴好一个合格一个,经最后技术人员检查合格后,方可使用。网架提升点位布置详见网架吊点布置图 

(4)绞磨布置: 

总体布置原则为施工安全,统一指挥方便,走绳导向通畅。绞磨布置详见网架提升拔杆系统布置平面图,具体布置可根据现场条件进行局部调整。 

(5)网架提升人员计划: 

网架提升时,4根拔杆需用4台绞磨,操作人员需要12人。 

(6)网架提升过程的控制 

网架提升时共分三步进行,第一次提升高度为1m,达到此高度后停止提升,观察网架是否有变形,如没有任何变形及异常情况,即可再次起吊,提升高度达到两米时,再次停止提升,将网架调整平行后,再次观察网架的变形情况,如无任何变形及异常情况,即可将网架吊装完毕,起吊观察时间每次不小与半小时。 

网架提升拔杆系统布置平面图

网架提升拔杆系统立面图

2.网架提升验算: 

网架中间部分在场地内地面拼装,先安装北侧的网架即(10-17/B-K轴部分)。使用拔杆将网架结构进行提升,随着提升高度的增加将网架提升就位。现以一根拔杆进行提升验算。 

(1)重量统计: 

经过计算分析拔杆的最大提升重量Q’=15.5T=155KN。 Q = Q’×K=155×1.2=186KN K-保险系数取1.2 

(2)计算荷载: 

计算荷载P=(Q+q)K=(186.4+0.5T)×1.1=205.59KN q -索具重0.5T=5KN K-动载系数取1.1 即滑车受力P=205.59KN (3)钢丝绳与绞磨的选用:

滑车出绳端索引力S: 

S=P/k1=205.59/6.73=30.548KN 

k1 :滑车组机械效益系数,起重滑车组采用“四四走八”,有效绳数8根,1个导向滑车,k1=6.73 

滑车组钢丝绳选用: 安全系数取K=5.5, 

钢丝绳的破断拉力为PP =SK=33.572KN×5.5=184.646KN 

选用钢丝绳Φ22-6×37+IWR抗拉强度≥1770MPa,其破断拉力为273.00KN 

绞磨选用:5T绞磨一台。 

绞磨的固定:绞磨骨架后部采用钢丝绳索死,钢丝绳与钢柱基础予以固定。 

(4)拔杆底座的计算: 

拔杆支座垂直压力: Pc=P+ Pt×Sin30°+G+T+S 式中:

滑车组受力P=205.59KN 

缆风绳受力Pt=3.891KN 

拔杆重力 G=16.5M×102.59Kg/M=16.927KN 

风绳予拉力给拔杆垂直压力: 

T=(n-1)×t×Sin30°=(4-1)×3.891×50%×0.5=2.918KN 

上式中t为风绳予拉力取缆风绳最大拉力的30%-50% 出绳端拉力S=33.572KN

Pc=205.59KN+3.891KN×0.5+16.927KN+2.918KN+33.572KN =260.952KN 

拔杆底部地面承载能力计算: Pc/A≤[R] 

式中:Pc-对地面的垂直压力 

A-地面的受压面积 

[R]-地面的容许承载力,取160KN/m² 

A≥Pc/[R]=260.952/160=1.631m² 即拔杆底座面积应≥1.631m² 

(5)拔杆强度及稳定性验算: 

拔杆中部截面挠度最大,对钢管拔杆一般只进行稳定性验算

中部所受正压力 P中= Pc-G+G中=260.952-16.927+16.927/2=269.41KN 

中部所受弯矩 M中= (S+P)× e²-Pt(l/2× Sin30°+ e1×Sin30°) =(33.572+225.94)×0.3-3.891(20/2×0.866+0.2×0.5) =43.768KN〃M 

钢管Φ426×10力学性能:W=2656.08CM³ , Fm=130.69CM³ 

回转半径r=0.25×√(D²+d²) =0.25×√(42.6²+40.6²)=14.7CM 

式中:D为钢管外径 d为钢管内径 

长细比λ=l/r=2000CM/14.7CM=136.05

稳定系数经查得Φ=0.402 

稳定验算σ=M中/W+ P中/ΦFm 

=43768/2656.08+274635/(0.402×13069)=68.753MPa<[σ]=162MPa 

经计算拔杆符合要求. 

(6) 提升锁具选用: 

F=P/(4×cosβ)=205.59KN/(4×cos45)=72.687KN 

式中:F-吊索受力,P-滑车受力205.59KN, 

β-吊索与垂直线夹角取45度 

选用钢丝绳Φ18-6×37+IWR抗拉强度≥1770MPa,其破断拉力为182.00KN,双股至少可承受364KN。 

β小于等于45度,即h大于等于1875mm。 

3.提升拔杆的制作与安装: 

(1)拔杆底部处理与加固:

根据施工现场地面的实际情况,不需要对拔杆底部进行处理。 

(2) 拔杆的构造: 

独脚拔杆由一根独立钢管、底座、滑车组和绞磨组成。拔杆采用钢管制成,顶部拉缆风绳,固定在框架梁柱上,所有揽风绳必须拉紧。拔杆顶部及底部分别设置滑轮组和导向滑轮组,使用绞磨提升重物。缆风绳与滑轮车组钢丝绳需计算确定。滑车轮数:动滑轮为4,定滑轮为4,绞磨拉绳可受拉力为5吨。拔杆杆顶部焊有带孔的封头钢板,设卡板用以系接缆风绳。紧靠顶部设悬臂板,可悬挂起重滑车。拔杆的下部支撑在方木上,为防止位移,须用绳索锚固。 

(3)拔杆的制作: 

将网架提升拔杆所使用的钢管运抵施工现场,选择拼装场地,进行钢管的长度测量与外观检查,开始拔杆的组装焊接。使用鲜艳色的油漆对拔杆进行编号标识,便于统一管理。 组装完成的拔杆复测与校正后,安装滑轮组和穿套钢丝绳,注意走绳的跑向,同时安装布置缆风绳。全部组装完成的拔杆经检查无误后,可以进行就位。 

(4)拔杆的安装: 

在拔杆底部放置方木。拔杆的就位可利用汽车吊进行提升安放到指定位置,同时张拉固定相应的缆风绳,缆风绳下端固定在钢柱上,保证位置正确,走向清晰,固定牢固。拔杆的下部增设与上部应对应的底部拉结绳,外端绑固在周边钢柱上,将拔杆的底部连接固定牢固,防止水平侧向移动。 

(5)钢丝绳与建筑物的连接处,采取保护措施。先将直径为89mm的钢管断面一分为三,然后把剖开的钢管安放在建筑物的棱角处,保护建筑物免受破坏和钢丝绳因断丝而受损。钢丝绳的固定卡扣不少于四个,要求牢固可靠无松动。 

4.绞磨机的安装: 

结合施工现场实际情况,选定绞磨的安放位置,待拔杆安立完毕,开始绞磨机的安装。使用钢丝绳将绞磨机固定在建筑物的框架柱上,并将提升用的走绳缠绕在绞磨的滚动轴上,同时安装启动开关闸,接通电源后,网架提升用绞磨机即安装完毕。 

5.网架的加固: 

网架承受荷载考虑网架自重、活荷、风荷,使用SFCAD设计软件对网架重新进行受力分析,网架吊装点的弦杆采取现场加固措施,以保证网架吊装的整体稳定性及网架结构的安全,加固采用的方案为采用两根8#槽钢抱焊于网架弦杆上,加大网架杆件的有效截面面积,保证网架杆件在吊装过程中不弯曲,不变形。

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