大跨度桁架分段吊裝施工工法

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1、大跨度鋼桁架分段吊裝施工工法中鐵建工集團(tuán)有限公司北方分公司王亞錄楊占營1前言近年來，鋼結(jié)構(gòu)不僅在海洋工程、橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用，而且在工業(yè)及民用建筑中的應(yīng)用日益廣泛，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越多，鋼桁架結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)中的重要一種。由于適應(yīng)性比較強(qiáng)，近年來在大跨空間結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。中鐵建工集團(tuán)有限公司北方公司積極開展科技創(chuàng)新，在鋼桁架吊裝施工技術(shù)上進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。同時(shí)，總結(jié)形成了“大跨度鋼桁架分段吊裝施工工法”。此工法應(yīng)用于廣州南車城市軌道車輛維修組裝基地1-1區(qū)鋼結(jié)構(gòu)工程，在保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量和安全施

2、工方面效果明顯，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2工法特點(diǎn)2.1大跨度鋼桁架分段吊裝施工技術(shù)與其他吊裝方法（高空散裝法、整體滑移吊裝等），具有施工簡潔、方便、安全、工期短、工程質(zhì)量容易保證，不需要搭設(shè)滿堂鋼腳手架，降低施工費(fèi)用等特點(diǎn)。2.2鋼桁架材料均在工廠內(nèi)制作完成，拼裝放在現(xiàn)場場地內(nèi)制作，可保證尺寸精度要求，節(jié)省工期和文明施工。3適用范圍本工法適用于具有滿足分段拼裝要求的施工場地、滿足大型吊車起吊要求等特點(diǎn)的工程整體吊裝施工。4.工藝原理根據(jù)工程構(gòu)件特點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況（1-1區(qū)地面為架空板結(jié)構(gòu)，架空板荷

3、載及行車路線受到嚴(yán)格限制），同時(shí)根據(jù)以往類似施工總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，采取每榀主桁架采用地面分段拼裝，分段吊裝。從東往西逐榀遞進(jìn)進(jìn)行吊裝。5工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程見圖編制專項(xiàng)施工方案→零部件加工制作→現(xiàn)場拼裝→吊點(diǎn)選擇及綁扎方法確定→吊裝→連接5.2操作要點(diǎn)CJ跨5-16線60m平面格構(gòu)式屋架由于平面外穩(wěn)定性較差，為了保證吊裝過程中及安裝就位后的桁架平面外穩(wěn)定，現(xiàn)擬定采用胎架固定，分段吊裝的方法進(jìn)行安裝，待空中對接口焊縫焊接完成、檢測合格后，最后進(jìn)行胎架卸載，并拆除胎架。胎架為四肢格構(gòu)式胎架，按懸臂柱考慮，

4、不設(shè)纜風(fēng)繩。主肢截面[14a，綴條L45x5，頂部橫梁H175x175x7.5x11，區(qū)格間距1575mm，底座為路基箱，規(guī)格為6000mmx2000mmx200mm。60m屋架分段及胎架安裝位置見下圖：圖0138m和36m屋架托架與60m屋架梁相比，平面外穩(wěn)性相對較好，現(xiàn)擬定采用雙機(jī)抬定的方式進(jìn)行吊裝。5.3吊裝分析及胎架設(shè)計(jì)5.3.1C軸9-13線和13-17線屋架托架吊裝分析38m屋架托架的結(jié)構(gòu)形式見圖02，36m屋架托架的結(jié)構(gòu)形式見圖03，均為平面格構(gòu)式桁架，上弦、下弦截面為H400x400x30x20

5、，腹桿截面為H350x250x20x20、H350x250x16x20、H350x200x16x20、H400x400x20x20。圖0238m屋架托架吊裝工況下的計(jì)算模型如下：圖03吊裝工況下的變形及應(yīng)力：圖04變形（最大變形4.7mm）圖05應(yīng)力比（最大應(yīng)力比0.257）結(jié)論：38m屋架托架的強(qiáng)度滿足吊裝要求。36m屋架托架的吊裝形式同上，其桿件截面也完全與38m托架一致，且跨度稍小，據(jù)此推算該托架強(qiáng)度也可滿足吊裝要求。5.3.260m屋架支承胎架設(shè)計(jì)1、荷載取值1）風(fēng)荷載根據(jù)《荷載規(guī)范》7.1.1計(jì)算主要

6、承重結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：基本風(fēng)壓按廣州市10年一遇?。?。桿件風(fēng)荷載體型系數(shù)按《荷載規(guī)范》表7.3.1第31項(xiàng)取。風(fēng)荷載計(jì)算按高度分段，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按《荷載規(guī)范》中表7.2.1的B類地面取值。分段高度（m）61218風(fēng)壓高度變化系數(shù)1.001.061.21考慮風(fēng)振效應(yīng)，風(fēng)振系數(shù)按式計(jì)算。根據(jù)《荷載規(guī)范》附錄E中E.1.1?。?。，線性插值法取脈動(dòng)增系數(shù)：脈動(dòng)影響系數(shù)根據(jù)《荷載規(guī)范》表7.4.4-1?。赫裥拖禂?shù)根據(jù)《荷載規(guī)范》7.4.5規(guī)定，振型系數(shù)可根據(jù)相對高度z/H按附錄F中表F.1.1確定。分段高度（m）61

7、218相對高度（z/H）0.330.671振型系數(shù)0.1670.5511根據(jù)上述參數(shù)，可計(jì)算不同高度處的風(fēng)振系數(shù)：高度H（m）脈動(dòng)增大系數(shù)脈動(dòng)影響系數(shù)振型系數(shù)高度變化系數(shù)風(fēng)振系數(shù)61.540.7760.1671.001.20121.540.7760.5511.061.62181.540.77611.211.99結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算結(jié)果如下表：高度H（m）風(fēng)振系數(shù)高度變化系數(shù)體型系數(shù)基本風(fēng)壓（KN/m2）（KN/m2）61.201.001.30.300.47121.621.061.30.300.67181.991

8、.211.30.300.942）胎架的豎向支承載荷胎架除支承60m屋架自重帶來的豎向荷載外，在卸載過程中，還需支承由千斤頂頂升3mm時(shí)帶來的附加荷載。故利用有限元軟件Midas采用加強(qiáng)制位移的方法進(jìn)行模擬計(jì)算，取1.0d+1.0L荷載組合下胎架支承部位的支座反力為胎架所承受的豎向荷載，計(jì)算結(jié)果如下：79887.1N68282.7N故：胎架支承的豎向荷載取80kN。3）胎架頂部的側(cè)向荷載