支付寶大型複雜鋼結構施工方案探析論文

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1 工程概況

支付寶大型複雜鋼結構施工方案探析論文

支付寶工程位於杭州市西湖區西溪路,項目總建築面積約12.5萬m2,其中地下建築面積約4.9萬m2,地下室兩層,地上9層,東面局部8層,地上層高均爲4.2m.建築平面近似於Z字形(圖1),根據抗震縫將地上結構劃分爲三個單體:A樓、B樓、C樓三個獨立抗震單元,均採用鋼框架-鋼筋混凝土剪力牆結構體系(圖2)。框架柱採用圓鋼管混凝土柱,轉換桁架上的框架柱採用矩形鋼管柱;框架樑採用H形鋼樑,部分受較大軸力的框架樑採用箱形鋼樑,轉換桁架採用箱型鋼構件。剪力牆主要佈置在樓電梯間周圍,兩個方向的剪力牆圍合形成筒體,具備了很 大 的 抗 側 剛 度 以 抵 抗 風 力、地 震 力 以 及 重 力荷載作用產生的水平力。A塔樓共設置4個筒體,B塔樓共設置2個筒體,C塔樓共設置1個筒體,其中A塔樓4個筒體設有H型勁性鋼骨柱。

本工程地上重點安裝的部 位是轉換桁架區域(圖3)。A塔樓1-1軸外側、3-3軸外側3層及以上均有較大尺度的懸挑部分(TR1-TR5),最大懸挑跨度8.5m.A塔樓在2-1軸~2-7軸間,在5層樓面和6層樓面之間設置4.2m高度的轉換桁架(共3榀,TR7~TR9,跨度分別爲36m、53m、42m),TR-9南端支承在框架柱上,北端支承在從2-B軸挑出的懸挑桁架TR-6上。桁架的上下弦杆、腹杆、斜撐及斜杆均採用箱形截面。B塔樓的4-2軸~4-8軸間,5層樓面和7層樓面之間設置8.4m高度的轉換桁架(共2榀,B-TR-1,B-TR-2,跨度爲45m),桁架的上下弦杆、腹杆、斜撐及斜杆均採用箱形截面。

2 施工方案概述

2.1方案選擇與確定

鋼結構不像砼結構,利用模板現場成型,然後通過散裝的砼現場製作。鋼結構是預製型結構,需要經過鋼結構工廠加工、運輸、現場拼裝直至完成結構等幾個環節,缺一不可。這就限制了鋼構件的尺寸,需要考慮加工廠的加工能力、貨車運輸能力、現場施工條件制約吊裝設備的拼裝能力等[1].

(1)工廠加工能力

鋼構件的加工是根據深化設計出具的鋼構件圖紙,通過工廠對鋼板的對接、切割、組裝、焊接等工序,完成鋼構件的製作。每個加工廠的`加工能力不盡相同,制約着鋼構件對尺寸的控制。

(2)貨車運輸能力

現今社會上除一些特殊車輛,常規的貨車最長一般是17m,這就要求加工廠生產的鋼構件最長不得超過17m.

(3)現場條件

本支付寶工程整個工程的下面均有地下室,有部分鋼構件特別是A、B大跨度的鋼構件,即使分段也不在塔吊的吊裝能力範圍內,需要藉助履帶吊或汽車吊等移動吊裝設備來完成吊裝,但因爲有地下室,限制了大噸位的移動吊裝設備進場,只能在滿足地下室頂板的荷載要求下的移動設備來完成吊裝。

本工程單件最大重量 在28t,伸臂長度 在26m以內,最終確定採用了100t的汽車吊進場[2].其中鋼結構A塔樓和B塔樓轉換桁架區域鋼柱及鋼樑各採用1臺CCH1000型100t臂長48m履帶吊進行吊裝,其餘鋼柱及鋼樑採用4臺塔吊進行吊裝。其中1#、2#塔吊爲C7052型臂長70m塔吊,3#、4#塔吊爲C7035型臂長70m塔吊。

A塔樓、B塔樓、C塔樓鋼結構同時施工,核心筒領先鋼結構兩層,按從下至上的順序依次逐層施工。轉換桁架搭設支撐架,高空散件原位拼裝。其中A塔樓轉換桁架區域爲了防止履帶吊卡杆問題,先施工TR-7、TR-8桁架區域鋼結構,再施工TR-9區域鋼結構。

2.2鋼結構分段

根據佈置的塔吊並結合鋼柱自身重量的特點,鋼結構分段如下:A樓核心筒核心筒鋼柱分段爲兩層一段;地下P600×16鋼柱兩層一吊,其餘鋼柱一層一吊;地上鋼柱基本兩層一吊,共四段(2~3層、4~5層、6~7層、8~屋面層),部分鋼柱考慮施工機械吊裝性能一層一吊。轉換桁架上、下弦杆件分三段吊裝。轉換桁架搭設支撐架,高空散件原位拼裝。鋼樑按主次樑自然分段,鋼柱分段位置設置在樓層樑頂面以上1.3m處。

3 核心筒鋼結構和懸挑鋼結構安裝

3.1核心筒鋼結構安裝

核心筒鋼結構安裝流程見圖4.(1)核心筒提前完成二層(圖4a);(2)吊裝核心筒周圍鋼柱,吊裝鋼柱間鋼樑,形成穩定體系(圖4b);(3)吊裝核心筒與鋼結構之間的次樑(圖4c)。

3.2 A樓懸挑鋼結構安裝

塔樓鋼結構從下往上逐層施工。爲了更好地說明懸挑區域的安裝流程,對懸挑區域的鋼結構單獨提 取 進 行 說 明。圖5a爲 搭 設 支 撐 架,吊 裝 懸 挑 桁架底層鋼樑,即結構第三層鋼樑;圖5b爲吊裝第一分段斜立柱,同時安裝四層鋼樑;圖5c爲安裝該部分張拉桿;圖5d爲安裝五層平面鋼樑;圖5e爲按照相同的方法安裝上個張拉桿單元;圖5f爲吊裝第三階段斜鋼柱及鋼樑;圖5g爲張拉鋼拉桿,待鋼拉桿張拉完成後,支撐架卸載,懸挑鋼結構安裝完成。

4 大跨桁架吊裝

4.1吊裝順序

本工程鋼結構重點吊裝部位主要是A塔樓和B塔樓大跨度桁架。桁架分佈見圖3.根據現場實際情況及履帶吊行走線路,A、B塔樓各桁架總體吊裝順序爲:TR-6→TR-7→TR-8→TR-9→B-TR-2→B-TR-1.

地上鋼結構A塔樓和B塔樓轉換桁架區域鋼柱及鋼樑各採用1臺CCH1000型100t臂 長48m履帶吊進行吊裝。100t履帶吊行走在地下室頂板,對行走路線及吊裝區域的地下室頂板進行加固。其中A塔樓轉換桁架區域爲了防止履帶吊卡杆問題,先施工TR-7、TR-8桁架區域鋼結構,再施工TR-9區域鋼結構。

4.2鋼絲繩選擇

本工程桁架部位鋼柱最大重量爲27.83t;利用4吊耳的4線吊裝方式,鋼柱每個吊耳重量按8t計;故鋼絲繩拉力值P按8t計算

該鋼 絲 繩 按 作 無 彎 曲 吊 索 考 慮,選 用 單 繩34.5mm鋼絲繩(6*37+1)纖維芯鋼絲繩,公稱抗拉強 度 爲1400MPa、1550MPa、1700MPa、1850MPa、2000MPa.選用最小值1400MPa,查表得:鋼絲破斷拉力F= 512kN,則安全係數爲K=F/P=51.2t/8t=6.4.

當鋼絲繩作無彎曲吊索用時安全係數取6~7,以上計算安全係數爲6.4,在標準安全係數取值內,所以選用的鋼絲繩滿足要求。

4.3塔樓桁架安裝

A塔樓轉換桁架 區域爲了 防 止履帶吊 卡杆問題,待TR-6安裝完成後,先施工TR-7、TR-8桁架,再施工TR-9桁架;桁架上部6層以上鋼柱鋼樑採用塔吊進行吊裝。B塔樓轉換桁架區先吊裝B-TR-2,再安裝B-TR-1.其中B-TR-1離2#塔吊很近,在安裝第一節桁架後,其他二節可採用2#塔吊進行吊裝,上部7層以上鋼柱鋼樑均採用塔吊進行吊裝。

4.4桁架安裝測量校正

每段桁架的校正均以實際柱中心線爲準。控制柱節點時必須注意四周外形,儘量平整,以利焊接。實測位移並做好記錄。校正位移時要特別注意桁架的扭轉,保證測量精度。

以經緯儀測定桁架垂直度,若有傾斜,用攬風繩來配合倒鏈進行調節,控制桁架垂直度在允許範圍內。調整攬風繩等到現場焊接完成後纔可放鬆拆除。

桁架安裝時,要對桁架的垂直度、標高、側向彎曲以及撓度進行校正,使其達到設計規範要求[3]才能進行高強螺栓安裝和焊接工作。

5 結論

大型複雜鋼結構施工中,優化設計吊裝方案是重要環節,吊裝設計人員需對吊裝方案作多方案比較,從中篩選最優設計方案。吊裝中應採用精確的測量控制方法。吊裝過程中應對薄弱部位進行臨時加固,結構吊裝就位後應及時繫牢支撐及其他聯繫構件,以保證結構的整體穩定性。

通過使用上述鋼結構施工工藝,順利完成了鋼結構施工,確保了工程的安全、質量,提前了工期並取得了較好的經濟效益,對以後的複雜鋼結構施工具有指導作用。

參考文獻

[1]GB 50017-2003.鋼結構設計規範[S].北京:中國建築工業出版社,2003.

[2]GB 5144-2012.塔式起重機安全 規 程[S].北 京:國 家 標準出版社,2012.

[3]GB 50205-2012.鋼結構工程施工 質 量 驗 收 規 範[S].北京:中國建築工業出版社,2012.