《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》是中國建築第七工程局有限公司、河南省路橋建設集團有限公司完成的建築類施工工法,完成人是翟文忠、相剋位、韓再國、趙書明、白晶。該工法適用於空間作業面小,大跨度空間採光屋面。
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的工法特點是狗骨式阻尼器既可以在張拉施工過程中調節撐桿豎向精度,又可以在屋面恆荷載作用下很好地轉移水平拉桿的拉力到索體上,能夠充分發揮高強鋼索的抗拉性能。狗骨式阻尼器在張拉結束、恆荷載全部施加到結構上、索球鎖緊後,可以拆除。
2011年9月,《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名:帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法
- 完成單位:中國建築第七工程局有限公司、河南省路橋建設集團有限公司
- 主要榮譽:國家二級工法(2009-2010年度)
- 工法編號:GJEJGF091-2010
- 審批單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要完成人:翟文忠、相剋位、韓再國、趙書明、白晶
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
張弦梁體系是由梁和懸索通過撐桿的連線而最佳化組合得到的複合結構體系,所以撐桿是保證結構效能的重要構件,它與索和梁的連線方式是決定體系受力合理性的重要條件之一。
2009年前,撐桿與梁的連線方式有鉸接和剛接;撐桿與索的連線方式有:耳板鉸接連線肯囑懂夜、套管滑動連線、滑輪滑動連線、穿心式索球連線。
帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構已於2000年申請了國家發明專利,專利證書號為200510127373.6,該專利技術保證了索體內部受力均勻;與狗骨式阻尼器連線的水平拉桿不但保證了索在張拉過程中撐桿豎直向下的位置,而且保證了結構成型後在活荷載作用下撐桿不會擺動,避免了施工張拉前需預留索球沿索長方向偏移,改變了常規張弦梁鋼結構張拉前就鎖緊索球的施工方式,解決了2009年前張弦梁施工中存在的撐桿豎向精度無法保證的問題。其結構節點簡單,材料用量經濟,受力明確,施工方便。
工法特點
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的工法特點是:
1.狗骨式阻尼器既可以在張拉施工過程中調節撐桿豎向精度,又可以在屋面恆荷載作用下很好地轉移水平拉桿的拉力到索體上,能夠發揮高強鋼索的抗拉性能。狗骨式阻尼器在張拉結束、恆荷載全部施加到結構上、索球鎖緊後可以拆除,重複利用。
2.與狗骨式阻尼器連線的水平拉桿不但保證了索在張拉過程中撐桿豎直向下的位置,而且保證了結構成型後在隨機荷載作用下撐桿不會擺動;避免了施工張拉前需預留索球沿索長方向偏移量的問題。
3.該工程允許張拉施工過程中索體在索球中滑動,索體內部受力均勻結構體系受力分布更均勻。
4.該結構節點簡單,材料用量經濟,受力明確,施工方便。
操作原理
適用範圍
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》適用於空間作業面小,大跨度空間採光屋面。
工藝原理
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的工藝原理敘述如下:
1.狗骨式阻尼器是一帶彈簧和橡膠墊的雙向可調節式阻尼系統,(淋駝如圖4)所示。在索張拉施工前可以調節狗骨式阻尼器的正反牙套筒,使撐桿垂直於地面。在索張拉施工過程中,該結構允許索在索球中滑動,因此,索與索球間必將產生摩擦力作用,因為撐桿與上弦梁採用鉸接連線方式,節點不能傳遞水平向力,所以,摩擦力通過水平拉桿直接傳遞給狗骨式阻尼器。為了克服此摩擦力的作用,撐桿的豎向位嫌良熱置就可以保持不變,因試危葛此採用了狗骨式阻尼器的橡膠塊與管壁的摩擦力克服了索與索球間的摩擦力的設計思想,保證了撐桿的平面位置;在張拉過程中,由於兩端支座向跨中移動,導致內撐桿間距變小,這種運動不應被狗骨式阻尼器所阻礙,因此設計時橡膠塊與管壁的摩擦力剛好克服索與索球間的摩擦力,為了防止橡膠塊克服管壁的最大靜摩擦力後的瞬間滑移所帶來的狗骨式阻尼器失效問題的發生,在橡膠塊兩側加裝了彈簧緩衝系統。在研發過程中,首先確定索球未鎖緊時,球與帶有護套的索之間的摩擦係數,然後確定阻尼器中橡膠與管壁的最大靜摩擦力。
2.結構靜力計算分析根據索拱結構的特點,採用混合單元有限元法進行分析,即將拱梁近似離散為若干空間直梁元;撐桿視為與拱梁鉸接的桿元,索視為不能受壓腿譽諒堡的桿元,支座視為桿單元,支座錨板採用梁單元。模型中利用降溫技術對索施加預應力;邊界條件是拱梁一端視為鉸支座,另一端為可沿著X(水平)方向移動的滑動支座。通過檁條傳遞至屋架的屋面荷載施加在與檁條連線的上弦節點上;結構自重由程式自動完成。由於張拉過程中索的變形對張拉力影響很大,因此在分析中考慮的幾何非線性,採用大變形分析對結構進行幾何非線性有限元分析。採用大型通用有限元分析軟體ANSY對結構進行靜動力分析。由於阻尼器的作用是克服索球對索的摩擦力,不阻礙張弦梁的起拱和索的張拉,因此設計時忽略阻尼器,只將其重量轉換成等效節點荷載施加於結構上。為了得到索張拉值與起拱值的關係曲線以作為校核理論值和更好地進行以下各的張拉控制工多幾滲作,現對第一進行了索張力與起拱值的監測(見圖5)。通過理論值與實測值的比較,可以看出,帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構工作性能與真正的張弦梁結構沒有區別,即狗骨式阻尼器起到了如前所述的作用,將理想化的結構轉換成現實結構,突破了理論結構與實際結構之間的瓶頸,張弦梁各構件達到了最佳工作性能狀態。
3.單張弦梁的動力特性計算及檢測大跨度張弦梁結構的動力特性是結構振動的基該特性,是對新型大跨度張弦梁結構進行地震反應分析和設計的基礎。因此,研究新型大跨度張臭獄拒弦梁結構的動力特性尤為重要。下面我們按照實際工程尺寸建立有限元模型,進行計算模態和實測模態的對比分析,其結論對同類型的大跨度張弦梁結構的設計、分析及施工都具有參考意義。鑒於此,採用錘擊法對其進行了現場實測。測試中,僅對上弦箱型拱梁進行測試。採用702所研製的16通道DSPS動態數據採集系統進行測試,採樣頻率為128Hz,低通濾波為50Hz,每幀數據包含2048點,頻率解析度為0.0625Hz,觸發採集,測試10次共十個測點,具體布置(如圖6)所示。
由於上弦拱梁的下表面並非水平面,因此,安裝在感測器前,將L50角鋼點焊於拱梁的測點處,並現場抄平。具體安裝方案(如圖7)所示,實際現場布置(如圖8)所示。
4.採用動態數據採集系統隨機攜帶的動態信號實時分析軟體 DSPS V55.0進行數據處理,得到各組信號的自功率譜、頻響函式及相干函式等然後利用MAS模態分析軟體對各點頻響函式的虛部進行處理得到各階頻率及振型,具體如表
5.所示由此我們可以看出,計算振型與實測振型基該一致,只是各階振型的節點位置略有些不同,這主要是由於檁條的連線剛度不同所導致的說明實際結構的柔度比計算的大。
6.結論通過對帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構的靜力理論與實測分析,得到如下結論:
1)索張力與拱梁起拱值(實測值)在開始階段呈非線性變化,其後呈線性變化,斜率與理論值基該相等;最後起拱值迅速增加,斜率大於理論值。
2)動力實測表明(見表1),理論振型與實測振型基該一致。
3)經過靜動力性能的實測與理論的綜合分析表明,實際結構的剛度比理論的小。
階數 | 實測頻率(赫茲) | 計算頻率(赫茲) | 誤差 |
1 | 1.602 | 2.165 | 35.14% |
2 | 4.419 | 3.700 | 16.27% |
3 | 6.012 | 7.254 | 17.12% |
4 | 13.051 | 12.674 | 289% |
5 | 16.996 | 20.578 | 21.08% |
6 | 21.062 | 27.483 | 30.49% |
施工工藝
- 工藝流程
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的施工工藝流程如下:
1.張弦梁屋蓋施工工藝工藝流程胎架製作→現場拼裝箱型弧梁→下胎拼裝撐桿→掛索球→安裝水平支撐及狗骨式阻尼器→穿索→張拉懸索→張弦梁滑移就位。
2.張弦梁體系整體工程施工流程圖(圖5.2)
- 操作要點
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的操作要點如下:
一、施工準備
1.螺栓球製作
1)螺栓球採用45號優質鋼,專業鍛壓而成球坯。毛坯經正火處理,使其硬度達到HB197-225。
2)螺栓球的精加工:螺栓球的精加工在X5032A型立式升降台銑床、ZA5032圓柱立式鑽床及ZA3050×16型搖臂鑽床上用萬能分度頭進行加工。
(1)在立式銑床上銑出球的一個基準平面,並在鑽床上加工好基準螺孔;然後利用此基準螺孔在X5032A型立式銑床上轉動分度頭加工出各弦桿孔和腹桿孔的平面。夾具的轉動定位偏差為±5,加工完畢,進行角度檢測,符合《網架結構設計與施工規程》JGJ7-91的規定要求為正品。
(2)採用定位夾具在立式鑽床上完成孔的加工。
(3)最後在鑽床上進行螺紋的加工,保證各螺紋孔中心軸線夾角誤差不大於+302.高強度螺栓檢查驗收。
3)定購高強度螺栓廠的高強螺栓,均需有材質單。
4)高強度螺栓材質為20MnTiB鋼,符合國家相應標準,強度等級達到88級以上。
5)高強度螺栓的螺紋按《粗牙普遍螺紋》GB196的規定,螺紋的公差帶按《普遍螺紋公差》GB197中的6H級。
6)高強度螺栓進行100%外觀及幾何尺寸檢查。
7)外觀及幾何尺寸檢查合格後,在HR-150A洛氏硬度計上測硬度,按1%抽取,但每批不少於3組,硬度要求達到HRC32366)採用5倍放大對高強度螺栓逐件進行裂縫檢測。
2.桿件製作
1)圓桿套筒採用優質圓鋼,錐頭採用普通圓鋼,經模鍛成坯。
2)圓桿套筒的精加工:在CS6240車床上進行加工。兩端面的平行度偏差不大於0.05毫米。
3)錐頭的精加工:在CS6240車床上進行加工,用三爪卡盤夾住加工端面和內孔。兩端面的平行度偏差不大於0.3毫米。
4)封板採用沖床衝壓成型。
5)桿件下料在管子割斷坡口機進行,下料與開坡口一次成型。
6)焊接
(1)參加焊接的所有焊工均持有焊工合格證每個焊工均有鋼印號碼,以便監控檢查焊縫質量。
(2)桿件與封板或錐頭組對。
組對前先將圓桿套筒、緊定螺釘組裝在封板或錐頭上。採用定位模具對桿件與封板或錐頭的組對進行長度控制、兩端面與鋼管軸線和垂直度控制。先用鋼尺定出該桿件所需的長度(包括焊縫收縮量),並將兩夾塊在導軌上夾緊,然後以此定位,進行桿件與封板或錐頭的點焊固定,保證桿件的長度、垂直度偏差在允許範圍內。
(3)桿件焊接採用手工電弧焊或CO2氣體保護焊,焊接層次根據鋼管厚為1~2層,多層焊時應使各層之間焊接方向,接頭錯開,具體參數(見表2、表3)。
焊條牌號 | 焊條直徑(毫米) | 焊接電流(安) | 焊接電壓(伏) | 焊接速度(毫米/分鐘) |
E506系列 | Φ4 | 160-190 | 22-24 | 130-150 |
焊絲牌號 | 焊絲直徑(毫米) | 焊接電流(安) | 焊接電壓(伏) | 焊接速度(毫米/分鐘) | 氣體流量(長/分鐘) |
HO8Mn2Si | Φ1.2 | 230±5 | 35±1 | 800±20 | 17 |
(4)焊縫質量等級為二級焊縫,且所有焊縫均要滿焊。
(5)桿件長度偏差不大於±5毫米.
(6)錐頭(封板)與鋼管同軸度偏差不大於0.2毫米
(7)桿件軸線不平等度的允許偏差為桿件長度的1/1000,且不大於5毫米
7)球節點力學性能試驗每種類型按3%(且不少於3組)抽樣進行成品破壞試驗,並出具報告單。一般取樣或抽樣,按每一種規格的鋼管做1~3組,進行破壞性試拉試驗結果要求管材頸縮,決不能允許焊縫和節點破壞,然後由實驗室出具報告。
3.張弦梁防腐
1)張弦梁的除銹等級要求達Sa2.5級。安裝前、後分別塗一道環氧富鋅底漆。
2)在未噴砂處理前確定鋼材表面質量級數。
(1)A級:鋼板表面全被軋制鐵鱗蓋著,只有很少或甚至沒有銹斑可以看到。
(2)B級:鋼板表面被軋制鐵鱗蓋及銹斑蓋著。
(3)C級:鋼表面全被銹斑蓋著,只有很少或甚至沒有鏽蝕小孔可以看到。
(4)D級:鋼表面全被銹斑蓋著,可以看到大量鏽蝕小孔。
3)注意事項:
(1)油漆塗敷採用噴塗,個別位置可採用刷塗。
(2)在正式噴塗前先試噴,檢查噴槍是否正常,將空壓機輸送壓力定為0.3-0.55兆帕。
(3)保持配漆工具的清潔,配漆前檢查塗料各組牌號,嚴格按規定的比例進行調配,並充分攪拌均勻,並經200目英寸的濾網過濾。
(4)經噴砂處理後的金屬表面,噴塗層表面(中間層)不得污染或用沾有油脂的手觸摸。
(5)張弦梁零部件在運輸、安裝過程中要注意保管,防止散失及損壞。
二、現場分段組裝張弦梁整個張弦梁從右至左進行組裝:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(見圖10)張弦梁的組裝、滑動就位具體施工程式如下:
1.把從加工廠分4段製作好的張弦梁,運輸到施工現場,使用吊車直接運輸到樓面屋頂空處。
2.然後分別將4段梁,藉助龍門架和使用倒鏈按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、的順序分別吊到胎架上進行組裝。
3.組裝完畢後,再使用鏈和拉索滑動到支座樑上。
4.最後進行腹桿、水平支撐及狗骨式阻尼器的安裝,再進行預應力的張拉就位。
三、預應力的張拉:
1.張拉的施工工藝:預應力鋼筋張拉時,將張弦梁從胎架移動到臨時加工製作好的支座上,然後把腹桿和水平支撐等鋼構件都和鋼弦索都安裝完畢後,進行張拉。張拉時,採用兩個托架(臨時焊接的),防止與30毫米厚的封板直接接觸,防止張拉時產生過大的應力損壞封板或其他鋼構件。第一次張拉施工時,張拉力及索伸長值必須要加以嚴格控制,因為屋面標準值作用下的索拉力,在第一次張拉時,如果是因為各方面限制的話,只能拉到70%,要考慮二次張拉。期間預應力的張拉時,摩擦力的損失、局部應力的損失、張拉器械的損失以及在張弦梁滑動過程中的種種應力的損失等各種原因,造成應力損失。所以有必要進行二次張拉。為確保該結構的安全施工,驗證設計計算結果,同時獲得理論計算無法準確得到的數據,必須對第一桁架進行測試。測試完成後,整理出各張拉技術參數的控制指標值,調整理論分析的各個參數(見圖11),使其與實驗桁架相符,形成技術檔案,用於指導剩餘各榀桁架的張拉。
2.從圖中可以明顯看出,張拉時在對懸索施加預應力過程中,桁架的拱起位移有兩個不同階段。開始階段,桁架的跨中豎向位移很小。當張拉值達到一定程度,鋼弦索直接開始受力時,位移增大,表明屋架開始脫離支座;將張弦梁吊起後,實測值索力經歷了回彈與拉伸的變化,說明桁架在未形成整體剛度時吊起張拉跨中產生了下撓,而索力稍有減小,但變化量不大;到拉索在完全承受屋架重量後,跨中節點位移迅速增大,端索張力與跨中節點豎向位移近似呈線性關係。而直接吊起張拉時,端索張力與桁架拱跨中節點的位移基該呈線性關係,且線性部分的斜率與胎架張拉形成整體剛度後的斜率基該相同。這是由於自重所產生的豎向力使索先形成了預張力,所以整桁架產生了整體剛度,使得桁架的拱起變形對下弦索的張力增長在開始階段就非常敏感。在相同的起拱值下,端索張力值雖比混合張拉減少了2%,但位形卻變化了很多,所以施工時採用混合張拉桁架。
被吊起時,由於吊點間的距離小於胎架兩端部支座支點間的距離,且現場施工時不可能反覆進行吊起張拉、落於支座後,測量桁架最終起拱值的過程,這就難以保證起拱值測量的正確性,所以必須進行起拱值的理論分析,以用於實際桁架的張拉測控。
起拱值的計算,最終起拱值應是桁架在臨時支座上張拉完畢,撤掉龍門架後落於支座上的起拱值。因此,混合張拉在施工完畢後桁架起拱值(吊點無高差)。
△d= △Hh1+ △Hh2+ △Hh3=(hi-ho)+(h2-h1-hd)+[h3-h2+(hd-hL)]=h3-ho-hL
式中
△d——吊起後最終起拱值。
△Hh1——起吊前的張拉起拱值。
△Hh3——起吊未張拉時起拱值。
△Hh3——起吊完畢張拉起拱值。
ho——桁架跨中的初始高度。
h1——胎架張拉完未吊起時桁架跨中的高度。
h2——吊起後桁架跨中的高度。
h3——吊起張拉完畢後桁架跨中的最終高度。
hd——起吊處的吊點高度。
hL——吊起對起拱值的影響高度(吊起張拉完畢後起吊處最終高度)。
由式上面式子可知,吊起後最終起拱值只與桁架拱跨中節點的初始高度、吊起後最終高度、吊起後起吊處的最終高度有關,而與施工過程無關。這就簡化了施工測量過程,提高了施工效率。
3.張拉流程
1)兩端儘量做到同時張拉,某端錨桿伸長量大時,可以一端先進行張拉。
2)張拉程式:預緊→調整兩端錨桿伸長值→張拉,起拱後每級1噸,施工時可依據現場條件適當調整。
3)張拉過程中,每級載入應儘量將油壓穩住在30秒以上,將這一級油壓穩2分鐘。
4)測量錨桿伸長量應在油壓穩定後量取。
5)當跨中達到起拱量後,上緊大螺母,倒缸,3分鐘後再量取起拱量,若無異常,收捲尺,張拉結束。
5.張弦梁的滑動措施
1)張弦梁在臨時的支座上張拉完畢以後,在梁的兩端架設2個龍門架,然後在龍門架兩端安裝兩個捯鏈,兩端同時掛在一個耳朵上,同時用力將張弦梁吊起,然後在梁的支座下面,安裝上為滑行準備的拍子,具體(見圖12),然後同時在張弦梁的兩側綁有攬風繩,如果一側的攬風繩松,另一側的攬風繩則收緊。在混凝土梁面上鋪墊薄木板,使圓管在木板上移動時防止出現打滑現象。
材料設備
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》所用的材料及設備明細如下:
1.工程材料:300毫米的螺栓球、高強度螺栓、圓桿套筒、錐頭、封板、緊定螺釘、E506系列焊條、環氧富鋅底漆等。
2.工程設備:電焊機、龍門架、張拉千斤頂精密壓力表、高精度壓力感測器等。
質量控制
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的質量控制要求如下:
1.該工法執行相應的標準及規範:《網架結構工程質量檢驗及評定標準》JGJ 78-91;鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205-2001《網架結構設計與施工規範》JGJ 7-91;《鋼結構設計規範》GB 17-88;《鋼網架行業標準JGJ 75.1~75.3-91;《鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓》GB/T 16939;《鋼結構工程》DB23/714-2003。
2.施工管理
1)組織規範學習,編寫工藝卡,搞好技術交底,使有關人員掌握施工方法和質量標準,按正確的程式和規範施工。
2)現場配備專職焊接工程師和專職質檢員工序交接與驗收必須有質檢員簽字。重點做好焊縫質量檢查及構件組裝後與施焊前的交接檢查工作。
3)所有材料設備供應商均需經過合格供方評審。
4)工程所需的所有材料、設備必須有合格證或材質證明書,並且各類證書應列表登記,並與實物核對無誤。若無此檔案,可拒絕驗收或施工有疑問的應覆核鑑定,合格後方可使用。
5)樹立職工質量意識,形成良好的工作習慣,施工作業精益求精。
安全措施
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
安全是建築施工中永恆的主題。因此,必須將安全放在該項目施工過程的首要位置。
一、安全管理措施
1.貫徹執行勞動保護、安全生產、消防工作的法規、條理、規定,工地的安全生產制度、規定、要求等。
2.施工負責人必須對職工進行安全生產教育,增強法制觀念,牢固樹立“安全第一”的思想,提高職工的安全生產思想意識及自我保護能力,自覺遵守安全紀律、安全生產制度,服從安全生產管理。項目執行每天班前教育,班中檢查,班後總結的辦法,施工負責人應對所屬施工及生活區域的施工安全、防火、治安、生活衛生各方面全面負責。
3.所有的施工及管理人員必須嚴格遵守安全生產紀律,正確穿、戴和使用好勞動防護用品,進入施工現場必須戴安全帽,高空作業必須系好安全帶。下班後嚴禁在施工場地逗留。
4.對施工區域、作業環境、操作設施設備、工具用具等必須認真檢查,發現問題和隱患應立即停止施工並落實整改,確認安全後方可施工。
5.機械設備、腳手架、吊具、吊索等設施,使用前需按規定驗收或班前檢查,並做好驗收及交付使用的書面和檢查記錄,嚴禁未經驗收或驗收不合格、未檢查或有損傷情況下投入使用。
6.對於施工現場的腳手架、安全網、鋼爬梯等安全設施及安全標誌、警告牌等不得擅自拆除、改動;必須拆除時須有書面申請,經項目安全負責人及安全人員同意,並採取可靠的安全措施後由項目的安全班組拆除。
7.電焊工、氣焊工、電工、起重工等特殊工種的人員必須按規定經培訓,考核合格後執有效證件上崗作業。起重機吊裝人員必須遵守“十不吊”規定,嚴禁不懂電氣、機械的人員擅自操作使用電器、機械設備。
8.高空作業人員應符合高空作業體質要求,高空作業中應佩帶工具袋,工具應放在工具袋中,不得放在鋼樑或易失落的地方,所有手動工具(如手錘、扳手、撬棍等),應穿上繩子套在安全帶或手腕上,防止失落傷人。嚴禁酒後作業和高空人員帶病作業。
9.嚴格遵守安全用電規範,鋼結構是良好導體四周應接地良好。施工用電線必須是膠皮電纜線,施工現場的走線用電必須嚴格執行“三相五線制”,“一機一閘一漏電保護器”,電器設備在使用前必須先檢查合格後方可使用,並嚴格執行動力用電與生活用電分開制度。
10.必須嚴格執行防火、防爆制度。在施工現場及庫房嚴禁吸菸、動用明火。現場必須配備一定數量的滅火器和設定消防水池,落實防火、防中毒措施。消防器材不準挪作它用。使用明火時必須按規定辦理動火審批手續,焊接過程中應做好防火措施,氧氣、乙炔、油漆等易燃易爆物品必須分庫專人保管。
11.注意勞逸結合,做好班次安排,料理好職工的生活,調節好職工身心,精神飽滿地投人施工,保證安全生產。
二、吊裝中的安全生產技術措施
1.柱子上的抱箍操作平台必須認真搭設牢固、平穩以滿足柱子對接就位中的安全要求。
2.柱身上的登高爬梯需與柱子綁紮牢固,只有每個控制段交給土建澆築混凝土後,方能全部拆除。
3.吊裝中要特別注意塔吊吊鉤、鋼絲繩以及吊裝構件,不得與建築物、電纜等發生碰撞,必要時在起吊過程中構件端部應栓上尾繩。
4.在中廳鋼結構邊緣搭設一個懸挑安全平台;在每個吊裝控制段的工作面下方鋪設安全網以防物件墜落傷人。
5.吊裝區域要設警示牌,必要時拉設分隔繩。
6.所有用於安裝就位、焊接操作的鋼製吊籃必須綁紮牢固。
三、安全用電技術措施
1.施工現場一切用電設備的安裝必須嚴格按施工方案進行。
2.電器設備的設定、安裝、防護、使用、維修、操作人員必須符合《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ 46-2005要求
3.施工現場專用的中性點直接接地的低壓電力線路中,必須採用TN-S接零保護系統。
4.一切用電的施工機具運至現場後,必須由電工檢測其絕緣電阻及檢測各部分電器附屬檔案是否完整無損,絕緣電阻小於0.50或電氣附屬檔案損壞的機具不得使用安裝。
5.施工現場的配電箱和開關箱必須配置三級漏電保護器。
6.漏電保護器只能通過工作線,開關箱應實行“一機一閘一漏保”保護系統。
7.配電箱和開關箱應配鎖,由專人負責,定期檢修。
8.在電器設備相對集中的場所,配置絕緣滅火器材,並嚴禁菸火。
環保措施
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的環保措施如下:
1.抓好現場防火工作。氧氣、乙炔應按規定存放和使用,焊接區域上下周圍應清除易燃物品。
2.做好防風、防雷雨工作。要有專人掌握氣象資料,做好記錄,隨時通報,以便合理安排施工。及採取預防措施。雷雨、大風來臨前,應儘量安裝固定一個單元的構件,無法固定時,應採用臨時加固措施;同時,應及時將高空人員撤離到安全區,保護好電源、機具、設備、材料等。
3.施工現場做到道路暢通,整潔無垃圾,操作地點保持整潔、乾淨,做到工完場清。
4.材料、機具、構件應分類堆放,擺放整齊。現場機具設備應標識明確、整潔。安全裝置靈敏可靠。工具棚內外乾淨整潔,工具擺放整齊,禁止亂丟材料、工具及其他雜物。
效益分析
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的效益分析就是結構受力明確,造價合理,給用戶帶來很高的精神享受,具有顯著的社會效益。
套用實例
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的套用實例如下:
1.工程概況哈爾濱工程大學大學活動中心工程的中空部分的鋼結構採用了帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構,該工程位於哈爾濱工程大學校園內,該工程開工時間為2005年9月1日,竣工時間2006年9月7日,該鋼結構工程中共使用了735米跨度鋼結構張弦梁,總計鋼材85噸,施工結束後該鋼結構工程達到設計要求,並且取得不錯的經濟效益和社會效益。黑龍江省體工隊網球館改擴建工程及大慶油田工程有限公司技術交流中心鋼結構工程中的屋面工程均採用了帶狗骨式張弦梁結構施工工藝,使得建築物內部空間開闊,美觀,經濟合理,取得良好的社會效益。
2.結果評價
1)承載能力高張弦梁結構中索內施加的預應力可以控制剛性構件的彎矩大小和分布。例如,當剛性構件為梁時,在梁跨中設一撐桿,撐桿下端與梁的兩端均與索連線,在均布荷載作用下,單純梁內彎矩;在索內施加預應力後,通過支座和撐桿,索力將在梁內引起負彎矩。
2)使用荷載作用下的結構變形小張弦梁結構中的剛性構件與索形成整體剛度後,這一空間受力結構的剛度就遠遠大於單純剛性構件的剛度,在同樣的使用荷載作用下,張弦梁結構的變形比單純剛性構件小得多。當剛性構件為拱時,將在支座處產生很大的水平推力。索的引入可以平衡側向力,從而減少對下部結構抗側性能的要求,並使支座受力明確,易於設計與製作。
3.結構穩定性強張弦梁結構在保證充分發揮索的抗拉性能的同時,由於引進了具有抗壓和抗彎能力的剛性構件而使體系的剛度和形狀穩定性大為增強。同時,若適當調整索、撐桿和剛性構件的相對位置,可保證張弦梁結構整體穩定性。
4.建築造型適應性強張弦梁結構中剛性構件的外形可以根據建築功能和美觀要求進行自由選擇,而結構的受力特性不會受到影響。張弦梁結構的建築造型和結構布置能夠完美結合,使之適用於各種功能的大跨空間結構。
5.製作、運輸、施工方便與網殼、網架等空間結構相比,張弦梁結構的構件和節點的種類、數量大大減少,這將極大地方便該類結構的製作、運輸和施工。此外,通過控制鋼索的張拉力還可以消除部分施工誤差,提高施工質量。
榮譽表彰
2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號,《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
工藝原理
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的工藝原理敘述如下:
1.狗骨式阻尼器是一帶彈簧和橡膠墊的雙向可調節式阻尼系統,(如圖4)所示。在索張拉施工前可以調節狗骨式阻尼器的正反牙套筒,使撐桿垂直於地面。在索張拉施工過程中,該結構允許索在索球中滑動,因此,索與索球間必將產生摩擦力作用,因為撐桿與上弦梁採用鉸接連線方式,節點不能傳遞水平向力,所以,摩擦力通過水平拉桿直接傳遞給狗骨式阻尼器。為了克服此摩擦力的作用,撐桿的豎向位置就可以保持不變,因此採用了狗骨式阻尼器的橡膠塊與管壁的摩擦力克服了索與索球間的摩擦力的設計思想,保證了撐桿的平面位置;在張拉過程中,由於兩端支座向跨中移動,導致內撐桿間距變小,這種運動不應被狗骨式阻尼器所阻礙,因此設計時橡膠塊與管壁的摩擦力剛好克服索與索球間的摩擦力,為了防止橡膠塊克服管壁的最大靜摩擦力後的瞬間滑移所帶來的狗骨式阻尼器失效問題的發生,在橡膠塊兩側加裝了彈簧緩衝系統。在研發過程中,首先確定索球未鎖緊時,球與帶有護套的索之間的摩擦係數,然後確定阻尼器中橡膠與管壁的最大靜摩擦力。
2.結構靜力計算分析根據索拱結構的特點,採用混合單元有限元法進行分析,即將拱梁近似離散為若干空間直梁元;撐桿視為與拱梁鉸接的桿元,索視為不能受壓的桿元,支座視為桿單元,支座錨板採用梁單元。模型中利用降溫技術對索施加預應力;邊界條件是拱梁一端視為鉸支座,另一端為可沿著X(水平)方向移動的滑動支座。通過檁條傳遞至屋架的屋面荷載施加在與檁條連線的上弦節點上;結構自重由程式自動完成。由於張拉過程中索的變形對張拉力影響很大,因此在分析中考慮的幾何非線性,採用大變形分析對結構進行幾何非線性有限元分析。採用大型通用有限元分析軟體ANSY對結構進行靜動力分析。由於阻尼器的作用是克服索球對索的摩擦力,不阻礙張弦梁的起拱和索的張拉,因此設計時忽略阻尼器,只將其重量轉換成等效節點荷載施加於結構上。為了得到索張拉值與起拱值的關係曲線以作為校核理論值和更好地進行以下各的張拉控制工作,現對第一進行了索張力與起拱值的監測(見圖5)。通過理論值與實測值的比較,可以看出,帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構工作性能與真正的張弦梁結構沒有區別,即狗骨式阻尼器起到了如前所述的作用,將理想化的結構轉換成現實結構,突破了理論結構與實際結構之間的瓶頸,張弦梁各構件達到了最佳工作性能狀態。
3.單張弦梁的動力特性計算及檢測大跨度張弦梁結構的動力特性是結構振動的基該特性,是對新型大跨度張弦梁結構進行地震反應分析和設計的基礎。因此,研究新型大跨度張弦梁結構的動力特性尤為重要。下面我們按照實際工程尺寸建立有限元模型,進行計算模態和實測模態的對比分析,其結論對同類型的大跨度張弦梁結構的設計、分析及施工都具有參考意義。鑒於此,採用錘擊法對其進行了現場實測。測試中,僅對上弦箱型拱梁進行測試。採用702所研製的16通道DSPS動態數據採集系統進行測試,採樣頻率為128Hz,低通濾波為50Hz,每幀數據包含2048點,頻率解析度為0.0625Hz,觸發採集,測試10次共十個測點,具體布置(如圖6)所示。
由於上弦拱梁的下表面並非水平面,因此,安裝在感測器前,將L50角鋼點焊於拱梁的測點處,並現場抄平。具體安裝方案(如圖7)所示,實際現場布置(如圖8)所示。
4.採用動態數據採集系統隨機攜帶的動態信號實時分析軟體 DSPS V55.0進行數據處理,得到各組信號的自功率譜、頻響函式及相干函式等然後利用MAS模態分析軟體對各點頻響函式的虛部進行處理得到各階頻率及振型,具體如表
5.所示由此我們可以看出,計算振型與實測振型基該一致,只是各階振型的節點位置略有些不同,這主要是由於檁條的連線剛度不同所導致的說明實際結構的柔度比計算的大。
6.結論通過對帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構的靜力理論與實測分析,得到如下結論:
1)索張力與拱梁起拱值(實測值)在開始階段呈非線性變化,其後呈線性變化,斜率與理論值基該相等;最後起拱值迅速增加,斜率大於理論值。
2)動力實測表明(見表1),理論振型與實測振型基該一致。
3)經過靜動力性能的實測與理論的綜合分析表明,實際結構的剛度比理論的小。
階數 | 實測頻率(赫茲) | 計算頻率(赫茲) | 誤差 |
1 | 1.602 | 2.165 | 35.14% |
2 | 4.419 | 3.700 | 16.27% |
3 | 6.012 | 7.254 | 17.12% |
4 | 13.051 | 12.674 | 289% |
5 | 16.996 | 20.578 | 21.08% |
6 | 21.062 | 27.483 | 30.49% |
施工工藝
- 工藝流程
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的施工工藝流程如下:
1.張弦梁屋蓋施工工藝工藝流程胎架製作→現場拼裝箱型弧梁→下胎拼裝撐桿→掛索球→安裝水平支撐及狗骨式阻尼器→穿索→張拉懸索→張弦梁滑移就位。
2.張弦梁體系整體工程施工流程圖(圖5.2)
- 操作要點
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的操作要點如下:
一、施工準備
1.螺栓球製作
1)螺栓球採用45號優質鋼,專業鍛壓而成球坯。毛坯經正火處理,使其硬度達到HB197-225。
2)螺栓球的精加工:螺栓球的精加工在X5032A型立式升降台銑床、ZA5032圓柱立式鑽床及ZA3050×16型搖臂鑽床上用萬能分度頭進行加工。
(1)在立式銑床上銑出球的一個基準平面,並在鑽床上加工好基準螺孔;然後利用此基準螺孔在X5032A型立式銑床上轉動分度頭加工出各弦桿孔和腹桿孔的平面。夾具的轉動定位偏差為±5,加工完畢,進行角度檢測,符合《網架結構設計與施工規程》JGJ7-91的規定要求為正品。
(2)採用定位夾具在立式鑽床上完成孔的加工。
(3)最後在鑽床上進行螺紋的加工,保證各螺紋孔中心軸線夾角誤差不大於+302.高強度螺栓檢查驗收。
3)定購高強度螺栓廠的高強螺栓,均需有材質單。
4)高強度螺栓材質為20MnTiB鋼,符合國家相應標準,強度等級達到88級以上。
5)高強度螺栓的螺紋按《粗牙普遍螺紋》GB196的規定,螺紋的公差帶按《普遍螺紋公差》GB197中的6H級。
6)高強度螺栓進行100%外觀及幾何尺寸檢查。
7)外觀及幾何尺寸檢查合格後,在HR-150A洛氏硬度計上測硬度,按1%抽取,但每批不少於3組,硬度要求達到HRC32366)採用5倍放大對高強度螺栓逐件進行裂縫檢測。
2.桿件製作
1)圓桿套筒採用優質圓鋼,錐頭採用普通圓鋼,經模鍛成坯。
2)圓桿套筒的精加工:在CS6240車床上進行加工。兩端面的平行度偏差不大於0.05毫米。
3)錐頭的精加工:在CS6240車床上進行加工,用三爪卡盤夾住加工端面和內孔。兩端面的平行度偏差不大於0.3毫米。
4)封板採用沖床衝壓成型。
5)桿件下料在管子割斷坡口機進行,下料與開坡口一次成型。
6)焊接
(1)參加焊接的所有焊工均持有焊工合格證每個焊工均有鋼印號碼,以便監控檢查焊縫質量。
(2)桿件與封板或錐頭組對。
組對前先將圓桿套筒、緊定螺釘組裝在封板或錐頭上。採用定位模具對桿件與封板或錐頭的組對進行長度控制、兩端面與鋼管軸線和垂直度控制。先用鋼尺定出該桿件所需的長度(包括焊縫收縮量),並將兩夾塊在導軌上夾緊,然後以此定位,進行桿件與封板或錐頭的點焊固定,保證桿件的長度、垂直度偏差在允許範圍內。
(3)桿件焊接採用手工電弧焊或CO2氣體保護焊,焊接層次根據鋼管厚為1~2層,多層焊時應使各層之間焊接方向,接頭錯開,具體參數(見表2、表3)。
焊條牌號 | 焊條直徑(毫米) | 焊接電流(安) | 焊接電壓(伏) | 焊接速度(毫米/分鐘) |
E506系列 | Φ4 | 160-190 | 22-24 | 130-150 |
焊絲牌號 | 焊絲直徑(毫米) | 焊接電流(安) | 焊接電壓(伏) | 焊接速度(毫米/分鐘) | 氣體流量(長/分鐘) |
HO8Mn2Si | Φ1.2 | 230±5 | 35±1 | 800±20 | 17 |
(4)焊縫質量等級為二級焊縫,且所有焊縫均要滿焊。
(5)桿件長度偏差不大於±5毫米.
(6)錐頭(封板)與鋼管同軸度偏差不大於0.2毫米
(7)桿件軸線不平等度的允許偏差為桿件長度的1/1000,且不大於5毫米
7)球節點力學性能試驗每種類型按3%(且不少於3組)抽樣進行成品破壞試驗,並出具報告單。一般取樣或抽樣,按每一種規格的鋼管做1~3組,進行破壞性試拉試驗結果要求管材頸縮,決不能允許焊縫和節點破壞,然後由實驗室出具報告。
3.張弦梁防腐
1)張弦梁的除銹等級要求達Sa2.5級。安裝前、後分別塗一道環氧富鋅底漆。
2)在未噴砂處理前確定鋼材表面質量級數。
(1)A級:鋼板表面全被軋制鐵鱗蓋著,只有很少或甚至沒有銹斑可以看到。
(2)B級:鋼板表面被軋制鐵鱗蓋及銹斑蓋著。
(3)C級:鋼表面全被銹斑蓋著,只有很少或甚至沒有鏽蝕小孔可以看到。
(4)D級:鋼表面全被銹斑蓋著,可以看到大量鏽蝕小孔。
3)注意事項:
(1)油漆塗敷採用噴塗,個別位置可採用刷塗。
(2)在正式噴塗前先試噴,檢查噴槍是否正常,將空壓機輸送壓力定為0.3-0.55兆帕。
(3)保持配漆工具的清潔,配漆前檢查塗料各組牌號,嚴格按規定的比例進行調配,並充分攪拌均勻,並經200目英寸的濾網過濾。
(4)經噴砂處理後的金屬表面,噴塗層表面(中間層)不得污染或用沾有油脂的手觸摸。
(5)張弦梁零部件在運輸、安裝過程中要注意保管,防止散失及損壞。
二、現場分段組裝張弦梁整個張弦梁從右至左進行組裝:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(見圖10)張弦梁的組裝、滑動就位具體施工程式如下:
1.把從加工廠分4段製作好的張弦梁,運輸到施工現場,使用吊車直接運輸到樓面屋頂空處。
2.然後分別將4段梁,藉助龍門架和使用倒鏈按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、的順序分別吊到胎架上進行組裝。
3.組裝完畢後,再使用鏈和拉索滑動到支座樑上。
4.最後進行腹桿、水平支撐及狗骨式阻尼器的安裝,再進行預應力的張拉就位。
三、預應力的張拉:
1.張拉的施工工藝:預應力鋼筋張拉時,將張弦梁從胎架移動到臨時加工製作好的支座上,然後把腹桿和水平支撐等鋼構件都和鋼弦索都安裝完畢後,進行張拉。張拉時,採用兩個托架(臨時焊接的),防止與30毫米厚的封板直接接觸,防止張拉時產生過大的應力損壞封板或其他鋼構件。第一次張拉施工時,張拉力及索伸長值必須要加以嚴格控制,因為屋面標準值作用下的索拉力,在第一次張拉時,如果是因為各方面限制的話,只能拉到70%,要考慮二次張拉。期間預應力的張拉時,摩擦力的損失、局部應力的損失、張拉器械的損失以及在張弦梁滑動過程中的種種應力的損失等各種原因,造成應力損失。所以有必要進行二次張拉。為確保該結構的安全施工,驗證設計計算結果,同時獲得理論計算無法準確得到的數據,必須對第一桁架進行測試。測試完成後,整理出各張拉技術參數的控制指標值,調整理論分析的各個參數(見圖11),使其與實驗桁架相符,形成技術檔案,用於指導剩餘各榀桁架的張拉。
2.從圖中可以明顯看出,張拉時在對懸索施加預應力過程中,桁架的拱起位移有兩個不同階段。開始階段,桁架的跨中豎向位移很小。當張拉值達到一定程度,鋼弦索直接開始受力時,位移增大,表明屋架開始脫離支座;將張弦梁吊起後,實測值索力經歷了回彈與拉伸的變化,說明桁架在未形成整體剛度時吊起張拉跨中產生了下撓,而索力稍有減小,但變化量不大;到拉索在完全承受屋架重量後,跨中節點位移迅速增大,端索張力與跨中節點豎向位移近似呈線性關係。而直接吊起張拉時,端索張力與桁架拱跨中節點的位移基該呈線性關係,且線性部分的斜率與胎架張拉形成整體剛度後的斜率基該相同。這是由於自重所產生的豎向力使索先形成了預張力,所以整桁架產生了整體剛度,使得桁架的拱起變形對下弦索的張力增長在開始階段就非常敏感。在相同的起拱值下,端索張力值雖比混合張拉減少了2%,但位形卻變化了很多,所以施工時採用混合張拉桁架。
被吊起時,由於吊點間的距離小於胎架兩端部支座支點間的距離,且現場施工時不可能反覆進行吊起張拉、落於支座後,測量桁架最終起拱值的過程,這就難以保證起拱值測量的正確性,所以必須進行起拱值的理論分析,以用於實際桁架的張拉測控。
起拱值的計算,最終起拱值應是桁架在臨時支座上張拉完畢,撤掉龍門架後落於支座上的起拱值。因此,混合張拉在施工完畢後桁架起拱值(吊點無高差)。
△d= △Hh1+ △Hh2+ △Hh3=(hi-ho)+(h2-h1-hd)+[h3-h2+(hd-hL)]=h3-ho-hL
式中
△d——吊起後最終起拱值。
△Hh1——起吊前的張拉起拱值。
△Hh3——起吊未張拉時起拱值。
△Hh3——起吊完畢張拉起拱值。
ho——桁架跨中的初始高度。
h1——胎架張拉完未吊起時桁架跨中的高度。
h2——吊起後桁架跨中的高度。
h3——吊起張拉完畢後桁架跨中的最終高度。
hd——起吊處的吊點高度。
hL——吊起對起拱值的影響高度(吊起張拉完畢後起吊處最終高度)。
由式上面式子可知,吊起後最終起拱值只與桁架拱跨中節點的初始高度、吊起後最終高度、吊起後起吊處的最終高度有關,而與施工過程無關。這就簡化了施工測量過程,提高了施工效率。
3.張拉流程
1)兩端儘量做到同時張拉,某端錨桿伸長量大時,可以一端先進行張拉。
2)張拉程式:預緊→調整兩端錨桿伸長值→張拉,起拱後每級1噸,施工時可依據現場條件適當調整。
3)張拉過程中,每級載入應儘量將油壓穩住在30秒以上,將這一級油壓穩2分鐘。
4)測量錨桿伸長量應在油壓穩定後量取。
5)當跨中達到起拱量後,上緊大螺母,倒缸,3分鐘後再量取起拱量,若無異常,收捲尺,張拉結束。
5.張弦梁的滑動措施
1)張弦梁在臨時的支座上張拉完畢以後,在梁的兩端架設2個龍門架,然後在龍門架兩端安裝兩個捯鏈,兩端同時掛在一個耳朵上,同時用力將張弦梁吊起,然後在梁的支座下面,安裝上為滑行準備的拍子,具體(見圖12),然後同時在張弦梁的兩側綁有攬風繩,如果一側的攬風繩松,另一側的攬風繩則收緊。在混凝土梁面上鋪墊薄木板,使圓管在木板上移動時防止出現打滑現象。
材料設備
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》所用的材料及設備明細如下:
1.工程材料:300毫米的螺栓球、高強度螺栓、圓桿套筒、錐頭、封板、緊定螺釘、E506系列焊條、環氧富鋅底漆等。
2.工程設備:電焊機、龍門架、張拉千斤頂精密壓力表、高精度壓力感測器等。
質量控制
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的質量控制要求如下:
1.該工法執行相應的標準及規範:《網架結構工程質量檢驗及評定標準》JGJ 78-91;鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205-2001《網架結構設計與施工規範》JGJ 7-91;《鋼結構設計規範》GB 17-88;《鋼網架行業標準JGJ 75.1~75.3-91;《鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓》GB/T 16939;《鋼結構工程》DB23/714-2003。
2.施工管理
1)組織規範學習,編寫工藝卡,搞好技術交底,使有關人員掌握施工方法和質量標準,按正確的程式和規範施工。
2)現場配備專職焊接工程師和專職質檢員工序交接與驗收必須有質檢員簽字。重點做好焊縫質量檢查及構件組裝後與施焊前的交接檢查工作。
3)所有材料設備供應商均需經過合格供方評審。
4)工程所需的所有材料、設備必須有合格證或材質證明書,並且各類證書應列表登記,並與實物核對無誤。若無此檔案,可拒絕驗收或施工有疑問的應覆核鑑定,合格後方可使用。
5)樹立職工質量意識,形成良好的工作習慣,施工作業精益求精。
安全措施
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
安全是建築施工中永恆的主題。因此,必須將安全放在該項目施工過程的首要位置。
一、安全管理措施
1.貫徹執行勞動保護、安全生產、消防工作的法規、條理、規定,工地的安全生產制度、規定、要求等。
2.施工負責人必須對職工進行安全生產教育,增強法制觀念,牢固樹立“安全第一”的思想,提高職工的安全生產思想意識及自我保護能力,自覺遵守安全紀律、安全生產制度,服從安全生產管理。項目執行每天班前教育,班中檢查,班後總結的辦法,施工負責人應對所屬施工及生活區域的施工安全、防火、治安、生活衛生各方面全面負責。
3.所有的施工及管理人員必須嚴格遵守安全生產紀律,正確穿、戴和使用好勞動防護用品,進入施工現場必須戴安全帽,高空作業必須系好安全帶。下班後嚴禁在施工場地逗留。
4.對施工區域、作業環境、操作設施設備、工具用具等必須認真檢查,發現問題和隱患應立即停止施工並落實整改,確認安全後方可施工。
5.機械設備、腳手架、吊具、吊索等設施,使用前需按規定驗收或班前檢查,並做好驗收及交付使用的書面和檢查記錄,嚴禁未經驗收或驗收不合格、未檢查或有損傷情況下投入使用。
6.對於施工現場的腳手架、安全網、鋼爬梯等安全設施及安全標誌、警告牌等不得擅自拆除、改動;必須拆除時須有書面申請,經項目安全負責人及安全人員同意,並採取可靠的安全措施後由項目的安全班組拆除。
7.電焊工、氣焊工、電工、起重工等特殊工種的人員必須按規定經培訓,考核合格後執有效證件上崗作業。起重機吊裝人員必須遵守“十不吊”規定,嚴禁不懂電氣、機械的人員擅自操作使用電器、機械設備。
8.高空作業人員應符合高空作業體質要求,高空作業中應佩帶工具袋,工具應放在工具袋中,不得放在鋼樑或易失落的地方,所有手動工具(如手錘、扳手、撬棍等),應穿上繩子套在安全帶或手腕上,防止失落傷人。嚴禁酒後作業和高空人員帶病作業。
9.嚴格遵守安全用電規範,鋼結構是良好導體四周應接地良好。施工用電線必須是膠皮電纜線,施工現場的走線用電必須嚴格執行“三相五線制”,“一機一閘一漏電保護器”,電器設備在使用前必須先檢查合格後方可使用,並嚴格執行動力用電與生活用電分開制度。
10.必須嚴格執行防火、防爆制度。在施工現場及庫房嚴禁吸菸、動用明火。現場必須配備一定數量的滅火器和設定消防水池,落實防火、防中毒措施。消防器材不準挪作它用。使用明火時必須按規定辦理動火審批手續,焊接過程中應做好防火措施,氧氣、乙炔、油漆等易燃易爆物品必須分庫專人保管。
11.注意勞逸結合,做好班次安排,料理好職工的生活,調節好職工身心,精神飽滿地投人施工,保證安全生產。
二、吊裝中的安全生產技術措施
1.柱子上的抱箍操作平台必須認真搭設牢固、平穩以滿足柱子對接就位中的安全要求。
2.柱身上的登高爬梯需與柱子綁紮牢固,只有每個控制段交給土建澆築混凝土後,方能全部拆除。
3.吊裝中要特別注意塔吊吊鉤、鋼絲繩以及吊裝構件,不得與建築物、電纜等發生碰撞,必要時在起吊過程中構件端部應栓上尾繩。
4.在中廳鋼結構邊緣搭設一個懸挑安全平台;在每個吊裝控制段的工作面下方鋪設安全網以防物件墜落傷人。
5.吊裝區域要設警示牌,必要時拉設分隔繩。
6.所有用於安裝就位、焊接操作的鋼製吊籃必須綁紮牢固。
三、安全用電技術措施
1.施工現場一切用電設備的安裝必須嚴格按施工方案進行。
2.電器設備的設定、安裝、防護、使用、維修、操作人員必須符合《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ 46-2005要求
3.施工現場專用的中性點直接接地的低壓電力線路中,必須採用TN-S接零保護系統。
4.一切用電的施工機具運至現場後,必須由電工檢測其絕緣電阻及檢測各部分電器附屬檔案是否完整無損,絕緣電阻小於0.50或電氣附屬檔案損壞的機具不得使用安裝。
5.施工現場的配電箱和開關箱必須配置三級漏電保護器。
6.漏電保護器只能通過工作線,開關箱應實行“一機一閘一漏保”保護系統。
7.配電箱和開關箱應配鎖,由專人負責,定期檢修。
8.在電器設備相對集中的場所,配置絕緣滅火器材,並嚴禁菸火。
環保措施
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的環保措施如下:
1.抓好現場防火工作。氧氣、乙炔應按規定存放和使用,焊接區域上下周圍應清除易燃物品。
2.做好防風、防雷雨工作。要有專人掌握氣象資料,做好記錄,隨時通報,以便合理安排施工。及採取預防措施。雷雨、大風來臨前,應儘量安裝固定一個單元的構件,無法固定時,應採用臨時加固措施;同時,應及時將高空人員撤離到安全區,保護好電源、機具、設備、材料等。
3.施工現場做到道路暢通,整潔無垃圾,操作地點保持整潔、乾淨,做到工完場清。
4.材料、機具、構件應分類堆放,擺放整齊。現場機具設備應標識明確、整潔。安全裝置靈敏可靠。工具棚內外乾淨整潔,工具擺放整齊,禁止亂丟材料、工具及其他雜物。
效益分析
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的效益分析就是結構受力明確,造價合理,給用戶帶來很高的精神享受,具有顯著的社會效益。
套用實例
《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》的套用實例如下:
1.工程概況哈爾濱工程大學大學活動中心工程的中空部分的鋼結構採用了帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構,該工程位於哈爾濱工程大學校園內,該工程開工時間為2005年9月1日,竣工時間2006年9月7日,該鋼結構工程中共使用了735米跨度鋼結構張弦梁,總計鋼材85噸,施工結束後該鋼結構工程達到設計要求,並且取得不錯的經濟效益和社會效益。黑龍江省體工隊網球館改擴建工程及大慶油田工程有限公司技術交流中心鋼結構工程中的屋面工程均採用了帶狗骨式張弦梁結構施工工藝,使得建築物內部空間開闊,美觀,經濟合理,取得良好的社會效益。
2.結果評價
1)承載能力高張弦梁結構中索內施加的預應力可以控制剛性構件的彎矩大小和分布。例如,當剛性構件為梁時,在梁跨中設一撐桿,撐桿下端與梁的兩端均與索連線,在均布荷載作用下,單純梁內彎矩;在索內施加預應力後,通過支座和撐桿,索力將在梁內引起負彎矩。
2)使用荷載作用下的結構變形小張弦梁結構中的剛性構件與索形成整體剛度後,這一空間受力結構的剛度就遠遠大於單純剛性構件的剛度,在同樣的使用荷載作用下,張弦梁結構的變形比單純剛性構件小得多。當剛性構件為拱時,將在支座處產生很大的水平推力。索的引入可以平衡側向力,從而減少對下部結構抗側性能的要求,並使支座受力明確,易於設計與製作。
3.結構穩定性強張弦梁結構在保證充分發揮索的抗拉性能的同時,由於引進了具有抗壓和抗彎能力的剛性構件而使體系的剛度和形狀穩定性大為增強。同時,若適當調整索、撐桿和剛性構件的相對位置,可保證張弦梁結構整體穩定性。
4.建築造型適應性強張弦梁結構中剛性構件的外形可以根據建築功能和美觀要求進行自由選擇,而結構的受力特性不會受到影響。張弦梁結構的建築造型和結構布置能夠完美結合,使之適用於各種功能的大跨空間結構。
5.製作、運輸、施工方便與網殼、網架等空間結構相比,張弦梁結構的構件和節點的種類、數量大大減少,這將極大地方便該類結構的製作、運輸和施工。此外,通過控制鋼索的張拉力還可以消除部分施工誤差,提高施工質量。
榮譽表彰
2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號,《帶狗骨式阻尼器的張弦梁結構施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。