空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法

空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》是五洋建設集團有限公司、浙江崑崙建設集團股份有限公司完成的建築類施工工法,完成人是張杭生、阮連法、王棟、徐建豐、勞震宇。適用於空間曲面鋼結構管桁架屋蓋的安裝施工,對於其他鋼結構管桁架體系的安裝以及複雜曲面屋面板的放樣亦有參考借鑑價值。

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的工法特點是施工前用MIDAS軟體對施工方案進行安全評估:傳統工藝在施工前無法預知施工方案的安全性,許多問題在施工過程中才會暴露出來。該工法在施工前用MIDAS軟體對施工方案進行了線性施工階段的有限元模擬,通過模擬觀察施工過程中各構件的應力和應變變化,進而評估施工方案安全性,從而指導實際安裝施工過程。

2011年9月,《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》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:空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
  • 完成單位:五洋建設集團有限公司、浙江崑崙建設集團股份有限公司
  • 主要榮譽:國家二級工法(2009-2010年度)
  • 工法編號:GJEJGF092-2010
  • 審批單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
  • 主要完成人:張杭生、阮連法、王棟、徐建豐、勞震宇
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

隨著社會經濟的快速發展,人民民眾對於體育活動的需求也日益增多,各種形式各異、功能多樣的體育場館如雨後春筍般的拔地而起。而空間曲面鋼桁架結構體系由於具有結構合理、受力均勻、整體重量輕、外觀時尚、內部空間大等優點,被越來越多的套用於各類體育場館的建築設計中傳統空間曲面鋼結構管桁架安裝施工在構件詳圖深化設計、相貫線節點焊接、不規則屋面板的下料、管桁架的製作與安裝等方面都存在一定的難度。《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》在施工之前用 MIDAS軟體對施工方案進行了分析,施工過程中對關鍵部位進行應力和變形監測,確保了施工的安全性和精度。該工法套用PROE軟體對構件進行了深化設計並在施工過程中根據施工誤差進行實時調整,使得主次桁架能夠順利焊接。另外,該工法利用 AUTOCAD、PROE軟體進行屋面板放樣的方法提高了施工精度,節省了建設成本,值得其他工程借鑑。

工法特點

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的工法特點是:
1.施工前用 MIDAS軟體對施工方案進行安全評估傳統工藝在施工前無法預知施工方案的安全性,許多問題在施工過程中才會暴露出來。該工法在施工前用 MIDAS軟體對施工方案進行了線性施工階段的有限元模擬,通過模擬觀察施工過程中各構件的應力和應變變化,進而評估施工方案安全性,從而指導實際安裝施工過程。
2.施工過程進行應變位移監測並對施工誤差進行實時調整根據施工前 MIDAS軟體對屋蓋施工方案的分析結果,該工法在施工過程中對各個關鍵位置進行了應力應變監測、對各主桁架懸臂端進行了位移監測,從而保證了施工階段的各種桿件承受的應力及變形與設計模型相符。同時,為了減小管桁架構件在分解構件的製作、安裝過程中所產生的累計誤差的影響,該工法在施工過程中嚴密監測已安裝完成的主次桁架的位置坐標,與設計值進行比對,及時得到施工誤差。然後利用P-E軟體對未安裝構件設計進行實時調整以糾正先前施工誤差,使得屋蓋結構能夠順利合攏。
3.利用 AUTOCAD、PRO-E軟體對各種不同形狀屋面板進行放樣空間曲面屋蓋形狀複雜,屋面板多為扇形且每塊扇形板的形狀尺寸不一,有些工程選用較硬的彩鋼板作為屋面板材料,放樣難度非常大。採用傳統施工工藝往往會造成放樣尺寸不精確、材料浪費等問題。該工法根據現有市場材料,利用 AUTOCAD、PRO-E軟體,對屋面板進行深化及分解,得出最終的扇形板上下口尺寸,不僅提高了施工精度,同時降低了建設成本。

操作原理

適用範圍

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》該工法適用於空間曲面鋼結構管桁架屋蓋的安裝施工,對於其他鋼結構管桁架體系的安裝以及複雜曲面屋面板的放樣亦有參考借鑑價值。

工藝原理

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的工藝原理敘述如下:
1.用 MIDAS軟體進行分階段模擬分析按照安裝施工方案,分安裝主桁架構件、安裝環形桁架構件和主檁條、卸載主桁架頂部約束三個階段進行建模。在充分考慮不利工況的條件下,分析各個階段構件的應力和應變情況,評估施工方案的安全性。 MIDAS分析模型(見圖1、圖2)。利用上述模型分析主次桁架各構件的應力和應變,發現在主桁架懸臂端的格構式柱子拆除後,整個結構的最大撓度約為10毫米,且構件的最大應力約39N/平方毫米,位於與平台混凝土柱子連線的主桁架的弦桿。從分析結果可以看出,本工程安裝施工方案安全可靠,安裝過程中應對關鍵部位的應力和變形進行監測。
2.運用 AUTOCAD、PRO-E軟體對構件進行深化設計以及實時調整利用 AUTOCAD、PRO-E軟體,對鋼結構屋蓋的各個構件進行深化設計。根據實際施工過程中觀測到的空間坐標,及時發現施工與設計偏差。運用PRO-E對剩餘構件進行實時更新設計,以便滿足設計要求(見圖3、圖4)。
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖3 中心賽場PRO-E模型圖
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖4 部分構件深化設計圖
3.利用 AUTOCAD、PR-E軟體進行屋面板放樣該工法根據現有市場材料,利用 AUTOCAD、PRO-E軟體,分別對圓型半球體的屋面板進行深化及分解(圖5、圖6),對三種軟體得出的扇形板上下口尺寸進行比較確定,得出最終的扇形板上下口尺寸。以寧波網球中心項目為例,該屋蓋共有15種形狀的屋面板,每種72塊,具體情況(見表1)。
表1 屋面板放樣匯總表
序號
上邊長(毫米)
下邊長(毫米)
腰長(毫米)
個數
放樣圖
序號
上邊長(毫米)
下邊長(毫米)
腰長(毫米)
個數
放樣圖
01
2423
2551
1483
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
06
3272
3442
2168
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
02
2551
2737
2170
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
07
3442
3606
2137
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
03
2737
2919
2158
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
08
3606
3772
2270
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
04
2919
3099
2182
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
09
3772
3932
2374
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
05
3099
3272
2142
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
10
3932
4073
2368
72
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
4.對施工階段構件進行應力應變監測根據對施工階段的模擬分析結果,選取控制桿件控制點和應力比較大的桿件作為實測應變測試的位置。位移(撓度)測點主要為各主桁架懸臂端。以寧波網球中心一期、二期項目為例,應變測點的布置(如圖7)所示。共對6主桁架(如圖所示)的應變進行了測試,每榀桁架中測點的布置(如圖8)所示(以CHJ2為例)。同時,對6環形桁架(如圖9所示)的應變進行監測,每桁架中測點的布置(如圖7、圖8)所示(以 HHJla為例)變形的監測主要為對主桁架懸臂端的撓度監測。測試採用高精度的全站儀,利用三角高程差的方法進行。
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖7 主桁架測點布置平面圖a
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖8 主桁架測點布置平面圖b
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖9 環形桁架測點布置平面圖

施工工藝

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的施工工藝流程(見圖):
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖10 工藝流程圖
《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的操作要點如下:
1.施工方案評估正式施工前用 MIDAS軟體對施工方案進行了線性施工階段的有限元模擬,通過模擬考察施工過程中各構件的應力和應變,從而評估施工方案的安全性。模擬評估確認施方案安全後方可進入施工階段(見圖11)施工階段應根據模擬分析結果,對主要構件進行應力應變監測(見圖12)。
2.施工準備平整道路和安裝場地,吊機行駛道路必須平整堅實,可採用墊鋼質路基箱或道木,以保證吊機負荷行駛中安全。
3.測量放線選用 Topeon電子全站儀和J2光學經緯儀、SD3水準儀,配合鋼尺、角尺等採用極坐標法進行管桁架柱腳、中間支座和格構柱的放樣工作。在主桁架柱腳底板上標好主桁架上下弦桿的就位圓尺寸,在中間支座底板上彈出就位軸線位置,方便主桁架安裝就位。
4.整理預埋鐵件根據測量放線,覆核管桁架柱腳、中間支座以及施工鋼構柱的砼基礎或看台上相應位置的預埋鐵件位置。對軸線位置和標高不滿足要求的鐵件進行整理,使其偏差值在允許範圍內。
5.安裝鋼構柱根據設計院提供的鋼結構主桁架懸臂端下弦桿下口至±0.000處的高度做好每主桁架的格構柱並進行標號處理。格構柱基礎採用混凝土基礎,在滿足承載力要求的同時不應產生沉降變形。安裝時,選用 Topcon電子全站儀和J2光學經緯儀、SD3水準儀對格構柱的標高、角度、垂直度進行校正,校正後拉好攬風繩。
6.搭設滿堂腳手架腳手架搭設成階梯形,按照安裝需求分層搭設作業平台。以寧波網球中心一期、二期項目為例,第一層至7.5米標高搭設平台,第二層至11.5米標高搭設平台,第三層至15.2米標高搭設平台,第四層至17米標高搭設平台,最後搭設至標高20.6米,腳手架立桿縱橫間距1000毫米,步距1800毫米。腳手架在弦形主桁架就位處應留出位置,具體布置(見圖13、圖14)。
7.驗收主、次桁架根據設計要求以及焊接質量驗收等相應規範對主次桁架進行驗收,通過驗收方可進行吊裝。
8.安裝主、次桁架主次桁架安裝步驟如下:先進行兩福主桁架的安裝,之後進行環形次桁架的分段安裝,然後以打圈的方式逐福安裝主桁架並逐段進行環形次桁架的安裝,(見圖15、圖16)。在正式吊裝前進行試吊,以確保吊裝的安全。
1)驗算主桁架的吊裝穩定性由於空間曲面結構的主桁架跨度往往較大吊裝時在自重及動力作用下,應保證主桁架的安裝穩定性。在吊裝前,應根據主桁架綁紮吊點及上、下弦桿的最不利截面處的截面慣性矩對平面內外進行吊裝穩定性驗算。
2)安裝第一主桁架吊機就位後試吊一次弧形主桁架,套用4吊點起吊弧形主桁架,控制好主桁架不翻轉,試吊時宜將主桁架吊離地面50厘米左右。吊裝過程中,通過控制使主桁架先滿足格構柱頂端的標高,再滿足主桁架柱腳處的標高,最後滿足主桁架中段混凝土支撐柱柱頂支座的標高。主桁架就位後,用全站儀測量標高、角度,用屋架校正器校正垂直度等各項指標。屋架校正器由3節組成,首節用43鋼管制作;尾節包括兩部分,一部分用中43鋼管制作,另一部分包括搖把、螺桿和套管卡子;中節用48-57鋼管制作。18米跨以上的屋架用兩根校正器,當使用兩根校正器同時校正時,搖手柄的方向必須相同,快慢也應基本一致。
3)臨時固定採用在桁架兩側各設定兩道纜風繩作為臨時固定,用纜風繩將桁架作三角形狀拉牢以避免桁架向兩邊傾斜,旋緊預埋螺栓螺母,然後吊車脫鉤主桁架臨時就位固定完成。
4)安裝第二主桁架第二福主桁架安裝同第一主桁架安裝程式相同,應在二福主桁架之間安裝好次桁架,吊鉤方可脫鉤。
5)分段吊裝環形次桁架第二主桁架安裝完成後,為了保證結構的穩定性,立即進行環形次桁架(分段)的安裝。由於次桁架是一變截面三角環形桁架,3根弦管兩端都是一個相貫面U形切割口,主桁架安裝完成呈倒V,上面小下面大,所以為了方便安裝,環形次桁架吊裝按先上後下的順序,即先安裝上面一,後安裝下面一。
6)焊接吊裝環形次桁架就位後焊接固定,依次進行由於主次桁架間焊口集中,相貫線複雜,施焊時間長,因此焊接熱引起的構件變形將嚴重影響杵架的拼裝質量。為了減少這一影響,根據現場的焊接檢驗報告,以科學的計算分析為指導,施工中通過選擇適當的焊接工藝流程、作業方式和作業順序,並不斷地調整工藝參數。
7)超音波探傷焊接完畢後,應待冷卻至常溫後進行超音波探傷檢驗。經探傷檢驗的焊縫接頭質量必須符合所有桿件對接焊縫為1級,支座Ⅱ級,其他焊縫為Ⅲ級質量標準。
8)測量已安裝結構空間坐標選用 Topcon電子全站儀和J2光學經緯儀、SD3水準儀對已經安裝的主次桁架關鍵點空間坐標進行測量,主要測量主桁架懸挑端、主次桁架焊接結點的空間坐標,並與設計值進行比對,得出施工誤差。
9)根據施工誤差進行設計調整根據實際施工過程中的誤差,用PRO-E軟體對未安裝構件重新進行深化設計(圖17),並根據新的深化設計圖進行下料、焊接,使得主次桁架能夠順利拼裝。
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖17 PRO-E軟體深化設計
10)依次進行其餘主次桁架檁條安裝按照上述步驟進行其餘主次桁架的安裝。為了減小溫度應力對結構的影響,選擇傍晚安裝最後幾環形次桁架,實現屋蓋管桁架鋼結構體系的整體合攏。
9.安裝檁條以及應變片主次桁架驗收合格後,進行檁條及屋面板等安裝。鋼檁條分為主檁條和次檁條,材質均為0345B。
在監測過程中,應變測點感測器的安裝將隨著桁架安裝的進度同步進行。為了避免應變儀的損壞,應變感測器的安裝需要在各桁架的主檁條安裝完成之後進行。振弦感測器採用AB膠貼上方法固定在測點表面,粘結時要求表面平整乾燥以傳遞相應的局部變形。同時,為了防止在現場惡劣的自然條件(如淋雨、陽光強射)對膠水性能的不利影響,在AB膠的外部使用矽膠與外部環境隔離。各測點的數據線需要集中捆綁,沿鋼架表面而下,置於便於量測的位置,以便於集中讀數,加快測試進程(圖18)。
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖18 應變實時監測
10.整體卸載:整體卸載格構式鋼柱(以下簡稱鋼構柱)採用整體卸載法撤除。鋼結構管桁架的卸載方法:統一指揮12台液壓千斤頂同時頂升,每次頂升高度為1毫米,可以千斤頂活塞上的標誌為依據。應在正式頂升前即主桁架懸臂端下千斤頂脫空時試驗兩次,以獲得同步頂升的經驗。第一次頂升1毫米後,應檢查千斤頂、墊片、鋼構柱等情況是否良好。如發現千斤頂偏斜和基礎沉降變形及其它異常情況,必須經處理後才能繼續頂升工作。如發現基礎沉降變形,可以加楔形墊鐵處理。千斤頂分3次同步頂升,每次同步頂升1毫米,累計頂升3毫米即完成頂升工作,即每頂升1毫米,應觀察主桁架的中間混凝土柱頂焊縫和次桁架與主桁架焊縫情況,防止焊縫拉裂破壞。同步頂升施工以鋼管主桁架的下弦位置為標準,一旦發現主桁架的下弦已經脫離基座墊鐵即可停止頂升作業。卸載過程中注意各檢測點的應力應變值,如卸載過程中發現某監測點應力應變超過正常值,應立即停止卸載,檢查相應部位的構件以及焊縫情況,分析應力應變超常原因,採取相應措施使得應力應變達到正常範圍內後方可繼續卸載。
11.主體安裝完成後驗收自檢合格後請監測單位、監理單位及業主按照相應驗收標準對主體結構進行驗收。各監測點的應力應變數值以及主桁架懸臂端的撓度數據作為驗收依據之一。
12.安裝屋面板:
1)根據現有市場材料,利用 AUTOCAD、PRO-E件,分別對橢圓型半球體的屋面板進行深化及分解,對3種軟體得出的扇形板上下口尺寸進行比較確定,得出最終的扇形板上下口尺寸。
2)根據扇形板上下口尺寸確定購買屋面彩鋼板的寬度尺寸,為了保證屋面板的內外觀感一致,所有購買彩鋼板都進行了雙面貼膜。
3)待屋面板材料運至工地後,切割前,對屋面板加工進行了安全技術交底,採用屋面板自動分條機,把一塊屋面板分成兩塊長度相等的扇形板材料。
4)把自動分條機加工好的屋面板材料放入屋面壓型板成型機內,成型好屋面板。
5)先對壓制好的屋面板進行試驗局部滾圓,每局部滾圓一遍,覆核一次屋面板的局部滾圓圓弧尺寸,並逐步調整好滾圓機滾圓尺寸,直到正確的屋面板局部滾圓尺寸後,覆核無誤後,固定好滾圓機的滾圓尺寸,然後進行大批量的滾圓。
6)為了保證屋面板的內外觀感,製作和安裝時,在各個環節中的儘量採取保護措施,保護好已經為成品的屋面板。
13.整體驗收屋面板安裝完畢後讀取各個屋蓋體系安裝完畢後先由施工單位進行自檢,自檢合格後請監測單位、監理單位及業主按照相應驗收標準進行整體驗收。各監測點的應力應變數值以及主桁架懸臂端的撓度數據作為驗收依據之一。

材料設備

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》所用的材料及設備明細如下:
1.主要材料:工程型鋼、板材、主管桁架及支撐由材質均為Q345,規格為中∮351、∮114、∮140、∮245、∮194、∮299、∮152、∮180、∮203、∮12、∮102、∮95、∮83等的無縫鋼管和H500×200×10×20、H400×200×8×12、H200×200×8×12的型鋼。
2.屋面檁條材質均為Q345B,主次條分別為C250×80×0×3.0、250×70×20×2.5。
3.屋面板
4.油漆鋼結構油漆材料為:環氧富鋅底漆、環氧雲鐵中間漆、超薄型防火塗料及丙稀酸聚氨脂面漆。
5.設備(見表2)
表2 設備列表
機械名稱、牌號、產地
規格
數量
計畫進場與退場時間
汽車吊
110噸
1
從吊裝開始進場,桁架吊裝完畢退場
汽車吊
50噸
1
從吊裝開始進場,桁架吊裝完畢退場
吊帶
5噸
3
從吊裝開始進場,桁架吊裝完畢退場
活動扳手
8-20寸
30
根據需要隨時進場
棘輪扳手
M16-24
10
根據需要隨時進場
手動葫蘆
5-10噸
10
根據需要隨時進場
電動扳手
M16-24
4
根據需要隨時進場
氧氣、乙炔
/
10
焊接開始時進場,焊接完畢退場
烘箱
/
1
焊接開始時進場,焊接完畢退場
交流焊機
BX500
15
焊接開始時進場,焊接完畢退場
配電櫃
/
3
整個施工過程
配電箱
/
若干
整個施工過程
全站儀
/
1
根據需要隨時進場
鋼捲尺
/
若干
根據需要隨時進場
千斤頂
QYL8型
12
鋼構柱安裝過程中進場,整體卸載後退場

質量控制

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的質量控制要求如下:
一、質量控制的參考標準及規範:《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 502052001Y《JGJ 81-2002a》;《建築鋼結構焊接規程》JGJ 81-2002;《鋼結構高強度螺栓連線的設計、施工及驗收規程》JGJ 82-9;《低合金高強度結構鋼GB/T 1591-94;《碳素結構鋼GB/T 700-88《焊接H型鋼》YB 330192;《工程測量規範》GB 50026-93;《熱軋H型鋼》GB/T 9946-88;《鋼結構用扭剪型高強螺栓連線副》GB 3632-3633;《鋼結構防火塗料套用技術條件》CECS24:94;《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口形式及尺寸》GB 985-88;《埋弧焊焊縫坡口形式及尺寸GB 986-88;《鋼焊縫手工超音波探傷方法和探傷結果分組表》GB 11345-88;《鋼結構工程施工工藝標準》CECS150-2000;其它相關現行國家標準、規範和規程;公司質量手冊、程式檔案及作業指導書。
二、主控項目
1.建築物的定位軸線、基礎軸線和標高、地腳螺栓的規格及其緊固應符合設計要求。
2.基礎頂面直接作為柱的支承面和基礎頂面預埋鋼板或支座作為柱的支承面時,其支承面、地腳螺栓(錨栓)位置的允許偏差應符合(表3)的規定。
表3 支承面、地腳螺栓(錨栓)位置的允許偏差(毫米)
項目
允許偏差
支承面
標高
±3.0
水平度
1/1000
地腳螺栓(錨栓)
螺栓中心偏移
5.0
預留孔中心偏移
10.0
3.鋼構件應符合設計要求和本規範的規定。運輸、堆放和吊裝等造成的鋼構件變形及塗層脫落,應進行矯正和修補。
4.設計要求頂緊的節點,接觸面不應少於70%緊貼,且邊緣最大間隙不應大於0.8毫米。
5.桁架的垂直度和側向彎曲矢高的允許偏差應符合表4的規定。
表4 桁架、梁及受壓桿件垂直度和側向彎曲矢高的允許偏差:mm
項目
允許偏差
標高水平度
h/250,且不應大於15.0
側向彎曲矢高
l≤30米
l/1000,且不應大於10.0
30米<l≤60米
l/1000,且不應大於30.0
l>60米
l/1000且不應大於50.0
三、一般項目
1.地腳螺栓(錨栓)尺寸的偏差應符合規定,地腳螺栓(錨栓)的螺紋應受到保護。
2.當鋼桁架(或梁)安裝在混凝土柱上時,其支座中心對定位軸線的偏差不應大於10毫米當採用混凝土屋面板時,鋼桁架(或梁)間距的偏差不應大於10毫米。
3.主桁架安裝的允許偏差應符合本表5的規定。
表5 主桁架安裝的允許偏差單位:毫米
項目
允許偏差
主桁架底座中心線對定位軸線的偏移
h/250,且不應大於15.0
主桁架基準點標高
+3.0;-5.0
彎曲矢高
l/1000,且不應大於30.0
4.鋼結構表面應乾淨,結構主要表面不應有疤痕、泥砂等污垢。

安全措施

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》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:
一、安全組織措施
1.建立安全責任制。項目經理為安全第一責任人,執行安全生產三級教育。
2.建立安全檢查和評估制度。施工管理部門和企業要按照《建築施工安全檢查評分標準》JGJ59-2005定期對現場用電安全情況進行檢查評估。
3.建立安全教育和培訓制度。定期對各類專業工進行安全教育和培訓,凡上崗人員必須持有勞動部門核發的上崗證書,嚴禁無證上崗。
二、安全技術措施
1.高空作業必須戴好安全帽、安全帶,嚴禁帶病或酒後工作。
2.鋼桁架屋蓋上應設定安全扶手和護欄。
3.吊裝時應架設風速儀,風力超過6級或雷雨天氣應禁止吊裝,夜間吊裝必須保證足夠的照明,構件不得懸空過夜。
4.施工現場的總配電箱至開關箱應至少設定兩級漏電保護器,而且兩級漏電保護器的額定漏電動作電流和額定漏電動作時間應作合理配合,使之具有分級保護的功能。

環保措施

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的環保措施如下:
一、水污染防治措施
1.施工現場設定專用油漆油料庫,庫房地面牆面做防滲漏處理,儲存、使用、保管專人負責,防止油料跑、冒、滴、漏污染土壤、水體。
2.在工程開工前完成工地排水和廢水處理設施的建設,並保證工地排水和廢水處理設施在整個施工過程的有效性,做到現場無積水、排水不外溢、不堵塞、水質達標。
二、大氣污染防治措施
1.對易產生粉塵、揚塵的作業面和裝卸、運輸過程,制定操作規程和灑水降塵制度,在旱季和大風天氣適當灑水,保持濕度。在4級以上風力條件下不進行產生揚塵的施工作業。
2.嚴禁在施工現場焚燒任何廢棄物和會產生有毒有害氣體、煙塵、臭氣的物質。
3.施工用的油漆、防腐劑、防火塗料等易污染大氣的化學物品統一管理,用後用蓋蓋嚴,防止污染大氣。
三、噪聲污染防治措施
1.對施工噪聲的控制,選用噪聲和振動符合城市環境噪聲標準的施工機械,同時採用低噪聲施工工藝和方法。
2.作業時間安排在6時至12時、14時至3時,夜間儘量不施工。
4.鋼桁架搬運時輕拿輕放,下墊枕木,並避免夜間施工。
四、固體廢棄物污染防治措施
1.施工中產生的建築垃圾和生活垃圾,應當分類、定點堆放,由環衛公司進行專業化及時清運,不得亂堆亂放;建築物內的垃圾必須袋清運,嚴禁向外揚棄。
2.運輸車輛的出場前清洗車身、車輪,避免污染場外路面。
3.對收集、貯存、運輸、處置固體廢物的設施、設備和場所,加強管理和維護,保證其正常運行和使用。
4.教育施工人員養成良好的衛生習慣,不隨地亂丟垃圾、雜物,保持工作和生活環境的整潔。

效益分析

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的效益分析是:
1.在施工前用 MIDAS軟體對施工方案進行了線性施工階段的有限元模擬,確保了施工方案的安全性。同時有限元模擬分析得出了施工階段應力應變較大的部位,施工過程中對這些部位採取相應的保護措施並進行嚴密的監測,從而進一步提高了施工方案的安全性以及施工精度。
2.環形次桁架與主桁架焊合時,次桁架要同時滿足與主桁架相貫線節點的中心位置,每邊3個相貫線節點的對接長度以及次桁架中心點的下墜與彎轉3個要求。在傳統的施工工藝中,由於之前主次桁架的安裝存在一定誤差,往往導致後續的次桁架難以與主桁架順利焊合,需要對次桁架進行現場調整,不僅影響施工進度也大大降低了施工精度。該工法運用PRO-E軟體根據實際施工誤差對構件深化設計進行實調整以糾正先前施工誤差使得主次鋼桁架焊合時間大大縮短施工精度顯著提高
3.圓型半球體屋面板多為扇形而且每塊屋面板尺寸不一,按傳統方法進行放樣容易導致扇形板上下口尺寸不對,造成屋面板材的大量浪費。該工法運用PRO-E軟體對圓型半球體屋面板進行放樣,得出了每塊扇形板上下口尺寸,不僅提高了施工精度,同時降低了建設成本。

套用實例

《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》的套用實例如下:
寧波網球中心工程一期、二期工程由中心賽場、網球館、游泳館3棟單體建築組成,總建築面積22961平方米主體框架結構,屋面採用鋼管桁架結構。中心網球場為一個由鋼管桁架組成的網殼結構,網殼屋蓋投影的外圓直徑為90.71米,內圓直徑為47.83米,投影面積為6176平方米由12福彎曲的主桁架作為主要受力支柱,再和內外圍的四圈同心圓次桁架組合在一起(見圖11)。
空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法
圖19 寧波網球中心一期、二期項目

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,《空間曲面鋼結構管桁架屋蓋安裝施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。

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