北京某大厦主钢桁架安装施工工艺介绍.doc

北京********大厦主钢桁架的安装
第一节ST50主钢桁架钢结构施工
1.1 ST50主钢桁架的特点及难点
桁架拼装场地狭小，钢桁架高度达到16m，长度约63m，宽度2.752m重量450t左右。安装就位上标高点为104.875m，下标高点为88.875m。塔吊吊装无法实现。我们采用了穿心千斤顶整体提升的工艺来进行桁架的安装
1.2 ST50主钢桁架的施工准备
1.2.1钢桁架现场拼装
现场拼装钢桁架的工作面要用支点将钢桁架架空，以使焊接质量易于保证。一定要保证支点垫块上表面在同一标高，并保证垫块的强度及平整度。构件组拼时塔吊和汽车吊同时进行安装。在拼装过程中为防止桁架的倾覆，必须用斜撑以保证钢桁架在拼装过程中的稳定性。如图表9-1

由于桁架高度、长度等因素的限制，桁架无法以榀为单位进行分段运输。钢桁架构件要以杆件形式进场，在现场进行组拼，因此要求杆件必须在加工厂进行预拼装，以保证现场组拼的精度。在现场组拼中采用整体对位后焊接的方法，施焊顺序遵循从中心到两端的原则，以利于焊接应力及应变在两端得到消化。在现场先拼装桁架①、②，作为牛腿来进行主桁架③的提升，并将其加固，以增强牛腿刚度，然后拼装主桁架③。（①、②、③见下图表9-2所示）
现场拼装示意图见主桁架分段拼装示意图和主桁架拼装顺序示意图表9-3

1.2.2桁架校正
校正工具主要用经纬仪，组拼阶段必须保证杆件的顺直、就位准确。在桁架提升前必须在钢柱相应位置上精确放线。
为确保钢框架的整体性，当单个构件柱、桁架校正完毕，进行临时或永久固定，必须将构件间的斜撑安装好，以增强钢框架的刚度，不受其它施工区结构安装的任何影响。
1.2.3桁架焊接
钢桁架的拼装位置在就位位置的正下方，故桁架拼装过程中不能翻身，应最大限度地避免仰焊缝，以保证焊接质量。
1.3 ST50主钢桁架的吊装
1.3. 1 ST50主钢桁架吊装方法
根据现场的具体情况（两面拉接的脚手架无法搭设近100m的高度，塔式起
重机无法整体吊装），我们采用穿心千斤顶整体提升桁架技术。在主桁架牛腿顶部安装4台200T穿心千斤顶进行主桁架提升安装。
1.3.2具体施工流程如下
桁架杆件进场→在就位投影位置正下方地面的工作面上分段预拼→校正→焊接→用塔吊吊装两端主桁架牛腿→校正→与核心筒预埋件固定→在两端主桁架牛腿顶部安装千斤顶→校正→钢绞线固定主桁架→提升→就位→校正→与主桁架牛腿焊接→UT探伤→拆除提升系统。
1.3.3提升工艺
⑴工作原理
原理：液压同步提升设备是一种出力大、使用灵活的新型施工机械装置，其工作原理如图表9-4

提升工作原理示意图
它主要由执行机构、控制系统和动力装置三部分组成。
执行机构直接实现提升任务，它如同一个预应力的张拉千斤顶，活塞杆和缸桶上均有一付锚具，重物的提升就象预应力钢筋张拉过程一样，千斤顶往复伸缩，依靠锚具的协调动作，使重物提起。不同的是锚具用液压缸控制，有主动加紧系统。
控制系统主要由液压控制系统、计算机系统和信息反馈系统三部分组成。反馈信号（提升高度）与输入指令比较，控制液压系统工作，使提升对象按照输入
的指令要求提升。动力系统为液压泵站和液压传动与控制系统提供能源。
⑵相互关系图表9-5

相互关系指示图
⑶设备布置
提升设备布置依钢结构吊点位置而定，最简单的方案是永久支承位置设置吊点，对于整体安装，一般来说这是比较合理的方案。为此在主桁架牛腿顶部四个支撑点布置相应的提升千斤顶，其平面布置如下图表9-6：

布置设备时，应考虑以下三点：
① 钢绞线应有足够的安全储备，锚具工作安全可靠。
②节约能耗，提高效率。从液压系统看，连在一个泵中的千斤顶工作压力越接近，则系统的工作效率越高。
③整体提升法施工时在桁架端部加焊连接杆以确保桁架的整体性，避免提升过程中在桁架杆件中产生太大的弯矩。必须保证提升过程中钢桁架的工作面。提升过程示意图表9-7；9-8

由于提升高度长达100多米，而在提升过程中应连续提升不可间断，保证主桁架的提升精度。若遇到风雨时应采用相应的防护措施。
主桁架长度达60米，而宽度不到3米，为了防止主桁架与核心筒墙在提升过程中发生碰撞，必须在两端加溜绳，并在主桁架两端核心筒剪力墙表面预埋槽钢作为轨道，来保证主桁架在提升过程中的稳定性。如下图表9-9所示：

在用顶升过程中，要确保千斤顶同步顶升，使四个千斤顶受力均匀一致。桁架整体提升时拟在两端分别设两个200吨穿心式液压千斤顶，而钢桁架约重470吨，故安全储备完全能够满足施工要求。
⑷系统控制调差

计算机控制系统有主从控制柜各一台，分别放置跨两边，实现两级控制，保证同步提升。将误差控制在毫米级。实践证明，正常提升情况下，高度同步提升误差控制在4mm内为益。
1.3. 4提升过程
⑴操作要点如图表9-10

提升要点示意图
①提升钢结构8由下部锚具5 锚固，并由提升钢铰线7悬挂，下部夹具4 已卡紧。
②千斤顶1 顶升，使被提升钢结构由上部锚具3承受，下部技术夹具4打开，使钢铰线自由通过下部锚具5滑动。
被提升钢结构上升了等于千斤顶行程的高度300m以内，每小时提升1.5米左右。
③在千斤顶顶升后，将被提升钢结构由下部锚具5承受，上部夹具2打开。
④千斤顶回油，被提升钢结构由下部锚具5承受，而上部锚具3自由沿钢铰线滑下。
下降操作过程：如提升一样，只是顺序相反，被提升钢结构在千斤顶回油时降下。
⑵结构设计及提升有关的关键问题
根据提升总重为470吨左右，计算出每个桁架牛腿顶部受力，确定主要提升设备千斤顶吨位及钢绞线的断面、根数选择，相应设计出提升桁架牛腿顶部几何尺寸。设计受力计算书附后
①千斤顶及钢绞线选择见下图表9-11
总重（T）
提升点
提升重（T）
千斤顶数量
Φ15.24钢绞线布置数量
200t
实际能（T）
根数
安全储备
455
主桁架端点
227.5
4
910
18
4.38
②结构设计
提升牛腿设计牛腿（见桁架①、②）
③关键问题：
主桁架端部提升线路无障碍物。
考虑天气的原因进行相应的防护处理。
控制主桁架的横向位移
⑶提升工艺
①提升工艺

工艺流程见下图表9-12
提升模拟试验
对千斤顶进行空载、负载、超负载试验
钢结构验收
提升钢绞线上孔与下部锚具孔垂偏测量
提升行驶路线障碍物排除
搭设提升工作平台
提升主桁架牛腿顶的悬臂重新复线
主桁架下弦预应力张拉
安装主桁架顶部的千斤顶及其他设备
穿提升钢绞线
预紧钢绞线
试提升前工作检查
提升指挥小组
上、下通话联络员——即承上启下作用，将三个职能组情况及时汇报提升指挥小组
提升设备组、障碍排除组，钢结构施工技术组
检验设备、液压、泵站、油路、200t千斤顶，电控系统，功能情况，施工现场障碍物排除，钢结构问题处理，浮动物清理及测量提升高度等

提升指挥小组决定试提升
四台千斤顶同步提升及整体提升1.5米
用塔吊吊装主桁架两端主桁架牛腿及主桁架上、下弦连接板
按提升前检查内容进行全部检查
正式提升
检查千斤顶、梳理钢绞线
就位—即钢结构落在两端主桁架牛腿上
跟踪测试对主桁架杆件受力前后的应力情况
安装、焊接主桁架上、下弦连接板
拆除穿心千斤顶提升系统
焊接主桁架端支座与两端主桁架牛腿连接
主钢桁架验收
三个职能组作出保证签字

⑷千斤顶的安装
① 千斤顶的安装主要要求承座平面斜度≯3/1000，在没有自动调整弧形支座时应≯1/1000。
② 油管接口和各电器接口朝向安装，其位置是有方向性的。
穿钢绞线。
③本工程采用上穿法

A准备工作
B工艺
C钢绞线在提升中的梳理及导向：
疏导顺序如下图表9-13所示

D试提升前检查
E一次就位——提升到平均设计标高值
F二次就位——即整体钢结构
④操作过程
A试提升
所有准备工作完成后，在无异常的情况下，进行试提升。
a.将各千斤顶的松卡装置处于工作状态。
b.启动液压泵，使各钢绞线从自由 状态下逐步拉紧（注意观察各钢绞线是否拉紧，当发现问题时，应及时停止检修。
c.适当调高油压，当提升杆基本都受力拉直时，再观察钢绞线与钢桁架连接处及钢绞线的与千斤顶的锚故有无异常情况。
d.完成上述工作后，一切正常，逐步提高油压。
e.将整个钢桁架提升离开基准面30mm-50mm时，停止提升。
f.检查钢桁架提升点的高差，要始终保持提升点在同一高度。
试提升一切正常，进入正式提升阶段。
B钢桁架提升
a.正式提升时，每提升500mm测定一次提升高度，以便及时调整提升端头的高度，使提升端头始终保持在同一高度上同步提升。
b.每个提升千斤顶组派专人监测，并用步话机相互联络，随时通报提升过程
中设备的运行情况。
c.提升过程中，如出现千斤顶打滑时，将保险锁死后，将千斤顶卡头更换。在连续提升时，如果出现油泵过热的情况，应适当停止提升30分钟左右，或采取降温措施。
d.将对接点拼焊固定，焊接完毕后卸去千斤顶。
第二节 ST51钢桁架结构的吊装
由于ST51桁架为单片桁架结构位于1号和3号核心筒之间，从标高88.875m至92.875m。桁架高度4m，总长度38.185m。
在安装的时候，由于特式吊楼的位置阻碍ST51钢桁架在地面拼装，整体提升。所以我们采用分解的方法，将ST51钢桁架以单个构件进行吊装，就位拼接的方式来吊装。
由于ST50主钢桁架已经安装完成，形成刚性单体结构，并将ST51主钢桁架与1号和3号核心筒旁的框架钢结构之间的钢梁进行安装。增加了ST50主钢桁架的整体稳定性。
安装与ST50主钢桁架和ST51钢桁架之间的连接的所有钢梁，使钢梁与ST50主钢桁架一端进行连接，钢梁靠近ST51钢桁架一端成为悬挑端。在钢梁的悬挑端与ST50主钢桁架之间用倒链拉设到设计标高位置。吊装ST51钢桁架单个构件与钢梁连接，直到ST51钢桁架在高空全部拼出。再将ST51钢桁架与1号和3号核心筒旁的框架钢结构之间的钢梁进行安装，与ST51主钢桁架形成整体。具体吊装顺序见下图表9-14等。

图表9-14 准备提升主桁架ST50

图表9-15主桁架ST-50提升完毕

图表9-16安装主桁架与ST51桁架的连接梁

图表9-17 ST-51桁架单件从两边向中间安装

图表9-18 主桁架与ST51桁架的连接梁用倒链控制悬挑端

图表9-19 ST-51桁架单件从两边向中间安装

图表9-20 ST-51桁架单层合拢，按此方法安装第二层，最后安装斜撑。

图表9-21 22层中庭桁架梁安装完成