钢结构铰支座综合项目施工新工法.doc

钢构造球型铰支座施工工法

大连三川建设集团股份有限公司
孙辉 梁伟 刘殿明 孙强 范玉铎

钢构造球型铰支座施工工法
大连三川建设集团股份有限公司
孙辉 梁伟 刘殿明 孙强 范玉铎
1 前言
钢构造铰支座施工质量直接影响到钢构造整体安全。随着建筑技术发展，对钢构造基本施工质量、环保规定也越来越高，需要选用更加优良材料，采用先进施工工艺，以保证建筑物安全性和使用功能。
钢构造球型铰支座是一项新型技术工艺，与同类支座相比，具备施工简便、用钢量少体积小、制导致本低、安全性能好、注重环保等长处。随着球型铰支座逐渐推广应用，在施工中不断摸索、改进，总结该项施工技术，咱们形成了钢构造球型铰支座施工工法。

图1：铰支座安装
2 工法特点
球型支座由上、下支座板、不锈钢板、中间球冠衬板、平面聚四氟乙烯滑板，球面聚四氟乙烯滑板等构成(图2)。球型支座通过球冠衬板与球面聚四氟乙烯板之间滑动完毕支点转动过程，因而有转动灵活，合用转角等长处，可以释放钢构造卸载时应力、地震、温度变形应力。球型铰支座与其她铰支座相比有如下特点：
2.1球型支座通过球面传力，不浮现力缩颈现象，作用在预埋件上反力比较均匀
2.2球型支座通过球面聚四氟乙烯板滑动来实现支座转动过程，转动力矩小，并且转动力矩只与支座球面半径及四氟板摩擦系数关于，与支座转角大小无关，因而特别合用于大跨度钢构造使用规定。
2.3球型支座各向转动性能一致，合用于跨度大、钢构造空间双曲等不规则构造致使各方向均有转角变位构造支承。
2.4球型支座不用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座转动性能影响，特别合用于低温地区。球型支座在传递构造荷载过程中不受橡胶容许承压制约，与盆式支座相比，其单位面积承载能力大，支座体积小，可减小支座底面积。

图2：球型支座
3 合用范畴
本工法合用于大跨度空间构造如网架，桁架，连廊，膜构造，钢屋盖等钢构造建筑及大跨度桥梁工程等。
4 工艺原理
该项施工技术是滑动支座通过球面聚四氟乙烯板滑动来实现支座转动过程，转动力矩小，并且转动力矩只与支座球面半径及聚四氟乙烯板摩擦系数关于，与支座转角大小无关。其用钢量少体积小，制导致品相对较低，具备万向转动万向承载多向位移等其他类型支座所无法比拟长处，并且采用抗拉、抗剪特殊构造，具备能抗地震烈度9度能力，可有效解决钢构造抗震问题、复杂构造施工问题。球型铰支座重要性能指标如下：
1、可承受竖向载荷；
2、具备抗竖向拉力性能，保证竖向地震时上下构造不脱节；
3、具备抗水平力性能，保证水平地震时构造不脱落；
4、可适应径向、环向位移规定；
5、可适应任意方向转角规定；
6、减震支座具备良好减震性能；
7、支座通过球面传力，不浮现力缩颈现象，作用在上、下构造反力比较均匀；
8、支座不用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座影响，使用寿命长。

5 施工工艺及操作要点
5.1 工艺流程
复核预埋板标高、轴线
标出铰支座顶板、底板“十”字格

依照轴线标出预埋件“十”字格
固定铰支座上盖板和底板
安装铰支座
调节铰支座使其“十”字格与埋件“十”字格重叠
检查支座各部件及装箱清单
焊接支座
调节铰支座顶标高

图5.1 钢构造铰支座施工工艺流程图
5.2 操作要点
(1)支座在安装前方可开箱，并检查支座各部件及装箱清单。支座安装前不得随意拆缷支座。
(2)先在预埋件顶板上画一“十”字格，然后在成品支座顶板及底板也分别画一“十”字格，作为支座安装基线。
(3)支座安装前必要将上盖与下底座连接件安装好。待支座安装就位完毕后拆除暂时连接件，使支座能自由转动。

图3：钢构造安装时固定好支座连接板
(4)当支座吊装到位后，用仪器量测支座安装位置，微调使之到设计坐标位置，保证支座中心线与上、下构造安装线相重叠。上、下部构造与支座连接连接板应平整，并应刨平，除锈级别应达到Sa2.5级别。连接板与预埋板应平行，四角和中心相对误差不大于0.1﹪，且应不大于1.5mm。标高绝对误差不大于3mm。安装误差须严格控制，否则产生难以预料巨大安装应力。
(5)为消除温度应力对上部钢构造影响，支座安装后先不与预埋板进行完全焊接，待所有构造安装完毕后再进行最后焊接。
(6)钢构造整体安装完毕，卸载前将上下连接板拆除。

图4：支座上下连接板拆除
6 材料与设备
依照本工程施工特点，现场投入如下施工机具及材料进行钢构造铰支座施工，详见表6-1。

表6-1 施工材料、机械、设备
序号
机械设备名称
规格型号
备注
1
25t汽车吊
QY-25

2
二氧化碳焊机
CPXS-500

3
直流焊机
ZX7-400

4
角向砂轮机
JB1193-71

5
火焰喷枪
SQP-1

6
全站仪
TC

7
经纬仪
J2级

8
水准仪
DS1级

9
钢卷尺

10
墨斗

11
水平尺

12
角尺

13
扁钢
-10mm

7 质量控制
7.1 原材料质量控制
原材料采购和进场质量控制必要严格按ISO9001质量体系程序和设计规定，根据受控质量手册、程序文献、作业指引书进行原材料采购和质量控制，保证各种原辅材料满足工程设计规定及加工制作进度规定。
(1)支座附件与否齐垒。如产品合格证，装箱单等。
(2)检查外观：支座与否清洁，防腐保护层与否脱落，有无破损，钢件与否锈蚀。
(3)核定铭牌，确认牌上内容与设计规定与否一致。支座位移指针及标尺与否完好，预置位移值要与设计值相符。
7.2 现场安装精度质量控制
(1)所有测量器具和测量仪器，按照ISO9002原则体系规定，通过国家技术监督局授权计量检定单位进行检定、校准，并在有效有效期限以内使用，在施工中所使用仪器必要保证精度规定。
(2)测量作业人员持证上岗，测量技术人员具备中级职称以上资质证书，所有测量人员具备场馆施工测量经验。
(3)各控制点应分布均匀，并定期进行复测，以保证控制点精度。
(4)施工中放样有必要检核，执行测量任务单三级审核制度，严格履行资料、数据复核、校对程序，保证测量数据精确性。
(5)规范工序间测量中间交接，测量标志、资料交接，施工单位在收到上道工序测量成果后，应在项目部测量管理人员见证下检查成果，检查符合精度规定后方可签收。
7.3 焊接质量控制
（1）焊工必要持有效证件上岗，施焊迈进行相应培训。
（2）焊接前必要编制合理焊接工艺和焊接顺序；严格按焊接工艺进行焊接。
（3）焊接时实行多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形。
（4）严格按设计规定进行焊缝尺寸控制，不任意加大或减小焊缝高度和宽度。
（5）焊接前将焊接区边沿30～50mm内铁锈、毛刺、污垢等清除干净，以减少产生焊接气孔等缺陷因素。
（6）焊后应清理焊缝表面溶渣及两侧飞溅物，检查焊缝外观质量，检查合格后，再进行下道工序。
（7）外观质量检查原则应符合《钢构造工程施工质量验收规范》（GB50205-）及《建筑钢构造焊接技术规程》（JGJ81-）有关规定。
7.4 质量验收程序与办法
1）验收程序
铰支座施工完毕自检合格后，报请甲方和监理验收，验收合格后方可进入下道工序施工。
2）验收办法
对照施工图纸和施工方案检查；采用经纬仪、水准仪、水平尺、钢尺等检查铰支座安装质量。
8 安全办法
8.1 防火办法
在施工现场易燃材料堆放处按规定配备干粉灭火器，同步，在上述场合禁止吸烟及其她明火操作。
8.2 高空作业安全
1.雨天和雪天进行高处作业时，必要采用可靠防滑、防寒和防冻办法。凡水、冰、霜、雪均应及时清除。
2.对进行高处作业高耸建筑物，应事先设立避雷设施。遇有六级以上强风、浓雾等恶劣 气候，不得进行露天攀登与悬空高处作业。暴风雪及台风暴雨后，应对高处作业安全设施逐个加以检查，发既有松动、变形、损坏或脱落等现象，应及时修理完善。
3.在高处作业时，应张挂安全网。无安全网时，操作人员应系好安全带，其保险钩应挂在操作人员上方可靠物件上。
8.3 安全用电
施工用电应符合《施工现场暂时用电安全技术规范》及其她用电规范规定。
（1）电焊机外壳必要接地良好，所有电缆、用电设备拆除、车间照明等均由专业电工担任，要使用电动工具，必要安装漏电保护器，值班电工要经常检查，维护用电线路及机具，保证用电安全。
（2）电焊机要设单独开关，开关应放在防雨闸箱内，拉合闸时应戴手套侧向操作。
（3）焊钳与把线必要绝缘良好，连接牢固，更换焊条应戴手套。在潮湿地点工作应加强防止触电办法，例如必要穿绝缘胶鞋或站在绝缘胶板上。
（4）把线、地线禁止与钢丝绳接触，更不得用钢丝绳代替零线。所有地线接头必要连接牢固。（5）更换场地移动把线时，应切断电源，并不得手持把线爬梯登高。
8.4 夜间施工
夜间操作要有足够照明设备，坑、洞、沟槽等除做好防护外，并设红灯警示。
8.5 焊接安全规定
（1）焊工应按劳动部门颁发关于规定和各部门详细规定使用劳动保护用品，如工作服、帽、手套及绝缘鞋等。
（2）焊接预热工件时，应有石棉布或挡板等隔热办法。
（3）清除焊渣、采用电弧气刨清根时，应戴防护眼镜或面罩，以防止铁渣飞溅伤人。
（4）多台焊机在一起集中施焊时，焊接平台或焊件必要接地，并应设隔光板。
（5）雷雨时，应停止露天焊接工作。
（6）施焊场地周边应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。必要在易燃易爆气体或液体扩散区施焊时，应经关于部门检试允许后，方可施焊。消防工具要齐全，动火区域要安放灭火器，并定期检查。工作结束，应切断焊机电源，并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。
（7）氧气、乙炔气要放在规定安全处，并按规定对的使用。车间、工具房、操作平台等处设立足够数量灭火器材。电焊、气割时，先注意周边环境有无易燃物后再进行工作。
9 环保办法
9.1 在施工过程中，自觉地形成环保意识，最大限度地减少施工中产生噪音和环境污染；夜间施工禁止噪音作业，干扰周边居民休息。
9.2 在施工现场进行电焊作业时，必要采用防护罩，避免光污染。
9.3 在电焊作业清除焊渣、药皮时，注意不要污染地面。施工现场做到工完场清。施工场合内各种建筑垃圾要及时清理，并在场内做好无污染解决后，统一运至场外垃圾堆放点。禁止现场随意堆放、乱弃垃圾。
10 效益分析
应用本工法为公司带来了极为可观综合效益，涉及：
10.1简化工艺、加快施工速度
由于球型铰支座是工厂加工成品运往现场，咱们在施工现场安装球型铰支座操作工序简朴，在预埋件施工完毕后，可迅速定位安装焊接，有效缩短工期，大幅度减少了人工费用。合用于质量规定较高和工期较紧张工程。
10.2 节能和环保效益
球型铰支座施工技术避免与土建交叉作业，纯粹钢构造施工提高了施工速度；减少了劳动力投入，减少建筑垃圾排放，减轻了环境污染。
10.3 社会效益
球型铰支座施工技术在本项目应用，从方案讨论开始就得到了各方密切关注，从业主、监理、设计、厂家和质监站都予以了充分注重，多次举办专项会议进行讨论。最后成功应用，也获得了各方一致必定，为公司赢得了信誉，创造了良好社会效益，并积累了经验，本工法有着极大推广应用意义。
11 应用实例
钢构造球型铰支座施工技术应用，保证了钢构造构造实体质量，简化了施工工艺，加快了施工速度。不但从主线上杜绝了老式销轴铰支座工艺技术所带来诸多弊病，并且还节约了施工成本，减少了劳动力投入，减少建筑垃圾排放，减轻了环境污染，为公司带来了巨大经济效益和社会效益。以来，大连三川建设集团股份有限公司和******集团有限公司先后在普湾新区体育场工程、******工程、*******等项目工程施工中，应用了球型铰支座施工技术，施工总建筑面积为****万m2。其中，仅普湾新区体育场工程一种项目就因应用了该技，施工工期较原筹划节约了8天。