现代施工技术-高层及大跨度钢结构施工.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高层及大跨度钢结构施工,现代施工技术,1,大跨度钢结构施工,1.1,大跨度钢结构的主要形式,大跨度空间结构能适应不同跨度、不同支承条件的各种建筑要求。形状上也能适应正方形、矩形、多边形、圆形、扇形、三角形以及由此组合而成的各种形状的建筑平面，同时，又有建筑造型轻巧、美观、便于建筑处理和装饰等特点。,大跨度空间结构体系主要包括网架、网壳结构、空间拱结构、悬索结构和索膜结构。,平板网架结构,（二综）,网壳结构,悉尼国际水上运动中心,网壳结构,大英博物馆,悬索结构,某体育中心体育场,膜结构,上海八万人体育场,骨架膜结构,奥林匹克中心,空间网格,国家大剧院,1.2.1,高空散装法,先在设计位置处,搭设拼装支架,，用起重机把网架构件,分件,(,或分块,),吊至空中的设计位置,，在,支架上进行拼装,。此法不需大型起重设备，但拼装支架用量大，高空作业多。适用于,螺栓球节点,的钢管网架。,落地支架拼装网架 网架高空拼装施工,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1.2.1,高空散装法,主要技术问题是：,确定拼装顺序，并保持拼装精度和减少积累误差；,控制好标高和轴线位置，保证总拼装后的各项偏 差指标符合标准；,悬挑法施工时须保证已施工部分的刚度和稳定性；,拼装胎架要有足够的强度、刚度，避免因胎架变形而影响拼装精度。,需要大量的支架。,需要考虑配套的起重机械,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1.2.1,高空散装法,深圳市青少年宫,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1.,2.2,分条或分块安装方法,此法又称小片安装法，是指将结构从平面分割成若干条状或块状单元，分别由起重机械吊装至高空设计位置总拼装成整体的安装方法。,重庆袁家岗体育场,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1.2.2,分条或分块安装方法,主要技术问题是：,网架结构划分单元应具有足够刚度并保证几何不可变性，否则应采取临时加固措施；,由于网架施工时受力状态为近似平面结构体系，须考虑条状单元合拢后的标高一致；,单元拼装的尺寸、定位要求准确，以保证高空总拼时节点吻合并减少偏差,。,1.2.3,整体安装法,是先将网架在地面上拼装成整体，再用起重设备将其整体提升到设计位置上加以固定。此法不需拼装支架，高空作业少，易保证焊接质量，但对起重设备要求高，技术较复杂。适用于球节点的钢网架。根据所用设备的不同，整体安装法又分为,多机抬吊法、拔杆提升法、千斤顶提升法,及,千斤顶顶升法,等。,四机抬吊网架,京杭大运河上跨度,107m,的钢网架一次吊装成功,共,63,页 第,55,页,吊车准备 起吊,吊至设计标高 安装就位,共,63,页 第,56,页,拔杆提升法,网架先在地面上错位拼装，然后用多根独脚拔杆将网架整体提升到柱顶以上，空中移位，落位安装。,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,主要技术问题是：,空中移位；,同步控制及安全系数；,采用拔杆整体吊升结构时，拔杆间的相互协调问题；,对吊装结构的内力验算与加固。,1.2.3,整体提升法,是利用电动螺杆提升机或顶升千斤顶，将在地面原位拼装好的钢网架整体提升或顶升至设计标高。,整体提升法,HAECO,飞机机库屋顶安装,香港,提升塔架,屋顶钢结构荷载为,1000t,，地面拼装后使用,9,台额定荷载为,185t,千斤顶将其吊装到设计高度。,拉力框架的提升,倒装千斤顶沿钢绞线爬升,倒装千斤顶沿钢绞线爬升,共,63,页 第,59,页,2.4,整体提升法,上海大剧院,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1,2.4,整体顶升法,整体顶升法是在结构柱上安装提升设备提升结构构件的施工方法。,主要技术问题是：,要求轨道的设置垂直，布置牢固；,同步控制；,对顶升过程中支撑柱的稳定验算。,整体顶升法,1.2.5,高空滑移法,按滑移方式分,逐条滑移法,和,逐条累积滑移法,两种；按磨擦方式可分为,滚动式滑移,和,滑动式滑移,两种。,北京五棵松体育馆屋顶结构为双向正交桁架体系，跨度为,120 120m,，,26,榀钢桁架支撑于沿建筑物四周布置的,20,根砼柱上，柱顶标高为,+29.3m,，采用三组平行滑道、累积滑移的安装工艺，滑移总重量,3300t,，滑移距离,120m,。,高空滑移法安装屋盖结构 五棵松体育馆屋盖桁架逐条累积滑移法,共,63,页 第,60,页,五棵松体育馆屋盖桁架,逐条累积滑移法施工中,馆外拼装胎架,中滑道、树状支撑,及爬行机器人,滑移施工中,共,63,页 第,61,页,郑州机场钢结构滑移,1.2.2,钢结构场馆主要施工方案和技术要点,1.2.,6,滑移法,主要技术问题是：,网架滑移时侧向稳定的控制，网架变形及应力,监测；,柱顶滑移时滑移轨道的设计、构造；,滑移胎架的设计、构造；,滑移牵引系统设计及滑移同步控制；,滑移过程中构件的加固。,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,1.2.8,其它施工方法,填加式拼装网架法,移动脚手架拼装网架法等,旋转桅杆法施工,推进式吊装法,飞机穿索法,1.2,大跨度钢结构主要施工方案及技术要点,各种施工方法的比较,安装方法,内容,适用范围,高空散装法,单杆件拼装,螺栓连接节点的各类型网架,小拼单元拼装,分条分块安装方法,条状单元组拼,两向正交、正放四角锥、正放抽空四角锥等网架,块状单元组拼,高空滑移法,单条滑移法,正放四角锥、正放抽空四角锥、两向正交正放等网架,逐条积累滑移法,整体吊装法,单机、多机吊装,各种类型网架,单根、多根拔杆吊装,整体提升法,利用拔杆提升,周边支撑及多点支撑网架,利用结构提升,整体顶升法,利用网架支撑柱作为顶升时的支撑结构,支点较少的多点支撑网架,在原支点处或其附近设置临时顶升支架,1.3,网架工程,施工,屋盖网架系一类大跨度的空间结构，自重轻，跨度大，节约材料，工艺复杂，技术要求高。,1.3.1,网架结构起拱及下料,（,1,）网架起拱：,消除网架使用期间产生的挠度。一般情况下，平面形状狭长的网架可采用单向起拱，平面形状呈方形的网架应双向起拱。,（,2,）杆件节点制作及下料,1.3.2,网架结构安装,（,1,）,高空散装法：,适用于螺栓球节点或高强螺栓连接的网架。该法所用的吊装设备，多用爬行桅杆（右图）,施工工艺：吊装机械的选择与布置,拼装顺序的确定,标高及轴线的控制,支架的拼装,支架的拆除。,（,2,）分条（块）吊装法,条状单元,将网架沿长跨方向分割为若干区段，而每个区段的宽度可以是一个网格至三个网格，其长度为短跨的跨度。,块状单元,是网架沿纵横方向分割后的单元形状为矩形或正方形。,施工要点：,（,1,）网架单元划分,1,）网架单元相互紧靠，可将下弦双角钢分开在两个单元上。此法多用于正放四角锥网架施工。（见图）,2,）网架单元相互紧靠，单元间上弦用剖分式安装节点连接。此法多用于斜放四角锥,网架,3,）单元之间空一节间，该节间在网架单元吊装后再高空拼装，此法多用于两向正交正放等网架。,（,2,）网架挠度的调整：条状单元合拢应起拱；用钢管顶撑。若设计考虑了施工工况则不必加高网架高度。,（,3,）网架尺寸控制：采用预拼装或套拼的方法进行尺寸控制，运输时应有防止变形措施，并尽量减少中间转运,。,（,3,）高空滑移法,滑移方法：单条滑移、逐条积累滑移。,滑移设备：滑轨、导向轮。,同步控制,挠度调整,网架单元拼装完成后即可滑移。通常是在网架支座下设滚轮，使滚轮在滑轨上滑移，也可在网架支座下设支座底板，使支座底板沿预埋在钢筋混凝土框架梁上的预埋钢板上滑移。网架滑移可用卷扬机或手动葫芦牵引,。,（,4,）网架整体提升或顶升法,提升是将提升设备置于网架上面，,通过吊杆将网架提升到设计标高就,位。,特点：整个网架在地面进行总拼,焊接，然后垂直提升或顶升到设计,标高就位安装。提升法适用于周边,支承的网架，顶升法适宜点支承网,架。,多机抬吊网架,起重机位于两侧抬吊网,架,拔杆提升法的空中位移,采用拔杆提升网,架,采用电动螺杆提升机提升网架,（,5,）网架整体吊整法,网架在地面上总拼装焊成整体，然后用起重设备将网架吊装到设计标高就位安装。,2,钢结构工程施工,2.1,钢结构构件,（,1,）钢结构构件的截面形式,柱：柱截面可以采用,H,形、箱形、十字形、圆形等。,梁：多为轧制或焊接的,H,型钢梁，也可使用复合截面,。,（,2,）钢结构构件的连接方式,柱与柱的连接：高强螺栓连接、焊接、混合连接。图,5-12,。,柱与梁的连接：高强螺栓连接、焊接、混合连接。图,5-13,。,梁与梁的连接：高强螺栓连接、焊接连接。图,5-14,。,（,3,）钢构件的制作,在加工厂制作的流程为：编制构件制作指示书,原材料矫正,放样、号料、切割,制孔,边缘加工,组装和焊接,端部加工和磨擦面处理,除锈和涂装,验收和发运,2.2,高层钢结构的安装,（,1,）结构安装前的准备工作,制定钢结构安装方案,钢框架结构的安装方法：,分层安装法、分单元退层安装法,高层钢结构构件的质量检查,在中转库进行质量复检，主要内容是：,a.,构件尺寸与外观检查,b.,构件加工精度的检查,c.,焊缝的外观检查和无损探伤检查,钢构件的运输和现场堆放,宜采用平运；堆放场地应平整、坚实、排水良好；构件应分类型、单元、型号堆放。,钢柱基础准备,安装前应对建筑物的定位轴线、基础中心线和标高、地脚螺栓位置等进行检查；基础检测,柱基地脚螺栓准备,地脚螺栓的预埋方法：直埋法、套管法,标高块设置,（,2,）钢结构构件的安装,钢构件的起吊,钢构件的校正,a.,柱的校正：,包括标高、轴线位移、垂直度等。,校正顺序：,先调整标高，再调整轴线位移，最后调整垂直度。,b.,梁的校正：,预留焊缝变形量、梁面标高的校正。,高层钢结构的焊接施工,a.,焊接准备工作,检验焊条、垫板和引弧板,焊接工具、设备、电源准备,焊条预热,焊缝剖口检查,气象条件,b.,焊接顺序：,从中心向四周扩展，采用结构对称、节点对称的焊接顺序。,一节柱（三层）的竖向焊接顺序是：上层主梁,压型钢板支托,压型钢板点焊；下层主梁,压型钢板支托,压型钢板点焊；,中层主梁,压型钢板支托,压型钢板点焊；上柱与下柱焊接。,c.,焊接工艺流程,d.,焊接工艺：,预热、焊接,e.,焊缝质量检验：,外观检查、无损伤检验,高层钢结构的高强螺栓连接施工,a.,高强螺栓的连接方法,摩擦型连接,承压型连接,张拉型连接,混用连接和并用连接,b.,高强螺栓连接的施工：,扭矩法、转角法,高层钢结构安装的安全措施,