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厦门海峡交流中心.国际会议中心大跨度钢结构跨外安装技术

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 20:26:03 [收藏]

    蒋艳华
    （上海宝冶建设有限公司，上海 200941）
    [摘要] 针对厦门海峡交流中心.国际会议中心钢结构工程的结构特点，施工单位因地制宜，采取相应的安装技术措施，优质、高速地完成了本工程的钢结构施工任务。
    [关键词] 钢结构 大跨度 安装技术

    厦门海峡交流中心.国际会议中心钢结构划分为国际会议中心（A区）、宴会中心（B区）、音乐厅（D区）及A~B连廊钢结构，分别包括劲性钢柱、钢梁和屋盖钢结构。劲性钢柱截面为H700*420*22*32,劲性钢梁最大截面为1000*450*18*28，最大钢梁截面为□1000*800*25*50，屋盖结构为鱼腹式桁架，桁架上弦最大截面为□550*500*24*28，下弦为钢管φ580*26，腹杆均为钢管，桁架高度3.8m，钢桁架跨度为42m。

    1 本工程难点
    1.1 屋盖构件截面较大，最大高度达4.1m，构件运输非常困难，因此必须进行分段、分单元制作运输，因此必须合理确定现场拼装方案，以保证钢桁架现场拼装精度。
    1.2 屋盖下部结构为劲性砼结构，钢结构专业与土建专业交叉施工，而劲性钢结构构件单重大、吊装半径远，如何既快速而又能节约成本的完成下部劲性结构的吊装，减少对其它专业的影响，这也是本工程的一个难点。
    1.3 屋盖结构单件构件重量大，屋面桁架单榀重量达40t，吊装半径非常大，最大达到60m，因此钢结构安装比较困难。
    1.4 工期非常紧，屋盖钢结构实际施工工期只有45天，对钢结构施工是一个很大的挑战，因此，必须选择合理的钢结构安装方案。
    1.5 音乐厅（D区）屋盖钢结构为管管相贯的空间结构，整体造型为椭圆体，为了满足建筑声学要求，需要在钢结构上铺设钢承板，以满足屋盖砼施工需要，如何保证在椭圆体钢结构表面铺设钢承板也是本工程的一个难点。
    2 钢桁架地面拼装
    2.1 拼装场地
    根据现场条件及安装方法的需要，同时考虑到尽量减少二次倒运，桁架全部在跨外（N轴线侧面）进行拼装。
    根据现场情况，拼装场地上所有障碍物要进行清理，全面推平、夯实。拼装场地上面铺设道渣，并进行初步抄平。
    2.2 组装平台
    施工人员根据现场实际情况，决定屋架的组装焊接平台采用钢凳、垫板共同搭设而成，为节约拼装场地和拼装钢凳，每组钢凳上可拼装2榀桁架。拼装时钢凳的形状、大小、布置详见图2、3、4所示。


    2.3 拼装机具
    考虑桁架主弦杆分段后单重及工期要求，拼装吊机选用2台QY25型25t汽车吊。
    2.4 桁架上下主弦杆组装
    按照加工厂排版图，对上、下主弦杆的构件对号入座，按照设计尺寸进行组装，并临时固定。
    2.5 桁架腹杆组装
    在桁架上、下主弦杆摆放到位并临时固定后，按照设计尺寸将桁架腹杆位置标示明确，然后按照腹杆编号，逐根将腹杆安装就位并临时固定。
    2.6 焊接
    在桁架外形尺寸复查无误后，进行上、下弦杆件对接口及腹杆相贯口正式焊接，焊接顺序为先焊接上下主弦杆再焊接腹杆，焊接完毕后按照设计及规范要求对焊缝进行检测。

    3 屋盖下部劲性结构安装
    综合考虑到本工程的工期要求，同时又要尽可能节约成本，会议厅（A区）屋盖下部劲性钢结构安装综合采用了三种方式：
    3.1 160t汽车吊跨外吊装
    对于能满足160t汽车吊吊装工况要求的劲性钢结构，采用LTM1160型160t汽车吊集中吊装，在最快的时间突击完成，以满足工期和成本的共同要求。
    3.2 “独立扒杆”吊装
    有的钢柱吊装半径过大，如果采用更大的吊机，施工成本将大大增加，因此采用“独立扒杆”土法吊装工艺，施工工艺如下：
    （1）混凝土养护达到施工强度要求。
    （2）利用液压推车将构件水平运输至安装位置。

    （3）钢柱和吊装工具进场就位，将卷扬机、定滑轮进行锚固，分别见图7、图8、图9，独立扒杆拼装调试图10。



    （4）钢柱吊装、就位、焊接。缓慢启动主吊卷扬机，吊起钢柱达到一定高度后，主吊卷扬机停车制动。然后缓慢松钩，将钢柱就位并临时固定，见图11所示。

    （5）通过塔吊将独立扒杆和卷扬机移位到下一个吊装点。
    （6）下一根钢柱的吊装。
    3.3 750t吊机整体吊装
    对于会议厅（A区）18.000标高以上的劲性钢结构部分，因为其吊装时间同宴会厅（B区）屋盖的吊装时间比较接近，因此，采用LR1750型750t履带吊进行整体吊装，见图12所示。

    4 大跨度钢桁架跨外吊装
    对于会议厅（A区）、宴会厅（B区）、A~B连廊屋盖钢结构，由于其单重和吊装作业半径都很大，而且吊装工期非常紧张，因此采用LR1750型750t履带吊在跨外进行整体吊装，750t吊机选用塔式（SW）工况，主臂长为35m，副臂长为70m。
    钢桁架吊装时采用4点吊装，为使屋架在吊起时不致发生摇摆，和其他构件碰撞，起吊前在离支座的节点附近用麻绳系牢，随吊随放松，以此保持其正确位置。屋架的绑扎点要保证屋架的吊装稳定性，吊点的位置经过验算，确保钢桁架不发生永久性变形。

    在吊装音乐厅（D区）屋盖钢桁架时，由于钢桁架的长细比过大，杆件的截面较小，为了减少钢桁架整体吊装过程中发生的变形，在吊装时加设了一根钢扁担。

    在主桁架地面组装、焊接、检查完毕后，主桁架起吊之前，将构件吊离组装胎架并进行翻身，由于构件本身长度较长，翻身过程中采用另外两台25t汽车吊进行配合，在空中进行翻身，构件翻身的过程见图15所示。

    5 音乐厅椭圆体屋盖上铺设钢承板施工
    音乐厅（D区）大屋盖为空间管桁架及现浇砼板组合屋面结构。跨度长方向为47m，短方向为32m，屋面为砼椭球面，为满足屋面砼施工要求，要求钢结构制造安装楼层钢板作为模板，但是普通开口板或闭口板由于其本身刚度较大，无法在椭球体桁架表面安装；根据此工程各方面要求，最终确认采用2mm钢板铺设在钢桁架上，在钢板铺设好后在钢板上焊接双向φ22螺纹钢的加劲肋用于加固钢板。其施工过程见图16所示。

    钢板直接铺设在桁架和檩条上，并且连续铺设，利用钢板的柔性，形成屋盖的整体造型。在下部有钢管（桁架、檩条）的地方采用栓钉与檩条穿透熔焊。钢板铺设好后在钢板上焊接φ22螺纹钢，采用间断焊，焊缝长度150mm，焊缝间距150mm，以满足屋盖砼浇注的承载要求。
    6 结语
    本工程结构形式较为复杂、作业空间受到严重制约，因此，针对本工程不同的特点采用了多种安装技术，提高了施工速度，保证了质量和安全，获得了较高的经济效益和社会效益。
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