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移動(dòng)網(wǎng)架式承重架鋼結構施工技術(shù)

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]
1、立項背景。
    1、立項背景。
    　　根據2004年3月5日陜西建工集團總公司關(guān)于“移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用”的立項文件，結合集團公司“關(guān)于在大跨度空間鋼結構施工中認真進(jìn)行經(jīng)驗總結，積極開(kāi)發(fā)新技術(shù)新工藝，不斷提高公司鋼結構施工技術(shù)競爭力”的精神要求，由陜機司承擔具體項目完成，該司成立了“移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應用”項目領(lǐng)導小組，在其承接的大跨度空間鋼結構工程中進(jìn)行應用，將鎮江電廠(chǎng)三期干煤棚、揚州二電廠(chǎng)擴建工程干煤棚和廈門(mén)太古四期、五期工程等列為試點(diǎn)項目。
    　　2、技術(shù)原理。
    　　移動(dòng)網(wǎng)架式承重架既是大跨度空間鋼結構安裝過(guò)程中支承結構自重的臨時(shí)支承架，又是安裝過(guò)程中作業(yè)人員必需的安全操作平臺，也是保證大跨度空間鋼結構安裝精度的有效胎模，在結構安裝方面起到了非常重要的作用。
    　　移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)最直觀(guān)的特點(diǎn)是采用技術(shù)先進(jìn)、設計合理、輕巧靈活的網(wǎng)架(網(wǎng)殼)替代了原有的龐雜、呆板的傳統扣件式腳手架，是鋼結構設計在鋼結構施工安裝中的靈活應用和完美結合。
    　　3、性能指標。
    　　通過(guò)工程實(shí)踐證明，移動(dòng)網(wǎng)架式承重架是鋼結構網(wǎng)架(殼)安裝過(guò)程中支承結構自重的臨時(shí)支承架，又是安裝過(guò)程中作業(yè)人員必需的安全操作臺，也是保證網(wǎng)架(殼)結構安裝精度的有效胎模，在網(wǎng)架(殼)安裝方面起到了重要的作用。
    　　主要性能指標如下：
    　?、?、考慮施工荷載的變化和交叉作業(yè)的工況，采用MST和3D3S等空間結構成熟設計軟件進(jìn)行計算分析，設計可靠度高，結構安全有保證。
    　?、?、根據工程結構選擇不同造型。如立體框架結構、拱形結構等。
    　?、?、可選擇單個(gè)或多個(gè)承重架作業(yè)。例如：在干煤棚結構施工中一般采用單個(gè)承重架，在機庫結構施工中一般采用多個(gè)承重架集群作業(yè)。
    　?、?、節點(diǎn)形式采用焊接球、螺栓球。
    　?、?、(單個(gè)承重架)高度近40m，跨度達105m，寬度為12-18m。
    　?、?、用鋼量省，(按承重架覆蓋體積)單位體積用鋼量約5-7kg/m3，不足同體積扣件式承重架用量的1/2。
    　?、?、拆卸組裝簡(jiǎn)便，重復使用2-3次。
    　?、?、移動(dòng)方式有滑動(dòng)和滾動(dòng)，移動(dòng)控制采用變頻同步調速、集中視頻控制技術(shù)。
    　　4、與國內外同類(lèi)技術(shù)比較。
    　　本項目經(jīng)委托陜西省科技查新咨詢(xún)中心、江蘇省科技查新咨詢(xún)中心進(jìn)行查詢(xún)，顯示本項目涉及的內容在所檢文獻中未見(jiàn)相同報道。
    　　采用網(wǎng)架結構體系作為承重架，國內還是首創(chuàng )，從思路上講是專(zhuān)業(yè)施工的技術(shù)開(kāi)發(fā)與創(chuàng )造。應用網(wǎng)架式承重承重架的基礎是對空間結構設計軟件靈活使用和對實(shí)際施工配套技術(shù)的掌握，并將二者緊密結合，在同行業(yè)中我司走在了前列。
    　　對于跨度大、高度高的結構體系進(jìn)行滑移，不但要做到技術(shù)上可行，還要做到安全性必須有保證和經(jīng)濟上合理。我司應用了承重架同步滑移控制系統，在技術(shù)上完全是獨立自主設計與開(kāi)發(fā)，具有控制簡(jiǎn)便、直觀(guān)、控制效果好的特點(diǎn)，其應用標志著(zhù)我單位施工配套技術(shù)水平的提高；在同類(lèi)技術(shù)中設計新穎、經(jīng)濟實(shí)用，可適用于結構積累滑移法、同步吊裝法等施工應用中，是值得在同類(lèi)工程施工中推廣的較先進(jìn)的、獨特的施工控制方法。
    　　5、成果的創(chuàng )造性、先進(jìn)性。
    　　移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的創(chuàng )造性在于使用“網(wǎng)架結構”作為結構承重架，在國內尚無(wú)同行業(yè)使用；先進(jìn)性在于其可拆卸和組裝，重復使用，長(cháng)期成本低，安全可靠，多用途，適用性強。該技術(shù)充分利用了目前空間結構設計軟件已趨于成熟、空間結構多樣性的特點(diǎn)，用輔助網(wǎng)架結構服務(wù)于主體鋼結構，由于承重網(wǎng)架結構配合主體工程的結構特點(diǎn)、施工條件和施工組織諸因素而設計，故針對性強，理論驗算也比扣件式鋼管腳手架的更可靠、科學(xué)，其使用安全性更能得到保證，技術(shù)成果體現了一種新的施工方法和思路。
    　　鋼結構的滑移法施工，牽引力設置及同步控制一直是一個(gè)課題，開(kāi)發(fā)出的“變頻同步調速、集中視頻控制”的滑移控制系統，對電動(dòng)倒鏈進(jìn)行技術(shù)改裝，采用變頻設備改變其運轉模式，由衡速率變?yōu)榭勺兯俾?，再采用視頻系統對運轉狀態(tài)進(jìn)行監控，充分利用了相對先進(jìn)、科學(xué)的機電產(chǎn)品，很好地滿(mǎn)足了工程施工的需要，在同類(lèi)施工中，創(chuàng )新了行之有效的同步控制方法。
    　　6、作用意義
    　　6.1、技術(shù)作用
    　　移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)是針對大跨度空間鋼結構施工的特點(diǎn)和要求而開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型施工技術(shù)方法，其技術(shù)作用如下:
    　　6.1.1、經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設計，針對性強
    　　網(wǎng)架式承重架在設計時(shí)，建造模型的依據即是主結構的設計模型，故承重網(wǎng)架的支承節點(diǎn)與主結構的支承節點(diǎn)是一一對應的垂直關(guān)系，之間的距離也是根據實(shí)際需用的支承高度確定，所以支承方式合理、支承簡(jiǎn)便；受力上承重網(wǎng)架通過(guò)節點(diǎn)傳遞加載的各種荷載，受力線(xiàn)路明確，利于各種工況的受力分析和驗算，可為配套技術(shù)措施提供直接的依據。
    　　網(wǎng)架采用行業(yè)上通用的空間結構設計軟件進(jìn)行設計，可結合工程的實(shí)際特點(diǎn)，設計相應的結構形式、結構尺寸和支承形式，并以國家有關(guān)規范和標準為依據，進(jìn)行各種荷載組合設計、校驗，故設計科學(xué)、可靠，保證了結構應用的使用性和安全性。在數項工程應用中，由于設計的優(yōu)化，結構與受力的配合較好，經(jīng)過(guò)數次滑移、拆裝升降，未出現過(guò)桿件彎曲、網(wǎng)架變形等情況。
    　　6.1.2、減少了對主體結構受力的影響
    　　實(shí)際上，結構積累滑移法施工是我公司已經(jīng)比較成熟的鋼結構施工工藝，在方案論證時(shí)，我們考慮采用此方法的話(huà)，由于必須改變網(wǎng)架原設計的支承方式，加之經(jīng)過(guò)了積累滑移的過(guò)程，對于網(wǎng)架結構內力分布肯定會(huì )造成一些影響，可能施工過(guò)程中造成的一些變形是不可逆的，雖然現在沒(méi)有確切的研究結果證明這種影響有多大，但對于跨度大、長(cháng)度長(cháng)的大型空間鋼結構，我們還是以技術(shù)上更趨可靠保證的態(tài)度，大膽開(kāi)發(fā)運用新的施工方法。
    　　采用移動(dòng)網(wǎng)架式承重架法施工，只是承重架滑移，主體網(wǎng)架始終原位安裝而直接進(jìn)入設計狀態(tài)，施工過(guò)程對主體結構的影響可降低到最??；結果顯示：采用該施工技術(shù)結構的撓度值與以往采用網(wǎng)架積累滑移法施工的同類(lèi)工程撓度值要小的多。
    　　6.1.3、安裝、拆除施工周期短，施工方便，受現場(chǎng)條件影響少
    　　由于采用，各項目工期均有不同程度的縮短，少則十余天，多則一月有余。
    　　網(wǎng)架桿件及配件均采用工廠(chǎng)化制作，運抵現場(chǎng)后，由專(zhuān)業(yè)施工隊伍進(jìn)行網(wǎng)架安裝，其作為一個(gè)小型的網(wǎng)架工程，一切以單項工程的要求控制其質(zhì)量及進(jìn)度，大大方便了施工和管理。
    　　干煤棚、飛機庫工程的擴建、續建項目相當多，現場(chǎng)情況比較復雜，有的項目建設方要求一邊生產(chǎn)運營(yíng)、一邊進(jìn)行建設施工，在煤場(chǎng)要繼續堆煤、斗輪機繼續運轉的情況下施工，網(wǎng)架式滑移承重架就凸顯了受現場(chǎng)條件影響小的優(yōu)點(diǎn)。在沙崗4＃原料場(chǎng)網(wǎng)架工程中，如采用滿(mǎn)堂承重架，必須先把施工現場(chǎng)清理干凈，大量的粉煤需外運，建設方為此做好了預案，我公司拿出網(wǎng)架式滑移承重架的施工技術(shù)方案，給甲方省去了大量的礦粉倒運費用，使其對我公司的技術(shù)實(shí)力給予了極力贊賞；鎮江電廠(chǎng)工程中，按建設方的要求，一邊要進(jìn)行干煤棚施工，一邊要進(jìn)行斗輪機的安裝和調試，網(wǎng)架式滑移承重架留給了斗輪機足夠的空間，保證了電廠(chǎng)發(fā)電計劃的實(shí)現。在廈門(mén)太古四期工程中，因采用移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)，承重架占地面積小(僅支腿部分)，下部還可通行，隨著(zhù)承重架的移動(dòng)和主結構的逐漸增強，為水電安裝、消防等單位提供了交叉作業(yè)條件，為地坪、土建工程提供了場(chǎng)地條件。
    　　6.1.4、可采用合理的牽引方案實(shí)現同步滑移
    　　承重架的設計結構明確，故便于針對性地進(jìn)行滑移及牽引機構的設計和處理，在鎮江電廠(chǎng)工程中，根據現場(chǎng)實(shí)測地坪標高確定承重架支承點(diǎn)標高，設計出中間立柱支點(diǎn)的牽引架結構和兩側支點(diǎn)的支座結構，然后確定軌道的標高值，以之控制軌道的施工質(zhì)量和滑移過(guò)程中的經(jīng)常性監測、維護，使整個(gè)結構體系關(guān)系明確，一切以數據說(shuō)話(huà)來(lái)進(jìn)行各種過(guò)程控制。
    　　滑移時(shí)，通過(guò)牽引設備、滑輪組機構牽動(dòng)承重架支座，從而帶動(dòng)大跨度拱形結構移動(dòng)，承重架的結構整體性是保證同步滑移、進(jìn)行“變頻同步調速、集中視頻控制” 的同步控制的基礎?；七^(guò)程中，在控制系統的監控下，以50-100mm/min滑移速度，滑移的不同步度可始終控制在10mm以?xún)?，使承重架安全、平穩滑移，完成主體施工的使命。
    　　在廈門(mén)太古工程中，軌道分段考慮到每單元滑移距離，按照滑移距離的模數設計軌道長(cháng)度，使得軌道利用率達到最優(yōu)。且利用軌道本身作為反力裝置進(jìn)行了滾動(dòng)滑移，僅用兩個(gè)5t手拉葫蘆牽引，操作簡(jiǎn)潔方便。
    　　6.1.5、具有可回收和重復使用的特點(diǎn)，經(jīng)濟性好
    　　網(wǎng)架式承重架采用螺栓球節點(diǎn)網(wǎng)架型式，結構上可拆卸，桿件鋼管可重復利用，拆下的螺栓球、螺栓等配件可按廢舊鋼材處理，經(jīng)核算，在總成本重復利用率上可達到55%～60% ，相對承重架措施費用可新增利潤率75%。
    　　6.2、經(jīng)濟效益
    　　移動(dòng)網(wǎng)架式承重架在大跨度鋼結構施工中應用的意義在于：與同類(lèi)工程采用常規施工方法相比較，不但體現了技術(shù)上可行，開(kāi)創(chuàng )了一種新的施工方法，也顯示了其提高施工項目經(jīng)濟效益的特點(diǎn)，經(jīng)濟效益核算情況如下：
    　　6.2.1 直接經(jīng)濟效益(萬(wàn)元)

    　　其中，廈門(mén)太古四期工程和鎮江電廠(chǎng)三期工程采用移動(dòng)網(wǎng)架式承重架綜合經(jīng)濟效益顯著(zhù)，如下表：

    　　6.2.2 社會(huì )效益
    　　移動(dòng)承重架法施工，比起采用其它施工方案，經(jīng)濟效果上對比明顯，因其可回收重復利用的特點(diǎn)，可節約施工措施成本，加上由于配合措施的保證縮短了總體施工工期，為企業(yè)贏(yíng)得了經(jīng)濟效益和工程信譽(yù)。
    　　企業(yè)在整個(gè)項目實(shí)施中，積極地投入技術(shù)力量，大力進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，施工方法上新穎獨特，已引起同行業(yè)的研究和借鑒，顯示了企業(yè)的技術(shù)實(shí)力，得到了同行的肯定和好評，為企業(yè)贏(yíng)得聲譽(yù)，取得較好的社會(huì )效益。
    　　7、推廣應用情況
    　　7.1、移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)在大跨度空間鋼結構中的開(kāi)發(fā)及應用，是我公司在施工領(lǐng)域的一項新技術(shù)創(chuàng )新，經(jīng)過(guò)實(shí)際應用，已形成了一項獨特的施工工藝方法，標志著(zhù)我公司在技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用上上了一個(gè)新的臺階。
    　　7.2、典型工程應用情況如下：
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