大跨超重异形拱桁架施工安装方法与流程

1.本发明涉及一种大跨超重异形拱桁架施工安装方法。


背景技术：

2.中国发明专利/发明专利（申请号：cn201520853224.7）所提出的一种组合式塔吊塔基,包括主螺旋桩、辅螺旋桩和容错性支架，主螺旋桩打桩位置周围设有多个辅螺旋桩，主螺旋桩与辅螺旋桩顶部设有容错性支架。容错性支架由一根主螺旋桩套管和多根辅螺旋桩套管构成；辅螺旋桩套管上焊接设有第三连接片和第四连接片；主螺旋桩套管上设有多个第一连接片，辅螺旋桩套管上设有第二连接片，第一连接片上设有第三连接杆，第二连接片上设有第四连接杆。主螺旋桩套管套接在主螺旋桩上，多根辅螺旋桩套管分别套接在多根辅螺旋桩上，利用螺旋桩施工代替现有的塔吊基础施工，但是现有的异形拱桁架钢结构在使用的过程中无法进行快捷的安装，而且在施工过程中安全性比较低，因此我们对此做出改进，提出一种大跨超重异形拱桁架施工安装方法。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，为实现上述目的，本发明提供了一种大跨超重异形拱桁架施工安装方法，步骤一、首先将异形拱桁架钢结构构件进场验收施工测量，自二级控制网布设三级控制网，根据现场通视条件，先测设主轴线，加密建筑轴线，建立三级平面控制网，采用激光铅垂仪竖向投影首层平面控制网，进行平面控制网的传递，采用钢卷尺竖向量距向上引测标高基准点，测量外框钢柱、钢梁钢异形拱桁架钢结构构件；步骤二、技术准备，所述技术准备包括s21对进场的测量仪器设备，在使用前进行计量检定，确保器具在受控状态下使用；s22向监理提供所用测量仪器的计量检定证书，s23对业主总包提供的测量依据进行校算；s24对起始桩点红线桩、楼座桩、水准点高程进行校测，s25整理施工图纸、异形拱桁架钢结构深化设计图资料，熟悉图纸了解建筑定位及楼层放线的相关要求,校核图纸中相关数据，测量定位所需要的几何尺寸及相关数据，s26明确测量班组职能，由测量负责人对测量工进行技术交底；步骤三、建立控制网，所述建立控制网包括s31控制网中应包括作为场地定位依据的起始点和起始边，建筑物主控制点和主轴线，s32要在便于施测、使用平面定位及高层竖直控制和长期保留的原则下组成四周平行于建筑物的闭合图形以便闭合校核；s33控制线的间距以30m～50m，顶面标高低于场地设计标高。
4.进一步地，还包括步骤四、控制点标高向上引测，s41地下室基准标高点引测选择3～4个标高点组成闭合回路，用水准仪配合塔尺和卷尺顺着基坑围护桩往下量测至地下室基础，到基坑复测水准环路闭合差，当闭合差时重新引测标高基准点，s42首层 1.000m标高基准点测量引测用精密水准仪在首层平面及核心筒易于向上传递标高的位置布设四个高程基准点，地上各层 1.000m标高基准点测量引测地上楼层基准标高点用全站仪竖向激光测距每次从首层楼面每30m引测一次，30米之间各楼层的标高用钢卷尺顺主楼核芯筒外墙
面往上量测。
5.进一步地，还包括步骤五，s51钢柱安装测控包括钢柱垂直度初校，s52钢柱垂直度精校及中心坐标测量，s53钢柱标高复核。
6.进一步地，所述s51钢柱垂直度初校，将检定过的两台经纬仪分别置于相互垂直的轴线控制线上，精确对中整平后，后视前方的同一轴线控制线并固定照准部，纵转望远镜，照准钢柱头上的标尺并读数与设计控制值相比后，校正方向并指挥操作人员对钢柱进行校正直到两个正交方向上均校正到正确位置。
7.进一步地，所述s52钢柱垂直度精校及中心坐标测量，在测量观测平台上架设全站仪，后视定向，在柱顶立镜观测柱中心及一牛腿中心坐标或测对角点坐标，比对柱顶设计坐标，校正钢柱垂直度及标高，根据两点定平面坐标系原则，比对观测数据xy坐标校正钢柱扭转度。
8.进一步地，所述s53钢柱标高复核，整体复核外框筒柱顶标高，形成下节钢柱安装标高预控数据，对于标高超差的钢柱，切割上节柱的衬垫板小于3mm或加高垫板小于5mm。
9.进一步地，还包括步骤八，钢梁安装测控，所述钢梁安装测控分为楼层钢梁和楼层悬挑钢梁两部分，所述楼层钢梁安装过程主要通过钢柱牛腿、混凝土结构上预埋件、钢梁腹板连接板进行定位，楼层悬挑钢梁先安装主梁，主梁一端通过钢柱牛腿、梁腹板连接件定位，另一端通过倒链与上层柱、梁进行连接，安装过程主控自由端标高及平面坐标，钢梁初步就位后，用水准仪测量标高用全站仪直接照准棱镜测量三维坐标，平面位置通过设置两侧倒链进行校正。
10.进一步地，还包括步骤九，异形拱桁架钢结构焊接施工，将钢柱垂直度提前预偏、钢柱吊装形成框架后，每排钢柱以中间钢柱为基准，由中间开始逐步向两边校正，通过高强螺栓孔的间隙调节钢柱垂直度偏差，使钢柱逐渐向外倾斜，距中间钢柱距离越远的钢柱向外的倾斜值越大，从中部钢梁向两边钢梁延伸的焊接顺序焊接。
11.进一步地，所述异形拱桁架钢结构焊接施工中钢板厚度50mm以上时，梁-柱焊缝收缩为1mm，柱-柱焊缝收缩为2mm，每节柱由于焊接造成的柱顶垂直度位移值为2.5mm，在测量校正时除中心柱外对边缘柱均应考虑焊接变形对钢柱进行预控。
12.进一步地，所述异形拱桁架钢结构焊接施工中由水平高程向上量距时，所用钢尺应经过计量检定，量高差时尺身应垂直并用标准拉力，在用钢尺量距时进行温度和尺长改正，改正公式：
∆
l=0.000012(t-t0)l，其中t0为常温20℃。
13.本发明的有益效果是：通过异形拱桁架钢结构焊接施工，将钢柱垂直度提前预偏、钢柱吊装形成框架后，每排钢柱以中间钢柱为基准，由中间开始逐步向两边校正，通过高强螺栓孔的间隙调节钢柱垂直度偏差，使钢柱逐渐向外倾斜，距中间钢柱距离越远的钢柱向外的倾斜值越大，从中部钢梁向两边钢梁延伸的焊接顺序焊接，有效避免钢柱的偏差，异形拱桁架钢结构焊接施工中钢板厚度50mm以上时，梁-柱焊缝收缩为1mm，柱-柱焊缝收缩为2mm，每节柱由于焊接造成的柱顶垂直度位移值为2.5mm，在测量校正时除中心柱外对边缘柱均应考虑焊接变形对钢柱进行预控。
附图说明
14.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
15.本发明的大跨超重异形拱桁架施工安装方法的实施例如图1所示：步骤一、首先将异形拱桁架钢结构构件进场验收施工测量，自二级控制网布设三级控制网，根据现场通视条件，先测设主轴线，加密建筑轴线，建立三级平面控制网，采用激光铅垂仪竖向投影首层平面控制网，进行平面控制网的传递，采用钢卷尺竖向量距向上引测标高基准点，测量外框钢柱、钢梁钢异形拱桁架钢结构构件；步骤二、技术准备，技术准备包括s21对进场的测量仪器设备，在使用前进行计量检定，确保器具在受控状态下使用；s22向监理提供所用测量仪器的计量检定证书，s23对业主总包提供的测量依据进行校算；s24对起始桩点红线桩、楼座桩、水准点高程进行校测，s25整理施工图纸、异形拱桁架钢结构深化设计图资料，熟悉图纸了解建筑定位及楼层放线的相关要求,校核图纸中相关数据，测量定位所需要的几何尺寸及相关数据，s26明确测量班组职能，由测量负责人对测量工进行技术交底；步骤三、建立控制网，建立控制网包括s31控制网中应包括作为场地定位依据的起始点和起始边，建筑物主控制点和主轴线，s32要在便于施测、使用平面定位及高层竖直控制和长期保留的原则下组成四周平行于建筑物的闭合图形以便闭合校核；s33控制线的间距以30m～50m，顶面标高低于场地设计标高。
16.还包括步骤四、控制点标高向上引测，s41地下室基准标高点引测选择3～4个标高点组成闭合回路，用水准仪配合塔尺和卷尺顺着基坑围护桩往下量测至地下室基础，到基坑复测水准环路闭合差，当闭合差时重新引测标高基准点，s42首层 1.000m标高基准点测量引测用精密水准仪在首层平面及核心筒易于向上传递标高的位置布设四个高程基准点，地上各层 1.000m标高基准点测量引测地上楼层基准标高点用全站仪竖向激光测距每次从首层楼面每30m引测一次，30米之间各楼层的标高用钢卷尺顺主楼核芯筒外墙面往上量测。
17.还包括步骤五，s51钢柱安装测控包括钢柱垂直度初校，s52钢柱垂直度精校及中心坐标测量，s53钢柱标高复核。
18.s51钢柱垂直度初校，将检定过的两台经纬仪分别置于相互垂直的轴线控制线上，精确对中整平后，后视前方的同一轴线控制线并固定照准部，纵转望远镜，照准钢柱头上的标尺并读数与设计控制值相比后，校正方向并指挥操作人员对钢柱进行校正直到两个正交方向上均校正到正确位置。
19.s52钢柱垂直度精校及中心坐标测量，在测量观测平台上架设全站仪，后视定向，在柱顶立镜观测柱中心及一牛腿中心坐标或测对角点坐标，比对柱顶设计坐标，校正钢柱垂直度及标高，根据两点定平面坐标系原则，比对观测数据xy坐标校正钢柱扭转度。
20.s53钢柱标高复核，整体复核外框筒柱顶标高，形成下节钢柱安装标高预控数据，对于标高超差的钢柱，切割上节柱的衬垫板小于3mm或加高垫板小于5mm。
21.还包括步骤八，钢梁安装测控，钢梁安装测控分为楼层钢梁和楼层悬挑钢梁两部分，楼层钢梁安装过程主要通过钢柱牛腿、混凝土结构上预埋件、钢梁腹板连接板进行定位，楼层悬挑钢梁先安装主梁，主梁一端通过钢柱牛腿、梁腹板连接件定位，另一端通过倒链与上层柱、梁进行连接，安装过程主控自由端标高及平面坐标，钢梁初步就位后，用水准仪测量标高用全站仪直接照准棱镜测量三维坐标，平面位置通过设置两侧倒链进行校正。
22.还包括步骤九，异形拱桁架钢结构焊接施工，将钢柱垂直度提前预偏、钢柱吊装形
成框架后，每排钢柱以中间钢柱为基准，由中间开始逐步向两边校正，通过高强螺栓孔的间隙调节钢柱垂直度偏差，使钢柱逐渐向外倾斜，距中间钢柱距离越远的钢柱向外的倾斜值越大，从中部钢梁向两边钢梁延伸的焊接顺序焊接。
23.异形拱桁架钢结构焊接施工中钢板厚度50mm以上时，梁-柱焊缝收缩为1mm，柱-柱焊缝收缩为2mm，每节柱由于焊接造成的柱顶垂直度位移值为2.5mm，在测量校正时除中心柱外对边缘柱均应考虑焊接变形对钢柱进行预控。
24.异形拱桁架钢结构焊接施工中由水平高程向上量距时，所用钢尺应经过计量检定，量高差时尺身应垂直并用标准拉力，在用钢尺量距时进行温度和尺长改正，改正公式：
∆
l=0.000012(t-t0)l，其中t0为常温20℃。
25.中间两榀管桁架的安装工艺：s1首先进行构件进场交接验收和单元整体拼装验收工作，采用先进软件和高精度测量仪器，确保单元式构件的拼装质量和测校精度。
26.s2制定测量专项方案，选用先进的高精度测量仪器进行钢结构安装测量。采用三维坐标测量定位，确保定位精度。
27.s3旋转楼梯、拱桁架等大型构件在现场拼装过程对单元构件关键节点设置清晰、明确的测量标记，确保拼装尺寸控制准确。安装施工时临时支撑措施平台上根据单元关键节点标记设置定位点，确保就位空间位置准确。通过对节点三维空间位置控制保证单元对接后的整体精度。
28.s4在地面设置拼装胎架，楼梯散件运至现场后进行地面拼装，拼装完成后必须经检测合格方可吊装。吊装时利用倒链、千斤顶等调节装置进行校正，确保安装精度。
29.s5在充分利用现有大门和道路的同时，合理部署钢结构施工阶段的吊车行走道路；成立专门现场交通及场地使用维护工作组，保障钢结构施工道路有序畅通。
30.s6密切联系总包单位，结合总包单位各阶段的平面规划，制定出钢结构各施工阶段的场平规划；钢结构施工阶段，钢结构为关键施工内容，充分利用场内外的硬化场地，布置堆场和拼装场地。
31.s7与总包等单位充分沟通，事先确定好各个工序的搭接与合理穿插，并形成正式交底，严格实施；在总承包单位的统一管理下，做好钢结构构件堆场、吊装作业占道的事前通知。及时更新道路和场地使用的变化，做到进场构件有堆场，道路交通不堵塞。
32.s8严格按总包的现场平面布置、施工方案和节点计划制定钢结构现场施工方案，并提请总包单位审核，同时与设计院提前进行沟通，将一些可能产生的问题在深化设计阶段先行消化。配合总包做好现场安全文明施工工作。参加定期召开的协调例会及时解决发现的问题，使各单位、各专业间取得良好的沟通，为后续各专业顺利实施打下良好的基础。
33.内力计算：重力荷载代表值：在抗震验算时，其竖向荷载取重力荷载代表值，ge：ge=恒荷载 入l活荷载 入s雪荷载入l=0.5(一般情况)，0.8(书库、档案库)不活荷载折减及屋面活荷载入s=0.5；仅局部设置地下室对于上部结构嵌固的不利影响，上部结构按照嵌固标高为无地下室区域承台顶进行抗震设计。同时，为确保基础在地震作用下的抗剪承载力。含有较多杂物及建筑垃圾，在施工中需将地下室及独立承台相关埋深土层清理替换，以人工填土填压
密实以保证土层可提供足够的水平抗力。承台及其上地垄墙、地下室外墙正侧面、桩侧土体的水平抗力共同承担水平地震作用，故桩基受剪力设计值扣除墙体及承台提供的土体水平抗力。承台及地下室正侧面的土体水平抗力取被动土压力的1/3。
34.桩顶容许水平位移为10mm，桩顶按照铰接设计，计算单桩水平承载力。对于选取的500mm直径phc桩，其桩影响深度为3m。对于无地下室区域，暂不桩侧水平抗力有利作用。有地下室区域自桩顶往下3m深度范围为粘质粉土夹粉质粘土，孔隙比e=0.833，按照桩顶铰接计算得单桩水平承载力特征值为46kn。
35.异形拱桁架建筑平面为超椭圆形，屋面最高处结构标高约18m。外轮廓投影平面尺寸约为60m x 60m，异形拱桁架的外围设置有的特色——沿外立面盘旋而上至各层及屋顶的若干楼梯。屋顶公共区设置有钢结构造型飘带。楼梯结构类同于坡面屋顶，其下部为室内空间，上部为室外空间。通过楼梯人们可到达大屋顶区域。
36.异形拱桁架幕墙内部，设置超椭圆型内筒，其首层为异形拱桁架的大空间展厅。内筒平面尺寸约45x45m，展厅层高约11.2m，中间无任何竖向支撑，沿内筒四周，设置有若干通高至屋顶的混凝土墙及框架柱，作为结构的主要抗侧力体系。
37.二层为多功能使用空间，主要功能为会议、办公等。屋顶层为户外公共活动区域，二层及屋顶大部分区域为大跨区域的上空，其荷载主要通过二层楼面至三层楼面通高的带下部拉杆的拱结构传至内筒两侧的剪力墙上并传至基础。
38.内筒展厅首层层高约ll.zm，为实现首层中间展厅大空间的要求，结构仅沿内筒四周，利用建筑楼梯间及电梯间布置有若干剪力墙及框架柱，并通过外围钢框架梁连接。内筒的二层，由于屋顶标高不一，建筑层高约v.lg~9.ggm，主体结构利用该层层高，在展厅中部设置两个整层高的带下部拉杆(拉杆同时为1z层楼面梁)的拱，每个钢拱跨度约ttm，两拱间搁lzm，其支撑于两侧剪力墙。为减小结构自重及方便连接，支撑于桁架上下弦的1z层及屋顶楼面结构采用钢梁 组合楼板。内筒展厅结构为的主要抗侧力体系及竖向支撑结构，同时其也为室外钢结构楼梯提供一侧竖向支撑及侧向支撑。
39.本发明的工作原理：步骤一、首先将异形拱桁架钢结构构件进场验收施工测量，自二级控制网布设三级控制网，根据现场通视条件，先测设主轴线，加密建筑轴线，建立三级平面控制网，采用激光铅垂仪竖向投影首层平面控制网，进行平面控制网的传递，采用钢卷尺竖向量距向上引测标高基准点，测量外框钢柱、钢梁钢异形拱桁架钢结构构件；步骤二、技术准备，技术准备包括s21对进场的测量仪器设备，在使用前进行计量检定，确保器具在受控状态下使用；s22向监理提供所用测量仪器的计量检定证书，s23对业主总包提供的测量依据进行校算；s24对起始桩点红线桩、楼座桩、水准点高程进行校测，s25整理施工图纸、异形拱桁架钢结构深化设计图资料，熟悉图纸了解建筑定位及楼层放线的相关要求,校核图纸中相关数据，测量定位所需要的几何尺寸及相关数据，s26明确测量班组职能，由测量负责人对测量工进行技术交底；步骤三、建立控制网，建立控制网包括s31控制网中应包括作为场地定位依据的起始点和起始边，建筑物主控制点和主轴线，s32要在便于施测、使用平面定位及高层竖直控制和长期保留的原则下组成四周平行于建筑物的闭合图形以便闭合校核；s33控制线的间距以30m～50m，顶面标高低于场地设计标高。步骤四、控制点标高向上引测，s41地下室基准标高点引测选择3～4个标高点组成闭合回路，用水准仪配合塔尺和卷尺顺着基坑围护桩往下量测至地下室基础，到基坑复测水准环路闭合差，当闭合差时重
新引测标高基准点，s42首层 1.000m标高基准点测量引测用精密水准仪在首层平面及核心筒易于向上传递标高的位置布设四个高程基准点，地上各层 1.000m标高基准点测量引测地上楼层基准标高点用全站仪竖向激光测距每次从首层楼面每30m引测一次，30米之间各楼层的标高用钢卷尺顺主楼核芯筒外墙面往上量测，步骤五，s51钢柱安装测控包括钢柱垂直度初校，s52钢柱垂直度精校及中心坐标测量，s53钢柱标高复核。
40.s51钢柱垂直度初校，将检定过的两台经纬仪分别置于相互垂直的轴线控制线上，精确对中整平后，后视前方的同一轴线控制线并固定照准部，纵转望远镜，照准钢柱头上的标尺并读数与设计控制值相比后，校正方向并指挥操作人员对钢柱进行校正直到两个正交方向上均校正到正确位置，s52钢柱垂直度精校及中心坐标测量，在测量观测平台上架设全站仪，后视定向，在柱顶立镜观测柱中心及一牛腿中心坐标或测对角点坐标，比对柱顶设计坐标，校正钢柱垂直度及标高，根据两点定平面坐标系原则，比对观测数据xy坐标校正钢柱扭转度，s53钢柱标高复核，整体复核外框筒柱顶标高，形成下节钢柱安装标高预控数据，对于标高超差的钢柱，切割上节柱的衬垫板小于3mm或加高垫板小于5mm，钢梁安装测控，钢梁安装测控分为楼层钢梁和楼层悬挑钢梁两部分，楼层钢梁安装过程主要通过钢柱牛腿、混凝土结构上预埋件、钢梁腹板连接板进行定位，楼层悬挑钢梁先安装主梁，主梁一端通过钢柱牛腿、梁腹板连接件定位，另一端通过倒链与上层柱、梁进行连接，安装过程主控自由端标高及平面坐标，钢梁初步就位后，用水准仪测量标高用全站仪直接照准棱镜测量三维坐标，平面位置通过设置两侧倒链进行校正。
41.步骤九，异形拱桁架钢结构焊接施工，将钢柱垂直度提前预偏、钢柱吊装形成框架后，每排钢柱以中间钢柱为基准，由中间开始逐步向两边校正，通过高强螺栓孔的间隙调节钢柱垂直度偏差，使钢柱逐渐向外倾斜，距中间钢柱距离越远的钢柱向外的倾斜值越大，从中部钢梁向两边钢梁延伸的焊接顺序焊接，异形拱桁架钢结构焊接施工中钢板厚度50mm以上时，梁-柱焊缝收缩为1mm，柱-柱焊缝收缩为2mm，每节柱由于焊接造成的柱顶垂直度位移值为2.5mm，在测量校正时除中心柱外对边缘柱均应考虑焊接变形对钢柱进行预控，异形拱桁架钢结构焊接施工中由水平高程向上量距时，所用钢尺应经过计量检定，量高差时尺身应垂直并用标准拉力，在用钢尺量距时进行温度和尺长改正，改正公式：
∆
l=0.000012(t-t0)l，其中t0为常温20℃。
42.以上实施例，只是本发明优选地具体实施例的一种大跨超重异形拱桁架施工安装方法，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。