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移動網(wǎng)架式承重架鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]
1、立項背景。
    1、立項背景。
    　　根據(jù)2004年3月5日陜西建工集團總公司關(guān)于“移動網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用”的立項文件，結(jié)合集團公司“關(guān)于在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中認真進行經(jīng)驗總結(jié)，積極開發(fā)新技術(shù)新工藝，不斷提高公司鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)競爭力”的精神要求，由陜機司承擔(dān)具體項目完成，該司成立了“移動網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用”項目領(lǐng)導(dǎo)小組，在其承接的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)工程中進行應(yīng)用，將鎮(zhèn)江電廠三期干煤棚、揚州二電廠擴建工程干煤棚和廈門太古四期、五期工程等列為試點項目。
    　　2、技術(shù)原理。
    　　移動網(wǎng)架式承重架既是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中支承結(jié)構(gòu)自重的臨時支承架，又是安裝過程中作業(yè)人員必需的安全操作平臺，也是保證大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)安裝精度的有效胎模，在結(jié)構(gòu)安裝方面起到了非常重要的作用。
    　　移動網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)最直觀的特點是采用技術(shù)先進、設(shè)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(tǒng)扣件式腳手架，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)施工安裝中的靈活應(yīng)用和完美結(jié)合。
    　　3、性能指標。
    　　通過工程實踐證明，移動網(wǎng)架式承重架是鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架(殼)安裝過程中支承結(jié)構(gòu)自重的臨時支承架，又是安裝過程中作業(yè)人員必需的安全操作臺，也是保證網(wǎng)架(殼)結(jié)構(gòu)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：
    　　⑴、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(jié)構(gòu)成熟設(shè)計軟件進行計算分析，設(shè)計可靠度高，結(jié)構(gòu)安全有保證。
    　　⑵、根據(jù)工程結(jié)構(gòu)選擇不同造型。如立體框架結(jié)構(gòu)、拱形結(jié)構(gòu)等。
    　　⑶、可選擇單個或多個承重架作業(yè)。例如：在干煤棚結(jié)構(gòu)施工中一般采用單個承重架，在機庫結(jié)構(gòu)施工中一般采用多個承重架集群作業(yè)。
    　　⑷、節(jié)點形式采用焊接球、螺栓球。
    　　⑸、(單個承重架)高度近40m，跨度達105m，寬度為12-18m。
    　　⑹、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。
    　　⑺、拆卸組裝簡便，重復(fù)使用2-3次。
    　　⑻、移動方式有滑動和滾動，移動控制采用變頻同步調(diào)速、集中視頻控制技術(shù)。
    　　4、與國內(nèi)外同類技術(shù)比較。
    　　本項目經(jīng)委托陜西省科技查新咨詢中心、江蘇省科技查新咨詢中心進行查詢，顯示本項目涉及的內(nèi)容在所檢文獻中未見相同報道。
    　　采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系作為承重架，國內(nèi)還是首創(chuàng)，從思路上講是專業(yè)施工的技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)造。應(yīng)用網(wǎng)架式承重承重架的基礎(chǔ)是對空間結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件靈活使用和對實際施工配套技術(shù)的掌握，并將二者緊密結(jié)合，在同行業(yè)中我司走在了前列。
    　　對于跨度大、高度高的結(jié)構(gòu)體系進行滑移，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(yīng)用了承重架同步滑移控制系統(tǒng)，在技術(shù)上完全是獨立自主設(shè)計與開發(fā)，具有控制簡便、直觀、控制效果好的特點，其應(yīng)用標志著我單位施工配套技術(shù)水平的提高；在同類技術(shù)中設(shè)計新穎、經(jīng)濟實用，可適用于結(jié)構(gòu)積累滑移法、同步吊裝法等施工應(yīng)用中，是值得在同類工程施工中推廣的較先進的、獨特的施工控制方法。
    　　5、成果的創(chuàng)造性、先進性。
    　　移動網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的創(chuàng)造性在于使用“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”作為結(jié)構(gòu)承重架，在國內(nèi)尚無同行業(yè)使用；先進性在于其可拆卸和組裝，重復(fù)使用，長期成本低，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(jié)構(gòu)設(shè)計軟件已趨于成熟、空間結(jié)構(gòu)多樣性的特點，用輔助網(wǎng)架結(jié)構(gòu)服務(wù)于主體鋼結(jié)構(gòu)，由于承重網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配合主體工程的結(jié)構(gòu)特點、施工條件和施工組織諸因素而設(shè)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(xiàn)了一種新的施工方法和思路。
    　　鋼結(jié)構(gòu)的滑移法施工，牽引力設(shè)置及同步控制一直是一個課題，開發(fā)出的“變頻同步調(diào)速、集中視頻控制”的滑移控制系統(tǒng)，對電動倒鏈進行技術(shù)改裝，采用變頻設(shè)備改變其運轉(zhuǎn)模式，由衡速率變?yōu)榭勺兯俾剩俨捎靡曨l系統(tǒng)對運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行監(jiān)控，充分利用了相對先進、科學(xué)的機電產(chǎn)品，很好地滿足了工程施工的需要，在同類施工中，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
    　　移動網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)是針對大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的特點和要求而開發(fā)出來的新型施工技術(shù)方法，其技術(shù)作用如下:
    　　6.1.1、經(jīng)過專業(yè)設(shè)計，針對性強
    　　網(wǎng)架式承重架在設(shè)計時，建造模型的依據(jù)即是主結(jié)構(gòu)的設(shè)計模型，故承重網(wǎng)架的支承節(jié)點與主結(jié)構(gòu)的支承節(jié)點是一一對應(yīng)的垂直關(guān)系，之間的距離也是根據(jù)實際需用的支承高度確定，所以支承方式合理、支承簡便；受力上承重網(wǎng)架通過節(jié)點傳遞加載的各種荷載，受力線路明確，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(jù)。
    　　網(wǎng)架采用行業(yè)上通用的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行設(shè)計，可結(jié)合工程的實際特點，設(shè)計相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸和支承形式，并以國家有關(guān)規(guī)范和標準為依據(jù)，進行各種荷載組合設(shè)計、校驗，故設(shè)計科學(xué)、可靠，保證了結(jié)構(gòu)應(yīng)用的使用性和安全性。在數(shù)項工程應(yīng)用中，由于設(shè)計的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)與受力的配合較好，經(jīng)過數(shù)次滑移、拆裝升降，未出現(xiàn)過桿件彎曲、網(wǎng)架變形等情況。
    　　6.1.2、減少了對主體結(jié)構(gòu)受力的影響
    　　實際上，結(jié)構(gòu)積累滑移法施工是我公司已經(jīng)比較成熟的鋼結(jié)構(gòu)施工工藝，在方案論證時，我們考慮采用此方法的話，由于必須改變網(wǎng)架原設(shè)計的支承方式，加之經(jīng)過了積累滑移的過程，對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布肯定會造成一些影響，可能施工過程中造成的一些變形是不可逆的，雖然現(xiàn)在沒有確切的研究結(jié)果證明這種影響有多大，但對于跨度大、長度長的大型空間鋼結(jié)構(gòu)，我們還是以技術(shù)上更趨可靠保證的態(tài)度，大膽開發(fā)運用新的施工方法。
    　　采用移動網(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入設(shè)計狀態(tài)，施工過程對主體結(jié)構(gòu)的影響可降低到最小；結(jié)果顯示：采用該施工技術(shù)結(jié)構(gòu)的撓度值與以往采用網(wǎng)架積累滑移法施工的同類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(xiàn)場條件影響少
    　　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化制作，運抵現(xiàn)場后，由專業(yè)施工隊伍進行網(wǎng)架安裝，其作為一個小型的網(wǎng)架工程，一切以單項工程的要求控制其質(zhì)量及進度，大大方便了施工和管理。
    　　干煤棚、飛機庫工程的擴建、續(xù)建項目相當多，現(xiàn)場情況比較復(fù)雜，有的項目建設(shè)方要求一邊生產(chǎn)運營、一邊進行建設(shè)施工，在煤場要繼續(xù)堆煤、斗輪機繼續(xù)運轉(zhuǎn)的情況下施工，網(wǎng)架式滑移承重架就凸顯了受現(xiàn)場條件影響小的優(yōu)點。在沙崗4＃原料場網(wǎng)架工程中，如采用滿堂承重架，必須先把施工現(xiàn)場清理干凈，大量的粉煤需外運，建設(shè)方為此做好了預(yù)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)實力給予了極力贊賞；鎮(zhèn)江電廠工程中，按建設(shè)方的要求，一邊要進行干煤棚施工，一邊要進行斗輪機的安裝和調(diào)試，網(wǎng)架式滑移承重架留給了斗輪機足夠的空間，保證了電廠發(fā)電計劃的實現(xiàn)。在廈門太古四期工程中，因采用移動網(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，隨著承重架的移動和主結(jié)構(gòu)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、土建工程提供了場地條件。
    　　6.1.4、可采用合理的牽引方案實現(xiàn)同步滑移
    　　承重架的設(shè)計結(jié)構(gòu)明確，故便于針對性地進行滑移及牽引機構(gòu)的設(shè)計和處理，在鎮(zhèn)江電廠工程中，根據(jù)現(xiàn)場實測地坪標高確定承重架支承點標高，設(shè)計出中間立柱支點的牽引架結(jié)構(gòu)和兩側(cè)支點的支座結(jié)構(gòu)，然后確定軌道的標高值，以之控制軌道的施工質(zhì)量和滑移過程中的經(jīng)常性監(jiān)測、維護，使整個結(jié)構(gòu)體系關(guān)系明確，一切以數(shù)據(jù)說話來進行各種過程控制。
    　　滑移時，通過牽引設(shè)備、滑輪組機構(gòu)牽動承重架支座，從而帶動大跨度拱形結(jié)構(gòu)移動，承重架的結(jié)構(gòu)整體性是保證同步滑移、進行“變頻同步調(diào)速、集中視頻控制” 的同步控制的基礎(chǔ)。滑移過程中，在控制系統(tǒng)的監(jiān)控下，以50-100mm/min滑移速度，滑移的不同步度可始終控制在10mm以內(nèi)，使承重架安全、平穩(wěn)滑移，完成主體施工的使命。
    　　在廈門太古工程中，軌道分段考慮到每單元滑移距離，按照滑移距離的模數(shù)設(shè)計軌道長度，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行了滾動滑移，僅用兩個5t手拉葫蘆牽引，操作簡潔方便。
    　　6.1.5、具有可回收和重復(fù)使用的特點，經(jīng)濟性好
    　　網(wǎng)架式承重架采用螺栓球節(jié)點網(wǎng)架型式，結(jié)構(gòu)上可拆卸，桿件鋼管可重復(fù)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(fù)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
    　　移動網(wǎng)架式承重架在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用的意義在于：與同類工程采用常規(guī)施工方法相比較，不但體現(xiàn)了技術(shù)上可行，開創(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，經(jīng)濟效益核算情況如下：
    　　6.2.1 直接經(jīng)濟效益(萬元)

    　　其中，廈門太古四期工程和鎮(zhèn)江電廠三期工程采用移動網(wǎng)架式承重架綜合經(jīng)濟效益顯著，如下表：

    　　6.2.2 社會效益
    　　移動承重架法施工，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(fù)利用的特點，可節(jié)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)贏得了經(jīng)濟效益和工程信譽。
    　　企業(yè)在整個項目實施中，積極地投入技術(shù)力量，大力進行技術(shù)開發(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)實力，得到了同行的肯定和好評，為企業(yè)贏得聲譽，取得較好的社會效益。
    　　7、推廣應(yīng)用情況
    　　7.1、移動網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)中的開發(fā)及應(yīng)用，是我公司在施工領(lǐng)域的一項新技術(shù)創(chuàng)新，經(jīng)過實際應(yīng)用，已形成了一項獨特的施工工藝方法，標志著我公司在技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用上上了一個新的臺階。
    　　7.2、典型工程應(yīng)用情況如下：
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