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摘要:房式仓工程特点是跨度大,车辆进出方便,散装堆放面积大,适合粮库建设中推荐的结构,但施工过程屋架吊装难度大,安装精度要求高,现场制作、焊接、吊装过程合理安排,精心施工,保证就位准确。
关键词:超大跨度;房式仓;吊装;对接;就位
Abstract: Warehouse project is span, the vehicle out of convenience, bulk stacking area, suitable for recommended structure construction of grain storage, but the construction process of truss hoisting installation difficulty, high precision, on-site production, welding, reasonable arrangement, the hoisting process of careful construction, to ensure accurate positioning.
Key words: large span; warehouse; hoisting; docking; place
中图分类号:B032.2文献标识码A 文章编号
1概况与特点
1.1概况
我参加施工的大连南关岭国家粮食储备库72米跨钢结构平房仓工程占地21600平方米,其中,72×108米两栋,72×84米一栋,总仓容5.5万吨。储粮形式为包装。该工程是我国自行设计、自行施工的第一个超大跨度刚结构房式仓,是国家重点工程。
1.2设计特点
72米跨钢结构平房仓,采用实腹式门式刚架。本工程的主框架结构采用了Q345钢材,檀条、支撑采用了Q235A钢材,屋面板采用了镀铝锌板,板型为从美国引进的360咬合暗扣式防风暴能力特强的SSR板、墙采用了镀锌板,板型PR800型。
轻钢结构与普通钢结构最大区别即经过优化设计,材料最省,柱脚采用铰接,因此在柱腳处弯距是零,使柱下基础设计比固定柱脚节约了材料,降低了成本。零标高以上钢结构由于设计完全按弯距包络图设计每个位置截面尺寸,因此,柱采用最节省的变形柱。结构的水平剪力,设计了剪力键,水平剪力直接由剪力键承担。梁单元、柱单元、梁与梁之间连接采用成功的承压型高强螺栓连接,且连接节点根据结构的实际需要设计,并非对称布置。
施工方案的选择
72米跨钢结构平房仓工程完全由国内设计并施工尚属首例,因此在设计上对制作、安装及使用都提出了较严的要求。从我们国家目前的状况看,钢结构件的加工制作,有着较为丰富的经验和先进的生产工艺,技术水平高,能够满足设计要求,而如此大跨度钢结构仓的安装架设在国内是没有先例的,其主要的技术问题是吊装过程中钢架的稳定和刚架的变形问题。为此,市建委组织有关专家对吊装方案进行了充分的论证,形成了两套完整科学的吊装方案。其主要区别在于:方案一采用的是地面拼接36米门架梁,在空中定位对接成72米门架梁就位,完成整榀门式架的安装。方案二采用的是在地面完成门架梁对接,再整梁吊装就位,完成整榀门式架的安装。现就方案一进行论述如下:
2.1安装程序
安装顺序是从山墙框架开始由一端起顺序安装,刚架与檀条、支撑同时安装。第一榀斜梁吊装前,按计算验证的吊点位置绑扎钢丝绳,为保护主梁,在绑扎处用角钢衬垫,绑扎后进行试吊,如不稳定,调整吊点位置,稳定后方可正式吊装。第一榀刚架吊装就位后,用两台激光测距仪控制门式架的侧弯及变位等数值。用同样的方法进行第二榀斜梁吊装并同时安装檀条和全部水平支撑。门式架两榀吊装就位后,每18米设一对拉风缆固定于梁上,在形成空间刚架单元后,撤销索具。用同样的方法安装其余刚架、斜梁。
2.2问题分析及处理方法
1)《钢结构施工及验收规范》(GB50205-95)规定:钢结构采用扩大拼装单元进行安装时,对容易变形的钢构件应进行强度和稳定性验算,必要时采用加固措施。对本工程而言,主要的技术问题就是吊装过程中刚架的稳定和刚架的变形问题。
因斜梁吊装过程中的荷载主要是自重,除此之外几乎无其它荷载,梁的断面仍然是设计断面,而梁的设计荷载要远大于它的自重,因此,梁吊装的实际受力远小于设计值,由自重而引起的强度计算可不验算。
吊装过程中梁的强度值是安全的。
2)檀条安装的孔眼问题
檀条安装螺栓孔无法对中,偏移数值较小,可在经设计同意的情况下扩孔开椭圆孔,位置相差较大的隅撑连接孔可采取实际尺寸开孔等办法,孔眼偏差太大的檀条,按实际尺寸开孔。
3)斜梁的空中对接
36米长的两根斜梁的空中对接是吊装中难度了大的环节,其成功的关键因素是连接板的螺栓孔是全能相互重合,如不能重合,对接难以成功。成功的关键因素之二是斜梁拼接后的直线度。为避免上两环节出现差错,连接板工厂加工时须配套摞钻,编号配对,现场不可串用,为防止编号有误,安装前采用样板验测的方法对编号配对有连接板进行鉴别。为保证拼装后的斜梁直线度,在拼装前对拼装板与斜梁做轴线的垂直度检查。如吊车空中组对失败,采用在刚架脊背部和腋下部设组装平台的方式对斜梁在高空进行组对,用传统的铆工技法解决组对的细节问题。
4)温度
安装正直高温季节,斜梁变长使刚架柱向建筑外倾斜,根据当时环境气温计算出斜梁伸长所造成柱的水平位移值。同时考虑构件自身温度造成的旁弯和扭曲。
为保证结构体系的刚度,同时保证刚架柱和斜梁的安装尺寸,因此,在调整水平支撑和柱间支撑的同时要考虑刚架柱和斜梁的自身温度变形,因自身温度不均引起的旁弯和挠度或温度过高引起的伸长要考虑调差。安装调整误差的标准温度为20度,安装的构件温度伸长量以此为基点。
3体会
南关岭国家粮食储备库72米跨钢结构平房仓顺利吊装成功,为我国今后大跨度轻钢结构的安装积累了宝贵的经验。我们的体会是吊装前对吊车、钢丝绳、吊耳所进行的详细计算,对斜梁吊装时的强度及整体稳定性的详细验算,架设前作提升模拟试验,用先进的测绘方法对安装就位后的几何尺寸进行实测,建立安全岗位责任制等为吊装成功提供了保证。从整个吊装过程来看,现场指标系统是十分重要的,指挥既要懂得基本理论知识,又要有较为丰富的实践经验和高度的责任感,现场指挥与吊车司机的密切配合是吊装成功的关键所在。
4结语
72米跨刚结构平房仓在目前是国内建造的最大跨度的钢结构平房仓,自建成交付使用至今,从运行情况来看,仓体结构稳定,配套设施使用正常。从使用情况来看,此仓型储粮形式灵活多样,作业面大,对接吊装图作业方便灵活,进出粮效率高,通风、采光效果良好,满足使用要求。由此证明72米跨钢结构平房仓无论从设计、制作,还是从使用功能上都是全国领先,给我国国内轻钢结构建设拓了新的领域,为粮库建筑又增添了一种新的形式。
关键词:超大跨度;房式仓;吊装;对接;就位
Abstract: Warehouse project is span, the vehicle out of convenience, bulk stacking area, suitable for recommended structure construction of grain storage, but the construction process of truss hoisting installation difficulty, high precision, on-site production, welding, reasonable arrangement, the hoisting process of careful construction, to ensure accurate positioning.
Key words: large span; warehouse; hoisting; docking; place
中图分类号:B032.2文献标识码A 文章编号
1概况与特点
1.1概况
我参加施工的大连南关岭国家粮食储备库72米跨钢结构平房仓工程占地21600平方米,其中,72×108米两栋,72×84米一栋,总仓容5.5万吨。储粮形式为包装。该工程是我国自行设计、自行施工的第一个超大跨度刚结构房式仓,是国家重点工程。
1.2设计特点
72米跨钢结构平房仓,采用实腹式门式刚架。本工程的主框架结构采用了Q345钢材,檀条、支撑采用了Q235A钢材,屋面板采用了镀铝锌板,板型为从美国引进的360咬合暗扣式防风暴能力特强的SSR板、墙采用了镀锌板,板型PR800型。
轻钢结构与普通钢结构最大区别即经过优化设计,材料最省,柱脚采用铰接,因此在柱腳处弯距是零,使柱下基础设计比固定柱脚节约了材料,降低了成本。零标高以上钢结构由于设计完全按弯距包络图设计每个位置截面尺寸,因此,柱采用最节省的变形柱。结构的水平剪力,设计了剪力键,水平剪力直接由剪力键承担。梁单元、柱单元、梁与梁之间连接采用成功的承压型高强螺栓连接,且连接节点根据结构的实际需要设计,并非对称布置。
施工方案的选择
72米跨钢结构平房仓工程完全由国内设计并施工尚属首例,因此在设计上对制作、安装及使用都提出了较严的要求。从我们国家目前的状况看,钢结构件的加工制作,有着较为丰富的经验和先进的生产工艺,技术水平高,能够满足设计要求,而如此大跨度钢结构仓的安装架设在国内是没有先例的,其主要的技术问题是吊装过程中钢架的稳定和刚架的变形问题。为此,市建委组织有关专家对吊装方案进行了充分的论证,形成了两套完整科学的吊装方案。其主要区别在于:方案一采用的是地面拼接36米门架梁,在空中定位对接成72米门架梁就位,完成整榀门式架的安装。方案二采用的是在地面完成门架梁对接,再整梁吊装就位,完成整榀门式架的安装。现就方案一进行论述如下:
2.1安装程序
安装顺序是从山墙框架开始由一端起顺序安装,刚架与檀条、支撑同时安装。第一榀斜梁吊装前,按计算验证的吊点位置绑扎钢丝绳,为保护主梁,在绑扎处用角钢衬垫,绑扎后进行试吊,如不稳定,调整吊点位置,稳定后方可正式吊装。第一榀刚架吊装就位后,用两台激光测距仪控制门式架的侧弯及变位等数值。用同样的方法进行第二榀斜梁吊装并同时安装檀条和全部水平支撑。门式架两榀吊装就位后,每18米设一对拉风缆固定于梁上,在形成空间刚架单元后,撤销索具。用同样的方法安装其余刚架、斜梁。
2.2问题分析及处理方法
1)《钢结构施工及验收规范》(GB50205-95)规定:钢结构采用扩大拼装单元进行安装时,对容易变形的钢构件应进行强度和稳定性验算,必要时采用加固措施。对本工程而言,主要的技术问题就是吊装过程中刚架的稳定和刚架的变形问题。
因斜梁吊装过程中的荷载主要是自重,除此之外几乎无其它荷载,梁的断面仍然是设计断面,而梁的设计荷载要远大于它的自重,因此,梁吊装的实际受力远小于设计值,由自重而引起的强度计算可不验算。
吊装过程中梁的强度值是安全的。
2)檀条安装的孔眼问题
檀条安装螺栓孔无法对中,偏移数值较小,可在经设计同意的情况下扩孔开椭圆孔,位置相差较大的隅撑连接孔可采取实际尺寸开孔等办法,孔眼偏差太大的檀条,按实际尺寸开孔。
3)斜梁的空中对接
36米长的两根斜梁的空中对接是吊装中难度了大的环节,其成功的关键因素是连接板的螺栓孔是全能相互重合,如不能重合,对接难以成功。成功的关键因素之二是斜梁拼接后的直线度。为避免上两环节出现差错,连接板工厂加工时须配套摞钻,编号配对,现场不可串用,为防止编号有误,安装前采用样板验测的方法对编号配对有连接板进行鉴别。为保证拼装后的斜梁直线度,在拼装前对拼装板与斜梁做轴线的垂直度检查。如吊车空中组对失败,采用在刚架脊背部和腋下部设组装平台的方式对斜梁在高空进行组对,用传统的铆工技法解决组对的细节问题。
4)温度
安装正直高温季节,斜梁变长使刚架柱向建筑外倾斜,根据当时环境气温计算出斜梁伸长所造成柱的水平位移值。同时考虑构件自身温度造成的旁弯和扭曲。
为保证结构体系的刚度,同时保证刚架柱和斜梁的安装尺寸,因此,在调整水平支撑和柱间支撑的同时要考虑刚架柱和斜梁的自身温度变形,因自身温度不均引起的旁弯和挠度或温度过高引起的伸长要考虑调差。安装调整误差的标准温度为20度,安装的构件温度伸长量以此为基点。
3体会
南关岭国家粮食储备库72米跨钢结构平房仓顺利吊装成功,为我国今后大跨度轻钢结构的安装积累了宝贵的经验。我们的体会是吊装前对吊车、钢丝绳、吊耳所进行的详细计算,对斜梁吊装时的强度及整体稳定性的详细验算,架设前作提升模拟试验,用先进的测绘方法对安装就位后的几何尺寸进行实测,建立安全岗位责任制等为吊装成功提供了保证。从整个吊装过程来看,现场指标系统是十分重要的,指挥既要懂得基本理论知识,又要有较为丰富的实践经验和高度的责任感,现场指挥与吊车司机的密切配合是吊装成功的关键所在。
4结语
72米跨刚结构平房仓在目前是国内建造的最大跨度的钢结构平房仓,自建成交付使用至今,从运行情况来看,仓体结构稳定,配套设施使用正常。从使用情况来看,此仓型储粮形式灵活多样,作业面大,对接吊装图作业方便灵活,进出粮效率高,通风、采光效果良好,满足使用要求。由此证明72米跨钢结构平房仓无论从设计、制作,还是从使用功能上都是全国领先,给我国国内轻钢结构建设拓了新的领域,为粮库建筑又增添了一种新的形式。