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1、word空间大跨度X弦梁结构施工工艺的研究摘要：本文介绍了某某会议展览中心“空间大跨度X弦梁结构施工工艺的研究。关键词：空间，大跨度，X弦梁结构。 某某松昊钢结构某某 蒋振彦副总经理/本工程原项目经理1、引言某某会议展览中心的36号展厅为大跨度X弦梁结构体系，局部大悬挑。每座展厅有18榀X弦梁，跨度74m，上弦为II120040024203530组合截面，下弦为PES7301的预应力钢索。尽管单榀X弦梁为平面结构，但由于两端支座处的标高按照不同的等差数列上升，因此，相邻两榀X弦梁在空间上并不共面，屋面整体造型为马鞍形，见如下图。36号展厅总体效果图完成一半后屋面结构整体图单榀X弦梁总体与局部细
2、部图与以往其它X弦结构相比拟，以往工程的上弦构件多为拱形结构，即使为平面结构也使用桅杆吊索结构体系，而本工程的上弦钢梁上外表为平面，施工和X拉工艺不尽一样。尽管单榀X弦梁与地面倾斜，但设计要求X拉完成后拉索撑杆垂直于大地，且X拉产生的X弦梁起拱在屋面载荷施加后X弦梁外表仍为平面，所以施工难度非常高。2、工程概况某某会议展览中心位于某某市河西中央区的中心位置，一期建设项目的钢结构工程由36#展厅和9#展厅、会议中心与附属结构、门庭结构和连廊、登录厅组成。6#展厅5#展厅4#展厅3#展厅9#展厅会议中心36#四个展厅的跨距和结构形式完全一样，沿圆弧形布置，为单层建筑：跨距AJ列74m，柱距9m，从
3、121轴长度180m。2011轴X弦梁为一个整体，112轴为一个整体，在11轴用X弦桁架过渡。屋面结构主要为：74m大跨度X弦梁和局部大悬挑构件组成，X弦梁和屋面梁为II组合断面，主截面为II120040024203530，端部悬挑段截面为II60040024203530，最大悬挑距离37m。X弦梁的拉索为7301，撑杆为3258，上端与X弦梁下翼缘铰接，下段铸钢球节点将拉索固定。悬挑段在111轴和2轴外，由于悬挑距离较大，在柱上设钢管支撑。X弦梁ZXL1最重89t，X弦桁架重154t。X弦梁通过支座与钢柱连接。钢柱除2轴的A、J列为四管格构柱外，其它均为双管格构柱，管径根本为60020，腹管
4、35112。钢柱下段2.5m锚固在钢筋混凝土柱内，底部标高+9.50m，柱内压灌混凝土。四管格构柱单件最重16.4t，双管格构柱单件最重8.8t，柱顶设置联系梁和柱间支撑。建筑造型新颖，结构体系明了，安装精度要求高，索力分析和拉索施工难度大。3、施工方案3.1 方案的制订由于会展中心的展厅四周为混凝土框架结构，柱距只有9m，地面承载力3t/m2，采用何种施工方案，既可以满足钢结构施工，又能减小总包单位的施工配合工作，是工程的难点。经过对工程的结构特点和难点分析，我们对几种可能的施工方案进展了综合比拟，拟选择施工效率高、风险性低的常规吊装方案。主吊机选用100t履带吊，跨内行走，X弦梁局部分三段
5、吊装，悬挑段X拉后紧随吊装。展厅的吊机和构件预留场通道设在J列的23轴，土建施工周围结构时预留二、三层框架；X弦梁跨中设置两个临时胎架，100t履带吊将X弦梁分三段吊装到位，进展高空拼装；X弦梁成型后安装拉索和撑杆，进展X拉。施工过程中，吊机行走和吊装位置铺设钢制路基箱，使施工荷载扩散分布，施工中对地坪进展保护。3.2 施工思路分别组织，同时施工；流水作业，合理穿插。施工组织分段吊装，高空拼装；中型吊机，保护地坪。施工方案稳步悬挑，适时安装；模拟计算，单榀X拉。施工重点科学组织，按期竣工；安全生产，争创省优。施工目标1分别组织，分区施工；流水作业，合理穿插在施工组织上，四座展厅分别组织，平行施
6、工。每座展厅以11轴为界分两区施工，区与区之间、工序与工序之间组织流水作业。悬挑结构和连廊、登录厅与附属结构合理穿插。2分段吊装，高空拼装；中型吊机，保护地坪经过方案综合比拟，展厅施工方案选用常规吊装方案，即：主吊机为100t履带吊，X弦梁局部分三段吊装就位，高空拼装成型后进展拉索撑杆和拉索安装。100t履带吊为中型吊机，在施工时吊机行走和吊装位置铺设钢制路基箱，对施工荷载扩散分布，施工中加强对地坪的保护。3稳步悬挑，适时安装；模拟计算，单榀X拉本工程难度最大的是展厅的X弦梁安装，施工重点为：大悬挑结构的安装时机、安装方法，与拉索的索力确定和撑杆的垂直度控制。稳步外挑：主跨X弦梁成型后，在悬挑
7、段的适宜位置设置临时支承胎架，将悬挑段安装就位，与时与主梁固定，并安装斜支撑，使结构稳步外挑，保证其空间稳定性。适时安装：运用电脑模拟计算，根据大悬挑结构安装对X弦梁索力的影响和相应措施，确定悬挑结构的安装时机。模拟计算，单榀X拉：根据索力和位移双控的原如此，对X弦结构的施工全过程进展模拟计算分析，最终确定单榀X弦梁X拉的施工方案。4科学组织，按期竣工；安全生产，争创省优工程的总体目标是：高度重视，科学组织，保证钢结构工程按期竣工的工期目标；在施工过程中，加强安全措施的投入和安全各项制度的落实情况，创造安全施工环境，确保安全生产。执行全面质量管理TQC，以GB/T19000质量管理与质量保证为
8、标准，建立健全工程质量保证体系，完善质量管理制度，建立质量控制流程。以工序控制和精度控制为重点，编制专项施工方案，达到省优工程的质量目标。3.3 展厅施工流程施工工艺流程见如下图。3.4 X弦梁施工方案简介X弦梁从20轴向2轴逐榀安装，X弦梁局部分三段吊装，每座展厅主吊机选用一台1495-3A型100t履带吊，在跨内行走，吊机行走和吊装站位处铺设钢制路基箱。3.4.1 单榀X弦梁施工流程：3.4.2 X弦梁的吊装分段X弦梁ZXL18和ZXL1018的X弦梁局部分三段吊装，悬挑段单独吊装，构件最长26m，单件最重26t，单件最重26t；X弦梁ZXL9的X弦梁局部分五段吊装，上下两层悬挑段单独吊装
9、，最长18.5m，单件最重36t(安装起拱30mm)。3.4.3 吊机性能X弦梁选用1495-3A型100t履带吊吊装，吊机在展厅内行走，吊机性能见下表：吊机接杆工作幅度(R)允许吊重(t)备 注R=8mZHXL-9分段吊装，单件吊装最重36tR=9mZHXL-1018分段吊装，单件最重29tR=10mZHXL-1018分段吊装，单件最重29tX弦梁分段吊装选用两点或四点起吊，在X弦梁上翼缘焊接吊装吊耳，对口部位焊接工装件，使得构件能第一时间就位。3.4.4 X弦梁的安装当X弦梁起吊离开地面约1.5m后，将拉索撑杆组装到X弦梁上，与X弦梁一起吊装就位，X弦梁吊装见立面示意图。就位后根据柱顶和胎
10、架顶部的测量定位轴线与时找正，支座与锚栓临时固定，接口部位与胎架临时固定，进展对接口焊接。临时胎架上设置爬梯，顶部设置操作平台，X弦梁上翼缘设置安全栏杆，见如下图。悬挑段吊装立面图3.5 拉索的X拉方案3.5.1 X拉顺序X弦梁的拉索安装、X拉和X弦梁的安装方向一样，从20轴向3轴方向进展。(1)先安装好20轴和19轴的X弦梁，以与X弦梁之间的系杆和20轴横向外侧悬挑屋盖，然后两榀同步X拉。(2)18轴到3轴的X弦梁每装一榀拉一榀。X拉前装好该榀X弦梁的悬挑屋盖，以与与相邻已X拉X弦梁之间的系杆。3.5.2 悬挑段的安装由于2012轴悬挑屋盖的悬挑长度较小，因此该局部悬挑屋盖的安装直接由吊机完
11、成，悬挑屋盖端部不设支架；113轴悬挑屋盖的悬挑长度较大，该局部悬挑屋盖端部设置支架，在X弦梁X拉完毕后安装。3.5.3 单榀X弦梁的施工程序首先在跨内安装胎架，安装撑杆到上弦杆底部，然后分三段起吊上弦杆，把索展开并就位，挂上索球后，用卷扬机三点将索吊起，并牵引到位，安装自提升马道，然后从中间向两端连接撑杆和索夹，索一次性X拉到设计值后，二次拧紧索夹，并安装好撑杆的下端。单榀X弦梁安装示意图如下：(1)胎架就位和安装。整榀桁架分三段拼装，搭设两个胎架。(2)X弦梁和撑杆的安装。X弦梁局部分三段吊装。构件离开地面1.5m后，将拉索撑杆组装到X弦梁底部，撑杆与X弦梁一起就位，与钢柱和临时胎架固定。
12、 3拉索索体展开：索就位后，利用卷扬机将索沿放置好的放索工具展开。 4安装好球形索夹：在地面将索夹安装到索体上。5拉索的起吊：拉索采用三点起吊，便于安装。6工作马道的就位和吊装：马道两侧是倾斜的，吊挂在X弦梁上。7连接撑杆与索夹索夹与撑杆连接顺序：从中间向两侧进展。8索一次X拉到设计值 9二次拧紧索夹，安装下部撑杆 10安装悬挑段，拆除临时马道和跨中临时胎架 11)拆除端部悬挑段的胎架拉索提升图拉索X拉图3.6 方案实施的难点和对策1建筑物轴线的定位和放线根据测量基准点，采用坐标定位的放线方法，准确放出建筑物的轴线；根据施工需要，将标高基准点投放到各施工面上。2高空拼装胎架的定位放线由于X弦梁
13、跨度大，需要分段吊装高空拼装成型，X弦梁分段点处的标高和位置控制是测量放线的关键，所以拼装胎架的准确定位和监控调整是工程的重点。3构件安装精度的控制钢柱、临时胎架的安装精度是保证X弦梁能正确安装的前提，施工中我们严格控制钢柱和临时胎架的轴线偏差和垂直度，加强工序报验，全程严控。X弦梁分段安装的精度是影响结构X拉后构件是否正常变形的关键，我们对每段X弦梁的就位精度都全程监控，用全站仪测量X弦梁两端支座处和跨中两点的平面位置和标高；三段就位后精心对口，控制X弦梁整体的直线度和垂直度，确认后焊接。3.6.2加强焊工培训和工艺控制，控制焊接变形，保证焊接质量对于X弦梁为双拼II的特点，腹板和翼缘板厚均
14、为30和35mm的Q345B中厚板焊接。焊接质量是工程的重点，我们组织操作水平高的焊工，焊前交底培训100%考试，并承受业主委托的第三方抽查，保证焊工的实际操作能力。 焊前的试件编号 焊后试件正确制订焊接工艺，控制焊接变形。针对构件的断面特点，制订焊接工艺和顺序如如下图，采取对称焊接，控制焊接变形。翼缘板焊接顺序示意图 腹板焊接顺序示意图为保证夏季多雨季节，焊接不受风雨影响，在焊接部位我们搭设防风防雨棚，见如下图：加强焊后自检，对每条焊缝100%进展超声波检查，发现问题与时处理；自检合格后承受第三方每条焊缝20%的抽检，合格后才能进展下工序施工拉索X拉。梁编号规格(mm)数量焊缝长度(m)自检合格率第三方检测合格率质量监视抽检合格率ZXL梁1200400/2030/30353662299%100%100%BM-31200600/2030/30352100%100%BM梁1200400/600/203010637299%GL600300/142045052899%3.6.3 全工况模拟计算，正确制订拉索X拉方案1施工全工况模拟计算施工阶段计算的目的是通过科学计算指导施工，保证每个施工阶段的结构安全性，确保设
