焊接球网架分块吊装方案.docx

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焊接球网架分块吊装方案

焊接球分块吊装施工方案

编制：

审核：

批准：

XXXX工程集团

第1节整体施工区域设置及总体方案思路

1、总体思路

根据本工程的施工方案：

按照煤棚钢结构布置特点及现场施工条件的要求，拟采取“分块吊装”的施工工艺。

在每块网架之间设置拼装平台。

钢结构施工的具体流程说明如下：

²△在地面拼装平台上将网架分段第一部分拼装完成；

²△安装支撑第一部分的抱杆支撑；

²△吊装第一部分网架，支撑点为柱点及抱杆；

²△在地面拼装平台上将网架分段第二部分拼装完成；

²△安装支撑第二部分的抱杆支撑；

²△吊装第二部分网架，支撑点为柱点及抱杆；

²△焊接第一部分及第二部分的连接部分，使其形成一个稳定的框架空间结构；

²△继续拼装下一部分网架结构及次结构，

²△按照以上顺序依次完成一个安装分区的吊装焊接作业；

²△安装整个网架，并对局部位置进行微调就位；

²△拆除抱杆支撑系统。

第二节施工前准备

1、由于该工程施工场地紧张，施工难度较大，为加强施工管理，必须做好充分的施工准备工作，根据工程实际，并按工作程序将这些工作落实到每个管理人员肩上，使之各负其责，确保完成。

2、会同总包单位办理好中间交接手续，以便凭此安装网架主体的依据，这里验收主要指预埋件的验收，即土建单位必须提前按设计图纸检查各预埋件的施工情况，各预埋件中心偏移不大于L/3000且≯30mm，总长（横、纵向）偏差在±L/2000内且≯30mm，预埋件顶面高差控制差在相邻柱距的L/800内且≯30mm。

3、选派专业技术人员办理好轴线控制点和水准控制点的书面移交手续。

4、应协调做好现场清理工作，保证开工前施工现场水、电、路通，并平整场地，清除场内杂物。

5、施工员应仔细阅读图纸，熟悉图纸内容，掌握图纸关键，清楚地了解安装程序，以便合理顺序地组织施工。

6、组织现场安装人员召开技术、质量、安全交底会议。

7、考虑煤场正常生产功能，构件在倒运过程中，包括机械的悬着上应注意限高，限宽等。

8、构件倒运过程中应垫平，保证构件运输不产生变形，尽量少损伤涂层，损伤后，应及时补漆。

装卸过程中，钢丝绳与构件之间应加垫块以保护漆面。

9、加工好的管件进场后，按不同型号构件分类堆放，并做好标识，杆件堆放时，底部应用枕木垫好，所有构件应避免雨淋，以防锈蚀。

10、施工现场的煤堆应找平，并选择钢板、地基板等材料硬化地面为组装拼装平台提供场地。

11、由于现场场地狭小，必须根据施工方案在必要的地点做好放坡、找平等工作。

12、针对焊接球网架，施工技术人员做好现场技术交底工作，确保每个工人掌握技术要点。

第三节网架吊装方案

1、抱杆的设置

本工程为平板型焊接球网架工程，因本工程工期较紧，且现场场地不平，我司计划租赁塔吊节作为抱杆使用。

抱杆随着网架拼装的进度随时更换位置，更换的位置根据吊装的需要进行更换。

以碎石层做基础持力层。

基槽开挖时应将杂填土、淤泥等全部清除，并挖至第二层土。

经过计算满足设计要求，抱杆设置的场地需平整且硬实，若现场场地不满足条件，根据需要可以用厚度25mm-30mm的钢板衬底。

塔吊四肢之间焊接支撑，在支撑上设置平台，平台上设置临时支座。

具体平台设置见卸载方案。

抱杆位置的设置如下图：

抱杆（塔吊标准节）的稳定性计算

网架结构支撑抱杆使用塔吊标准节，结构最大内力情况下计算报告如下：

截面类型:

格构四角钢组合截面

截面名称:

1500x1500x2500（长x宽x缀件高）

截面分类:

绕2轴:

b类绕3轴:

b类

杆件类型:

柱

套用规范:

《钢结构设计规范》GB50017-2003

材料设计强度:

215（MPa）

1、2肢:

普通角钢（等肢）L160x12

绕2轴:

b类绕3轴:

b类

3、4肢:

普通角钢（等肢）L160x12

绕2轴:

b类绕3轴:

b类

水平缀件及斜缀件:

普通角钢（等肢）L125x12

绕2轴:

b类绕3轴:

b类

（以下验算结果中，长度单位为mm，力单位为N）

所在组合号（情况号）

强度应力比:

0.2221

（1）

绕2轴稳定应力比:

0.2451

（1）

绕3轴稳定应力比:

0.2481

（1）

沿2轴剪切强度应力比:

0.0111

（1）

沿3轴剪切强度应力比:

0.0021

（1）

单元长度:

18000.0

绕2轴:

计算长度系数:

2.03计算长度:

36599.9

构件长度系数:

1.00构件长度:

18000.0

绕3轴:

计算长度系数:

2.03计算长度:

36599.9

构件长度系数:

1.00构件长度:

18000.0

绕2轴长细比（限值）:

52.70（不控制）1

（1）

绕3轴长细比（限值）:

52.70（不控制）1

（1）

沿2轴挠度比（限值）:

1/8014（1/180）1

（1）

沿3轴挠度比（限值）:

1/50956（1/180）1

（1）

1肢绕2轴稳定应力比:

0.2291

（1）

1肢绕3轴稳定应力比:

0.2291

（1）

2肢绕2轴稳定应力比:

0.2291

（1）

2肢绕3轴稳定应力比:

0.2291

（1）

3肢绕2轴稳定应力比:

0.3821

（1）

3肢绕3轴稳定应力比:

0.3821

（1）

4肢绕2轴稳定应力比:

0.4331

（1）

4肢绕3轴稳定应力比:

0.4331

（1）

单肢长细比限值:

150.000

1肢1轴计算长度:

2500.000长细比:

78.733

2肢1轴计算长度:

2500.000长细比:

78.733

3肢1轴计算长度:

2500.000长细比:

78.733

4肢1轴计算长度:

2500.000长细比:

78.733

缀件类型:

M型

水平缀件设计强度:

215

斜缀件设计强度:

215

沿2轴水平缀件稳定应力比:

0.0541

（1）

沿2轴斜缀件稳定应力比:

0.1761

（1）

沿3轴水平缀件稳定应力比:

0.0541

（1）

沿3轴斜缀件稳定应力比:

0.1761

（1）

验算结果:

截面满足

原序号:

1

验算后序号:

1

2、网架分段

根据图纸分轴及网架结构形式将主网架分为17部分，每一部分分为2-3吊进行安装，安装顺序从网架的东北方向西南方开始安装。

从第一部分开始安装，首先安装网架的17轴-18轴，将此轴线分为三段。

地面拼装班组与吊装班组同时施工，形成流水作业。

第一部分分段如下图：

17轴-18轴在地面拼装完成之后，首先进行第一部分吊装，安装完成抱杆后，吊车不松钩，同时进行第二部分，第三部分吊装，高空焊接完成后，形成一个稳定的结构体系后，吊车松钩完成第一轴线的安装作业。

其他轴线施工依次按此施工。

网架分部图如下图所示：

3、网架吊装方案

3.1每榀的吊装顺序：

第一分段吊装→第一分段标高调整→临时固定第一分段→第二分段吊装→第二分段标高调整→临时固定第二分段→第三分段吊装→复测→与周围已安装网架形成未定的体系→卸载

3.2吊装器械的选择及相应计算

网架的分部中，其中7轴-8轴之间面积最大，根据每平米的含钢量计算此部分的重量为14.24T（356㎡）

因场地原因只可在一侧吊装，选择三台75T吊车进行吊装，吊装计算如下：

吊车参数表

因此选择75t吊车进行吊装可满足要求。

3.3网架消除应力和误差的措施和方法

网架分块之间焊接选用操作平台进行作业，操作平台安装在汽车吊主臂上，焊接人员在吊篮中进行作业，焊接过程中必须确保施工人员的安全，施工人员安全带必须系在吊车的附臂处。

（1）焊接球节点网架高空拼装是指小单元或分块，直接在设计位置进行总拼。

（2）为保证网架在总拼过程中具有较少的焊接应力和便于调整尺寸，合理的总拼顺序应该是从中间向两边或从一边向另一边发展。

本工程为从18轴向1轴方向安装

（3）焊接网架结构严禁形成封闭圈，固定在封闭圈中焊接会产生很大的收缩应力。

（4）为确保安装精度，在操作平台上选一个适当位置进行试拼一组，检查无误，开始正式拼装。

网架焊接时一般先焊下弦，使下弦收缩而略向上拱，然后焊接复杆及上弦，如果先焊上弦，则易造成不易消除的人为挠度。

（5）为防止网架在拼装过程中（因网架自重和支架刚度较差）出现挠度，可预先设施工起拱，一般在10～15mm。

（6）由于网架杆件与焊接球之间的连接焊缝是环状的，不同于一般的直线焊缝，必须由焊接经验丰富的焊工施工操作，在施焊中必须严格按制定的要求施工，根据待焊接的杆件的规格和壁厚，确定焊道数量，、电流强度和焊接速度，确保焊缝质量。

（7）在安装过程中，要经常进行检测，当一个网格焊接完成后，必须检测一次，观测其尺寸误差的正负值，要在相邻网格组装焊接时将误差值反向补偿过来，同样，当一行网格焊接完成后，也必须检测一次该行网格的总体尺寸，若出现尺寸误差的正负值,要在相邻行的网格组装焊接时将误差值反向补偿过来,以防已形成较大安装积累误差后,网架已基本成型,但球节点已偏离理论计算位置,无法进行校正。

3.4网架合拢施工

合拢施工是网架施工重点，准确合拢焊接球节难度更大。

在网架大面积施工时，由于安装误差、温度变形、焊接变形等等都可能导致最后按设计图纸下料加工的杆件无法安装上去。

因此在合拢施工时主要采取以下措施和施工步骤。

3.4.1合拢温度：

合拢的温度主要结合当地的气候温度，在网架设计的平均使用温度下进行合拢施工。

同时合拢施工时为了避免阳光暴晒、昼夜温差等带来的温度变形，合拢施工安排在早上太阳没有出来或者中午屋顶网壳温度均匀后进行，避免由于阳光带来的温差影响。

3.4.2合拢节点详图：

3.4.2合拢施工技术措施：

合拢前测量：

整个网架安装完后，根据设计计算的温度下，利用全站仪对合拢线上的每个球进行重新测量，确定出每个球安装的X、Y、Z三维坐标。

矫正施工（标高调整、水平误差调整）：

将实际测量的合拢线上每个球节点的三维坐标与设计的三维标进行核对，利用千斤顶等进行标高矫正施工，保证两边网壳挠度一致；同时采用倒链对个别节点的水平位置进行调整。

矫正后测量：

网壳各球节点根据测量数据矫正后，再利用全站仪在计算合拢施工温度下对合拢线上每个球进行测量，测出每个球节点的三维坐标值。

合拢线上杆件下料加工：

根据矫正后测量出的各球节点的三维坐标值和设计值进行对比；计算出每根杆件的合拢施工时的长度并与设计长度对比。

在不影响杆件的质量前提下，在现场根据合拢时的杆件长度进行杆件加工。

在合拢温度下，需有足够焊工在规定的时间和温度下同时施工，将整体网架在整条合拢线上同时合拢。

合拢时，安装焊接杆件时先焊一端再焊另一端，不能两端同时焊接，以消除由焊接产生的装配应力。

在合拢前应对参加合拢焊接的焊工进行合拢施工的培训，明确操作规程、操作要点，同时进行模拟演练，使焊工在合拢焊接时的焊接速度能基本一致。

4.吊装机具的选择

4.1、钢丝绳的选用

4.1.1、钢丝绳的种类

  钢丝绳是把很多根直径为0.3～3mm的高强度碳素钢钢丝先拧成股,再把若干股围绕着绳芯拧成绳的。

钢丝绳种类很多,按绕捻方法不同可分为左同向捻、右同向捻、左交互捻、右交互捻四种,起重作业中常用右交互捻钢丝绳。

 按钢丝绳芯材料不同可分为麻芯、石棉芯和金属绳芯三种,起重作业中常采用麻芯钢丝绳,麻芯中浸有润滑油,起减小绳股及钢丝之间的摩擦和防腐蚀的作用。

 按钢丝绳绳股及丝数不同可分为6×19、6×37和6×61三种,起重作业中最常用的是6×19钢丝绳。

 按钢丝表面处理不同又可分为光面和镀钵两种,起重作业中常用光面钢丝绳。

综上，本工程选用右交互捻麻芯光面钢丝绳。

 4.1.2、钢丝绳的规格参数

一般起重作业可采用GB/T8918-1996《钢丝绳》中6×19钢丝绳，其规格参数见下表。

    表1  钢丝绳的破断拉力

直径

钢丝绳的抗拉强度/MPa

 钢丝绳

 /mm

钢丝

/mm

1400

1550

1700

1850

2000

钢丝破断拉力总和/kN

 6.2

0.4

20.00

22.10

24.30

26.40

28.60

 7.7

0.5

31.30

34.60

38.00

41.30

44.70

 9.3

0.6

45.10

49.60

54.70

59.60

64.40

 11.O

0.7

61.30

67.90

74.50

81.10

87.70

 12.5

0.8

80.10

88.70

97.30

105.50

114.50

 14.O

0.9

101.00

112.00

123.00

134.00

114.50

 15.5

1.O

125.00

138.50

152.00

165.50

178.50

 17.O

1.1

151.50

167.50

184.00

200.00

216.50

 18.5

1.2

180.00

199.50

219.00

238.00

257.50

 20.O

1.3

211.50

234.00

257.00

279.50

302.00

 21.5

1.4

245.50

271.50

298.00

324.00

350.50

 23.O

1.5

281.50

312.00

342.00

372.00

402.50

 24.5

1.6

320.50

355.00

389.00

423.50

458.00

 26.O

1.7

362.00

400.50

439.50

478.00

517.00

 28.O

1.8

405.50

499.00

492.50

536.00

579.50

 31.O

2.O

501.00

554.50

608.50

662.00

715.50

 34.O

2.2

606.00

671.00

736.00

801.00

—

37.O

2.4

721.50

798.50

876.00

953.50

—

 40.O

2.6

846.50

937.50

1025.00

1115.00

—

4.1.3、钢丝绳的选用

 钢丝绳在同直径时公称抗拉强度越低,每股绳内钢丝越多,钢丝直径越细,则绳的挠性越好,但钢丝绳易磨损。

反之,每股绳内钢丝直径越粗,则钢丝绳挠性越差,钢丝绳耐磨损。

因此,不同型号的钢丝绳,它的使用范围也不同。

根据起重吊装作业的实际需要,一般情况下,钢丝绳的选用可考虑以下原则:

（1）6×19钢丝绳用做缆风绳、拉索及制作起重索具,一般用于受弯曲载荷较小或遭受磨损的地方。

（2）6×37钢丝绳用于起重作业中捆扎各种物件、设备及穿绕滑车组和制作起重用索具，适用于绳索受弯曲时。

 同向捻的钢丝绳,表面较平整、柔软,具有良好的抗弯曲疲劳性能,比较耐用;其缺点是绳头断开处绳股易松散,悬吊重物时容易出现旋转,易卷曲扭结,因此在吊装中不宜单独采用。

起重吊装作业常用存交互捻钢丝绳。

4.1.4、钢丝绳的受力计算

  某一规格的钢丝绳允许承受的最大拉力是有一定限度的,超过这个限度,钢丝绳就会被破坏或拉断,因此在工作中需对钢丝绳的受力进行计算。

  为了保证起重作业的安全,钢丝绳许用拉力只是其破断拉力的几分之一。

破断拉力与许用拉力之比为安全系数。

下表列出了不同用途钢丝绳的安全系数。

         钢丝绳的安全系数

使用情况

安全系数

使用情况

安全系数

用作缆风绳、拖拉绳

3.5

机械驱动起重设备

5-6

人力驱动起重设备

4.5

用作吊索（无弯曲）

6-7

用做捆绑吊索

8～10

用做载人升降机

14

  钢丝绳的许用扭力

    P=SP/K   

  式中 P——钢丝绳的许用拉力,N;

   SP——钢丝绳的破断拉力,N;

   K  ——钢丝绳的安全系数。

本工程按最不利情况计算，吊装重量为14.42T，吊装绳索初步考虑六条，实际使用还要加设吊装绳索，按上述计算，每条绳索需承担2.4T的重量。

钢丝绳用作机械驱动起重设备时，K取值6。

选用型号6×19-31的钢丝绳,用做捆绑绳时其许用拉力

  SP=554.5*d2=554.5×310=171895（N）

   用做捆绑绳时,取K=6,则

   P=SP/K=171895/6=28649.2（N）>24000N

故本工程选用6×19-31的钢丝绳即可。

4.1.5、钢丝绳使用、维护与保养

 ①钢丝绳要正确开卷。

钢丝绳开卷时，要避免钢丝绳扭结，强度降低以致损坏。

钢丝绳切断时要扎紧防止松散。

 ②钢丝绳不得超负荷使用，不能在冲击载荷下工作，工作时速度应平稳。

 ③在捆绑或吊运物件时,钢丝绳应避免和物体的尖角棱边直接接触,应在接触处垫以木块、麻布或其他衬垫物。

 ④严禁钢丝绳与电线接触，以免被打坏或发生触电。

靠近高温物体时，要采取隔热措施。

 ⑤钢丝绳在使用中应避免扭结，一旦扭结，应立即抖直。

使用中应尽量减少弯折次数，并尽量避免反向弯折。

 ⑥钢丝绳应防止磨损、腐蚀或其他物理条件、化学条件造成的性能降低。

⑦使用前要根据使用情况选择合适直径的钢丝绳;在使用过程中,要经常检查其负荷能力及破损情况;使用后及时保养,正确存放。

4.2缆风绳的设置

缆风绳又称拖拉绳或缆绳。

连接网架与埋地枕木的拉索，用以保持网架和稳定。

在网架结构中，缆风绳是重要的稳定系统。

揽风绳在网架吊装过程中随着网架的进度进行搭设，网架的侧向风力为0.4kn/㎡，折减系数为0.8，本工程计划每三个轴线设置两条揽风绳，具体设计方式如下图所示：

根据上述设计参数，计算水平力为2.668m*24m*0.4kn/㎡*0.8=20.5kn

揽风绳受力F=20.5kn/sin30=41kn

查询上节表格，可知选取6-19-9.3钢丝绳即可。

4.3卡环的选用

吊装质量最大支撑时拉力N=2.4t，卡环的允许荷载[FK]=40d2，拟选用10t型卡环，查下表得知d=26mm[FK]=40*26*26=27040N=2.7t>2.4t满足要求。

因此，采用汽车吊时选用10t卡环。

5.吊点的选择

选择吊点必须保证吊装每块构件的过程中，绑扎的绳索采用稳定结实的结索办法，钢丝绳的末端用卡扣固定，确保越拉越紧。

在钢丝绳与构件的接触面用橡胶垫等软性材料垫在中间，保证构件受力为面受力，确保构件本身的稳定性，

根据计算每块吊装的吊点如下布置：

取最不利吊装单元4-1

该单元总重约15.t，设3台吊车。

应力比分布图：

图中杆件的最大应力比为0.171<1.0，满足规范要求。

吊装位移分布图：

最大位移6.838mm，满足规范要求。

吊装钢索计算：

单元号:

203

截面类型:

圆钢及索

截面名称:

φ30

截面分类:

绕2轴:

a类绕3轴:

a类

杆件类型:

柱

套用规范:

《钢结构设计规范》（审批稿）GB50017-201x

（以下验算结果中，长度单位为mm;力单位为kN,kN.m;应力单位为MPa）

验算强度用设计值f=205.00

验算稳定用设计值f2=205.00

验算稳定用设计值f3=205.00

抗剪强度设计值fv2=120.00

抗剪强度设计值fv3=120.00

强度验算

最不利组合1

（1）N=102.77,M2=0.00,M3=0.00

结构重要性系数1.00

塑性发展系数r2=1.200,r3=1.200

应力比:

0.709

净截面断裂验算

最不利组合1

（1）N=102.77

结构重要性系数1.00

极限抗拉强度fu=370.00

N/An/（0.7fu）:

0.561

拉杆不考虑稳定问题

沿2轴抗剪验算

最不利组合1

（1）V2=0.00

结构重要性系数1.00

抗剪应力比:

0.000

沿3轴抗剪验算

最不利组合1

（1）V3=0.00

结构重要性系数1.00

抗剪应力比:

0.000

验算局部稳定

绕2轴计算长度（对应侧向支撑间长度）:

5000.00（5000.00）

绕3轴计算长度（对应侧向支撑间长度）:

5000.00（5000.00）

绕2轴长细比:

666.67

绕3轴长细比:

666.67

沿2轴W/L（限值）:

0（1/400）0（0）

沿3轴W/L（限值）:

0（1/400）0（0）

验算结果:

截面满足要求

原序号:

1

验算后序号:

1

6.吊篮的计算书如下：

1计算简图

计算简图（圆表示支座，数字为节点号）

2荷载与组合

结构重要性系数：

1.00

2.1节点荷载

2.2单元荷载

1）工况号：

0

*输入的面荷载:

序号

荷载类型

导荷方式

体形系数

面荷载值

（基本风压）

kN/m2

1

恒载

双向杆件

--

2.00

面荷载分布图:

面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）

2）工况号：

1

*输入的面荷载：

序号

荷载类型

导荷方式

体形系数

面荷载值

（基本风压）

kN/m2

1

活载

双向杆件

--

1.50

面荷载分布图:

面荷载序号1分布图（实线表示荷载分配到的单元）

2.3荷载组合

（1）1.20恒载+1.40活载工况1

3内力位移计算结果

3.1内力

3.1.1最不利内力

各效应组合下最大支座反力设计值（单位：

kN、kN.m）

节点号

控制

组合号

组合

序号

Nx

Ny

Nz

Mx

My

Mz

Nx最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Ny最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Nz最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Mx最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

My最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Mz最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

107

合力最大

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Nx最小

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Ny最小

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

Nz最小

1

1

-0.0

-0.1

3.0

0.1

-2.8

-0.0

M