广州西塔钢结构预拼装方案.docx
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广州西塔钢结构预拼装方案
广州西塔钢结构预拼装方案
1．工程概况
本工程结构体系为斜交网格柱外筒+内框架加斜撑结构。
外框筒斜交网格柱采用圆钢管，节点区域左右相邻钢管通过与拉板相贯实现左右连接，上下相邻钢管则通过与环板相贯实现上下连接。
因此外筒结构就是由一个个四根管与板件相贯连接的节点和节点间的连接钢管组成的斜交的网格。
平面为中心对称的圆角等边三角形，每层15个节点，分为三种类型。
立面为中间大上下小的纺锤形，钢管的直径从下到上直径由1800mm，减小到700mm。
立面和平面的变化，使得各层节点相似不相同，且每个节点的四肢不在同一面内。
外筒钢结构轴测图典型节点
西塔外筒钢结构中的节点按位置可分为两类，一类是外环梁与斜柱的连接节点，另一类是楼层梁与外环梁之间的连接。
其中，第一类位置的节点有三种类型，分别为节点层处的X形节点，非节点层的双加强环节点和单加强环节点。
楼层梁与环梁的连接节点形式为常规节点形式，而环梁与外筒斜柱的连接节点为非常规的复杂节点，是本工程所特有的节点形式。
由于外筒结构布置方式的特殊性，同一类型的所有外筒节点形状相似但两两之间却不相同。
目前，由精工钢构和沪宁钢机共同承担钢结构外筒的加工制作任务，分工情况如下：
2．预拼装场地、胎架及主要设备准备
2.1预拼装场地布置及地基处理
钢结构拼装在湖北楚天工厂进行，场地位置、大小及平面布置如下：
场地分为两部分，一部分为预拼装场地，另一部分为构件堆场。
预拼装场地采用混凝土面层，上铺钢板；构件堆场采用碎道渣面层。
根据需要，在拼装场地上的局部位置需堆放钢构件，构件下部设枕木。
构件的堆放位置详见附件1。
预拼装场地的地基处理方案详见附件3。
2.2胎架设计及平面布置
预拼装胎架利用工字钢焊接而成，设计时考虑胎架的可重复利用性及在胎架移动的便易性，预拼装胎架采用与工厂节点组装相类似的胎架，如下图所示：
工厂组装胎架图
为了方便胎架的加工，根据所需高度将胎架分四类，在使用过程中利用临时钢梁及楔铁等调整标高达到拼装要求。
胎架设计及平面布置详见附件2。
胎架底座需与场地上的钢板进行点焊，以保证胎架在吊装过程中不发生移位。
根据场地情况，胎架在拼装过程中按照构件的吊装就位顺序进行安装。
2.3主要吊装设备及测量仪器
本工程预拼装主要吊装设备及测量仪器配置如下表：
序号
设备名称
数量
备注
1
150t履带吊
1
构件吊装
2
CO2焊机
1
焊接
3
全站仪
1
测量定位
4
线锤
2
测量定位
5
50m钢尺
2
测量定位
6
直尺
2
测量定位
3．预拼装方案
预拼装主要目的主要是检验制作的精度，以便及时调整、消除误差，从而确保构件现场顺利吊装，减少现场特别是高空安装过程中对构件的安装调整时间，有力保障工程的顺利实施。
通过对构件的预拼装，及时掌握构件的制作装配精度，对某些超标项目进行调整，并分析产生原因，在以后的加工过程中及时加以控制。
确定预拼装准确无误后，对每个预拼装节头处作好安装标记，然后再在圆管上焊接安装耳板。
如下图所示：
考虑到工程的进度要求、拼装场地的需要、起吊设备的限制及结构自身特点等因素，同时又达到预拼装的目的，决定对三分之一外筒节点及斜钢柱进行工厂预拼装，对于环梁只进行节点中间位置环梁的预拼装。
以我司首批加工制作的JC、JD层构件的预拼装为例，按上述方案，需与沪宁钢机加工的JB层节点同时进行。
B、C、D三层构件分三个拼装单元进行预拼装。
根据工期情况，首批进行与沪宁钢机的节点预拼装。
最后进行我司自行加工的节点的预拼装。
具体如下：
预拼装单元平面布置图
为降低拼装架的高度，我们采用卧式拼装的方式进行外筒构件的预拼装，拼装时所有节点与楼层主梁的连接牛腿均向上，如下图所示：
为了做好预拼装工作，制定如下预拼装流程：
1．平台放样
在平台上划出胎架的位置线、节点端口控制点投影线、节点牛腿控制点投影线、钢管牛腿控制点的投影线等主要的点和线，并打上洋冲眼。
2．立胎架
根据平台上胎架的位置线，将预先制作好的胎架立在相关的位置，并测量胎架与构件接触点的坐标，确保位置的正确。
根据胎架的设计特点，胎架与构件接触的支撑点的标高调整采用加设H型钢段及楔铁等常用方式。
3．节点的预拼
将节点吊至相应的位置，通过挂锤线与平台上的吻合度以确保节点端口和牛腿控制点的x、y坐标，对z坐标采用全站仪控制，对于偏差使用胎架上的微调装置进行微调，确保节点端口和牛腿的坐标值符合要求。
4．斜钢管的预拼
待节点放置到位后，将钢管吊至胎架上，调整钢管的角度，确保钢管的牛腿控制点与平台投影点的吻合，然后用临时卡马或连接板临时固定。
检查对接口的间隙、错边等情况，对于超差的进行相应的处理；对于符合要求的，焊上安装连接板并做好安装标记，确保现场顺利安装。
5．环梁的拼装
只对与节点相连的环梁进行预拼装，在预拼后进行整体的检验。
4．工厂预拼装控制项目及检验标准
根据本工程的特点及以上的预拼装方案，工厂预拼装控制项目及允许偏差列于下表：
D.0.1钢构件预拼装的允许偏差，应符合表D.0.1的规定；外筒管构件预拼装的允许偏差，应符合表D.0.2的规定。
表D.0.1钢构件预拼装的允许偏差（mm）
构件类型
项目
允许偏差
检查方法
多节柱
预拼装单元总长
±5.0
用钢尺检查
预拼装单元弯曲矢高
l/1500，且不应大于10.0
用拉线和钢尺检查
接口错边
2.0
用焊缝量规检查
预拼装单元柱身扭曲
h/200，且不应大于5.0
用拉线、吊线和钢尺和全站仪检查
顶紧面至任一牛腿距离
±2.0
用钢尺检查
梁、桁架
跨度最外两端安装孔或两端支承面最外侧距离
＋5.0
－10.0
接口截面错位
2.0
用焊缝量规检查
拱度
设计要求起拱
±l/5000
用拉线和钢尺检查
设计未要求起拱
+10
0
节点处杆件轴线错位
4.0
划线后用钢尺检查
构件平面
总体预拼装
各楼层柱距
±4.0
用钢尺检查
相邻楼层梁与梁之间距离
±3.0
各层间框架两对角线之差
H/2000，且不应大于5.0
任意两对角线之差
∑H/2000，且不应大于8.0
表D.0.2外筒管构件预拼装的允许偏差（mm）
项目
允许偏差（mm）
检查方法
外筒中心坐标水平位移Δ
Δ≯10
全站仪、经纬仪
管柱中心坐标水平位移Δ1
Δ1≯8
全站仪、经纬仪
管柱中心顶部标高
±2
水准仪、钢尺
管柱弯曲矢高f
f≤1/1500，且≯10
钢尺、直尺、经纬仪、全站仪
支柱管节间弯曲矢高f1
f1≤1/1000，且≯10
钢尺、直尺
管口错边
t/10，且不应大于3
直尺
坡口间隙
有衬垫
-1.5
+6
直尺、焊缝卡尺
无衬垫
0
+2
5．附件
附件1：
各单元拼装图
图中说明了预拼装过程中构件堆放、吊机站位、构件就位顺序等问题。
附件2：
预拼装胎架设计详图及胎架布置图
附件3：
预拼装场地地基处理方案
附件4：
预拼装单元放线控制图及主要预拼装控制点坐标图
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