大跨度结构的主要网络结构有网壳结构、网格结构和悬索结构等,这些结构在受到外力作用时具有不同的特性,因此在施工时必须注意很多因素。
01.施工技术
1.高空散装法
是指将结构所用的全部构件分成若干小块,在空中设计位置直接安装成整体的方法。施工时有悬臂和支架两种方法。支架法适用于节点较多的网架结构。其主要特点是不需要大型起重设施,但施工时耗用材料较多。
2.条(块)式安装法
是指将钢结构构件在地面焊接好,组装成条状或块状,再由起重机械吊装到设计位置,形成整体结构,所以又称小件安装法。它比高空散装法省去了大量地面支架,而且块状或条状的尺寸一般由吊装设备的承载范围决定,因此施工方案比较灵活。
3、整体吊装法
是指将分散的结构构件在地面上拼接成一个整体,然后利用起重设备吊装到设计的高空位置进行施工安装。这种方式多用于中跨度桁架结构,对起重设备的要求也较高,且采用整体吊装对地面建筑工程施工影响较大。
4.整体改进方法
就是将起重设备放置在结构上,待结构在地面安装好后,再通过吊带将组装好的结构吊到设计位置。这种施工方法基本上是用一小组机械来安装大型结构框架,可以大大减少吊装过程中产生的费用,也可以将主体结构上的一些辅助部件一起调整到设计位置,不仅可以缩短工期,还可以大大降低成本并确保安全。
5、整体吊装方式
是指钢结构构件在地面拼接后,以结构柱为滑道,在各结构支撑点下放置千斤顶,然后将搭设好的结构缓慢提升到设计位置。整体顶升法与整体吊装法的区别在于吊装时所用设备不同,吊装所用轨道不同。
6.折叠、展开安装方法
它是指网壳穹顶结构,利用原理是其三维空间可看作是环形箍筋效应与径向拱效应的叠加。
02.施工方法
钢结构屋架及支撑生产一号
1. 材料检验
(1)检查进货原材料的合格证、出厂合格证。
(2)钢材经检验,符合要求后,方可投入使用。
2. 流程
(1)切割
1)放样:所有钢构件在生产前按1:1的施工样板进行放样,经核实无误后方可下料。根据施工图进行放样,逐一核对图纸间尺寸、方向。放样时预留焊接收缩量及加工余量。2)根据放样进行样板制作,以便及时调整下料尺寸。
(2)零件加工
1)切割:氧气切割前应清理钢材切割区的铁锈、污物,切割后应清除断口边缘的焊瘤、飞溅物。2)钻孔:钢结构与钢板连接的螺栓孔应用台钻钻孔,保证螺栓孔位置准确、尺寸准确。
(3)钢屋架组装
1)将实物样板放置于拼装台面上,按施工图及工艺要求进行拱起,预留焊接收缩量,拼装台面应具有一定刚度,不得变形。2)将上弦、下弦、拉杆等定位角钢按实物样板搭接焊于拼装台面上。3)将上、下弦垫块及节点连接板放在实物样板上,进行匹配,再将上、下弦放在连接板上,使其紧贴定位角钢。4)将点焊好的半片屋架翻转180°,以半片屋架为模具,复制拼装屋架。5)将垫块、连接板、底板放在半片屋架模具上,底板与中间立杆应采用带孔的定位板用螺栓固定,以保证构件尺寸的准确性。
(4)钢构件焊接
钢屋架材料为Q235B,焊条采用现行国家标准规定的E4303型焊条,檩条及支撑材料为Q345D,焊条采用现行国家标准规定的E50系列焊条。
焊接顺序:先焊上、下弦连接板外侧焊缝,再焊上、下弦连接板内侧焊缝,再焊连接板与腹板间的焊缝;最后焊腹板、上弦、下弦之间的垫板。
支撑连接板角钢的组装与焊接:用样杆标记支撑连接板的位置,将支撑连接板对准位置组装、点焊。用样杆标记圆钢的位置,组装处将焊缝压平。组装完毕后,开始焊接支撑连接板。
(5)焊缝检查
屋架下弦杆接头采用有衬垫与母材的对接焊缝,焊缝质量等级为2级,其余焊缝外观质量不低于3级。全部焊接完毕,焊缝冷却24小时后,全部进行外观检查。
(6)成品检验
全部焊接完毕,焊缝冷却24小时后,进行全部外观检查,并做好记录。根据施工图及施工规范的要求,对成品的几何尺寸进行检查验收,并对每一桁架做好记录。
(7)除锈、喷漆、编号
成品经质量检验合格后,进行除锈、涂漆,钢构件外表面必须进行防腐处理。
2号钢结构安装
1. 施工流程
基础及结构件检查→吊车梁安装→钢屋架、屋面檩条、支撑体系安装→验收。
2.基础及结构件检查
(1)结构安装前,对构件进行全面检查,验证其是否符合设计和规范要求。
(2)检查、验证建筑物的定位轴线、基础轴线、标高及柱锚栓的位置、材质、基础强度。
3.吊车梁安装
(1)吊装前,将柱上预埋件清理干净,弹出十字线到位,检查预埋件标高、轴线。
(2)安装前检查吊车梁几何尺寸。安装吊车梁时,先将吊车梁吊离地面50cm,待稳定后再将吊车梁吊到设计位置,找正中心线,固定好。
(3)吊车梁吊装完毕后,在铺设轨道前对吊车梁的中心线、垂直度、位移、标高、两轴线间的误差进行复查和调整。
(4)吊车梁起吊时,起吊索与水平线夹角不得小于45°,并在起吊点处使用方形木垫,以保护被捆产品的防腐层。
4.钢屋架及屋面檩条吊装
(1)钢屋架的验收。钢屋架安装前必须经过严格检查,经业主验收合格后方可吊装。
(2)钢屋架吊装单元的加固。钢屋架侧向刚度相对较差,为保证钢屋架在吊装过程中不变形,组装好的钢屋架在吊装前应采用80mm杉木杆或其他杆件进行加固,使之形成整体。
(3)钢屋架吊装。采用双架吊装,吊装前先将两架单架30m屋架在地面固定好,再安装拉杆及上下弦水平支撑。
5.检查验收
(1)屋架安装完毕后,首先检查现场连接件的质量。
(2)屋架安装质量主要检查屋架跨中对两支承中心垂直平面的不垂直度;屋架受压弦对屋架垂直平面的侧向弯曲度,必须保证上述偏差不超过允许偏差,确保屋架满足设计受力状态和整体稳定性要求。
(3)测量并记录屋架支撑的标高、轴线位移、跨中挠度。
3号屋面排水系统
1. 管道和接口
(1)管材、管件应符合相关标准的规定。
(2)管材标准尺寸符合S12.5标准。
(3)管件材质与排水专用管件相同。
(4)管道连接采用热熔连接、电加热套连接,排水立管底部水流冲击压力较大钢结构屋面防水10质保,设置混凝土墩。
2.管道铺设
(1)吊管与立管、立管与排出管之间的连接弯头均应采用两个45°弯头。
(2)虹吸压力排水管无坡度。不设检查口、清理口,仅在立管底部设检查口。
(3)管道支架采用专用HDPE管道固定系统,管夹与管道之间设置橡胶圈,悬挂管夹按管径10倍长度安装,固定在悬挂方钢上。
3.管道压力试验
室内排水管道进行水密性试验时,注水高度为水平排水管至雨水槽顶端,30分钟内无漏水为合格。
4号屋面板安装
1、拉杆严格按照图纸上的尺寸进行切割、排料,画好图后进行编号、堆放在一起。
2、屋面复合板铺设时应铺放平整,不得漏铺、重叠。
3、安装屋面板前,应将复合板按安装方向放置于紧靠屋架的檩条上,防止复合板在屋面上掉头。
4、屋面板的安装应按设计图的要求,从屋面逆主导风向的一端开始,用钢尺标定第一块屋面复合板的安装位置,然后逐块铺设固定,每3块板检查一次尺寸。
5、防雨板与复合板连接采用防水抽芯铆钉固定,沿板筋切线方向每隔一根铆钉固定一颗,中间用密封胶密封。
03.施工要点
1.钢结构焊接前后
(1)钢结构焊接前,应选择正确的焊接材料、焊接电压、焊接电流等。焊接过程中,必须保持焊点的清洁,以增加焊件的使用性能。
(2)由于钢结构的精度要求,采用焊接工装夹具的方法完成装配与检查。
(3)焊接时应注意钢结构变形的控制。
2、大跨度钢结构装配工艺尺寸的选择
大跨度钢结构在装配过程中,应根据生产要求确定装配尺寸,尽量减少误差。施工设计时应按照相关装配工艺及图纸要求进行,确定装配的工艺尺寸。
3.钢屋架吊装
对于跨度大于20m的钢结构,需整体吊装。吊装工艺为:采用三点吊装方式,以钢结构厂房屋面为支点,对组装好的构件实施整体吊装。屋架以一轴为核心吊装完毕后,以同样方式安装二次屋架,并严格控制屋架的倾斜和侧向弯曲。施工时,为保证稳定性,采用螺栓连接钢柱与钢屋架。屋架吊装完毕后,先检查安装位置是否有偏差,再检查螺栓是否固定,相邻屋架是否竖向支撑。
04. 质量控制
1、选择通过品保评审的合格供应商供应原材料,除核实材料外观、质保外钢结构屋面防水10质保,对业主要求抽样复检的材料必须抽样复检,经检验合格后方可使用。
2、焊条应有出厂合格证或材质报告,焊条使用前要求经过干燥箱干燥处理。
3、钢屋架完工后需进行防锈处理,防锈后涂刷底漆,底漆喷涂,漆膜厚度需符合设计要求。
4、为提高成孔精度,采用台钻,钻套采用中碳钢,钻模板厚度不宜过大。
5、为保证制造精度,钢件切割时必须预留收缩量,预留量取决于工件的尺寸。
6、制定合理的焊接顺序,先焊收缩变形较大的横焊缝,后焊纵焊缝,或先焊对接焊缝,后焊角焊缝。
7.焊接型钢的主要焊缝应在加劲肋板部件组装前焊接。
8、起吊钢构件时,应平稳起升或下降,避免紧急制动或撞击。
9、施工现场的机电设备、门箱、电焊机等应有可靠的防雨措施。电气操作必须由专业人员进行。
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