国家雪车雪橇中心赛道遮阳棚钢木组合梁安装施工技术

作者:未知

  【摘要】本文介绍了国家雪车雪橇中心赛道遮阳棚钢木组合梁结构在山地环境复杂地形、地貌下整体安装方案的实施,对钢木组合梁吊装的机械选择、安装方法、质量控制等方面做了详细阐述,探讨了如何保证钢木组合梁安装的精度,为其他类似工程积累了宝贵经验。
  【关键词】雪车雪橇中心;赛道遮阳棚;钢木组合梁;施工技术
  【中图分类号】TU74
  【文献标识码】B
  【文章编号】1671-3362(2020)11-0090-02
  1.赛道遮阳棚钢木组合梁概况
  国家雪车雪橇中心主赛道采用全世界顶尖的赛道设计,建筑造型宛如一条游龙,飞腾于山脊之上,整个赛道全长1935m,赛道的起点标高为1017m,结束点标高为984.42m,最低点标高为896.05m,赛道最大高差为121m,最大坡度18%。
  赛道遮阳棚钢木组合结构按照赛道制冷单元划分为54段,包含279榀钢木组合梁,下部钢结构由钢柱脚、V型柱、钢承梁和V型柱柱间水平支撑及部分组成,上部由厂家工厂加工,整体运输至现场安装。钢承梁两端为150mm钢板,中间为箱型梁,V型圆管柱及V型柱柱间水平支撑为无缝钢管,材质均为Q345D。钢木组合梁单榀最大重量15t,最大悬挑长度13m。木材用量约1445 m3。
  2.施工难点
  (1)赛道遮阳棚钢木组合梁分布长度约2km,现场车辆通行道路狭窄、坡度大、弯道较多,构件倒运困难。
  应对措施:通过构件分段运输,选择爬坡能力强、较短的车辆,结合现场吊装机械整体式施工安排,错峰或夜间进行构件运输,保证进场构件能够及时倒运至安装位置,为既定钢结构吊装任务的顺利完成创造条件。
  (2)钢木组合梁安装严重影响后续屋面木瓦屋面成型效果,安装精度要求很高。
  应对措施:通过对钢木组合梁下部钢结构焊接变形的质量控制、对其安装坐标点的测量控制,以及制定合理的焊接顺序防止焊接变形等措施,保证钢木组合梁安装精度,以满足后续工作的施工需求。
  3.钢木组合梁安装主要施工工艺
  钢木组合梁体型大重量重,且现场施工条件复杂、吊装空间狭小,因此必须因地制宜,根据不同的施工条件选择不同的吊装机械,制定合理的构件运输方案,同时确定正确的吊装流程,严格控制钢结构焊接变形等问题,才能顺利完成钢木组合梁安装[1]。主要施工步骤为:首先进行钢木组合梁吊装夹具的安装,其次起吊翻身,第三步安装就位,最后进行焊接。
  3.1钢木组合梁安装机械选择及站位布置
  钢木组合梁安装根据其布置特点,需用2台80t汽车吊、2台50t汽车吊及4台25t汽车吊进行安装。考虑到道路崎岖狭窄、机械通行不便,施工现场沿钢木组合梁一侧的伴随路设置36个吊装站位点,将赛道分为8个吊装区,各区域吊机各负其责,避免远距离转场。
  3.2下部V型柱施工技术要求
  V型柱系统钢结构重量约1900t,由横向钢承梁、竖向V型钢柱、底部销轴支座及上部水平支撑四部分组成,V型柱截面有 PIP299×20、PIP402×20等四种规格,钢承梁长度约为3m,两端500mm范围内为150mm钢板与中间区域方管对接连接,单榀最大重量约为8t。V型钢柱与下部结构底板预埋件通过销轴节点连接,上部与钢承梁相贯焊接[2]。
  V型柱系统安装过程中采用全站仪测量定位,安装允许误差不超过2mm,底部铰支座销轴连接板与埋件板严格采用对称、多层多道焊接,保证焊缝质量及避免焊接变形影响上部结构位移,最终需确保上部钢承梁安装焊接完毕后允许偏差≤5mm。
  3.3钢木组合梁专属吊装夹具
  钢木组合梁吊装时需要设计特殊的吊装工装,即:钢木组合梁安装夹具,该夹具由五部分组成,分别为起固定作用的方钢管、钢棒、木垫块及起调节整平作用的手拉葫芦以及上部横梁钢扁担组成。夹具位置根据构件重心确定,布置在重心两侧1m-2m位置,同时需要避开钢木组合梁上U型马鞍件对拉螺栓位置,且夹具安装时需根据不同构件的高度调整上下对拉螺栓安装位置,夹具安装完毕后需进行仔细检查,确保螺栓全部处于紧固状态。
  3.4起吊翻身
  钢木组合梁安装时,需翻转90度进行垂直放置,两侧主梁超出约500mm左右,翻身时需注意此处不得触碰地面,构件摆放时下部放置4块垫木,防止构件翻身时两端部触地。
  翻转操作要求:钢木组合梁翻转前需要在下部延木梁长度范围内放置4道高度300mm的短木块支撑,保证木梁放置呈水平状。吊装翻身过程中缓慢起吊,当构件与地面垂直时,将构件吊装至离地面300mm高停止,检查构件吊装安全后,若无异常情况继续后续吊装作业。
  3.5钢木组合梁吊装
  钢木组合梁有三种形式:单边悬挑结构形式、双边落柱结构形式、亭子部分结构形式。整个钢木组合梁拼装完成后,最大组合吊装单元重15t。采用夹具进行吊装,选用汽车吊四点吊装,确保不会由于钢木组合梁的自重过大而导致钢丝绳挤压损坏钢木组合梁。
  3.6钢木组合梁就位工艺
  钢木组合梁吊装前的准备工作:(1)钢木组合梁就位时端头脚手架临时支撑顶标高需利用全站仪测量定位调整到对应的标高点;(2)钢木组合梁上贴好A、B、C三个反光测位點标签;(3)对下部V型柱系统与钢木组合梁连接的钢承梁端部坐标点进行复测。
  钢木组合梁就位后与下部钢承通过组合梁内的钢立柱和钢靴焊接连接,就位后采用卡码板固定,避免钢木组合梁在就位时来回摆动,通过对钢木组合梁的定位坐标点来进行测量定位,坐标符合要求后,及时拉设缆风绳进行加固,确保结构安全后拆除吊装夹具。
  3.7钢木组合梁焊接
  钢木组合梁安装就位后,进行焊接作业,焊接作业前对焊缝进行打磨处理。钢木组合梁焊缝均为一级焊缝,焊接时需要做好防风及保温措施,焊接前应进行预热处理,焊后应进行保温缓冷措施,避免出现质量问题,同时需按照焊接工艺要求安排两名焊工对称焊接,采用多层多道焊接方法焊接,保证焊缝一次焊接合格,焊接完毕后对焊缝两侧100mm范围内进行打磨处理,使得表面光滑,以满足探伤要求[3]。
  4.实施效果
  国家雪车雪橇中心赛道遮阳棚钢木组合梁安装施工技术,节约了施工成本、保证了施工工期,同时为钢木组合梁结构形式安全吊装提供了有力保障,同时为后续屋面系统安装奠定了坚实基础,最终钢木组合梁顺利实施完毕,如期完成,为赛道预认证提供了保证。
  5.结束语
  钢木组合梁结构区别于常规钢结构安装,需要通过对其安装工具进行特殊的设计、夹具安装进行准确定位、构件翻身进行分步稳定实施、构件安装就位进行准确定位等方法和措施,保证钢木组合结构安全、顺利吊装,避免了安装过程中因方法不当导致构件损坏,解决了钢木组合结构在施工过程中的诸多难题,同时保证了钢木组合梁施工质量和工程进度,确保工程顺利完工。
  参考文献
  [1]钢结构焊接规范 GB50661-2011[S]
  [2]钢结构工程施工规范  GB50755-2012[S]
  [3] 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001[S]
  [作者单位:中冶(上海)钢结构科技有限公司]
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