五环体育馆网架施工方案专家论证

五环体育馆网架施工方案专家论证

德州市德城区青少年示范性综合 实践基地综合楼 屋顶网架吊装 —— 专家论证汇报材料 目录 一、编制依据 二、工程概况 三、施工部署 四、吊装施工工艺 五、吊装过程安全保证措施 六、 事故应急救援预案 七、 计算书及相关图纸 一、编制依据 1.1 德州市德城区青少年示范性综合实践基地综合楼工程施工图纸； 1.2 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 1.3 《钢结构焊接规程》 GB50661-2011 1.4 《钢结构设计规范》 GB50017-2003 1.5 《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001 1.6 《空间网格结构技术规程》 JGJ7-2010 1.7 《钢网架行业标准》 JGJ75.1-75.3-2010 1.8 《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》 JGJ276-2012 1.9 《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》 GB/T16939-2016 1.10 《中华人民共和国建筑法》 1.11 《中华人民共和国环境保护法》 1.12 《中华人民共和国安全法》 1.13 《德州市建设工程见证取样和送检制度的暂行规定》 1.14 山东德建集团有限公司相关《工程项目管理规定》。 1.15 山东德建集团有限公司《程序文件合订本》 1.16 住建部（ 2009 ） 87 号文件《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》 1.17 MIDAS 软件 08 版           一、编制依据 二、工程概况 2.1 工程概况 本工程为德州市德城区青少年示范性综合实践基地综合楼工程，位于德州市德城区五环体育馆院内。本工程网架部分位于综合楼 2-8 轴 /B-J 轴，网架支座处标高为 15.8 米，网架在综合楼二层地面（楼面标高为 3.9 米）处总体拼装完毕后，利用三台汽车吊整体吊装，网架起吊高度为 16.6 米，垂直提升高度为 12.4 米。 本网架采用螺栓球四角锥双层网架结构形式，上弦周边支撑，网架长 33m ，宽 23.7m ，覆盖面积为 782.1 ㎡，总重量约 28t ，屋面采用网架上弦找坡，有组织排水。网架中的钢管采用 GB700 中的 Q235B 钢，高强螺栓选用 GB/T16939 的经调质热处理的 40Cr ，直径＜ 36 的性能为 10.9 级，直径≥ 36 的性能为 9.8 级；钢球采用 GB699 的 45 号钢锻件，屈服强度 为 360N/mm ²；锥头封板采用 Q235B 钢，锥头为锻件；无纹螺母采用 Q235B 钢锻件，当高强度螺栓直径＞ 30 时采用钢锻件；紧固螺钉采用经调质热处理的 40Cr ；支座、支托及连接件均采用 Q235B 钢。（拼装完成后的三维立体模型如下图所示） 二、工程概况 网架吊装完成三维立体模型 二、工程概况 网架吊装完成三维立体模型 二、工程概况 网架吊装完成三维立体模型 二、工程概况 网架吊装完成三维立体模型 二、工程概况 网架提升阶段三维立体模型 二、工程概况 网架提升阶段三维立体模型 二、工程概况 网架提升阶段三维立体模型 二、工程概况 二、工程概况 本工程距离南侧原五环体育场馆约 8m ，北侧较为开阔，西侧紧邻小区 ，不适合支设汽车吊，在建综合楼东侧为局部四层结构不利于吊装指挥且存在一台施工用塔吊，不适合支设汽车吊。施工道路比较紧凑，北侧汽吊行进道路为排水管道，计划采用 4.5m 长、 3m 宽、 3cm 厚钢板在汽车吊行进道路沿排水管道满铺，防止排水管道塌陷。电源由发包方架设 380V （ 220V ）电源线路至施工现场。（现场平面布置图如下图） 2.2 施工现场条件 二、工程概况 二、工程概况 在建综合楼北侧实景图 二、工程概况 在建综合楼西侧实景图 二、工程概况 在建综合楼南侧实景图 二、工程概况 在建综合楼东侧实景图 三、施工部署 三、施工部署 技术负责人：张志伟 技术员：姜玉广 安全员：李春成 尺寸员：吴 琪 机电工：李春成 材料员：刘强 项目负责人 : 蒲金灿 资料员：吴琪 预算员：闫真真 3.1 人员机构设置 三、施工部署 3.2 技术准备及施工进度计划 3.2.1 对图纸进行认真、全面的熟悉，对于各节点做到了然于胸。 3.2.2 进行细致的技术交底，了解现场情况。 3.2.3 对于 预埋螺栓进行间距、标高等各方面的复测 ，并进行详细的记录。 3.2.4 本网架工程计划组装完毕后，采用整体吊装方法计划 12h 内将网架吊装完毕。 3.3 吊装机具、材料 3.3.1 现场选择 1 台 130t 汽车吊及 2 台 100t 汽车吊进行吊装，起吊时 130t 吊车位于建筑物北侧， 2 台 100t 吊车位于建筑物南侧。 3.3.2 检查吊装用的钢丝绳、锁具、扣卡、工具等是否齐全及是否达到安装使用要求，对不符合要求的卡环、钢丝绳、绳扣等构件予以废除。 3.3.3 选择好吊车进场路线和吊装站位位置，并做好吊车站位及行走的道路处理。 三、施工部署 三、施工部署 序 号 名 称 数 量 规格 用 途 1 汽车吊 3 台 130 吨 1 台 100 吨 2 台 吊装屋面网架 2 综绳 200 米 24 毫米 缆风绳 3 钢丝绳 110 米 6 × 3 7 股 28 毫米 固定钢架及起重 4 安全帽 若干顶 防砸 5 安全带 若干付 高空作业 6 电焊机 4 台 现场焊接 7 扭矩扳手 4 套 固定高强螺栓 8 普通扳手 若干把 固定普通螺栓 9 经纬仪 1 台 调整垂直度 10 水准仪 1 台 调整水平标高 11 卡环 36 个 用于吊装部位连接 3.3.4 施工机具准备（见下表） 三、施工部署 序 号 工种 人数 作业内容 1 电焊工 3 连接点矫正、焊接 2 技术工 15 网架吊装调整拼装 3 机电工 1 电气设备安装 4 汽车吊司机 3 汽车吊操作 5 信号工 1 汽车吊指挥 3.4 劳动力计划 3.5 其它准备 3.5.1 现场设置警示标志，吊装开始后设专职安全管理人员进行安全警戒，禁止外来人员随意进入施工现场。 3.5.2 现场设置 1 名信号工及对讲机若干个，用于保证三台吊车同时、同步起吊。 3.5.3 提前查看吊装作业当天的天气情况，如遇到下雨天、六级及以上风速天气时不得进行吊装作业。 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 4.1 网架安装流程图 图纸中尺寸、埋件位置等校核 预埋件安装、校核 网架支座安装及校核 网架拼装（剩余南侧及西侧一排腹杆和上弦杆）、检查及校核 网架整体吊装（吊升至高出支座 20cm 处）并用揽风绳固定 移动脚手架安装（用于剩余杆件拼装） 剩余腹杆、上弦杆安装 网架吊装到位（网架支座处） 网架检查、校核 网架卸载、汽车吊移除 网架支座焊接 进行下一道工序 四、吊装施工工艺 本工程距离南侧原五环体育场馆约 8m ，北侧较为开阔，西侧小区围墙距离在建建筑物约 8m 汽车吊不能驶入，且存在一台信号塔，不适合支设汽车吊，在建综合楼东侧为局部四层结构不利于吊装指挥且存在一台施工用塔吊，不适合支设汽车吊，北侧汽吊行进道路为排水管道，计划采用 4.5m 长、 3m 宽、 3cm 厚钢板在汽车吊行进道路沿排水管道满铺，防止排水管道塌陷。网架整体重量约28吨，初步选择 1 台 130t 汽车吊、2台100t吊车进行吊装。 130t 吊车：臂杆长度 60m ； 100t 吊车：臂杆长度 55m 。吊车站位：起吊时 130t 吊车位于建筑物北侧， 2 台 100t 吊车位于建筑物南侧。（如下图所示） 4.2 吊车初步选择 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 当屋架起升至最高点时，屋架底部距地面 16.6m ，吊车的起重半径根据现场实际条件选择 19.6m ，根据 CAD 一比一图实例画出如下示意图，如图所示吊车起重臂长度满足要求 。 4.3 吊车参数 4.3.1 130 吨吊车参数 四、吊装施工工艺 130 吨吊车起重量验算 屋架吊装总荷重： Qa= （ Q1+Q2 ） 式中： Qa — 屋架吊装总荷重， t ； Q1 —— 构件的重量， t ； Q2 — 索具的重量， t ； 130 吨汽车吊为 1.59t 、 100 吨汽车吊为 1t 本工程屋架吊装总荷重： Qa =(28+1.59+1+1)t=31.59 吨；因为用三台吊车，根据选定的吊点位置， 130 吨汽车吊承受网架一半重量及自身吊钩、锁具的重量，则 130 吨吊车承担的起重量为 28/2+1.59=15.59t<16.3t （吊车额定起重量，查看起重机性能表 , 见下附表）满足要求。 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 当屋架起升至最高点时，屋架底部距地面 16.6m ，吊车的起重半径根据现场实际条件选择 11.1m ，根据 CAD 一比一图实例画出如下示意图，如图所示吊车起重臂长度满足要求 。 4.3.2 100 吨吊车参数 四、吊装施工工艺 吊车起重量验算 屋架吊装总荷重： Qa= （ Q1+Q2 ） 式中： Qa — 屋架吊装总荷重， t ； Q1 —— 构件的重量， t ； Q2 — 索具的重量， t ； 130 吨汽车吊为 1.59t 、 100 吨汽车吊为 1t 本工程屋架吊装总荷重： Qa =(28+1.59+1+1)t=31.59 吨；因为用三台吊车，根据选定的吊点位置， 2 台 100 吨吊车分别承担 1/4 网架重量及自身吊钩及锁具的重量，则单台 100 吨汽车吊的起重量为 28/4+1=8t<16.5t （吊车额定起重量，查看起重机性能表，见下附表）满足要求。 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 4.4 吊装施工 4.4.1 起吊前的准备工作： 1 ）汽车吊已经过技术检验，可正常使用。 2 ） 130 吨汽车吊行进路线及支设位置已将钢垫板准备到位。 3 ）钢丝绳采用 6×37 型钢丝绳，已准备就位。 4 ）吊索上采用卡环固定网架。 5 ）吊钩及轮滑无开裂、损伤。 6 ）汽车吊司机及信号工已就位。 7 ）已对相关作业人员进行了交底及安全教育。 8 ）现场已按规范要求清理完毕。 9 ）拼装完成的网架（剩余西侧及南侧一排腹杆及上弦杆待已拼装网架吊装就位后进行安装）已验收合格，预埋件的平面位置、标高复核完毕。 10 ）未拼装的腹杆及上弦杆已分类摆放完毕。 四、吊装施工工艺 将钢丝绳按要求栓在吊点上，在网架的四角及中间部位拴好麻绳（东西两侧分别在端部各设一道，中间部位每间距 8m 设一道，南侧及北侧中间部为每间距 7m 设一道），作为调整方向的牵制溜绳，在网架的下弦悬挂安全平网。吊装前准备工作就绪后，首先进行试吊，吊起离地面高度 500mm 时停吊，检查索具牢固和吊车的稳定性，检查合格后，网架整体提升至高出牛腿预埋件标高 0.5m 处左右时，三辆吊车同时停止提升，将网架整体向东及向北平移使上弦杆支撑点位于东侧及北侧牛腿正上方，然后三台吊车同时下落，待网架与牛腿相距 20cm 处后静止不动，并采用缆风绳将网架固定在混凝土柱或其他构件上。 组装移动脚手架并加固完毕，将剩余腹杆及上弦杆全部组装完毕，然后采用激光水平仪检查网架各个节点及杆件的变形情况，确定安全后将网架慢慢吊至网架支座位置。为保证三辆吊车起吊的同步性，现场安排专门指挥人员，吊装前进行试吊，调整汽车吊吊升速率。 4.4.2 起吊 四、吊装施工工艺 网架固定完毕以后，在南侧及西侧需要安装腹杆及上弦杆的位置连续搭设移动脚手架，移动脚手架规格为长 × 宽 × 高： 1.5m×1.25m×2m ，移动脚手架距柱边 20cm 。本网架工程高度为 15.8m ，移动脚手架在二层（ 3.9m ）开始搭设，二层地面距网架支座 11.9m ，本工程需搭设脚手架高度为 10.9m ，移动脚手架底部采用长 3m 、宽 25cm 、厚 5cm 垫板，搭设完毕后，采用钢管搭设剪刀撑加固架体，剪刀撑每间距 4.5m 搭设一道，由于架体高度较高，采用三道（沿高度方向）揽风绳将架体固定在混凝土柱上，不靠近墙体的一侧采用 6m 长钢管在每根立柱部位搭设抛撑，防止架体倒塌。（架体搭设详见下附图），移动脚手架固定牢固后，组装剩余两侧上弦杆及腹杆，安装完毕后整体网架经检查验收合格后，三台吊车同速降落。待网架与支撑点完全接触后静止，施工人员进行支座连接处检查矫正施工完毕后，经检查无误后，三台吊车同时同速下落卸载，同时进行支座与网架连接部位焊接。 4.4.3 移动脚手架搭设 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 四、吊装施工工艺 4.4.4 校正、焊接 将网架上弦的各个支撑点放置在相应的柱顶位置，标高、轴线复核无误后，由电焊工将螺栓球与柱顶预埋件焊接固定。 4.5 吊装过程中的注意事项 4.5.1 进行试吊。试吊是全面落实和检验整个吊装方案完善性的重要保证。试吊的目的有三个：一是检验起重设备安全可靠性；二是检查吊点对网架刚度的影响；三是协调从指挥到起吊、揽风、溜绳操作的总演习。 4.5.2 整体起吊：利用 1 台 130T 汽车吊及 2 台 100T 汽车吊同时起吊网架，起吊时要有统一指挥人员，保证起吊的同步性。 4.5.3 网架就位：当网架提升越过柱顶安装标高 0.5m 时，应停止提升。然后靠调整溜绳配合，将网架横移到柱顶，并同时下落至支座上 20cm 处，采用揽风绳将网架固定在混凝土柱或其他构件上。拼装剩余部分后，将网架就位到柱顶设计位置。 4.5.4 吊装过程中吊臂与墙体安全距离不得小于 1m 。 五、吊装安全保证措施 设专职安全员（李春成），专职安全员随时抽查和组织人员检查安全，发现安全隐患及时整改。 公司项目部和安全员根据安装特点及位置对安装人员进行安全教育，增强安装人员的安全意识。（李春成） 确保特殊工种人员持证上岗。（电焊工、起重工等）（李春成） 严格贯彻安全生产责任制，责任落实到人。（蒲金灿） 吊装人员必须带安全帽，高空作业人员必须系好安全带，穿防滑鞋，带工具带（李春成）。 吊装区域有明显的标志，并设专人警戒吊装回转半径内严禁站人。吊装前必须进行试吊。吊装时必须统一指挥（蒲金灿） 。 高处作业人员必须身体健康，患有精神病、癫痫病及经医师鉴定患有高血压、心脏病等不宜从事高处作业病症的人员，不准参加高处作业，凡发现工作人员有饮酒、身体不适时，禁止登高作业，登高人员必须持证上岗。（李春成） 六、吊装安全保证措施 审核吊车操作员、检验员、信号员的资格、工作经验及能力是否合适。此外，索具工及信号员也应 培训 ，使他们熟悉吊运的安全措施及联络手势，以求在吊过程中不会产生误会。 （李春成） 六、吊装安全保证措施 汽车吊司机：耿鑫 六、吊装安全保证措施 汽车吊司机：张言响 六、吊装安全保证措施 汽车吊司机： 李恩元 六、吊装安全保证措施 司索信号工：赵承浩 六、事故应急救援预案 六、事故应急救援预案 详见本工程吊装方案中应急救援预案部分。 七、计算书及相关图纸 七、计算书及相关图纸 7.1 吊车初步选择 现场环境及吊车初步选择已在第二章中叙述。 7.2 吊车参数验算 吊车参数及其验算已在第二章中叙述。 7.3 吊点初步选择 根据工程实际情况计划选择如下图所示 12 个吊点，其中 1 、 2 、 3 、 4 号吊点为 130 吨汽车吊吊点， 5 、 6 、 7 、 8 号吊点为南面西侧 100 吨汽车吊吊点， 9 、 10 、 11 、 12 、号吊点为南面东侧 100 吨汽车吊吊点（每台吊车四个吊点）进行吊装。（如下图所示） 七、计算书及相关图纸 七、计算书及相关图纸 7.4 钢丝绳的布置及选择 7.4.1 钢丝绳布置情况如下图所示布置，各个夹角均为 60 度。 钢丝绳节点处用 20t 卡环连接。两个节点之间加设一根钢扁担。 七、计算书及相关图纸 钢丝绳选用直为 28mm ，规格为 6×37 （ 6 股、每股里面有 37 根钢丝），根据上图所示钢丝绳的布置情况，本工程共需 4 根 10m 长、 2 根 7m 、 8 根 8 米、 4 根 3m 长钢丝绳。知最上部两根钢丝绳承受的拉力最大设为 F ，根据分析 130t 汽车吊工作时钢丝绳承担的拉力 F 最大。 则 130t 汽车吊单根钢丝绳计算： 根据右图所示得： 2Fsin60=16t F=9.3t 得单根钢丝绳承受的最大拉力为 9.3t 7.4.2 钢丝绳的选择 7.4.3 钢丝绳的验算 通过查看钢丝绳规格表，选用 28mm 钢丝绳（钢丝绳抗拉强度取 200kg/m㎡ ）由钢丝绳规格表知钢丝绳破断拉力为 58.9t 。 钢丝绳的安全系数 A=58.9/9.3=6.33>6 满足要求。 七、计算书及相关图纸 钢丝绳性能表 七、计算书及相关图纸 7.4.4 钢扁担的选择及验算 1 ）两个节点之间的钢扁担选择 16# 工字钢，长度为 5.3m 。工字钢受力简图如下图所示： 由迈达斯建立模型自动计算出： F1=31.0KN F2=24.9KN F3=23.2KN F4=29.4KN 由力的平衡条件得： （ F1+ F2 ） sin60 0 =F sin60 0 得 F=55.9KN 得工字钢受到的轴力为（截面法） N= （ F2+F ） cos60 0 - F1 cos60 0 =24.9KN （压力） 实腹式轴心受压构件的稳定性验算 N/ ￡ A≤f ￡ — 轴心受压构件的稳定系数通过查表得￡ =0.7 A — 构件的净截面面积为 26.1cm 2 由上式得 24900N/ （ 261 0× 0.783 ） =12.18N/mm 2 <215 N/mm 2 满足要求 钢丝绳轴力图如下： 七、计算书及相关图纸 钢丝绳轴力图 七、计算书及相关图纸 2 ）钢扁担两端焊接钢板及焊缝的验算 焊缝需承受的轴心拉力值计算 N= （ F1+F2 ） sin60 0 =48.41KN 由 N/l w t≤f w t N— 轴心拉力（本工程取 50KN ） l w — 焊缝长度 t— 连接件的较小厚度（取 8mm 厚钢板） f w t — 对接焊缝的抗拉强度设计值为 215 N/mm 2 由上式得出 50000/(l w ×8 ) ≤215 得 l w ≥29mm 焊缝的长度大于 29mm ，即能满足要求。本工程焊缝长度为 200mm ，符合要求。 7.4.6 整体吊装验算 在 midas 软件中根据现场实际网架组装情况建立受力模型，并自动计算生成的各节点变形图及各杆件轴力图如下。 七、计算书及相关图纸 各节点变形图 七、计算书及相关图纸 上弦杆轴力图（吊装状态） 七、计算书及相关图纸 上弦杆轴力图（正常使用状态） 七、计算书及相关图纸 下弦杆轴力图（吊装状态） 七、计算书及相关图纸 下弦杆轴力图（正常使用状态） 七、计算书及相关图纸 腹杆轴力图（吊装状态） 七、计算书及相关图纸 腹杆轴力图（正常使用状态） 七、计算书及相关图纸 1 ）由上图知网架在吊装过程中杆件的最大变形为 10.5mm ，网架在整体提升过程中的允许变形为 L/250=132mm 变形满足规范要求。 2 ）通过将吊装过程中各杆件的受力情况与正常使用状态下各杆件的受力情况进行比较找出下弦杆件、上弦杆件、腹杆中受力变化最大的一个杆件进行验算。 a 通过比较得下弦受力变化最大的杆件的变化情况为：正常使用状态下该杆件受到的是拉力，大小为 199.6KN ，吊装时该杆件受到的为压力大小为 10.9KN （见附图） 吊装时对该杆件进行强度验算 : N/An ≤ f N —轴心拉力（为 10.9KN ） An —净截面面积（为 621mm 2 ） f —抗拉强度设计值（为 215N/ mm 2 ） 得出： 10900/621=17.55N/mm 2 <215 N/mm 2 满足规范要求 轴心受压构件的稳定性按下式进行验算： N/ ￡ An ≤ f ￡—轴心受压构件的稳定性系数 该杆件的长度为 2.2m 该杆件的长细比为 220/2=110 查《钢结构设计规范》附录 C 得轴心受压构件的稳定系数￡ =0.458 。 七、计算书及相关图纸 10900/ （ 0.458 × 621 ） =38.36N/mm 2 <210 N/mm 2 满足规范要求 b 上弦受力变化最大的杆件为：正常使用状态下受到的是压力，大小为 10.1KN ，吊装时受到的为拉力，大小为 19.7KN 轴心受拉构件仅对构件的强度进行验算，由①的计算知构件的强度满足要求 c 通过比较腹杆的受力情况得：各个腹杆的受力变化情况不大，在此无需进行验算。 3 ）吊点处螺栓球高强螺栓的验算 由上面描述知吊装时上弦杆件中受到拉力最大值为 19.7KN ，本工程中高强螺栓直径最小的为 M20 性能等级为 10.9 级，通过查看《空间网格技术规程》知高强螺栓在螺纹处的承载力设计值为 105.3KN ，由 19.7KN<105.3KN 知螺栓抗拉承载力满足要求。 七、计算书及相关图纸 7.5 地基承载力计算 本工程南侧地面为 25 厚 C25 混凝土地面，北侧为原土地基花砖地面， 130 吨汽吊支撑点采用 2.5m × 2.5m ， 3cm 厚钢垫板， 100 吨汽吊支撑点采用 1.5m × 1.5m ， 3cm 厚钢垫板。 7.5.1 100 吨汽车吊地基承载力计算 1 ）基础底支撑面积 A=1.5 × 1.5=2.25m 2 2 ）因 100 吨汽车吊位于混凝土地面上，地基承载力设计值 f g 按 200 KP a 计取，承载力标准值： f g =200kN/m 2 3 ）验算地基承载力 本工程按 100 吨汽车吊仅吊重物一侧支腿承重计算，汽车吊自重为 55 吨，吊钩、吊索及承受的网架重量为 8 吨，则汽车吊支腿承受的压力为 6.3 × 10 5 N ，则每个支腿承受的压力为 F=3.15 × 10 5 N 则基础底面的平均压力 P=N/A=3.15 × 10 5 N/2.25 m 2 =144kN/m 2

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