CN111648606A - 一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法 - Google Patents

一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钢结构拼装技术领域,公开了一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,包括:钢结构图纸深化设计;构件工厂加工;预拼装:采用BIM技术进行预拼装以及选取部分有代表性构件进行实体预拼装;材料、构件进场:钢构件进行进场验收以及对钢构件进行堆放,以准备施工所需的钢构件;钢结构吊装:通过利用现场已安装的塔吊,对钢构件进行依次吊装,以实现钢结构高空悬臂散拼安装;质量检查;压型金属板施工;涂装;监测。通过BIM技术进行模拟施工,提高了构件制作精度,可节约钢材损耗,有效缩短工期。

Description

一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法
技术领域
本发明涉及钢结构拼装技术领域,尤其涉及一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法。
背景技术
由于现代建筑造型和使用功能的要求,钢结构设计出现多种形式的变化。对于大跨度、长悬臂且高空安装的大跨度、长悬臂且高空安装的钢桁架,施工难较大,对于场地和吊装设备的要求较高。如何保证有效快速安全吊装,又能满足设计造型要求,对施工来说是必须面对和解决的。
因此,如何降低大跨度悬臂钢结构施工难度成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于如何降低大跨度悬臂钢结构施工难度。
为此,根据第一方面,本发明实施例公开了一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,包括:钢结构图纸深化设计:在初始设计图的基础上,根据结构构件位置关系、截面尺寸、连接形式、孔洞位置等已知条件,并结合构件加工工艺、运输条件和安装单元的划分,进行细节设计,以获取满足加工需要、满足安装施工的钢结构深化详图;构件工厂加工:钢材的品种、规格性能等均应符合设计文件和国家现行有关标准定,通过熟悉设计文件和施工详图、施工方案,进行各道工序的工艺准备,并结合加工的实际情况,编制加工工艺文件;预拼装:采用BIM技术进行预拼装以及选取部分有代表性构件进行实体预拼装;材料、构件进场:钢构件进行进场验收以及对钢构件进行堆放,以准备施工所需的钢构件;钢结构吊装:通过利用现场已安装的塔吊,对钢构件进行依次吊装,以实现钢结构高空悬臂散拼安装;质量检查;压型金属板施工;涂装;监测。
可选地,所述钢结构深化详图包括用于指导施工全过程的详细说明、结构平面布置图、立面布置图、下料图、零部件加工图、部件组装图、构件总装图、安装方位图、材料统计表、构件统计表、螺栓统计表以及焊接形式表等。
可选地,所述步骤S5包括:钢结构高空悬臂散拼安装主梁时,一端固定,一端悬臂;在未形成封闭稳定的体系前,采用25C槽钢作为钢构悬臂主梁的临时拉结梁,与混凝土结构连接承受桁架重力;悬臂主梁安装分段进行,每安装一段即设置一道槽钢拉结;悬臂梁安装后,依次安装次梁、柱等构件,并进行测量校正;对钢结构进行焊接、螺栓连接,形成封闭稳定体系后,拆除临时拉结槽钢。
可选地,所述采用BIM技术进行预拼装具体的包括:预拼装前,检查单个构件尺寸和质量;根据设计文件和施工方案要求,采用BIM技术建模,并进行预拼装;构件或单元的外形尺寸与实物几何尺寸相同。
可选地,所述钢构件进行进场验收具体的包括:根据安装进度将钢构件用平板车运至现场,核对构件的数量及编号是否相符,构件是否配套;按设计图纸、规范及制作厂质检检查报告,对构件的质量进行验收检查。
可选地,所述对钢构件进行堆放具体的包括:钢结构材料放置于专门的构件堆场,现场施工场地需硬化处理,构件堆场的排水畅通;构件堆放按照节点、主杆件、次杆件及其它连接件分四类进行堆放;构件堆放按照便于安装的顺序进行堆放;其中,构件堆放时将构件的编号、标识外露,构件卸货到构件堆场后,将构件堆放整齐,以防止变形和损坏。
可选地,所述钢结构吊装的实施过程中采用有限元分析软件Midas8.0进行分析,计算内容包括施工安全验算以及施工预变形。
本发明具有以下有益效果:钢构件全部在工厂制作,配送至现场进行安装,减少了施工现场临时用地的占用;采用BIM技术进行预拼装,再选取部分有代表性的构件进行实体预拼装,保证了施工质量,减少返工率,并提高了施工效率;通过BIM技术进行模拟施工,提高了构件制作精度,可节约钢材损耗,有效缩短工期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例公开的一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,用于大跨度、悬臂的高空钢结构分段悬拼安装,如图1所示,包括以下步骤:
S1,钢结构图纸深化设计:在初始设计图的基础上,根据结构构件位置关系、截面尺寸、连接形式、孔洞位置等已知条件,并结合构件加工工艺、运输条件和安装单元的划分,进行细节设计,以获取满足加工需要、满足安装施工的钢结构深化详图;
S2,构件工厂加工:钢材的品种、规格性能等均应符合设计文件和国家现行有关标准定,通过熟悉设计文件和施工详图、施工方案,进行各道工序的工艺准备,并结合加工的实际情况,编制加工工艺文件;
S3,预拼装:采用BIM技术进行预拼装以及选取部分有代表性构件进行实体预拼装;
S4,材料、构件进场:钢构件进行进场验收以及对钢构件进行堆放,以准备施工所需的钢构件;
S5,钢结构吊装:通过利用现场已安装的塔吊,对钢构件进行依次吊装,以实现钢结构高空悬臂散拼安装;
S6,质量检查;
S7,压型金属板施工;
S8,涂装;
S9,监测。
需要说明的是,钢构件全部在工厂制作,配送至现场进行安装,减少了施工现场临时用地的占用;采用BIM技术进行预拼装,再选取部分有代表性的构件进行实体预拼装,保证了施工质量,减少返工率,并提高了施工效率;通过BIM技术进行模拟施工,提高了构件制作精度,可节约钢材损耗,有效缩短工期,并节约成本。
在具体实施过程中,所述钢结构深化详图包括用于指导施工全过程的详细说明、结构平面布置图、立面布置图、下料图、零部件加工图、部件组装图、构件总装图、安装方位图、材料统计表、构件统计表、螺栓统计表以及焊接形式表等。
在可选地的实施中,所述步骤S5包括:
S51,钢结构高空悬臂散拼安装主梁时,一端固定,一端悬臂;在未形成封闭稳定的体系前,采用25C槽钢作为钢构悬臂主梁的临时拉结梁,与混凝土结构连接承受桁架重力;悬臂主梁安装分段进行,每安装一段即设置一道槽钢拉结;
S52,悬臂梁安装后,依次安装次梁、柱等构件,并进行测量校正;
S53,对钢结构进行焊接、螺栓连接,形成封闭稳定体系后,拆除临时拉结槽钢。
在可选地的实施中,所述采用BIM技术进行预拼装具体的包括:
预拼装前,检查单个构件尺寸和质量;
根据设计文件和施工方案要求,采用BIM技术建模,并进行预拼装;构件或单元的外形尺寸与实物几何尺寸相同。
在可选地的实施中,所述钢构件进行进场验收具体的包括:
根据安装进度将钢构件用平板车运至现场,核对构件的数量及编号是否相符,构件是否配套;
按设计图纸、规范及制作厂质检检查报告,对构件的质量进行验收检查。
在可选地的实施中,所述对钢构件进行堆放具体的包括:
钢结构材料放置于专门的构件堆场,现场施工场地需硬化处理,构件堆场的排水畅通;
构件堆放按照节点、主杆件、次杆件及其它连接件分四类进行堆放;
构件堆放按照便于安装的顺序进行堆放;
其中,构件堆放时将构件的编号、标识外露,构件卸货到构件堆场后,将构件堆放整齐,以防止变形和损坏。
在可选地的实施中,所述钢结构吊装的实施过程中采用有限元分析软件Midas8.0进行分析,计算内容包括施工安全验算以及施工预变形。
需要说明的是,1)施工安全验算:桁架施工采用立面流水法,前一单元完毕后在此基础上进行后续单元施工,后续单元的施工对已施工完毕结构产生二次加载。因此,结构的受力复杂,不同于设计考虑的最终成型状态,需对施工全过程进行安全性评估。2)结构变形验算:验算在各施工过程中构件之间的变形是否满足要求,该变形差是否对其它构件的受力和变形造成影响。3)施工预变形:本工程钢桁架最大跨度32.645m,最大悬挑长度21.201m,在自重和施工荷载作用下将出现下挠,较大的下挠有可能影响结构整体造型,因此,需对钢桁架的下挠量进行计算。
计算方法及荷载:
拟采用MIDAS/GEN8.0进行施工阶段模拟分析,计算模型为一整体模型,按照施工步骤将结构构件、支座约束、荷载工况划分为组,按照施工步骤、工期进度进行施工阶段定义,程序按照控制数据进行分析。在分析某一施工步骤时,程序将会冻结该施工步骤后期的所有构件及后期需要加载的荷载工况,仅允许该步骤之前完成的构件参与运算,例如第一步骤的计算模型,程序冻结了该步骤之后的所有构件,仅显示第一步骤完成的构件,参与运算的也只有完成安装的构件,计算完成显示计算结果时,同样按照每一步骤完成情况进行显示。计算过程采用考虑时间依从效果(累加模型)的方式进行分析,得到每一阶段完成状态下的结构内力和变形,在下一阶段程序会根据新的变形对模型进行调整,从而可以真实地模拟施工的动态过程。
工作原理:钢构件全部在工厂制作,配送至现场进行安装,减少了施工现场临时用地的占用;采用BIM技术进行预拼装,再选取部分有代表性的构件进行实体预拼装,保证了施工质量,减少返工率,并提高了施工效率;通过BIM技术进行模拟施工,提高了构件制作精度,可节约钢材损耗,有效缩短工期。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,用于大跨度、悬臂的高空钢结构分段悬拼安装,其特征在于,包括以下步骤:
S1,钢结构图纸深化设计:在初始设计图的基础上,根据结构构件位置关系、截面尺寸、连接形式、孔洞位置等已知条件,并结合构件加工工艺、运输条件和安装单元的划分,进行细节设计,以获取满足加工需要、满足安装施工的钢结构深化详图;
S2,构件工厂加工:钢材的品种、规格性能等均应符合设计文件和国家现行有关标准定,通过熟悉设计文件和施工详图、施工方案,进行各道工序的工艺准备,并结合加工的实际情况,编制加工工艺文件;
S3,预拼装:采用BIM技术进行预拼装以及选取部分有代表性构件进行实体预拼装;
S4,材料、构件进场:钢构件进行进场验收以及对钢构件进行堆放,以准备施工所需的钢构件;
S5,钢结构吊装:通过利用现场已安装的塔吊,对钢构件进行依次吊装,以实现钢结构高空悬臂散拼安装;
S6,质量检查;
S7,压型金属板施工;
S8,涂装;
S9,监测。
2.根据权利要求1所述的用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,其特征在于,所述钢结构深化详图包括用于指导施工全过程的详细说明、结构平面布置图、立面布置图、下料图、零部件加工图、部件组装图、构件总装图、安装方位图、材料统计表、构件统计表、螺栓统计表以及焊接形式表等。
3.根据权利要求1所述的用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,其特征在于,所述步骤S5包括:
S51,钢结构高空悬臂散拼安装主梁时,一端固定,一端悬臂;在未形成封闭稳定的体系前,采用25C槽钢作为钢构悬臂主梁的临时拉结梁,与混凝土结构连接承受桁架重力;悬臂主梁安装分段进行,每安装一段即设置一道槽钢拉结;
S52,悬臂梁安装后,依次安装次梁、柱等构件,并进行测量校正;
S53,对钢结构进行焊接、螺栓连接,形成封闭稳定体系后,拆除临时拉结槽钢。
4.根据权利要求1所述的用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,其特征在于,所述采用BIM技术进行预拼装具体的包括:
预拼装前,检查单个构件尺寸和质量;
根据设计文件和施工方案要求,采用BIM技术建模,并进行预拼装;构件或单元的外形尺寸与实物几何尺寸相同。
5.根据权利要求1所述的用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,其特征在于,所述钢构件进行进场验收具体的包括:
根据安装进度将钢构件用平板车运至现场,核对构件的数量及编号是否相符,构件是否配套;
按设计图纸、规范及制作厂质检检查报告,对构件的质量进行验收检查。
6.根据权利要求1所述的用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,其特征在于,所述对钢构件进行堆放具体的包括:
钢结构材料放置于专门的构件堆场,现场施工场地需硬化处理,构件堆场的排水畅通;
构件堆放按照节点、主杆件、次杆件及其它连接件分四类进行堆放;
构件堆放按照便于安装的顺序进行堆放;
其中,构件堆放时将构件的编号、标识外露,构件卸货到构件堆场后,将构件堆放整齐,以防止变形和损坏。
7.根据权利要求1所述的用于钢结构高空悬臂散拼的施工方法,其特征在于,所述钢结构吊装的实施过程中采用有限元分析软件Midas8.0进行分析,计算内容包括施工安全验算以及施工预变形。
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