基于BIM技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施及其施工方法与流程

文档序号:32616913发布日期:2022-12-20 21:36阅读:470来源:国知局
基于BIM技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施及其施工方法与流程
基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施及其施工方法
技术领域
1.本发明属于建筑工程施工设备及其施工工艺的技术领域。更具体地,本发明涉及一种基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊及其玻璃幕墙结构的整体吊装设施,以及所述的钢结构连廊的提升和安装的施工方法。


背景技术:

2.钢结构连廊是连接建筑物之间的通廊,因其便于取材,易于加工和维护,强度和刚度大,施工速度快、效率高、观感质量好等特点,被广泛应用于城市建设中的方方面面,包括但不限于人行天桥、快速干道、高层、超高层、栈桥等建筑,其作用也多种多样。其意义不仅供人员通行,有时也可以起到美观效果,大大提升建筑物的艺术性和观赏性。
3.本项目在施工过程中,因钢结构连廊围护结构为幕墙,而连廊设计在77.3m的高空中,未安装幕墙时重量为114t,考虑到钢结构连廊就位后由于在高空,重量也比较大,受天气及操作平台限制,很难进行幕墙施工。


技术实现要素:

4.本发明提供一种基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施,其目的是保证吊装施工的安全和顺利进行。
5.为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
6.本发明基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施,所述的钢结构连廊用于在高空连接两座建筑物;所述的吊装设施在建筑屋面上设置提升平台;在所述的提升平台上设置提升器;所述的提升器上设置钢绞缆绳;所述的钢绞缆绳的下端设置下吊具;在进行钢结构连廊吊装的状态下,所述的下吊具与所述的钢结构连廊的两端连接。
7.所述的提升平台上设置钢绞缆绳导向架;所述的钢绞缆绳通过钢绞缆绳导向架进行导向布置。
8.在所述的钢结构连廊吊装提升到位的状态下,在所述的提升平台的侧面增加上吊点临时加固结构;在所述的下吊具增加下吊点临时加固结构;通过竖直的加固连接钢管两端分别与上吊点临时加固结构和下吊点临时加固结构焊接连接。
9.所述的吊装设施设置地下室支撑系统以及钢结构连廊胎架;在进行钢结构连廊吊装之前的状态下,所述的钢结构连廊由钢结构连廊胎架支撑。
10.所述的地下室支撑系统设置多个地下室支撑节点;所述的地下室支撑节点的上部为垫板,下部为千斤顶,所述的垫板与千斤顶之间,通过竖直的底部支撑钢管支撑;所述的底部支撑钢管通过靠板与千斤顶固定连接。
11.所述的钢结构连廊为钢结构连廊结构的主体段;在所述的建筑物上设有钢结构连廊结构的预装段;在所述的钢结构连廊安装到位的状态下,所述的预装段位于钢结构连廊的两端,并连接形成一个整体;所述的预装段在吊装施工之前,已在建筑物上安装位置固
定;当钢结构连廊主体段提升到位并停止,将对口连接处的钢结构连廊与预装段的对应构件进行焊接连接。
12.为了实现与上述技术方案相同的发明目的,本发明还提供了以上所述的基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施的施工方法,其包括以下步骤:
13.步骤一:利用bim软件sapa2000v21.0.2,对钢结构连廊整体提升挠度进行仿真计算验证;以及对提升架反力进行计算验证;
14.步骤二:采用通用有限元分析软件midas/gen,对钢结构连廊的变形、应力和验算比进行分析验证;
15.步骤三:安装地下室支撑系统及钢结构连廊胎架;
16.步骤四:按照设计图纸,在钢结构连廊胎架上拼装钢结构连廊;
17.步骤五:安装钢结构连廊的围护结构幕墙;
18.步骤六:在建筑屋面上安装提升平台;
19.步骤七:在提升平台上安装提升器;
20.步骤八:提升器通过钢绞缆绳与下吊具连接;
21.步骤九:通过提升器采用分级加载,进行试提升,使钢结构连廊整体脱离钢结构连廊胎架一段距离,停止提升;
22.步骤十:通过提升器的液压缸将钢绞缆绳锁紧,静置12小时;
23.步骤十一:进行结构离地检查,检查结构是否符合要求;如果合格,则继续整体提升钢结构连廊;
24.步骤十二:钢结构连廊提升至距设计标高200mm处,降低提升速度,提升器微调作业;直至钢结构连廊提升至对口连接处,精确定位,停止提升,提升器的液压缸锁紧钢绞缆绳;
25.步骤十三:加装上吊点临时加固结构和下吊点临时加固结构,焊接牢固;
26.步骤十四:对口连接处焊接,安装后补杆件;
27.步骤十五:提升器的液压缸松开,提升器卸载,荷载转移至预装段上,进而转移到建筑物上;
28.步骤十六:拆除吊装设施的所有结构,钢桁架连廊提升安装完成。
29.在所述的步骤九中,通过试提升过程中对钢桁架连廊、提升设施、提升设备系统的观察和监测,确认符合模拟工况设计条件和计算结果,保证提升过程的安全;
30.以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据,对桁架钢结构进行分级加载,进行试提升;各吊点处的液压提升系统液压缸的压力应缓慢分级增加,依次为20%、40%、60%、80%;在确认各部分无异常的情况下,可继续加载到90%、95%、100%,直至桁架钢结构全部脱离钢结构连廊胎架;
31.在分级加载过程中,每一步分级加载完毕,均应暂停并检查,检查包括提升器、下吊具、桁架钢结构的加载前后的变形情况,以及主楼结构的稳定性情况;
32.若一切情况正常,则继续下一步分级加载;
33.当分级加载至钢结构连廊即将离开钢结构连廊胎架时,可能出现各点不同时离开的状况,此时应降低提升速度,并密切观查各点离开情况;必要时做“单点动”提升;确保桁架钢结构离开平稳,各点同步。
34.在所述的步骤十一中,整体提升钢结构连廊的速度为3.8-4.2米/小时。
35.在所述的步骤十五中,在后装杆件全部安装完成后,进行卸载工作;
36.按计算的提升载荷为基准,所有吊点同时卸载10%;在此过程中,出现载荷转移不均衡现象,即卸载速度较快的点将载荷转移到卸载速度较慢的点上,以至个别点超载;因此,需调整液压系统的泵站频率,放慢下降速度,密切监控计算机控制系统中的压力和位移值;
37.如果有部分吊点载荷超过卸载前载荷的10%,或者吊点位移不同步达到10mm以上,则立即停止其它吊点卸载,而单独卸载这些异常点;如此往复,直至钢绞缆绳彻底松弛。
38.本发明采用上述技术方案,实现高空大跨度钢结构连廊玻璃幕墙结构的整体提升和安装;利用bim技术模型模拟提升过程,对提升全过程中的工况进行模拟,收集、整理、分析实验数据,为施工提供参考,可提前发现施工过程中可能遇到的问题,提前制定解决方案,保证提升和安装的顺利完成,保证试工安全;钢结构连廊不仅供人员通行,其玻璃幕墙结构同时也可以起到美观效果,大大提升建筑物的艺术性和观赏性,市场应用前景广阔;采用bim技术,可以判断地下室顶板荷载是否满足拼装钢结构连廊重量,是否需要采取加固支撑体系,保证施工过程的结构安全;可根据施工地区的天气情况,模拟该地区正常施工条件下风对钢结构连廊整体提升过程中的振幅影响情况,提前监测天气情况,以便当天气情况满足提升模拟工况时顺利完成钢结构连廊整体提升工作,大大降低了高空中施工的安全风险,保证施工安全。
附图说明
39.附图所示内容及图中的标记作简要说明:
40.图1为本发明利用bim软件计算钢结构连廊拼装阶段底部结构反力模拟图;
41.图2为本发明利用bim计算结果排布钢结构连廊胎架示意图;
42.图3为本发明利用bim计算结果设置地下室支撑系统示意图;
43.图4为本发明的地下室支撑节点示意图;
44.图5为本发明利用bim软件模拟钢结构连廊整体提升结构下挠工况仿真图;
45.图6为本发明利用bim软件模拟钢结构连廊结构杆件应力比工况仿真图;
46.图7为本发明利用bim软件模拟钢结构连廊提升平台变形工况仿真图;
47.图8为本发明利用bim软件模拟提升平台杆件应力比工况仿真图;
48.图9为本发明利用bim软件模拟提升平台对主体结构反力工况仿真图;
49.图10为本发明利用bim软件模拟钢结构连廊就位后变形量工况仿真图;
50.图11为本发明的提升平台结构示意图;
51.图12为本发明的吊具结构示意图;
52.图13为图12所示结构的侧面示意图;
53.图14为本发明的导向架结构示意图;
54.图15为图14所示结构侧面示意图;
55.图16为本发明的钢结构连廊整体提升相对位置示意图;
56.图17为本发明的吊装设施开始提升的状态图;
57.图18为本发明的钢结构连廊整体脱离钢结构连廊胎架的状态示意图;
58.图19为本发明的钢结构连廊提升到位的状态示意图;
59.图20为本发明的钢结构连廊安装就位后拆除提升设施后的示意图。
60.图中标记为:
61.1、钢桁架连廊,2、地下室支撑系统,3、地下室支撑节点,4、钢结构连廊胎架,5、提升平台,6、下吊具,7、钢绞缆绳导向架,8、提升器,9、上吊点临时加固结构,10、加固连接钢管,11、下吊点临时加固结构,12、钢绞缆绳,13、底部支撑钢管,14、垫板,15、靠板,16、千斤顶,17、底部调整板,18、建筑屋面,
具体实施方式
62.下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
63.如图1至图19所示的本发明的结构,为一种基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊1的整体吊装设施,所述的钢结构连廊1用于在高空连接两座建筑物。钢结构连廊1不仅供人员通行,其玻璃幕墙结构同时也可以起到美观效果,大大提升建筑物的艺术性和观赏性,市场应用前景广阔。
64.本发明的动力系统包括泵源液压系统、电气控制系统;所述的泵源液压系统为提升器提供液压动力,在各种液压阀的控制下完成相应的动作;所述的电气控制系统包括动力控制系统、功率驱动系统、计算机控制系统等;所述控制系统由tl-cs11.2型计算机进行步控制。
65.施工用电配置为4
×
65kw的电容量。
66.为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷,实现保证吊装施工的安全和顺利进行的发明目的,本发明采取的技术方案为:
67.如图11、图14和图16所示,本发明基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施,在建筑屋面18上设置提升平台5;在所述的提升平台5上设置提升器8;所述的提升器8上设置钢绞缆绳12;所述的钢绞缆绳12的下端设置下吊具6;在进行钢结构连廊1吊装的状态下,所述的下吊具6与所述的钢结构连廊1的两端连接。
68.所述的提升器8为tlj-600提升器,其额定提升能力60吨,最多可穿4根钢绞缆绳;所述的钢绞缆绳12的规格为1
×
7-17.8mm的钢绞缆绳,强度为1860级;单根钢绞缆绳破断拉力为355kn。
69.本发明解决了高空中极难进行的高空大跨度钢结构连廊玻璃幕墙施工的问题,克服了钢结构连廊两侧施工时吊篮配重无法架设的缺点,实现其结构的整体提升;利用bim技术模型模拟提升过程,对提升全过程中的工况进行模拟,收集、整理、分析实验数据,为钢结构连廊玻璃幕墙整体提升提供参考;可提前发现施工过程中可能遇到的问题,提前制定解决方案,保证施工过程顺利完成。采用bim技术,可以判断地下室顶板荷载是否满足拼装钢结构连廊重量,是否需要采取加固支撑体系,保证施工过程的结构安全;可根据施工地区的天气情况,模拟该地区正常施工条件下风对钢结构连廊整体提升过程中的振幅影响情况,提前监测天气情况,以便当天气情况满足提升模拟工况时顺利完成钢结构连廊整体提升工作,大大降低了高空中施工的安全风险,保证施工安全。
70.所述bim软件,包括建模fuzor软件、仿真计算sapa2000v21.0.2软件、midas/gen软件。利用bim技术,在钢结构幕墙结构位置模拟完成钢结构施工安装,根据模拟数据依次完成实际转化。
71.如图14、图15所示:
72.所述的提升平台5上设置钢绞缆绳导向架7;所述的钢绞缆绳12通过钢绞缆绳导向架7进行导向布置。
73.液压的提升器8、钢绞缆绳12,提升平台5、下吊具6、钢绞缆绳导向架7构成提升系统。上述构件的安装要求分别是:
74.1、提升器8安装的具体要求:
75.提升器钢绞缆绳12外接孔与支承通孔中心对齐,钢绞缆绳12与支承通孔壁不能碰擦;提升器8的液压锁方位要便于与液压泵站之间的油管装拆。提升器8就位后,用压板进行定位,每个提升器8需用4块l形压板固定。
76.2、钢绞缆绳导向架7安装的具体要求:
77.钢绞缆绳导向架7用于提升过程中钢绞缆绳12的疏导,防止钢绞缆绳12的缠绕。导向架7的导出方向以方便装拆油管、传感器和不影响钢绞缆绳自由下坠为原则;导向架7的横梁比安全锚高约1.5~2米。
78.钢绞缆绳12导出部分后,把钢绞缆绳12扎成捆,不致分散;每个吊点位置设置一个导向架7。
79.3、地锚安装的具体要求:
80.上下吊点的垂直偏斜小于1.5
°
,用l形压板将地锚固定于提升吊具6中;每个地锚用4块压板固定,留有一定空隙,使地锚可沿圆周方向自由转动,钢绞缆绳12与孔壁不能碰擦。
81.4、钢绞缆绳12安装的具体要求:
82.(1)、钢绞缆绳12须经检查,无折弯、疤痕和严重锈蚀;根据现场情况确定钢绞缆绳12的具体穿法,且上下约定一致;一般先穿外圈的小部分,后穿内圈全部,再将外圈剩余的穿完;
83.(2)、钢绞缆绳12绕向有左旋、右旋两种,用砂轮切割机或割刀将钢绞缆绳12切割成所需的长度,其中左旋、右旋各一半;用打磨机将钢绞缆绳12的两头打磨成锥形,端头不得有松股现象;
84.(3)、将疏导板安装于提升平台5的下侧,调整疏导板孔的位置,使其与提升器8各锚孔对齐,并将疏导板用软绳绑于提升平台8的下部;
85.(4)、用导管自上而下检查提升器8的安全锚、上锚、中间隔板、下锚、应急锚和疏导板孔,做到上下6层孔对齐;
86.(5)、确保单根钢绞缆绳偏转角度小于15
°
,上、下吊点垂直方向上的偏斜小于1.5
°

87.(6)、提升器8中的钢绞缆绳12必须左旋、右旋间隔穿入;
88.(7)、顶开安全锚压锚板,将钢绞缆绳12从安全锚穿过各个锚环及疏导板;钢绞缆绳12在安全锚上方露出适当长度;每穿好两根钢绞缆绳12后,用夹头将钢绞缆绳12两两夹紧,以免钢绞缆绳12从空中滑落;
89.(8)、按照施工方案配置的数量穿好所有钢绞缆绳12,并用上、下锚具锁紧;
90.(9)、每束钢绞缆绳12中短的一根下端用夹头夹住,以免疏导板从一束钢绞缆绳12上滑脱;用软绳放下疏导板至下吊点上部,按基准标记调整疏导板的方位;
91.(10)、调整地锚孔位置,使其与疏导板的孔对齐;按顺序依次将钢绞缆绳12穿入地锚中并理齐,端头留出大于20cm的长度,用地锚压锚板锁紧钢绞缆绳。
92.如图16所示:
93.在所述的钢结构连廊1吊装提升到位的状态下,在所述的提升平台5的侧面增加上吊点临时加固结构9;在所述的下吊具6增加下吊点临时加固结构11;通过竖直的加固连接钢管10两端分别与上吊点临时加固结构9和下吊点临时加固结构11焊接连接。
94.如图3所示:
95.所述的吊装设施设置地下室支撑系统2以及钢结构连廊胎架4;在进行钢结构连廊1吊装之前的状态下,所述的钢结构连廊1由钢结构连廊胎架4支撑。
96.地下室支撑系统2以及钢结构连廊胎架4构成胎架系统;胎架系统由若干φ219
×
10(外径
×
壁厚)钢管支撑和400
×
400
×
20
×
20的方钢管组成。
97.如图4所示:
98.所述的地下室支撑系统2设置多个地下室支撑节点3;所述的地下室支撑节点3的上部为垫板14,下部为千斤顶16,所述的垫板14与千斤顶16之间,通过竖直的底部支撑钢管13支撑;所述的底部支撑钢管13通过靠板15与千斤顶16固定连接。
99.所述的上部为垫板14避免底部支撑钢管13上端部对杆件的损伤。
100.所述的底部支撑钢管13下端的千斤顶16中,设置底部调整板17,所述的底部调整板17与千斤顶16结合,用于调整底部支撑钢管13的支撑高度。
101.施工时,利用bim技术,对钢结构连廊1在拼装过程中,底部结构对地下室顶板的结构反力进行验算,经计算本结构顶板不能满足拼装阶段的结构反力,无法保证结构安全,故在地下室支撑系统2的三层均设置底部支撑钢管13,所述的底部支撑钢管13为φ219
×
10(外径
×
壁厚)的钢管,以保证结构顶板的安全性。
102.地下室支撑体系2设置完成后,在地下室顶板设置截面尺寸为400mm
×
400mm
×
20mm(边长
×
边长
×
壁厚),长度为12000mm的方钢管,水平布置于预拼装钢结构连廊位置地下室顶部。
103.如图17-图20所示:
104.所述的钢结构连廊1为钢结构连廊结构的主体段;在所述的建筑物上设有钢结构连廊结构的预装段;在所述的钢结构连廊1安装到位的状态下,所述的预装段位于钢结构连廊1的两端,并连接形成一个整体;所述的预装段在吊装施工之前,已在建筑物上安装位置固定;当钢结构连廊主体段提升到位并停止,将对口连接处的钢结构连廊1与预装段的对应构件进行焊接连接。
105.为了实现与上述技术方案相同的发明目的,本发明还提供了以上所述的基于bim技术的高空大跨度钢结构连廊整体吊装设施的施工方法。
106.本发明利用bim技术,模拟在地面时就进行幕墙围护结构施工,然后模拟各种工况条件,完成整体提升,之后根据bim技术将其应用到施工现场的实际施工。
107.根据图纸参数,使用fuzor软件建立钢结构连廊立体模型,并模拟连廊提升过程,
仿真计算sapa2000v21.0.2软件、midas/gen软件,对钢构件整体提升挠度、各构件应力比、各吊点的反力以及对主体结构的反力值进行验算,以保证施工质量和安全;
108.所述的施工方法包括以下步骤:
109.首先,对钢结构连廊1的设计位置测量定位,将钢结构连廊1安装的空间位置投影到组对地下室顶板地面,划出标线;
110.然后开始以下步骤:
111.步骤一:利用bim软件sapa2000v21.0.2,对钢结构连廊1整体提升挠度进行仿真计算验证;以及对提升架反力进行计算验证;
112.(参见图1:本发明利用bim软件计算钢结构连廊拼装阶段底部结构反力模拟图)
113.步骤二:采用通用有限元分析软件midas/gen,对钢结构连廊1的变形、应力和验算比进行分析验证;
114.步骤三:安装地下室支撑系统2及钢结构连廊胎架4;
115.根据胎架设计图纸在地下室顶板完成胎架系统施工;(参见图2:本发明利用bim计算结果排布钢结构连廊胎架示意图)
116.步骤四:按照设计图纸,在钢结构连廊胎架4上拼装钢结构连廊1;
117.胎架系统施工完成后,再完成钢结构连廊1的桁架拼装,钢结构连廊1的桁架拼装完成后坐落于胎架系统上;
118.步骤五:安装钢结构连廊1的围护结构幕墙;
119.按照设计图纸,将钢结构连廊1幕墙结构拼装完成,安装钢结构连廊1桁架四周的玻璃幕墙和底板的幕墙铝板;
120.步骤六:在建筑屋面18上安装提升平台5;
121.在胎架系统和玻璃幕墙施工的同时,在主楼顶部的屋面18安装提升平台5,提升平台5比桁架高出2.5米左右。如图11所示。
122.步骤七:在提升平台5上安装提升器8;
123.如图17所示:
124.提升器8就位后用压板进行定位,每个提升器需用4块l形压板固定;
125.安装钢绞缆绳导向架7;安装钢绞缆绳12;完成液压系统连接,液压泵站与提升器油管连接;各传感器与控制系统连接;提升器与液压泵站电缆连接;液压泵站与控制系统线路连接;连接好控制网路的电源线、网络线、扩展线、液压油缸线、液压泵站线等调试;
126.步骤八:提升器8通过钢绞缆绳12与下吊具6连接;如图12、13所示。
127.步骤九:如图18所示,通过提升器8采用分级加载,进行试提升,使钢结构连廊1整体脱离钢结构连廊胎架4一段距离,停止提升;
128.步骤十:通过提升器8的液压缸将钢绞缆绳12锁紧,静置12小时;
129.提升器8分级加载,使钢结构连廊1整体脱离钢结构连廊胎架4约100mm,停止提升,利用液压提升系统设备锁定,液压缸锁紧,静置12小时。
130.步骤十一:进行结构离地检查,检查结构是否符合要求;如果合格,则继续整体提升钢结构连廊1;
131.钢结构连廊1整体预提升,整体钢结构连廊1离开钢结构连廊胎架4约100mm后,利用液压提升系统设备锁定,空中停留12小时以上,作全面检查;包括检查吊点结构、临时杆
件、提升设备的承重体系,如提升平台5的焊缝和变形是否正常;
132.姿态检测调整:
133.用测量仪器检测各吊点的离地距离,计算出各吊点相对高差;通过液压提升系统设备调整各吊点高度,使结构达到水平姿态。
134.将检查结果以书面形式报告现场总指挥部;各项检查正常无误,再进行正式提升;
135.整体同步提升:
136.以调整后的各吊点高度为新的起始位置,复位位移传感器;在结构整体提升过程中,保持该姿态直至提升到设计标高附近。
137.步骤十二:钢结构连廊1提升至距设计标高200mm处,降低提升速度,提升器8微调作业;直至钢结构连廊1提升至对口连接处,精确定位,停止提升,提升器8的液压缸锁紧钢绞缆绳12;
138.提升过程的微调:确认正常后,当提升工况满足bim软件模拟工况时,整体提升钢桁架连廊1,整体同步提升至设计标高约200毫米,降低提升速度,提升器8微调作业。
139.结构在提升及下降过程中,因为空中姿态调整和杆件对口等需要进行高度微调;在微调开始前,将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式;根据需要,对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器8进行同步微调(上升或下降),或者对单台液压提升器8进行微动调整;使钢结构连廊1精确提升到达设计位置;钢结构连廊精调,然后结构提升至设计位置后,暂停;微动即点动调整精度可以达到毫米级,完全可以满足桁架钢结构单元安装的精度需要。
140.各项检查正常无误,再进行正式提升至就位高度;钢结构连廊1玻璃幕墙结构正式提升并就位。各吊点微调使钢结构连廊1各层弦杆精确提升到达设计位置;液压提升系统设备暂停工作,保持结构单元的空中姿态。
141.步骤十三:加装上吊点临时加固结构9和下吊点临时加固结构11,焊接牢固;如图16所示:此时,在提升平台5侧面增加上吊点临时加固结构9,上吊点临时加固结构9截面选取h 400
×
200
×8×
13的工字钢;下方通过p 180
×
10的钢管与下吊点的下吊点临时加固结构11进行焊接固定。
142.主桁架中部分段各层弦杆与端部分段之间对口焊接固定;安装斜腹杆后装分段,使其与两端已装分段结构形成整体稳定受力体系。
143.步骤十四:对口连接处焊接,安装后补杆件;如图19所示:
144.对口处精确就位,液压缸锁紧,对口焊接,安装后补杆件。
145.步骤十五:提升器8的液压缸松开,提升器8卸载,荷载转移至预装段上,进而转移到建筑物上;如图19所示。
146.步骤十六:拆除吊装设施的所有结构,钢桁架连廊1提升安装完成。
147.如图20所示:拆除临时结构和提升器8。液压提升系统设备暂停工作,保持结构单元的空中姿态进行焊接或铰接固定。
148.液压提升系统设备同步卸载,至钢绞缆绳12完全松弛;进行钢结构连廊1的后续高空安装;拆除液压提升系统设备及相关临时措施,完成钢结构连廊1的整体提升安装。
149.焊缝探伤、卸载荷及辅助设施拆除。对所有焊缝进行一级焊缝探伤检查,检查合格后就可以拆除辅助措施及提升器,即完成钢结构连廊整体提升工作。
150.在所述的步骤九中,通过试提升过程中对钢桁架连廊1、提升设施、提升设备系统的观察和监测,确认符合模拟工况设计条件和计算结果,保证提升过程的安全;
151.以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据,对桁架钢结构1进行分级加载,进行试提升;各吊点处的液压提升系统液压缸的压力应缓慢分级增加,依次为20%、40%、60%、80%;在确认各部分无异常的情况下,可继续加载到90%、95%、100%,直至桁架钢结构1全部脱离拼装胎架4;
152.在分级加载过程中,每一步分级加载完毕,均应暂停并检查,检查包括提升器8、下吊具6、桁架钢结构1的加载前后的变形情况,以及主楼结构的稳定性情况;
153.若一切正常情况,则继续下一步分级加载;
154.当分级加载至钢结构连廊1即将离开钢结构连廊胎架4时,可能出现各点不同时离开的状况,此时应降低提升速度,并密切观查各点离开情况;必要时做“单点动”提升;确保钢结构连廊1离开平稳,各点同步。
155.在所述的步骤十一中,整体提升钢结构连廊1的速度为3.8-4.2米/小时。
156.整体提升施工过程中,影响构件提升速度的因素主要有液压油管的长度及泵站的配置数量,按照本方案的设备配置,整体提升速约度约4米/小时。
157.所述的步骤十五中,在后装杆件全部安装完成后,进行卸载工作;
158.按计算的提升载荷为基准,所有吊点同时卸载10%;在此过程中,出现载荷转移不均衡现象,即卸载速度较快的点将载荷转移到卸载速度较慢的点上,以至个别点超载。因此,需调整液压系统的泵站频率,放慢下降速度,密切监控计算机控制系统中的压力和位移值;
159.如果有部分吊点载荷超过卸载前载荷的10%,或者吊点位移不同步达到10mm以上,则立即停止其它吊点卸载,而单独卸载这些异常点;如此往复,直至钢绞缆绳12彻底松弛。
160.基于bim技术的吊装设施的施工方法实例:(参见图5~图10)
161.利用bim软件sapa2000v21.0.2计算,对钢构件整体提升挠度进行仿真计算,在软件中依次输入:
162.边界条件:在吊点位置施加竖向约束及水平向的弹簧约束,弹簧刚度取值为0.001kn/mm;荷载分项系数:恒荷载分项系数取1.3,活荷载分项系数取1.5;连廊提升过程由于吊点为柔性约束,不考虑风荷载影响,但风荷载会通过钢绞缆绳传递至提升平台,故提升平台计算时考虑风荷载影响。
163.经上述工况分析确定,根据《钢结构设计标准》gb50017-2017规定,桁架跨中下挠不大于l/400,其中l为桁架跨度。
164.桁架提升最大下挠约18mm<351000/400=87.75mm,杆件应力比均不大于0.5,可以满足施工要求。
165.提升架进行建模计算,取:恒载分项系数为1.3;活载分项系数为1.5,相应的计算工况为:
166.(1)、dead——自重;(2)、p——竖向提升反力;(3)、fx——x方向水平力;(4)fy——y方向水平力;(5)、水平力取竖向提升反力的5%,以考虑风荷载中传递过来的水平力作用。
167.提升架结构校核的荷载组合为:
168.①
1.3dead+1.5fx+1.5fy+1.5p;
169.②
1.3dead-1.5fx+1.5fy+1.5p;
170.③
1.3dead+1.5fx-1.5fy+1.5p;
171.④
1.3dead-1.5fx-1.5fy+1.5p;
172.⑤
1.3dead+1.5p+1.5fx;
173.⑥
1.3dead+1.5p-1.5fx;
174.⑦
1.3dead+1.5p+1.5fy;
175.⑧
1.3dead+1.5p-1.5fy;
176.经上述工况分析确定,由整体建模计算结果可以得出,提升平台下挠约1.5mm,提升平台杆件应力比均小于0.5,满足施工要求。
177.提升支架反力根据上述分析参数输入模型,计算软件采用通用有限元分析软件midas/gen。
178.计算荷载取值:
179.1)、恒载:吊装构件自重1.05;
180.2)、动力系数取值1.1;
181.3)、风荷载取值;
182.体型系数μs=0.8,按照典型地区50年一遇风荷载进行计算,基本风压w0=0.35kn/m2,
183.4)、荷载组合,根据设计规范《gb50068-2018》由软件自动生成。
184.经上述工况分析确定,通过对结构的变形、应力和验算比进行分析,其变形、应力和组合验算比最大值均位于提升支架位置。
185.结构最大变形为11.28mm,为结构悬挑长度的1/709,满足规范要求,最大应力为-65.27n/mm2,组合验算比为0.45,满足施工要求。
186.利用bim软件,经过对以上工况进行模拟、收集、整理、数据分析,能够确定钢结构连廊在保证安全和质量的情况下,顺利提升到位。
187.综上所述,本发明取得的积极技术效果是:利用bim技术模型模拟提升过程,对提升全过程中的工况进行模拟,收集、整理、分析实验数据,为钢结构连廊玻璃幕墙整体提升提供参考,可提前发现施工过程中可能遇到的问题,提前制定解决方案,保证施工过程顺利完成,实现高空大跨度钢结构连廊玻璃幕墙结构整体提升。
188.上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
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