整个钢壳体由148混梁架,顶环梁、斜撑杆及环向连杆组成,由于在安装过程中,壳体未形成稳定的结构体系,因此必须采取一系列措施,来保证过程中的结构安全,其中包括设置必要的支撑与支架,以及采用合理的安装顺序等。
l)结构加固
壳体散装,势必要设置大量的支架或支撑,以满足构件的定位与结构的稳定,由于钢结构吊装安排在土建结构封顶后再实施,这就更增加了支架、支撑设计与架设的难度。
2)顶环梁支架的设计
椭圆形的顶环梁,长轴约为60m,短轴约38m,自重在500t上下。它的安装位置在壳体的中心,歌剧院的屋顶上方,距屋顶约有10m左右高度。我们的设想是利用歌剧院的屋顶,在其屋顶搭设球节点网架,来支承顶环梁,使竖向荷载主要由墙体、柱等承担,这样可以避免支架进人下层空间,而影响舞台设备安装、二次结构的施工。为此需请设计配合,适当加强屋顶的结构承载力。
顶环梁支撑采用网架结构,根据初步计算,在顶环梁下,支架需承受的最大荷载达42.3t左右。
3)梁架的稳定支撑
梁架的投影长度最长达76m,最短也超过50m由于梁架的侧向刚度相当差,为此在梁架安装到位后必须有多点支撑,况且梁架吊装时本身就一分为三。梁架安装时,除二端有支承外,中间还必须设置二根支撑。所有支撑采用网架结构。
这些支撑有的是支承在房屋结构上,有的直接支承在地下室顶板上,因此必须根据每根支撑的受力情况,加固房屋与地下室顶板。
4)安装工艺
①顶环梁安装
顶环梁由M440D与大型履带吊散件拼装而成。为了减少环梁、箱梁的焊接变形,构件的连接基本上都为高强螺栓的连接。
顶环梁散件的场内驳运,可利用移动台车,也可由CC2.
000吊机帮助就位。
顶环梁吊装先从中间的矩形框开始,然后安装矩形框内的钢板与钢管,最后对称安装两侧的半圆形区域。
顶环梁安装需特别注意轴线定位与标高,它将严重影响壳体的整体安装质量。为此,该区域的测量定位、放线等工作,必须引起高度重视。
②梁架安装
A.梁架安装分四个阶段进行。
第一阶段:安装顶环梁及临时支撑。
第二阶段:对称安装斜撑区的梁架及相关的全部构件。
第三阶段:对称安装不受塔吊位置影响的梁架及相关的构件。
第四阶段:补缺安装塔吊位置区域的梁架及相关构件。
B.梁架的吊装工艺
a.一般要求
a)下节梁架主要由DEMAG CC2000履带吊(300t吊机)与600t级履带吊抬吊安装到位,安装时CC2000吊机选用48m主臂,48m付臂,在34m半径的工况下起重量可达23.5t.这样大部分下节梁架都能安装。
b)上节与中节的梁架同样采用双机抬吊的工艺。可以是塔吊与CC2000吊机抬,也可以是二台塔吊抬,视情况而定。
c)梁架吊装采用多点垂直吊装工艺,吊点数量不少于4点,且要求使用铁扁担。
如果梁架多点垂直起吊有困难的话,为保证梁架吊装时的侧向稳定,起吊时须采取可靠的加固措施。
d)梁架连续吊装时,须及时调整节间与消除安装误差,不得累积。
b.起始梁架安装的工艺要求
a)第一混梁架的下节安装到位后,底脚需与混凝土环梁临时固定,目的是不让底脚移动(以后每混梁架的下节安装时,都要如此)。两侧需设置浪索,在确保侧向稳定后,方可松钩安装下一节梁架。
b)安装与第一混梁架相邻的第二混梁架的下节。两侧还需设置浪索。松钩前,必须安装一定数量的侧向稳定连杆与斜撑,可以是原结构上的圆钢管,也可以设临时系杆,连杆每10米左右设一道。
c)安装第一混梁架的中节。下端按设计的要求与下节梁架固定,上端搁置在临时支撑上。两侧设置浪索后,方可松钩。
d)安装与第一混梁架相邻的第二混梁架的中节。与顺序芭湘同,下端必须按设计的要求与下节梁架固定,上端搁置在临时支撑上。两侧设置浪索。松钩前必须安装一定数量的侧向稳定连杆与斜撑。
e)安装第一混梁架的上节。下端按设计的要求与中节梁架固定,上端与顶环梁固定后,方可松钩。
f)安装与第一混梁架相邻的第二混梁架的上节。与顺序遭片目同,下端必须按设计的要求与中节梁架固定,七端与顶环梁固定,松钩前必须安装一定数量的侧向稳定连杆与斜撑。
G)相邻两混梁架安装后,应立刻安装其间的所有连杆与斜撑杆,使其尽快形成结构稳定体系。
h)以后的梁架安装以上述的起始梁架为依靠,逐混安装,榀内按由下到上的顺序安装。
(8)支架、支撑的拆除
临时支撑网架撤除的前提为:当结构组装形成整体,并完成所有节点连接,经过验收
后,即可拆除临时支撑。当壳体与支承混凝土环梁临时固定牢靠后即可拆除临时支承网架。
临时支撑网架拆除顺序的依据是结构验算。
根据经验,结构形成整体、临时支架(撑)卸载后,其结构有一定垂直位移。根据变形协调、卸载均衡的原则,我们将通过设置在支架(撑)上部(下部)的可调节支承装置,多次循环微量下降来实现荷载平稳转移。卸载按中心对称的顺序进行。
在卸载过程中由于无法做到绝对同步,支架(撑)卸载先后次序不同,其轴力必然造成增减。为此,在关键支架(撑)部位应设置检测装置(如贴应变片)等,实时检测支架(撑)的轴力变化,确保临时支架的安全。如果支撑失稳,将使结构受到冲击,对结构安全带来不利的影响。
在卸载过程中,必须严格控制循环卸载时的每一级高程控制精度,设置测量控制点,在卸载全过程进行监测,并与计算结果相对照,实行信息化施工。
结构增设临时支架,其状况相当于给结构增加节点荷载,而临时支架(撑)分批逐步下降,其状况相当于支座的不均匀沉降。这都将引起结构内力的调整,对少量杆件可能超载的情况应事先采取措施,局部加强
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