天津市濱海新區文化中心項目文化場(chǎng)館工程由28把傘形結構組成，貫穿整個(gè)項目。傘形結構鋼構件的制作加工、防腐全部在工廠(chǎng)進(jìn)行，完成預拼裝后拆解成運輸和吊裝單元運至現場(chǎng)組焊和安裝，確保構件加工精度滿(mǎn)足安裝要求的同時(shí)也解決了超大異形構件運輸的難題。傘形結構在傘座往上分為3節，通過(guò)分層分節的安裝方法，逐層逐節懸挑安裝，利用原結構水平向構件輔以纜風(fēng)繩+倒鏈等方式，最終達到在不使用支撐系統的基礎上完成傘形對稱(chēng)大懸挑結構構件的安裝，最大限度避免結構安裝過(guò)程中資源的投入，施工完畢后無(wú)需卸載，安裝的步驟簡(jiǎn)單、結構符合常理、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、實(shí)用性和可操作性強。為今后類(lèi)似工程的施工提供了寶貴的經(jīng)驗，具有一定的參考價(jià)值和指導作用。
本工程位于天津市濱海新區，東至中央大道，南至紫云公園，西至旭升路，北至大連東道，總建筑面積309478平方米。包括濱海圖書(shū)館、濱海東方演藝中心、濱海市民活動(dòng)中心、濱?，F代城市與工業(yè)探索館和濱?，F代美術(shù)館五個(gè)單體，五個(gè)單體由文化長(cháng)廊聯(lián)系起來(lái)，形成文化中心整體建筑。本工程28把傘形支撐總用鋼量約7400噸，安裝高度-5.200米～35.700米。主材均采用Q345B材質(zhì)，最大板厚20毫米，構件截面有：組合箱型柱、箱型柱梁、圓管支撐等。
本工程鋼結構施工工期132天，施工工期短，鋼結構體量大，結構及形式復雜，且需要同其他專(zhuān)業(yè)協(xié)同，工作量大。傘形結構節點(diǎn)構造復雜，處理難度大，節點(diǎn)深化要最大限度地考慮加工制作、運輸及現場(chǎng)安裝條件。施工工期短，鋼結構體量大，完成加工制作難度大。構件結構與節點(diǎn)構造復雜，且有異形構件，制作難度大。構件的尺寸大，運輸困難。地下室面積大，構件分布廣，且局部有高差，造成吊裝運輸困難。傘形結構安裝于整個(gè)工程的走廊部位，頂部結構封閉，造成吊裝只能采取分單元立體退位吊裝的施工順序，吊裝工效低。受結構影響，吊裝設備的起重量受限，造成構件分段數量多，吊次多，吊裝工效低。大量的吊裝工作需要在5.7米樓面完成，造成構件二次倒運量大，降低工效。傘形結構與其他5個(gè)結構單體施工交叉多，工期短，施工組織與協(xié)調困難。
根據結構及形式及安裝時(shí)間階段將傘形結構的施工分為3個(gè)施工階段，地下結構施工階段、地上傘柱施工階段及傘形支撐施工階段。其中地下結構施工階段最重要的包含地腳錨栓、首節預埋勁性傘柱施工；地上傘柱施工階段最重要的包含二、三節傘柱、傘座等施工；傘形支撐施工階段最重要的包含弧形鋼梁、組合鋼梁和支撐等。
地下結構施工階段構件主要是采用塔吊吊裝，地上傘柱施工階段及傘形支撐施工階段現場(chǎng)構件安裝主要在5.7米樓面上進(jìn)行，構件拆分后單重在12噸以?xún)?，采?0噸汽車(chē)吊上樓面進(jìn)行吊裝行走作業(yè)，通過(guò)對吊裝行走道路下鋼筋混凝土結構承載力做驗算，對局部鋼筋混凝土結構可以進(jìn)行加固后滿(mǎn)足50噸汽車(chē)吊上樓面作業(yè)的要求。
根據現場(chǎng)情況對構件做分段，工廠(chǎng)設拼裝平臺，本工程構件全部在工廠(chǎng)完成預拼裝后拆解成運輸和吊裝單元，運至現場(chǎng)組焊和吊裝，構件拆分接口設置安裝臨時(shí)固定連接板。
現場(chǎng)設置構件堆場(chǎng)，用作構件臨時(shí)堆放、拼裝、構件配套等。傘形支撐的安裝順序從中間往兩側開(kāi)始安裝。
構件工廠(chǎng)加工制作→構件工廠(chǎng)預拼裝→連接接口焊接定位板后拆解發(fā)貨→現場(chǎng)構件清點(diǎn)復核→施工準備→放線(xiàn)測量→預埋錨栓安裝→首節傘柱安裝和校正→第二節傘柱安裝、校正和焊接→第三節傘柱安裝、校正和焊接→傘座構件安裝、校正和焊接→傘形結構安裝和焊接→彈簧阻尼器安裝。
為保證現場(chǎng)安裝質(zhì)量，需對傘座及傘座以上傘形結構可以進(jìn)行預拼裝。預拼裝構件包含：傘座、中心圓管柱、第一節弧形梁支撐、第二節弧形梁支撐、第三節弧形梁支撐及傘面組合箱型構件。
拼裝胎架分為兩部分，包括拼裝平臺和格構柱。拼裝平臺采用20毫米鋼板鋪設，格構柱分為內圈格構柱和外圈格構柱，皆設置在弧形梁對接處，對應角梁和邊梁。格構柱截面1000毫米×1000毫米，主肢截面為φ140x8，綴條截面φ70x5。為保證格構柱的側向穩定性，在格構柱之間設置兩道平面桁架連接。
拼裝胎架設置及預拼裝技術(shù)措施：一是地面抄平，在其上鋪設20mm厚鋼板作為拼裝平臺，平臺四周設置楔子，防止平臺移動(dòng)。二是將拼裝平臺的中心設定為傘座節點(diǎn)的中心點(diǎn)，在中心點(diǎn)四周焊接四個(gè)拉環(huán)，利用全站儀在拼裝平臺上定位特征點(diǎn)。三是吊裝傘座節點(diǎn)到拼裝平臺設定位置，調整其空間位置。在其與平臺接觸位置焊接限位鋼板防止其移動(dòng)，并利用纜風(fēng)繩將其角部曲梁與平臺上的拉環(huán)連接固定，防止位移。四是吊裝內圈格構柱，安裝中心圓管柱、第一節弧形梁支撐及其連接構件，將其與傘座節點(diǎn)臨時(shí)連接固定。五是吊裝外圈格構柱，安裝第二節弧形梁支撐及其連接構件，將其與第一節構件臨時(shí)連接固定。六是安裝第三節弧形梁支撐及傘面構件，將其與第二節構件臨時(shí)連接固定。七是利用全站儀復核預拼裝單元的外觀(guān)尺寸及特征點(diǎn)坐標，符合標準要求后，在構件接口位置焊接現場(chǎng)安裝連接定位板，編號后拆除本預拼裝單元內構件發(fā)貨至現場(chǎng)安裝，保證現場(chǎng)安裝能還原預拼裝狀態(tài)。
軸線(xiàn)位置的確定：在預埋錨栓區域測量放出錨栓組十字中心線(xiàn)，確定定位板的水平位置。安裝定位板，使定位板十字線(xiàn)與測量放出的十字線(xiàn)對應重合，初步固定，復核無(wú)誤后，將定位板點(diǎn)焊固定牢固。安裝錨栓并進(jìn)行成品保護：每根錨栓上先擰入限位螺母，螺母位置根據定位板的標高確定，將錨栓插入定位板孔內，利用水準儀確定地腳錨栓標高后，用螺母進(jìn)行初步固定，校核單組錨栓的相互尺寸，校驗合格后再焊接固定，在錨栓上涂上黃油，包油紙保護?；炷翝仓^(guò)程中進(jìn)行觀(guān)測，錨栓尺寸發(fā)生偏移，在混凝土凝結硬化前及時(shí)作出調整，混凝土澆筑完畢后進(jìn)行復測。
首節傘柱就位：采用塔吊或汽車(chē)吊將傘柱吊裝至安裝的地方，柱腳底板放置在調節好的墊塊上，并安裝固定螺母，暫不擰緊固定。
校正：使用全站儀對傘柱標高、軸線(xiàn)和垂直度做測量并調整至規范要求。首節傘柱具有重量大、結構重心高、安裝校正難度大的特點(diǎn)，為保證安裝精度，在傘柱的四個(gè)方向設置纜風(fēng)繩+手拉葫蘆，以調節傘柱的垂直度。同時(shí)傘柱安裝前調平安裝螺母，傘柱就位后進(jìn)行標高的微調。
樓面混凝土澆筑完成后開(kāi)始吊裝第二、三節傘柱，施工前對傘柱連接部位端銑面進(jìn)行清理，清除灰塵、浮銹和油污等，傘柱構件拆分為4片L形構件分別進(jìn)行吊裝。將傘柱吊裝至安裝的地方，利用連接板進(jìn)行臨時(shí)固定連接。校正和焊接：傘柱構件的安裝尺寸偏差包括垂直度偏差、標高偏差和扭轉位移等，使用全站儀對傘柱標高、軸線(xiàn)和垂直度做測量，調整至規范要求后開(kāi)始焊接。
傘座構件拆分為兩片分別進(jìn)行吊裝，傘座頂部設置纜風(fēng)繩+倒鏈對傘座進(jìn)行垂直度調節，同時(shí)利用調節工具在對接口位置對構件扭轉、錯邊、標高和平面位置做調節。初步校正后臨時(shí)固定，另一片傘座構件吊裝就位校正完畢后進(jìn)行焊接，全部焊接完成后進(jìn)行傘支撐構件安裝。
傘支撐構件安裝前，傘座及以下構件全部焊接完成，先安裝中心圓管柱，校正完畢后焊接固定。第一節傘支撐構件先對稱(chēng)安裝斜角弧形梁支撐，再對稱(chēng)安裝中間弧形梁支撐。第一節傘支撐構件焊接完成后開(kāi)始安裝第二節傘支撐構件，先對稱(chēng)安裝第二節斜角弧形梁支撐，再對稱(chēng)安裝第二節中間弧形梁支撐構件。第二節傘支撐構件焊接完成后開(kāi)始安裝第三節傘支撐構件，先對稱(chēng)安裝第三節中間弧形梁支撐構件，焊接完成后安裝傘面十字形組合箱型構件并焊接完成。通過(guò)設置纜風(fēng)繩拉結的方式，進(jìn)行第三節斜角弧形梁支撐安裝，焊接完畢后安裝傘面組合箱型構件。傘面組合箱型構件安裝焊接完畢后安裝兩把傘之間的連接構件和彈簧阻尼器。
傘座安裝時(shí)，使用帶護籠鋼爬梯作為操作人員上下通道，使用標準可拆卸式操作平臺作為臨時(shí)操作平臺。傘支撐構件安裝時(shí)，在安裝接口位置掛設工具式施工掛籃用于對接操作和焊接作業(yè)。水平向構件上焊接鋼立桿，拉鋼絲繩，用于系扣安全帶。32.44米結構安裝時(shí)，在水平向構件上鋪設鋼跳板，外圍一圈拉防護欄桿，用于實(shí)施工程人員操作和行走。傘面35.700米面設置安裝十字形施工通道，下鋪設鋼跳板，兩側設防護欄桿。同時(shí)在人員通行位置設鋼立桿，拉鋼絲繩，用于系扣安全帶。
標高調整。構件吊裝就位后，合上連接板，穿入臨時(shí)高強螺栓，但不夾緊，通過(guò)吊鉤起落與撬棍撥動(dòng)調節上下柱之間間隙。量取上柱柱根標高線(xiàn)與下柱柱頭標高線(xiàn)之間的距離，符合標準要求后在上下耳板間隙打入鋼楔，用以限制構件向下位移。一般的情況下，標高偏差調整至零。若構件制造誤差超過(guò)5毫米，則應分次調整，不宜一次調整到位。
扭轉調整。構件的扭轉偏差是在制造與安裝過(guò)程中產(chǎn)生的，在上柱和下柱的耳板不同側面夾入一定厚度的墊板，微微夾緊構件臨時(shí)接頭的接連板。構件扭轉每次只能調整3毫米，若偏差過(guò)大只能分次調整。調整過(guò)程中可微松鉤但不解鉤。
垂直度調整。在構件偏斜方向的同側錘擊鋼楔或微微頂升千斤頂，在保證豎向構件垂直度不超標的前提下，將構件偏軸線(xiàn)位移校正至零。然后擰緊上下構件臨時(shí)接頭的高強螺栓至額定扭矩，吊車(chē)解鉤。
天津市濱海新區文化中心項目文化場(chǎng)館工程通過(guò)實(shí)踐創(chuàng )新多項技術(shù)，解決復雜結構加工制作、預拼裝、運輸和安裝的難題，采用無(wú)支撐系統技術(shù)安裝對稱(chēng)大懸挑構件，降低實(shí)施工程的成本，既確保了施工階段安全，又能保證工程質(zhì)量，為今后類(lèi)似工程的施工提供了寶貴的經(jīng)驗，具有一定的參考價(jià)值和指導作用。
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