一、构件概况
位于8轴的WJ2、9轴的WJ3是重庆植物园钢结构的安装重点,相对整个植物园钢结构而言,其体型最为复杂,为空间双曲四边形桁架;跨度最大,达57米;单榀重量最重,约24吨。
图:主拱轴测
桁架上下弦杆件采用Q345B热轧无缝管多点弯折成型,最大规格P219×12;腹杆采用Q345B热轧无缝直管,端部作相贯口切割,规格P133×5(仅WJ2),P102×4。
节点概况:
图:弦杆、腹杆相贯节点
图:弦杆现场对接节点
图:腹杆现场对接节点
二、施工部署
1、现场总平面布置
为便于工程文明施工管理,结合本工程现场条件,把生产区、办公区、生活区分开,工程开工后即与总包协商解决办公、生活区场地,现场施工道路按提供的道路使用。
2、吊走行走路线加固处理
吊车行走路线作简易加固处理,做法为素土夯实上铺200mm碎石垫层。
三、构件分段方案
1、构件分段总体思路
施工图已经确定了弦杆工艺分段(现场拼接)位置,工厂按设计进行分段制作,并且将弦杆插板节点、腹杆法兰节点一并制作到位,散件发现场。现场根据吊装方案将若干加工分段地面组拼成吊装单元后进行吊装。
2、wj2分段方案
| 工艺分段 | 重量(吨) | 吊装段 | 重量(吨) |
| 1 | 2.77 | 1 | 5.69 |
| 2 | 2.92 | ||
| 3 | 2.78 | 3 | 5.86 |
| 4 | 1.54 | ||
| 5 | 1.54 | ||
| 6 | 2.37 | 2 | 5.3 |
| 7 | 2.93 |
| 工艺分段 | 重量(吨) | 吊装段 | 重量(吨) |
| 1 | 1.96 | 1 | 4.14 |
| 2 | 2.18 | ||
| 3 | 2.15 | 3 | 6.38 |
| 4 | 2.13 | ||
| 5 | 2.1 | ||
| 6 | 1.07 | 2 | 3.69 |
| 7 | 2.62 |
| 机械种类 | 机械规格 | 数量 |
| 拼装机械 | 16吨汽车吊 | 2台 |
| 吊装机械 | 50吨汽车吊 | 1台 |
1、采用两台16吨汽车吊同时进行wj2、wj3的地面拼装工作,将wj2、wj3分别拼装成如上所述的3个吊装段,拼装位置紧挨构件就位位置(见总平面示意),以避免二次倒运。
2、地面拼装的同时进行高空就位支撑架的搭设,每榀主拱设三组支撑架,拉揽风固定,搭设位置如图:
图:支撑架平面定位图
图:支撑架揽风固定示意图
3、按两侧到中间的顺序进行构件吊装,每吊装一段构件,用全站仪对弦杆四个端点进行三维空间坐标测量,在支撑架顶采用千斤顶进行微调校正,直至与设计坐标相吻合。
六、施工过程计算机模拟分析及验算
1、施工过程模拟
模拟分析软件:sap2000 v9.1.6
第一施工步
第二施工步
第三施工步
主拱成形构件应力比
结论:施工过程结构变形在1mm以下,构件应力比在0.1以下,说明支撑架布置合理,施工过程结构安全稳定,方案可行。
2、吊装验算
选取较为典型的wj2第3吊装段为例进行吊装过程分析
吊点布置
轴力图
弯矩图
构件应力比
结论:吊装过程构件应力比均在0.2以下,结构稳定安全。
七、支撑架设计方案
1、支撑架反力提取
支撑点编号图
| 支撑点编号 | 施工步 | F1(KN) | F2(KN) | F3(KN) |
| 168 | 1 | -3.256 | 14.416 | 5.488 |
| 168 | 2 | -3.256 | 14.416 | 5.488 |
| 168 | 3 | -3.249 | 10.29 | 10.187 |
| 177 | 1 | -2.768 | 11.188 | 3.651 |
| 177 | 2 | -2.768 | 11.188 | 3.651 |
| 177 | 3 | -2.706 | 8.355 | 7.186 |
| 185 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 185 | 2 | 0 | 0 | 0 |
| 185 | 3 | -2.022 | -6.82 | 16.704 |
| 194 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 194 | 2 | 0 | 0 | 0 |
| 194 | 3 | -1.738 | -5.395 | 15.232 |
| 200 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 200 | 2 | -1.653 | -6.608 | 5.31 |
| 200 | 3 | -0.2 | 1.913 | 13.2 |
| 209 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 209 | 2 | -1.332 | -9.376 | 6.14 |
| 209 | 3 | -0.186 | -3.702 | 11.57 |
2、设计方案
3、支撑架验算
图:计算模型
荷载工况
轴力图
位移图
应力比
结论:通过验算,支撑架顶侧向位移较大,达到26mm,可在实际施工中通过两侧拉缆风绳解决。架身应力比均在0.7以下,有较大的强度富余,安全可靠,可用于实际施工。下载本文