体育场钢结构吊装施工方案

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1、西宁海湖新区体育中心钢结构工程体育场钢结构吊装专项方案编制人： 审核人： 批准人： 长江精工钢结构集团股份有限公司西宁海湖体育中心项目部2010年8月目 录1. 吊装方案的总体思路11.1 施工分区11.2 构件的分段与起吊11.3 吊装的总体顺序42. 吊装机械的准备52.1 吊装机械的选择52.2 钢结构吊装分析102.3 吊装顺序和机械行走路线143. 吊装方案的详细流程153.1 吊装详细步骤153.2 埋件的安装与复测233.3 主桁架构件的吊装233.3.1 第一单元的吊装与固定233.2.2 第二单元的吊装与固定233.4 立面网壳的吊装233.5 边桁架构件的吊装233.6 局

2、部构件的散装244. 吊装注意事项255. 吊装单元受力分析275.1 主桁架的受力分析275.2 网壳单元的受力分析341. 吊装方案的总体思路1.1 施工分区体育场钢结构根据施工不同阶段，钢结构施工合拢缝设置位置，划分为四个区域，如下图所示：A区B区C区D区合拢缝合拢缝合拢缝合拢缝体育场钢结构施工分区平面示意图1.2 构件的分段与起吊体育场钢结构主桁架分两段吊装，分段位置为主桁架铸钢件节点处；立面折板网壳部分钢结构落地部分采用分片吊装，其余部分采用散件安装，钢结构吊装单元划分如下图所示： 主桁架吊装单元02主桁架吊装单元01主桁架吊装分段主桁架分段长度（m)重量（T）吊装单元ZHJ1-01

3、51.663.6吊装单元ZHJ1-0220.29.7立面网壳散件安装部分立面网壳落地部分吊装单元立面网壳吊装分段立面网壳吊装单元长度（m)重量（T）落地段吊装单元21.412.9体育场钢结构工程主桁架吊装单元编号、重量及长度统计汇总：体育场主桁架吊装分段编号主桁架各分段吊装编号、重量和长度信息统计：吊装单元编号重量（t）长度（m）吊装单元编号重量（t）长度（m）ZHJ1-0163.751.6ZHJ7-014941ZHJ1-029.720.2ZHJ7-029.720.2ZHJ2-0162.251.3ZHJ8-014537.7ZHJ2-029.720.2ZHJ8-029.720.2ZHJ3-015

4、7.650.4ZHJ9-0141.835.3ZHJ3-029.720.2ZHJ9-029.720.2ZHJ4-0154.148.9ZHJ10-0140.933.8ZHJ4-029.720.2ZHJ10-029.720.2ZHJ5-0150.946.9ZHJ11-0139.633.3ZHJ5-029.720.2ZHJ11-029.720.2ZHJ6-015044.3ZHJ6-029.720.21.3 吊装的总体顺序体育场钢结构安装顺序：A区B区C区D区施工区域间的合拢缝杆件安装钢结构整体卸载（具体的顺序根据土建施工情况可做调整）。体育场钢结构场内吊机及材料主要出入口为1-45轴线1-46轴线间、

5、1-123轴线1-124轴线间体育场通道；辅助出入口为1-78轴线1-79轴线间、1-156轴线1-157轴线间体育场通道。体育场通道柱间净宽度为6.8m，运输机械可以顺利通过，设置如下图所示：主通道次通道次通道主通道体育场通道设置示意图体育场钢结构安装通道2. 吊装机械的准备体育场钢结构安装时，场内配备一台400吨履带吊和一台150吨履带吊；场外配备一台150吨履带吊和一台80吨汽车吊；履带吊行走于体育场内部，并避开防暴沟；场外吊车行走于+6.30m标高平台外侧。 2.1 吊装机械的选择西宁海湖中心体育场钢结构工程主吊装机械采用1台400吨履带吊（84m主臂长，SSL工况）、1台150吨履带

6、吊（场内79.25m臂长，主臂吊装工况）、1台80吨汽车吊和1台150吨履带吊（场外60.95m臂长，主臂吊装工况）。主吊装机械的起重性能如下：（1）、400吨履带吊（84m主臂长，SSL工况）型号：CC2400-1德马格，吊机的外观尺寸、起重性能参数等参数如下图表所示：400吨履带吊起重性能表（2）、150吨履带吊2台（场内79.25m臂长，场外60.95m臂长主臂吊装工况）型号：SC1500，吊机的外观尺寸、起重性能参数等参数如下图表所示：150吨履带吊外观尺寸图及动力参数150吨履带吊起重性能表（3）、80吨汽车吊型号：AC80-2，吊机的外观尺寸、起重性能参数等参数如下图表所示：80吨

7、汽车吊外观尺寸图80吨汽车吊起重性能表2.2 钢结构吊装分析体育场钢结构各吊装单元具有一定的相似性，因此，对本工程中选用的吊装机械的吊装能力分析时，可选取本工程中具有代表性的钢结构吊装单元进行分析。具体分析如下：（1）、主桁架吊装单元ZHJ1-01构件说明名称主桁架吊装单元ZHJ1-01重量(t)70.0（含吊索具重量）长度(m)51.8安装高度(m)42.0吊装机械及性能型号CC2400-1型400t履带吊臂长(m)84.0作业半径(m)53.0提升高度(m)52.0吊钩重量(t)2.0t额定吊重(t)79.5允许吊重（t）77.5结论：吊机性能满足吊装要求（2）、环桁架HHJ01构件说明名

8、称环桁架HHJ01重量(t)5.0t（含吊索具重量）长度(m)13.1安装高度(m)42.0吊装机械及性能型号CC1500型150t履带吊臂长(m)79.25作业半径(m)21.0提升高度(m)58.0吊钩重量(t)1.0t额定吊重(t)21允许吊重（t）20结论：吊机性能满足吊装要求（3）、主桁架吊装分段ZHJ1-02构件说明名称主桁架吊装分段ZHJ1-02重量(t)9.9（含吊索具重量）长度(m)20.2安装高度(m)34.5吊装机械及性能型号CC1500型150t履带吊臂长(m)60.95m作业半径(m)30m提升高度(m)48.9吊钩重量(t)1.1t（25吨级）额定吊重(t)18.4

9、允许吊重（t）17.3结论：吊机性能满足吊装要求（4）、落地网壳吊装单元构件说明名称落地网壳吊装单元重量(t)12.9（含吊索具重量）长度(m)21.4安装高度(m)24.35吊装机械及性能型号CC1500型150t履带吊臂长(m)60.95m作业半径(m)30提升高度(m)40.8吊钩重量(t)1.1t（25吨级）额定吊重(t)18.4允许吊重（t）17.3结论：吊机性能满足吊装要求(5) 折板网壳散件安装 折板网壳散件最大重量不超过1吨，采用80吨汽车吊进行吊装，80吨汽车吊50m主臂+9.2m副臂、在工作半径32米的工作范围起重量为2.0吨，为此能满足吊装要求。2.3 吊装顺序和机械行走

10、路线体育场钢结构根据施工分区，施工顺序：体育场钢结构安装顺序：A区B区C区D区施工区域间的合拢缝杆件安装钢结构整体卸载。吊机行走路线及吊装顺序如下图所示：吊机行走路线及吊装顺序3. 吊装方案的详细流程3.1 吊装详细步骤步 骤体育场安装流程图1.施工前准备，主吊装机械(400吨履带吊、150吨履带吊(场内)、150吨履带吊(场外)和80吨汽车吊)进场；25吨汽车吊拼装主桁架吊装单元；150吨履带吊安装临时支撑架。150吨履带吊80吨汽车吊150吨履带吊400吨履带吊2.400吨履带吊吊装A区（西侧）1-42轴线上主桁架吊装分段ZHJ6-01；吊装分段单元下部设置临时支撑架；3.150吨履带吊（

11、场外）吊装A区（西侧）1-42轴线上主桁架吊装分段ZHJ6-02；吊装分段单元下部设置临时支撑架；4.400吨履带吊吊装A区（西侧）1-40轴线上主桁架吊装分段ZHJ5-01；吊装分段单元下部设置临时支撑架；5. 150吨履带吊（场外）A区（西侧）1-40轴线上主桁架吊装分段ZHJ5-02；吊装分段单元下部设置临时支撑架；6. 150吨履带吊（场外）吊装立面网壳落地部分分片吊装单元；同时，150吨履带吊（场内）吊装主桁架ZHJ5ZHJ6间的系杆和次桁架吊装单元；7.80吨汽车吊散件安装立面网壳分片吊装单元与主桁架间的网壳单元；8. 继续散件安装立面网壳分片吊装单元与主桁架间的网壳单元；9.依照

12、上述步骤，吊装ZHJ4及桁架间系杆、次桁架及落地网壳单元；10. A区（西侧）钢结构吊装完毕；11、B区（南侧）钢结构吊装完毕；12. C区（东侧）钢结构吊装完毕；13. D区（北侧）钢结构吊装完毕；14.补装各分区钢结构间的合拢缝处钢结构构件；15.完成钢结构分步分级卸载，拆除钢结构下部支撑架，主吊装机械退场。体育场钢结构完成安装。3.2 埋件的安装与复测混凝土柱子顶部埋件MJ2，是主桁架的支点，也是其确定位置的关键点，MJ2共40个，设计标高24.5米；MJ1是落地网壳锚固点，也是确定网壳位置的控制点，MJ1共40个，设计标高7.1米。安装步骤：按设计图提供的坐标运用全站仪进行测量定位柱顶

13、位置，埋件由塔吊吊装落位，核定标高，焊接固定，等土建混凝土浇筑后用全站仪复测位置及标高，形成最终结果资料报监理单位。3.3 主桁架构件的吊装3.3.1 第一单元的吊装与固定主桁架第一单元吊装剖面图各榀主桁架1单元按照编号分别与顶部铸钢件ZG1-10、底部铸钢件ZG11-13配套对应，地面焊接后再进行吊装。起吊到设计高度之后，两端分别放置于场内、场外的临时支撑上，经过测量定位之后，在支撑顶部桁架下弦杆件两侧焊接卡板进行临时固定。相邻主桁架吊装到位之后，第二榀主桁架与第一榀主桁架在外侧公用支撑架上（标高35米）通过铸钢件焊接形成联系。主桁架底部与混凝土柱顶埋件支座通过杆件进行焊接。另外，针对本工程

14、钢结构在恒荷载+1/2活荷载作用下的变形特征，确定钢结构预起拱方案：对A、C区（东、西侧）主桁架ZHJ1ZHJ7的吊装单元进行安装起拱；恒荷载+1/2活荷载作用下，A、C区典型榀主桁架（ZHJ01）变形图（最大挠度为-127mm）。建立模型进行结构恒载+1/2活荷载作用下的位移计算。将结构在恒载+1/2活荷载作用下的变形值，反向施加到原结构上，即为结构的预拱值。钢结构安装起拱值：恒载+1/2活荷载时结构变形主桁架第一单元吊装起拱示意图 第二单元的吊装与固定主桁架第二单元吊装剖面图主桁架2单元起吊至设计高度之后，底部放置于外围标高24.5米的支撑架上，经过测量定位之后，底部杆件两侧设置卡板临时固

15、定，上部三根主杆件端头分别与主桁架1单元相应杆件铸钢件焊接形成整体。3.4 立面网壳的吊装落地网壳单元吊装剖面图落地立面网壳经过吊车起吊立起，底部与地面埋件支座联接形成锚固，顶部折板两顶端分别与两侧相邻主桁架单元相应构件焊接，形成区域单元。3.5 边桁架构件的吊装边桁架吊装剖面图在完成相邻主桁架单元的吊装之后，进行边桁架和联系杆件的跟随安装。边桁架单元通过场内吊车起吊，由事先标注的地面控制点进行定位控制。边桁架和联系杆件经作业人员在挂装在主桁架的吊笼内进行焊接，形成局部桁架体系。3.6 局部构件的散装相邻的两榀主桁架2单元以及落地网壳安装后，三者之间的局部空隙区域进行人工散装。在地面设置局部脚

16、手架与外围支撑架形成工作面，在工作面上作业人员佩戴安全带进行作业，汽车吊吊运杆件，配合工人完成杆件散装，全过程通过全站仪控制。4. 吊装注意事项（1）凡参加施工的全体人员都必须遵守安全生产“安全生产六大纪律”、“十个不准”的有关安全生产规程。（2）吊装作业人员都必须持有上岗证，有熟练的钢结构安装经验，起重人员持有特种人员上岗证，起重司机应熟悉起重机的性能、使用范围，操作步骤，同时应了解钢结构安装程序、安装方法，起重范围之内的信号指挥和挂钩工人应经过严格的挑选和培训，必须熟知本工程的安全操作规程，司机与指挥人员吊装前应相互熟悉指挥信号，包括手势、旗语、哨声等。（3）在高空作业的人员必须遵守高空作

17、业安全技术规程，戴好安全帽，系好安全带，保证安全帽扣系紧，安全带应高挂低用。（4）拆卸千斤绳时，下方不准站人。（5）使用撬棒等工具，用力要均匀、要慢、支点要稳固，防止撬滑发生事故。（6）吊装作业时必须执行安全技术交底，听从统一指挥。（7）起重机械行走的路基及轨道应坚实平整、无积水。（8）起重机械要有可靠有效的超高限位器和力矩限位器，吊钩必须有保险装置，采用桅杆等自制式吊装装置安装时，应有公司质安处审核批准。（9）应经常检查起重机械的各种部件是否完好，有无变形、裂纹、腐蚀情况，焊缝、螺栓等是否固定可靠。吊装前应对起重机械进行试吊，并进行静荷载及动荷载试验，试吊合格后才能进行吊装作业，起重机械不得

18、带病作业，不准超负荷吊装，不准在吊装中维修，遵守起重机械“十不吊”。（10）在吊装区域内设置安全警戒线，安全警戒线可用红色三角型小旗用绳子穿起，挂在吊装区域四周，并派人监护。（11）在吊装第一榀屋架吊钩松钩之前，必须拉好缆风绳，地锚、缆风绳的设置应编制专项施工方案，经公司质安处审核。（12）在使用过程中应经常检查钢丝绳的各种情况：a.磨损及断丝情况，锈蚀与润滑情况，根据钢丝绳程度及报废标准进行检查；b.钢丝绳不得扭劲几结扣，绳股不应凸出，各种使用情况安全系数不得小于标准；c.钢丝绳在滑轮与卷筒的位置正确，在卷筒上应固定可靠；（13）吊钩在使用前应检查：a.表面有无裂纹及刻痕；b.吊钩吊环自然磨

19、损不得超过原断面直径的10%;c.钩胫是否有变形；d.是否存在各种变形和钢材疲劳裂纹；e.严禁在吊钩上补焊、打孔。吊钩表面必须保持光滑。（14）检查绳卡、卡环、花篮螺丝、铁扁担等是否有变形、裂纹、磨损等异常情况；（15）吊物起吊悬空后应注意以下几点：a.出现不安全异常情况时，指挥人员应指挥危险部位人员撤离，而后指挥吊车下落吊物，排除险情后再起吊。b.吊装过程中突然停电或发生机械故障，应指挥吊车将重物慢慢的落在地面或楼面适当的位置，不准长时间悬在空中。（16）使用手拉葫芦提升重物时，拉动链条时只许一人操作，严禁二人及二人以上一起拉动，操作时严禁站在葫芦的正下方。（17）在使用多台千斤顶时，应尽量

20、选择同种型号的千斤顶，各台千斤顶顶升的速度尽量保持一致。5. 吊装单元受力分析桁架在吊装过程中其结构受力特性和设计状态不一致，因此为保证屋盖桁架或网壳分片吊装单元在吊装过程中结构的安全性，需要对桁架在吊装过程中的受力特点进行分析，对于屋盖桁架分段特点，取其中分段重量较大受力特点较具代表性的单元进行受力分析。5.1 主桁架的受力分析（1）主桁架ZHJ1-01受力分析主桁架受力结构形式均一致，因此取其中分段较长吊装单元：主桁架ZHJ1-01分段，进行吊装分析，由于端部有杆件悬挑（未带铸钢件节点的一段），为保证结构不会再吊装搬运过程中出现变形，影响桁架高空对接精度，设置临时杆件（圆管P121X4）进

21、行加固：吊装单元加固示意图进行吊装分析，模型定义为XZ向模型：吊装计算模型杆件轴力（最大轴拉力244KN，最大轴压力-151KN）Z向位移-6.379mm最大应力比出现在桁架斜腹杆上，值为0.165分析：桁架吊装过程中产生的变形较小，Z向位移-6.379mm，结构最大应力比出现在桁架斜腹杆位置，为0.165，从应力分布图可以看出，应力比均较小，因此吊装安全可行。（2）主桁架ZHJ1-02受力分析主桁架受力结构形式均一致，因此取其中分段较长吊装单元：主桁架ZHJ1-02分段，进行吊装分析，与吊装分段ZHJ1-01相似，吊装验算分析过程与结果如下。进行吊装分析，模型定义为XZ向模型：吊装计算模型杆

22、件轴力（最大轴拉力23.2KN，最大轴压力-50.8KN）Z向位移-0.254mm最大应力比出现在桁架斜腹杆上，值为0.055分析：桁架吊装过程中产生的变形较小，Z向位移-0.254mm，结构最大应力比出现在桁架斜腹杆位置，为0.055，从应力分布图可以看出，应力比均较小，因此吊装安全可行。5.2 网壳单元的受力分析（1）、网壳单元翻身验算立面网壳分片吊装单元地面拼装时，采用卧拼形式。拼装完成后，仅有前面两个吊点起作用，后面仅留一个支点在胎架上时，为拼装翻身过程中的最不利受力状态。此时，网壳的受力状态与设计使用状态下的受力情况存在较大差别。因此，需对翻身状态下网壳吊装单元进行验算分析。在网壳吊

23、装过程中，为加强网壳吊装单元平面外刚度，对网壳局部进行附加杆件（圆管P133X6）加强；另外，对网壳单元悬挑端，采用附加杆件（圆管P121X4）进行临时固定。临时加强杆件圆管P121X4临时加强杆件圆管P133X6网壳吊装单元翻身验算如下：网壳吊装单元翻身验算计算模型杆件轴力（最大轴拉力175.5KN，最大轴压力-148.0KN）Z向位移-45.5mm最大应力比出现在网壳临时加强杆件上，值为0.647分析：桁架翻身过程中产生的变形较小，Z向位移-45.5mm，结构最大应力比出现在网壳临时加强杆件部位，为0.647；原设计网壳杆件的应力比均在0.3以下；从应力分布图可以看出，应力比均较小，因此吊装翻身过程安全可行。（2）、网壳吊装验算本工程中网壳吊装单元结构形式均一致，因此取其中的一个吊装单元：主桁架ZHJ1和ZHJ2间的落地网壳吊装分段，进行吊装分析，与吊装分段ZHJ1-01相似，吊装验算分析过程与结果如下。进行吊装分析，模型定义为XZ向模型：吊装计算模型杆件轴力（最大轴拉力33.6KN，最大轴压力-42.0KN）Z向位移-11.2mm最大应力比出现在网壳吊点附件的主杆上，值为0.13分析：桁架吊装过程中产生的变形较小，Z向位移-11.2mm，结构最大应力比出现在网壳吊点附件的主杆上，为0.13，从应力分布图可以看出，应力比均较小，因此吊装安全可行。