某总装测试厂房综合施工技术施工方案

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某总装测试厂房综合施工技术施工方案

某总装测试厂房综合施工技术

某总装试厂房是国家“八五”期间重点工程项目之一。该工程是集火箭、飞船、宇航员,进行总装测试及发射前有效荷载进入发射区前,完成一切技术准备的基地,是一项跨世纪的国防重点工程。

该厂房建筑面积30600m2,占地面积3100m2,平面尺寸74m×46.3m,建筑总高度93.8m,结构布局为“E”字型,中间设两个总装测试大厅。地上14层,地下1层,1~13层层高为6.8m,14层层高为4.2m,地下1层层高为4.5m。13层为非封闭式箱型屋盖,14层为设备层,1~12层为标准层。

整个建筑为现浇钢筋混凝土框架——巨型多筒体结构,基础采用钢筋混凝土整体扩展式箱型基础,埋深9m,天然地基;主体结构由9个钢筋混凝土筒体,24个框架柱组成,其中6个简体内配有20个劲性柱。屋盖为现浇钢筋混凝土箱型屋盖。

厂房测试大厅平面轴线尺寸为26.8m×38.8m,大厅顶板标高为81.6m,大厅南侧为16.6m宽、74m高倒“T”字型巨型升降推拉钢大门,以供组装件整体垂直运出,另外三侧为12层各种工艺测试用房、辅助机房及走道平台美涂士新厂第一期公用工程房高大模板施工方案,大厅内每层设有固定钢平台及活动工作平台和走道平台相连。二个测试大厅上部分别设有一台起重量为50t/30t的桥式行车,吊车最大起吊高度为75.5m。

该工程电气及设备功能齐全,线路复杂,设备先进。

该工程结构复杂,技术要求高,施工难度大,其工程特点可以归结为:高、大、新、特、难。高——指单层厂房高度是国内之最高;大——指74m高钢大门是国内之最大;新——大跨度钢筋混凝土屋盖结构新颖;特——箱型屋盖由24根框架柱、9个钢筋混凝土简体作支撑,在其中6个筒体内有20个劲性柱,以及悬挑大梁、活动钢平台等为国内少见的独特结构形式;难——上述高、大、新、特所反映的施工难度以及地处沙漠高寒气候条件所带来的施工难度。特别是与世界第一高度单层厂房——美国肯尼迪航天中心39号发射场垂直总装测试厂房相比,它还具有以下特点:美国及法国、日本等国家建造的单层厂房都是采用钢结构,建造时其构件可以在工厂进行加工,现场安装,湿作业少,施工速度快,但造价高,整体刚度小,在风荷载作用下,竖向变形大。而本工程采用钢筋混凝土结构,它具有造价低、整体刚度好,在风荷载作用下不会产生大的竖向变形。但这种结构形式现场湿作业多,施工受环境影响大,且由于其单层高度高、跨度大、屋盖重,因而增加了施工难度。是国内和亚洲当前规模最大、高度最高的单层工业厂房。

箱型基础底板大体积混凝土每期施工

钢筋混凝土扩展式箱型基础埋深9m,基础平面形状为并联两个“口”字形,底板厚1.5m,箱体壁厚500mm,混凝土强度C30,抗渗等级为P8。箱体在④—⑤及⑧—⑨轴线间各设后浇带一条,后浇带混凝土强度为C35,掺微膨胀剂UEA10.5%,整个基础底板混凝土量为5200m3。

依据本工程的结构特点和施工条件,通过对施工方案的可行性研究,施工采用暖棚法,即搭设暖棚,热拌混凝土,不加防冻剂,使混凝土达到设计强度标准值的30%后,仍在正温条件下进行养护,以满足抗冻临界强度的要求。施工中对基础底板温度应力的抗裂度进行了理论验算,制定了相应的控制基础底板混凝土温度及混凝土收缩缝等一系列施工技术。

水泥:525号普通硅酸盐水泥,具有早强性;

砂:采用中砂,砂率40%,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于3%;

石子:采用碎卵石,粒径5~40mm,含泥量不大于l%;

外加剂:掺入水泥用量10.5%UEA膨胀剂及0.25%M型高效减水剂。

(2)供热:现场设两台3t开水锅炉,一台供混凝土搅拌加热,每小时可供量2.6t;一台供暖棚采暖,基坑内沿钢管架设循环供热管道,跨度较大区域范围加2~3道钢支撑。

砂加热采用现场设置“砂炕”(下边为炉灶及烟道,上铺钢板,炉灶前架设4台鼓风机),砂炕附设6个预热水箱,供应热水量每小时7.5t,供给混凝土搅拌使用。并在现场设立预热蓄水池一座,贮存热水30t,以备混凝土拌制时停水和现场临时用水。

(3)混凝土供应及输送:为保证混凝土供应,在现场设自动搅拌站一座。搅拌站由两套物料供给和拌制系统组成,两台搅拌机组出料容量为500L×2,最大生产率2×25m3/h。混凝土输送采用一台HBT60,一台HBT80混凝土输送泵输送,室外泵管用薄膜和草袋包裹保温。

(4)热拌混凝土:开盘前进行砂加热,并使各处加热均匀,砂加热到40℃,将水加热到60℃,其它材料不加热,先让骨料和热水拌合,搅拌150s,拌合物出罐温度为20±5℃,混凝土人模温度>10℃。

1)底板依据后浇带自然分成三个施工段,每段均采用分层斜面浇筑,每层浇筑厚度为300mm。为确保结构整体性,各段混凝土可连续施工,即必须在下层混凝土初凝之前浇筑上层混凝土,以避免出现冷接楼。

2)由于底板钢筋分布很密,为增加混凝土密实性,每台泵车配备6只插入式振捣器,在混凝土斜面上各点均需振捣密实,以提高混凝土强度,减少混凝土收缩。

3)由于大体积混凝土浇筑时泌水较多,各段均留设集水坑,再用高压泵将水排出水坑。

4)混凝土表面处理:在浇筑后约2~3h左右进行,初步按标高用刮尺刮平,在初凝前用滚筒碾压数遍,用木蟹打磨,待混凝土收水后,再二次用木蟹搓平,以闭合收水裂缝。

为保证混凝土早期不受冷,控制混凝土温度裂缝,施工中加强对混凝土进行监控和养护。

(l)底板混凝土蓄热保温保湿养护:混凝土浇筑完表面处理后,在混凝土表面覆盖一层薄膜、二层草袋。通过基坑内布设的循环热水管,加热暖棚,保证棚内温度在5℃以上。

(2)根据本工程底板平面尺寸、形状和厚度,布设测温点64组,用热敏电阻测温。具体做法:将两个热敏电阻分别接在预先埋置的1.5m的钢筋上,系在下部的热敏电阻埋于底板中层80cm处,上部的热敏电阻埋于底板表面层内l0cm处,测温时通电,直接从仪表上读出温度数。为了对比,在各施工段混凝土再埋设一根ø25钢管,深度80cm,待混凝土初凝后拔出,留出测温孔,用温度计读数作比较。

测温频率:混凝土浇筑12~14h后开始测温,第1~7d为1次/2h,第8~18d为1次/8h。

(3)测温后及时按测温孔编号做好记录,并进行整理分析,及时调整养护措施。为防止局部“死角"保温不严,使混凝土受冻,在连接处垫帆布和塑料薄膜。

(4)测温结果。暖棚温度一直保持在5℃以上,前4天混凝土的实际温度为18~30℃之间,实测混凝土中心与表面温差及混凝土表面与环境温差均未超过25℃。实测表明,在上述保温保湿条件下,持续3d,一般可保证混凝土具有足够的抗冻临界强度。

基础底板混凝土均为3~4d拆模,混凝土里实外光,棱角清楚。由于采取了暖棚法施工,经实测混凝土3d、7d、28d及60d的强度分别达到设计强度的76%、84.l%、110%及1l3%。混凝土质量达到了设计及规范要求,防止了混凝土早期受冻,也避免了有害温度裂缝的产生。

80m高钢混组合柱施工

长度根据不同标高分三种:

(2)一层以上标准段6.8m,共192段;

(3)最顶层段长4.3~8.3m不等,共20段。

采用30mm厚钢板作底座,其余均为20mm钢板切割后焊接而成。为保证加工精度,采用半自动精密气割机气割,放线时预留焊接收缩余量及气割余量,下料应避免在气温过高、过低进行。并采用经校核的统一量具,以消除或减小相对误差。采用船形焊接法焊接,确保焊缝高度及焊接均匀光滑。焊前先设计制作专用卡具、胎具及支撑,确保焊接后构件几何尺寸准确,焊接时采用先点焊再分段对称施焊。并采用跟踪检查外观质量,对有二级焊缝要求的构件和部位,按规范要求进行探伤检查。

钢柱采用三向平衡定位法安装

接着进行第二段钢柱安装,先将连接钢板点焊在第一段钢柱的两侧翼缘板上,待钢柱安装就位无误后,再正式施焊。

(1)钢筋工程:简体及暗柱钢筋在现场集中制作,暗柱纵向ø22~ø32钢筋采用电渣压力焊,简体墙内竖向分布钢筋接头采用搭接绑扎,粗直径钢筋制作接长用闪光对焊。钢柱吊装就位后,先绑扎暗柱立筋,再安装绑扎墙体的横向钢筋,箍筋开口安装后用10d焊接成封闭式。在梁、柱交接处,在钢梁腹板上钻孔,使墙体钢筋穿过。

钢筋接头位置,搭接与锚固长度及剪力墙钢筋网片的拉结绑扎等均按图纸要求及验收规范施工。简体墙中暗柱竖向钢筋上下要贯通,钢筋保护层厚度用限位筋控制。

(2)模板工程施工:筒体外模由两块大模板组合成定型模板,并高出楼层100mm,定型模板由18mm厚九夹板制作,横向木楞为55mm×80mm,间距300mm,纵向配双肢ø48×3.5钢管,间距700mm,通过ø16螺栓与胶合板、木楞及钢管连接,组合大模板最大重量1.2t。

筒体内模纵向高度在内楼梯处断开,用小块模板先钻孔,使预留钢筋通过,然后与大模板拼装组合成一体。为了增强墙体模板的稳定,在筒体外侧用ø48钢管作三道斜撑,具体做法是在楼板上预埋ø25短筋,作为斜支撑的与水平钢管的连接支点。

(3)混凝土工程施工:在浇筑混凝土时,由于劲性柱、梁内的混凝土流动及排气受到钢柱、钢梁、锚梁的限制,给混凝土的浇筑增加了施工难度,为保证施工质量结合地区气温条件,采取了以下措施:

1)采用大流动度泵送混凝土进行浇筑,粗骨料选用5~20mm的碎石,坍落度l4~16cm,混凝土中掺“M”型减水剂;

2)混凝土分层高度控制在500mm以内,混凝土从钢柱四面下料,四面振捣;

3)高温季节,混凝土的浇筑尽量安排在傍晚及夜间作业,混凝土入模温度控制在28℃左右;

大跨度高空闽箱型屋盖施工技术

十三层为非封闭式箱型屋盖,箱底标高8l.6m,在箱体中部E、F袖,分别为两根7.6m高、0.5m宽、两跨连续墙梁,全长达74.1m。在建筑物南侧A、B轴,分别为2根14.4m高、0.5m宽、两跨连续墙梁。墙梁纵向布置在①~⑥轴及⑦~②轴,每跨26.8m。以此四道墙梁,形成箱体的核心,并与该层的框架——筒体结构连成整体。形成73.6m×45.8m×6.8m高(轴线尺寸)的大型箱型屋盖,该屋盖由1~13层的24根框架柱和9个钢筋混凝土筒体结构为支座,形成两个26.8m×38.6m的大厅,大厅的屋盖模板支撑是工程施工的难点。

2.6.8m高钢筋混凝土悬挑梁结构特点

在A轴靠近③轴和⑤轴、⑧轴和⑩轴位置,外挑出4根悬臂梁。梁高6.8m、宽l.07m、悬挑长4.15m,每两个悬挑梁组成一个钢大门的固定上嵌,作为安装、固定提升钢大门开启时门扇的安放空间,每个大门共有5扇钢门,门扇提升通过轨道和大型螺栓固定的钢门框运行,提升大门的标高为l6.8~74m,l6.8m以下为两扇推拉门。大挑梁的模板支撑和螺栓安装精度是该工程施工的又一难点。

(1)钢筋混凝土框架支撑体系:在④轴和⑨轴两侧的A、B轴和E、F轴位置设置宽6.6m×7m、高72.25m及78.86m的钢筋混凝土框架4个,A、B轴框架柱与预埋在建筑物基础内的钢筋相连接,E、F轴的框架柱基为独立筏式基础。框架柱上设不同标高牛腿三道,作为支承钢桁架的连接节点。

箱型屋盖完成后,钢筋混凝土框架支撑采用分层分段松动爆破,用5t绞车将爆破框架从上而下逐层拆除。爆破时根据建筑物周围的具体条件,分别采用三级、二级或一级防护。防止爆破时伤害人体和损坏已经施工的建筑物。爆破安排在现场无人操作的时间进行。

(4)6.8m高大挑梁支撑体系:施工时在墙梁相应位置预埋钢板,作为焊接挑梁支撑用的钢桁架连接钢板。在每根挑梁上各设二榀三角形钢桁架,在三角形钢桁架上铺36a工字钢、16a槽钢作主楞和次楞,形成大挑梁支撑系统。

每个大挑梁的梁底有44根长1.2m、ø32的预埋螺栓。施工时用20mm厚钢板上钻ø34孔作套板,预先将螺栓焊接固定好,支模时,用钢套板作底模,安装就位后,用经纬仪投点找中,保证钢套板的位置和标高准确。

(5)模板工程施工:墙体模板以大模板(九夹板)为主,配合部分组合钢模以及用ø48钢管作横、立楞,用ø16对拉螺栓、间距500mm固定墙体模板。在混凝土后浇带部位采用二层钢板网,外用木板和钢管作支撑。

柱、墙竖向Ⅱ级ø28及ø18钢筋采用电渣压力焊,梁板中ø22~ø32Ⅱ级钢筋采用冷挤压连接。由于墙梁钢筋密集,高度很高,墙梁的箍筋分三段加工、三段安装,中部箍筋与上、下箍筋分别搭接400mm,底板上下层钢筋间设Ⅱ级ø14~ø16马凳筋。

3.混凝土工程高空冬期施工

整个箱型屋盖施工正处于1995年未到1996年初,为冬季施工期。

(1)冬期施工方案:结合本工程结构特点和施工作业条件,经多种方案比较,决定采用综合蓄热法施工方案。即热拌混凝土并在混凝土中掺早强型防冻剂,配合搭设防风棚等措施,使混凝土达到设计强度标准值30%后,仍在正温条件下进行养护,以满足抗冻临界强度的要求。

(2)施工段划分:为减小混凝土塔架与顶部钢桁架的一次性荷载,将十三层箱型屋盖分为3个施工层施工。在征得设计单位同意后,水平施工缝分别留在梁高1/3、梁顶和楼面处。这样,犹如叠合构件那样,首先浇筑的l/3梁截面可以承受上部2/3梁高的施工荷载。在1/3梁高施工缝处,按设计要求增设了适量的抗剪销(型钢I20,间距2.7m,插入下层混凝土中1.0m,上露出1.0m),以增加结合面的抗剪能力。

平面上,在中部简体处设1.0m宽后浇带,以解决混凝土收缩问题。结构封顶后,后浇带用膨胀性混凝土(掺UEA14.5%、水泥增加10%)浇筑堵封。

(3)冬期施工材料选用

1)采用R525号早强性普通硅酸盐水泥,中砂和粒径5~25mm连续级配的碎石。入冬前将砂、石洗好,控干水分四川天府新区安置房建设标准(试行)(四川天府新区安置房建设指挥部办公室2020年12月31日).pdf,加盖草帘一层。

(4)混凝土配合比:根据工程重要性和工期要求,为确保质量,经与设计单位商定,在冬期施工中,将混凝土强度等级由原设计C35提高为C40。

混凝土配合比根据混凝土设计强度、可泵性以及气候条件进行试配后确定,并在施工过程中进行调整优化。

(5)施工过程及质量保证措施

1)热拌混凝土:在现场设自动化搅拌站,砂、石不加热。现场设0.5t/h锅炉l台,将水加热到60℃,先让骨料与热水拌合,最后投入水泥。搅拌时间不少于150s。

2)输送和振捣:混凝土拌和物出罐实测温度+12~+15℃建筑配件标准图集(苏J9501)施工说明,满足规范大于+10℃的要求。用2台HBT80混凝土输送泵运到高空80m处浇筑。室外泵管采用覆盖草袋的保温措施。实测混凝土入模温度比出罐温度一般高1~3℃,这可能与混凝土在100余米长的泵管内受到的摩阻力有关。振捣完毕后实测温度高于5℃。为确保结构整体性,一个施工层的梁板均连续施工。

3)保温养护:混凝土浇筑初凝后,覆盖1层塑料薄膜和3层草帘,在箱型屋盖四周外围设挡风竹笆墙,挂1层草袋和1层薄膜。在楼板面和操作平台上,并安设36只火炉烤烘,增加环境温度。为了解混凝土表面温度情况,每天对革帘下表面混凝土测温3次,连续28d。实测表明,高空环境温度比地面尚高2~3℃,在上述保湿条件下,持续36h,一般可保证混凝土具有足够的抗冻临界强度。

该工程箱型屋盖冬期施工混凝土量2200m3。拆模后里实外光,棱角清楚,外观良好,试块强度均达到或超过设计要求。经某科研单位现场回弹仪超声波检测评定,混凝土强度达35.1MPa,受到好评,同时还节约了上百万元施工措施费用。

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