贝雷架移动操作平台在厂房屋面内施工中的应用

贝雷架移动操作平台在厂房屋面内施工中的应用

张家口分公司   项目部负责人 技术员  杨  根 

   摘要:针对当今大型钢结构工业厂房的屋面系统多采用内外压型钢板中间放置保温材料的设计形式及特点,为解决因安装屋面内板而需搭设脚手架的问题,提出了在钢结构主体施工完成并安装完成吊车梁后,采用桥梁施工中使用的成品稳定钢架(俗称“贝雷架”),拼装成可移动的操作平台,做为屋面系统安装操作平台来进行屋面内板、屋面灯具等项目安装的全新方法。该移动架体有效解决了屋面系统与厂房地面施工的先后顺序,从而大大提升了厂房施工的效率及安全性。
关键词:吊车梁   贝雷架   移动平台   安全  高效

   1、工程概况
   中煤张煤机装备产业园项目位于河北省张家口市,项目包括八大工业厂房,总建筑面积35万M2,最大单体厂房建筑面积6.3万M2,这些厂房均具有大跨度(最大跨度30米)、大面积交叉作业的特点和要求,而此项目对工期的要求更紧,工程于2010年5月开工,要求2012年底全部投产,为了有效解决这一施工问题,经过反复摸索、严格计算,最终形成了空中移动式贝雷架施工方法,从而彻底解决了该项目交叉作业的要求,有效保证了总体项目的竣工投产。

   2、贝雷架移动操作平台方案介绍
   2.1贝雷架简介
贝雷架也称为“装配式公路钢桥”,因与英国的“贝雷桥”相似,故又称贝雷架。贝雷架是形成一定单元的钢架,利用它可根据实际需要拼装成不同跨度的单榀钢桁架。贝雷架主要组成部分为:桁架(贝雷架)、桁架连接销及保险销。
   2.2贝雷架移动平台技术特点
  ( 1)、本架体由单个的贝雷架拼装组成,根据操作需要,将两榀(或多榀)钢桁架利用型钢杆件组装成钢平台。
  (2)、在钢平台两端下部安装带有滚轮的型钢底座形成可移动平台。
  (3)、在贝雷架体上搭设钢管操作平台,操作平台高度根据实际施工需要确定。  

  (4)、在操作平台的边缘搭设2个定滑轮的支架,根据施工吊运的材料重量确定使用定滑轮的规格、大小。

    3、移动桁架工艺原理及受力计算
   该移动桁架通过端部的平面桁架进行移动,从而达到了移动施工。受力计算如下:每片贝雷片重275kg,端部的平面桁架,每个重580kg(以24米跨度为例)
   ( 1)、贝雷架体的自重:275kg/片×28片/1000kg+2×580 kg/1000 kg=8.86吨
   (2)、架体上的钢管操作平台自重为:3.84kg/m×450m/1000 =1.728吨
   (3)、架体上堆放材料自重2吨,施工人员自重75kg×10人/1000=0.75吨
   (4)、其他不利恒载1吨
   (5)、恒载合计:8.86+1.728+2+0.75+1=14.338吨,恒载集度:14.338吨/24米=0.597吨/米
  (6)、单片组贝雷梁荷载集度:0.597吨/ m÷4个单片组=0.149吨/ m•片组
  (7)、取1.5的安全系数,则最不利跨中弯矩为:M max =157.8KN•m,而M rx =975 KN•m ,M max =157.8KN•m﹤M rx =975 KN•m ,强度满足要求。
  (8)、单片组贝雷架体刚度计算,跨中最大扰度:
ƒmax  = 5qL4 / (384EI),q=1.5×0.149×9.8=2.2KN/ m,E=2×105Mpa ,I=250500㎝4  (贝雷梁片的惯性矩),ƒmax  =18.97㎜,则ƒmax ÷L = 0.01897÷24=0.00079,[ƒmax ÷L]=1/ 750=0.00133,ƒmax ÷L =0.00079﹤[ƒmax ÷L]= 0.00133
     故单片组贝雷架体刚度满足要求,该贝雷组合架体是稳定安全的。

   4、施工工艺及操作重点
   4.1、安装及施工工艺流程:贝雷架体地面拼装→地下静载实验→贝雷架体的吊装→脚手架操作平台的搭设→试运行、验收→吊材料→安装→吊运到另一跨施工
   4.2、贝雷架操作系统地面拼装:贝雷架通过两端部的子母接头相连,在子母接头的圆孔中穿上销钉后插销锁定。每片贝雷梁组装完成后检查销钉是否牢靠。

 4.3、地下静载实验:贝雷架操作系统在地面拼装完成后,必须经过静载实验确定操作平台的结构稳定性,现以中煤张煤机装备产业园圆环链分厂吊装贝雷架为例进行说明。本工程贝雷架操作系统设计承载量为4吨。(钢管架及扣件总重2吨、操作人员总重1吨、堆放材料总重1吨。)故需在地下对已拼接好后的贝雷架操作系统上承压2倍于设计承载量的构件进行24小时静载实验,确保下挠不大于50mm,侧弯不大于50mm,方可吊装使用。
   4.4、贝雷架的吊装:在贝雷架操作系统安装完成并通过静载试验后,采用载重量合适的汽车吊,将拼装完成的两榀平面桁架吊装至吊车梁上翼缘。调整桁架两端转轮(共4个)及限位装置与吊车梁的相对位置偏差,确保贝雷架在吊车梁上行走自如且限位有效(即不走偏),一切合格后方可进行下一步施工。
   4.5、贝雷架体操作系统试车
   4.5.1 试滑移前的准备:①检查各个滑轮的固定是否牢靠,动作是否灵敏可靠;②钢丝绳有无破损、断裂、漏油、漏芯或打结现象 ③检查各滑轮有无脱空或深度变形; ④人员是否已疏散到安全区域; ⑤各项安全控制措施是否落实到位
  4.5.2 试滑移:①试滑移脚手架的距离在500~1 000mm为宜; ②试滑移主要确定刹车后向前运行的距离,同时观察架体稳定性③观看牵引设备运行状况是否良好,手拉葫芦、滑轮组、钢丝绳等有无异常。
  4.6、贝雷架体上操作平台的搭设:架体试车完成后,根据现场施工高度,搭设钢管操作平台,平台上满铺脚手板,脚手板上铺彩钢板,下满挂大眼网,四周搭设1.2米高防护栏杆,架体两端在搭设2个高点,上拴Φ5mm钢丝绳做为挂设安全带之处。

   5、利用贝雷架移动架体施工步骤(以安装内板为例)
吊板→安板→移动桁架→架体挪跨。现场施工效果图如下图:

   6、安全措施
   1、施工前,施工现场必须设置警戒区域,张挂醒目的警戒标识。
   2、如遇强风、雨雪等特殊情况,不应进行搭设、拆除。
   3、搭设、拆除脚手架前,班组成员要明确分工,统一指挥。
   4、所有高空作业人员,必须严格按照作业规定执行安全纪律。
   5、吊装作业人员、丝索指挥、起重司机等操作人员必须持证上岗操作。

   7、该工艺使用效果
    移动式贝雷架体的方法安装厂房屋面系统,与传统方法相比具有以下显著优势:  

  (1)、大大节约了工期,科学有效地完成了屋面系统的安装。(2)、有效解决了地面施工等与厂房屋面系统施工的交叉作业问题(3)、该方法为屋面系统施工提供了一个安全的施工环境和条件统(4)、该方法为推广环保、经济、节能型轻型钢结构屋面提供了技术支持,是一项较成熟、合理、安全、高效的施工工艺。在使用该方法情况,顺利如期完成了中煤张煤机装备产业园的各项建设任务,取得了良好的经济效果。
参考文献
(1)、高中勤 孔庆合等,钢结构厂房屋面系统安装新方法,《钢结构》 2009 第11期
(2)、赵荣招 沈利江 等,钢结构屋面围护系统的探索,《浙江建筑》 2002 第2期

注:本文已经发表在建设部《建筑》杂志上,并获得中煤建设集团2012年度科技论文评比三等奖。

 

 

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