鋼結構歐式蒼穹頂施工技術與研究

鄭淑平 郭家云 邢振鐸

隨著建筑設計的不斷進步,歐式蒼穹頂技術越來越多的應用于建筑物。其中,鋼結構蒼穹頂施工技術因施工測量、施工設備、吊裝次序、人員組織要求高而存在很多的技術難點。天津音樂廳鋼結構歐式蒼穹頂施工,根據現場實際情況,設計了合理的施工方案,解決了這些施工技術難點。

1 工程概況

天津音樂廳工程位于天津市和平區南京路、建設路與浙江路交口環島處,工程位于地下商場頂板上,±0.00相當于大沽高程5.07 m,室內外高差0.75 m。首層:建筑面積1 403 m2,層高6.30 m;2層:建筑面積1 615 m2,794個座位,層高 3.90 m;3層:建筑面積694 m2,3.30 m;4層:建筑面積150 m2(設備層),穹頂:15.18 m2,標高31.98 m,穹頂功能是造型要求(見圖1)。結構形式:框架形式,局部屋頂鋼結構(⑧軸～○12軸,?軸～?軸)。外檐作法:石材墻面,石材浮雕,鋁合金門窗,穹頂金屬瓦屋面;墻體:內墻150厚加氣混凝土砌塊,外墻200厚加氣混凝土砌塊。

2 鋼結構歐式蒼穹頂施工工藝

2.1 吊裝方案制定原則

1)安全可靠的原則。根據蒼穹頂結構設計,工程特點,現場條件及設備裝備情況,要選擇安全可靠,技術可行的方案實施。

2)工期滿足整體工期的要求。由于該工程的整體工期較緊,蒼穹頂的安裝直接影響工程的使用時間,因此選擇的方案必須在規定的時間內完成。

3)技術適度先進的原則。蒼穹頂高度較高,吊裝難度大,高處作業多,為保證安全和工期,應盡量采用成熟的先進技術。根據以往的施工經驗,一般采取大型吊車分段組裝法、整體吊裝法,整體吊裝施工由于場地狹小,作業困難,無法提供兩臺主吊車作業和一臺輔吊作業的場地,因此需采取分段預制組裝法實施。

2.2 吊裝方案的確定

根據現場場地及施工進度情況,采取“先吊裝A部分鋼桁架,再吊裝B部分裝飾架,最后吊裝C單元輕型鋼屋面”的總吊裝步驟。

A部分鋼桁架的吊裝:用塔吊將每榀鋼桁架采用“分段制作、現場拼裝、整體吊裝”的安裝方法。B部分裝飾架的吊裝:用塔吊將鋼裝飾架采用“分段制作、局部吊裝”的安裝方法。C部分鋼屋面的吊裝:用塔吊將鋼屋面采用“分部制作、散件吊裝、現場焊接”的安裝方法。

2.3 安裝設備及安裝人員

ST5515塔吊 1部,10 t運輸車輛2部,電焊機6臺,經緯儀2臺,水準儀2臺,扭矩扳手2個,氣割2套,其他工具及吊裝索具若干。管理人員 5人,測量員3人,鉚工10人,焊工6人,安全員2人。

2.4 安裝過程

2.4.1 “A部分鋼桁架”安裝過程

⑧軸鋼架的吊裝:由于鋼桁架長約 25.2 m,重約 8 t,為滿足構件運輸,現場制作時將整榀桁架分為GJ1與GJ2兩部分,運至現場后將其組裝再整體吊裝(見圖2)。

按照⑧軸鋼桁架的吊裝方法,將⑨軸鋼桁架吊裝至相應位置上。吊裝⑧軸～⑨軸鋼桁架間的連梁、支撐,將⑧軸～⑨軸間的連梁依次利用兩點起吊的方法采用現場的塔吊慢慢將其吊起放在其相應位置上,與鋼桁架連接。連梁與鋼桁架用高強螺栓連接。鋼梁與混凝土梁采用下埋件連接的方式,安裝完畢后⑧軸～⑨軸之間形成了一個穩定的空間體系。按照⑧軸～⑨軸鋼桁架及連梁的安裝方法將剩余軸鋼構件安裝完畢。鋼桁架上壓型承重板及栓釘的鋪設。

2.4.2 “B部分鋼裝飾架”安裝過程

根據現場塔吊的一次起重能力及現場施工條件,將B部分裝飾架分為吊裝A單元及B單元:A單元為標高16.8 m～26.28 m間的鋼構件、B單元為標高26.28 m～31.98 m處的弧形鋼構件。A單元鋼構件采用“構件散裝”的吊裝方法,B單元鋼構件采用“現場整體拼裝、分段吊裝”的吊裝方法。

吊裝A單元見圖3。

吊裝B單元:B單元鋼構件采用“現場整體拼裝、分段吊裝”的吊裝方法。吊裝前在拼接平臺上將B單元構件組裝成一個整體尺寸,核實無誤后將B單元分成3個吊裝子單元1/2/3部分(見圖4),子單元現場安裝圖見圖5。

2.4.3 “C部分鋼屋面”的安裝過程

3 結語

合理的施工方案、良好的制作工藝、嚴密的現場組織、合理的人員安排是解決施工技術難點的關鍵。經過精心組織和合理的籌劃,整個吊裝安裝過程安全高效,施工中沒有發生安全事故和質量事故,并比預期的工期提前完成。

[1] GB 50300-2001,建筑工程施工質量驗收統一標準[S].

[2] JGJ 33-86,建筑機械使用安全技術規范[S].

[3] JGJ 80-91,建筑施工高空作業安全技術規范[S].

[4] 鐘智廣.淺談建筑施工中的質量管理與控制[J].山西建筑,2007,33(2):244-245.