鋼框架結(jié)構(gòu)吊裝與焊接施工技術(shù)研究

浙江杭蕭鋼構(gòu)股份有限公司 浙江省 311232

摘要：目前我國(guó)的建筑業(yè)在經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下不斷的發(fā)展，其中的鋼框架結(jié)構(gòu)吊裝與焊接施工技術(shù)也在不斷的成熟，本文主要結(jié)合實(shí)際工程對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)吊裝與焊接施工技術(shù)作了介紹，可供相關(guān)工程人士參考。

關(guān)鍵詞：鋼框架結(jié)構(gòu)；吊裝與焊接；施工技術(shù)

0.前言

隨著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要求也越來(lái)越高，不斷創(chuàng)新技術(shù)來(lái)提高鋼框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平已成為行業(yè)發(fā)展的需要。鋼結(jié)構(gòu)雖然具有強(qiáng)度高、塑性好的特點(diǎn)，但是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面小，板厚及壁厚偏薄，同時(shí)在鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中，變形累加也比較大，再加上原材料以及加工、制作、安裝、使用過(guò)程中的各種原因，導(dǎo)致鋼框架結(jié)構(gòu)的變形問(wèn)題更加突出，所以必須給予高度重視，深入研究其施工技術(shù)。其吊裝與焊接施工技術(shù)的研究有助于優(yōu)化施工方案、降低施工風(fēng)險(xiǎn)、提高施工質(zhì)量，更充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，推進(jìn)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的發(fā)展。

1.技術(shù)難點(diǎn)

①測(cè)量精度要求高，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)在未形成整體結(jié)構(gòu)單元前穩(wěn)定性較混凝土結(jié)構(gòu)差，這樣使得控制測(cè)量有一定的難度。

②工期緊，主、次鋼構(gòu)共計(jì)超過(guò)8500t，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，除去準(zhǔn)備、制作周期，要求在約85d內(nèi)安裝完成，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織要求很高。

③構(gòu)件的型號(hào)、數(shù)量多，該工程處于上海寶山鬧市區(qū)，白天不允許貨車(chē)進(jìn)入，施工場(chǎng)地狹小無(wú)處堆放構(gòu)件，要求在制作、運(yùn)輸和安裝過(guò)程嚴(yán)格管理，制作時(shí)按照安裝順序進(jìn)行制作，按先后順序進(jìn)場(chǎng)安裝。以免造成不能安裝的構(gòu)件先進(jìn)場(chǎng)而要安裝的構(gòu)件未進(jìn)場(chǎng)，影響施工進(jìn)度。

2鋼結(jié)構(gòu)吊裝

2.1吊機(jī)選擇

商場(chǎng)鋼柱采用箱型截面鋼柱，最大截面H700x830x30，鋼柱分兩段吊裝，分段點(diǎn)位樓層標(biāo)高之上1.3m位置，單根鋼柱最大吊裝重量約13t，鋼梁分件吊裝，最大截面H 1450 x 480 x22 x 28，跨度16m，吊裝重量約7.5t，采用1臺(tái)R K 100型100t履帶吊吊裝。R K 100型100t履帶吊33.5m臂，吊裝半徑18m時(shí)，吊裝高度30m，吊裝重量16.6t，滿足要求。

2.2鋼柱吊裝

鋼柱吊裝應(yīng)按照各分區(qū)的安裝順序進(jìn)行，并及時(shí)形成穩(wěn)定的框架體系。利用鋼柱的臨時(shí)連接耳板作為吊點(diǎn)，吊點(diǎn)必須對(duì)稱(chēng)，確保鋼柱吊裝時(shí)為垂直狀。每根鋼柱安裝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初步校正，以利于鋼梁安裝和后續(xù)校正，鋼柱定位后應(yīng)及時(shí)將墊板、螺帽與鋼柱底板點(diǎn)焊牢固。上層柱的定位軸線應(yīng)從地面控制線直接從基準(zhǔn)線引上，不應(yīng)該從下層柱的軸線引上。在鋼柱之問(wèn)連接的連接板待校正完畢，并全部焊接完畢后，將連接板割掉，并打磨光滑，并涂上防銹漆，割除時(shí)不要損傷母材。

上層鋼柱的安裝與首段鋼柱的安裝不同點(diǎn)在于柱腳的連接固定方式上不同。鋼柱吊點(diǎn)設(shè)置在鋼柱的上部，利用4個(gè)臨時(shí)連接耳板作為吊點(diǎn)。吊裝前，應(yīng)當(dāng)保證上下節(jié)鋼柱對(duì)接接觸面頂緊。鋼柱吊裝到位后，鋼柱的中心線應(yīng)與下面一段鋼柱的中心線吻合，活動(dòng)雙夾板平穩(wěn)插入下節(jié)柱對(duì)應(yīng)的安裝耳板上，穿好連接螺栓，連接好臨時(shí)連接夾板，鋼柱焊接完成2 /3后割除安裝耳板。

為了滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝施工安全防護(hù)需要，在鋼柱與鋼梁交接處、柱與柱對(duì)接處搭設(shè)可裝配式操作平臺(tái)，在梁上裝上裝配式通道。方便作業(yè)人員可以安全的到達(dá)每個(gè)部位進(jìn)行作業(yè)。

2.3鋼梁吊裝

鋼梁的吊裝順序應(yīng)嚴(yán)格按照鋼柱的吊裝順序進(jìn)行，及時(shí)形成框架，保證框架的垂直度。鋼梁安裝完成后應(yīng)檢查鋼梁與連接板的貼合方向并及時(shí)在鋼梁上拉設(shè)安全繩，并及時(shí)在鋼梁上拉設(shè)安全繩，以便施工人員行走時(shí)掛設(shè)安全帶，確保施工安全。

鋼梁吊裝就位時(shí)要注意鋼梁的上下方向及水平方向，確保安裝正確并及時(shí)夾好連接板，對(duì)孔洞有偏差的接頭應(yīng)用沖釘配合調(diào)整跨問(wèn)距，然后再用普通螺栓臨時(shí)連接。普通安裝螺栓數(shù)量按規(guī)范要求不得少于該節(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的30%，且不得少于2個(gè)。

3鋼結(jié)構(gòu)焊接

在鋼結(jié)構(gòu)焊接中為控制局部及整體焊接變形，應(yīng)在保證焊縫完全熔透的前提下采用小角度、窄間隙焊接坡口，并結(jié)合小熱輸入量、小焊道、多道多層焊接方法以減少收縮量。鋼柱沿其高度，鋼梁沿其軸向長(zhǎng)度，根據(jù)其每道安裝接縫的收縮余量2m m～3m m及其總和，加工時(shí)預(yù)留焊接收縮余量。同時(shí)為了減少焊后殘余應(yīng)力，應(yīng)合理的焊接順序，以分散和控制變形與焊后殘余應(yīng)力。焊接完成后采用錘擊法消除焊縫填充層應(yīng)力。

在本工程高空焊接時(shí)，考慮施工期問(wèn)恰逢上海市雨季，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置焊接操作平臺(tái)。焊接平臺(tái)的制作：高空鋼柱的對(duì)接是第一次澆筑橫梁底板及腹板后，將內(nèi)側(cè)模板拆除，外側(cè)模板不拆；第二次澆筑橫梁頂板。橫梁底模及腹板內(nèi)、外側(cè)模板均采用鋼模。橫梁支架采用“換載法”進(jìn)行預(yù)壓，以消除支架彈性變形和非彈性變形。

⑤塔柱采用卓良生產(chǎn)的爬架及配套的模板體系施工。上塔柱斜拉索錨固區(qū)索道管安裝采用定位支架進(jìn)行，定位支架上設(shè)置管位精調(diào)裝置。

⑥塔柱施工至上橫梁時(shí)，鋼梁開(kāi)始架設(shè)墩頂段，在上橫梁底部及塔柱周?chē)O(shè)置一層防落平臺(tái)，接收上塔柱施工時(shí)可能掉落的物體，確保下方人員安全。

3.1鋼梁架設(shè)方案

橋面離長(zhǎng)江水面高度最高可達(dá)80m，水上浮吊無(wú)法用于鋼梁架設(shè)，本橋采用了在墩位處修建鋼棧橋碼頭，配備150t履帶吊機(jī)用于鋼梁卸船上岸。上橫梁及塔柱施工開(kāi)始施工，鋼梁墩頂4節(jié)間此時(shí)亦需開(kāi)始架設(shè)。

①鋼梁架設(shè)前，首先需完成以下工程：墩旁托架拼裝完成并通過(guò)驗(yàn)收；用于墩頂位置鋼梁起吊的D 1100～ 63塔吊完成安裝并驗(yàn)收。

②鋼梁節(jié)間編號(hào)為橋臺(tái)至跨中分別為EO～E32， 11#墩墩頂編號(hào)為E 16。

③具體施工順序?yàn)椋涸诙张酝屑苌贤瓿蒃 13-E 18 6個(gè)節(jié)間的拼裝，然后安裝正式支座；鋼梁調(diào)整后臨時(shí)鎖定。用墩旁大在鋼梁上弦鋪設(shè)架梁吊機(jī)軌道，拼裝中跨側(cè)吊機(jī)，架梁吊機(jī)向中跨行走，拼裝E18～E19節(jié)間，中跨吊機(jī)走行至E 17～E 18節(jié)間，繼續(xù)拼裝邊跨側(cè)架梁吊機(jī)。之后橋面鋪設(shè)運(yùn)梁軌道；利用塔吊提梁至橋面，架梁吊機(jī)從橋面起梁進(jìn)行架設(shè)，懸臂拼裝。懸臂拼裝完2個(gè)節(jié)間后，吊機(jī)前移到位。拆除D1100-63塔吊。開(kāi)始利用主塔塔吊和架梁吊機(jī)拼裝鋼梁提升站。提升站將鋼梁從棧橋上提起，通過(guò)運(yùn)梁軌道臺(tái)車(chē)將鋼梁送至架梁吊機(jī)下方，以供拼裝。鋼梁兩端懸臂拼裝至E10和E22節(jié)點(diǎn)，架梁吊機(jī)走行至前端，掛設(shè)第二對(duì)斜拉索并張拉至監(jiān)控單位指定拉力（第一對(duì)斜拉索待鋼梁拼裝完成后掛設(shè)）。則鋼梁架設(shè)進(jìn)入正常鋼梁架設(shè)階段，直至E32節(jié)點(diǎn)鋼梁合攏。然后拆除架梁吊機(jī)及墩旁托架，調(diào)整斜拉索索力，完成鋼梁架設(shè)。拆除架梁吊機(jī)，鋼梁施工完成。

4大型臨時(shí)設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控

4.1施工監(jiān)控

施工監(jiān)控的目的是為了確保橋梁在施工過(guò)程中的安全穩(wěn)定，使橋梁建成后滿足設(shè)計(jì)的要求。通過(guò)施工監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的結(jié)構(gòu)安全隱患。當(dāng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形超出規(guī)范允許的誤差范圍或與理論計(jì)算值相差過(guò)大等情況時(shí)，將及時(shí)預(yù)警。

本橋施工監(jiān)控內(nèi)容包括：①橋塔溫度及應(yīng)力、變形；②鋼梁桿件應(yīng)力及鋼梁中心線、高程；③斜拉索張拉過(guò)程中橋面標(biāo)高變化；④斜拉索索力；⑤墩旁托架安全監(jiān)測(cè)。

5結(jié)語(yǔ)

綜合本文所訴，本橋采用上橫梁及塔柱與鋼桁梁同步施工，順利完成了塔柱及鋼析梁的架設(shè)任務(wù)。施工過(guò)程中得到了相關(guān)專(zhuān)家及橋科院的大力支持和推廣。本橋超高墩旁托架的施工技術(shù)，以及塔柱鋼梁同步施工技術(shù)措施為以后的類(lèi)似橋梁施工提供借鑒。

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