淺談鋼結(jié)構(gòu)工程安裝施工

張 偉

(浙江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)有限公司-項(xiàng)目管理部，浙江 杭州 310000)

淺談鋼結(jié)構(gòu)工程安裝施工

張 偉

(浙江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)有限公司-項(xiàng)目管理部，浙江 杭州 310000)

我國的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開放以來已有20年的歷史；本文結(jié)合作者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就某高層建筑鋼結(jié)構(gòu)采用《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工方法》專利技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場安裝，施工方便，安全可靠，質(zhì)量、進(jìn)度易于保證，施工效果良好。

高層建筑 鋼結(jié)構(gòu) 安裝施工

1工程概述

該高層建筑主樓地下3層，地上30層，檐高108.800m，總建筑面積102392m2。建筑結(jié)構(gòu)為內(nèi)筒外框，內(nèi)筒為鋼筋混凝土(內(nèi)設(shè)暗鋼柱和鋼梁)；外框柱為型鋼混凝土組合柱；樓板結(jié)構(gòu)為壓型鋼板組合樓蓋，外框架梁和樓層梁均為鋼梁(如圖1)。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)示意圖

本工程鋼構(gòu)件總重量為4700t，全部采用國產(chǎn)鋼材。節(jié)點(diǎn)形式為柱與柱接頭全熔透焊接(圖2a)，外鋼框架梁與外框鋼柱間的連接均為全熔透坡口焊縫(圖2b)。樓層梁與外框鋼柱、核心筒為鉸接，梁腹板采用10.9級摩擦高強(qiáng)螺栓連接(摩擦面采用噴砂處理，抗滑移值為0.50)。樓層梁上鋪設(shè)厚0.75mm鍍鋅壓型鋼板(波高50mm)，其與鋼筋混凝土共同作用，形成120mm厚的組合樓蓋。

本工程鋼結(jié)構(gòu)安裝采用《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工方法》專利技術(shù)，專利證書號：第87429號（以下簡稱《工法》）。

2鋼構(gòu)件制造控制和安裝機(jī)械

(1)根據(jù)《工法》要求，焊接連接的鋼柱加工放樣以柱頂為基準(zhǔn)，長度用負(fù)公差(-5～+1)mm控制。焊接連接的鋼梁制作長度用正公差(-1～+5)mm控制。

(2)本工程邊柱中心東西向最大距離為45.5m，南北向最大距離為42m，構(gòu)件最重為10.9t。根據(jù)工程需要，在核心筒內(nèi)布置1臺H3/36B內(nèi)爬式塔吊、樓北側(cè)選用50m臂長MC30作為整個(gè)辦公樓鋼構(gòu)件的吊裝機(jī)械。現(xiàn)場構(gòu)件卸車整理用另一臺塔吊。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造

3測量工藝

(1)鋼結(jié)構(gòu)安裝前要對建筑物的定位軸線進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，柱中心距長度偏差應(yīng)小于2mm，封閉夾角偏差小于6″。

(2)鋼結(jié)構(gòu)安裝平面控制網(wǎng)采用內(nèi)控法。隨樓層增加，平面控制網(wǎng)不斷上投測。

(3)用設(shè)計(jì)標(biāo)高安裝，每安裝一節(jié)柱復(fù)核一次標(biāo)高。

(4)必須在柱頂柱和主梁的焊縫焊完后，再將下一節(jié)柱的定位軸線引至高空，進(jìn)行柱的定位軸線放線。每安裝一根柱子均獨(dú)立進(jìn)行校正。

(5)在安裝柱和柱、柱和核心簡之間的主梁時(shí)用經(jīng)緯儀對柱子進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，產(chǎn)生偏差要再校正一次。第二次校正比第一次校正更為重要，除按軸線要求，還要考慮焊縫收縮的預(yù)留量，并適當(dāng)考慮溫度變化對高層鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

(6)鋼柱安裝時(shí)均以當(dāng)時(shí)經(jīng)緯儀的垂直平面進(jìn)行測量校正，這樣環(huán)境溫度變化將會使柱子頂部產(chǎn)生一個(gè)位移值。這些偏差在安裝柱間的主梁時(shí)可用外力強(qiáng)制復(fù)位，使柱頂回到設(shè)計(jì)位置，固定結(jié)構(gòu)的幾何形狀。此時(shí)柱子斷面內(nèi)可產(chǎn)生3MPa～4MPa的溫度應(yīng)力，比校正構(gòu)件加工偏差與安裝累積差時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小得多。

4鋼結(jié)構(gòu)柱梁的安裝

4.1 鋼柱吊裝

按安裝順序圖逐件安裝鋼柱，吊點(diǎn)設(shè)在柱連接耳板螺栓孔的位置，采用專用吊索吊裝。柱吊裝前準(zhǔn)備好校正用的墊板和鋼楔，并將臨時(shí)高強(qiáng)螺栓等拴牢在柱底連接耳板處。垂直起吊至安裝位置后，擰緊臨時(shí)連接板的M22大六角頭高強(qiáng)螺栓，達(dá)到0.6kN·m扭矩。對正時(shí)先調(diào)標(biāo)高，然后調(diào)整上下柱接頭錯(cuò)邊(扭轉(zhuǎn))，最后由2臺經(jīng)緯儀從兩個(gè)不同方向校正柱子垂直度，最終偏差控制在±2mm內(nèi)。

柱-柱臨時(shí)接頭用高強(qiáng)螺栓，在調(diào)整標(biāo)高和垂直度后緊固。安裝過程中，一節(jié)柱全部構(gòu)件的重量和施工附加荷載均由柱的臨時(shí)接頭承擔(dān)，不用纜風(fēng)繩，不用支撐。

4.2 鋼梁吊裝

鋼梁吊裝前須將核心簡周邊的外架提升到待施工樓層。下部不能影響該層壓型鋼板安裝。測量核心簡預(yù)埋件的位置標(biāo)高線并放線，利用角鋼設(shè)置梁的臨時(shí)支承點(diǎn)。在地面上將節(jié)點(diǎn)板及高強(qiáng)螺栓的工具袋帶綁在梁兩端(距梁端不大于1m)，按各層鋼梁吊裝順序安裝。為提高塔吊的垂直運(yùn)輸效率，一次串吊2根～3根梁。順序?yàn)橄聦又髁骸袑又髁骸蠈又髁骸榧涌炱鸬跛俣龋捎?副吊索。

梁起吊就位，用撬棍、沖釘(或沖頭)調(diào)整構(gòu)件的準(zhǔn)確位置，螺栓孔全部對正后放入高強(qiáng)螺栓臨時(shí)固定。待主梁全部吊裝完畢后，進(jìn)行高強(qiáng)螺栓的初擰和終擰。安裝時(shí)應(yīng)預(yù)留經(jīng)試驗(yàn)確定的焊縫收縮量(2mm～3mm)。安裝主梁時(shí)用3臺經(jīng)緯儀跟蹤檢查柱垂直度和傾斜度。若安裝過程中柱發(fā)生較大偏差，應(yīng)重新校正。

5高強(qiáng)螺栓安裝

本工程鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝使用的高強(qiáng)螺栓為10.9S扭剪型高強(qiáng)螺栓，規(guī)格為M20、M22兩種。

5.1 準(zhǔn)備工作

高強(qiáng)螺栓摩擦面采用噴砂法處理，抗滑移系數(shù)μ=0.50(鋼材Q345B)。加工摩擦面時(shí)同時(shí)加工抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的試件，以鋼構(gòu)件同等條件運(yùn)到工地，在安裝前復(fù)驗(yàn)抗滑移系數(shù)。

5.2 高強(qiáng)螺栓安裝

鋼梁吊裝就位后每個(gè)節(jié)點(diǎn)用2只過鏜沖對齊節(jié)點(diǎn)板上的上下螺栓孔，使螺栓能從孔內(nèi)自由穿入，對余下的螺栓孔直接安裝高強(qiáng)螺栓，用扳手?jǐn)Q緊后，拔出過鏜沖，再安裝該處高強(qiáng)螺栓。

由于扭剪型高強(qiáng)螺栓是利用螺尾梅花頭切口的扭斷力矩來控制緊固鈕矩的，所以用專用扳手進(jìn)行終擰時(shí)，螺母須處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，即在螺母轉(zhuǎn)動一定角度后扭斷切口，才能起控制終擰扭矩的作用;否則由于初擰扭矩達(dá)到或超過切口扭斷扭矩或出現(xiàn)其他不正常情況，終擰時(shí)螺母不再轉(zhuǎn)動切口即被擰斷失去了控制作用，螺栓緊固狀態(tài)成為未知，會造成安全隱患。

5.3 高強(qiáng)螺栓的終擰順序

先擰上層梁，再擰下層梁，最后擰中層梁，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的高強(qiáng)螺栓須按由中央向四周的順序進(jìn)行終擰。

6壓型鋼板安裝和栓釘焊

本工程使用的壓型鋼板，既是樓板的組成部分又是現(xiàn)澆樓板的永久性模板，由于它滿鋪在鋼梁上又用電焊點(diǎn)焊牢固，故又可以作為安裝人員的腳手板。

本工程平面復(fù)雜，壓型鋼板規(guī)格多，故應(yīng)編制平面布置圖，排出施工順序。在地面按圖紙要求編號，割缺口，再按不同部位進(jìn)行分區(qū)，這樣可免去高空水平運(yùn)輸和加工工作，加快安裝速度，保證安裝質(zhì)量和安全施工。

壓型鋼板和鋼結(jié)構(gòu)要同步安裝，注意若有懸臂梁時(shí)，壓型鋼板要和樓層其他梁在一個(gè)平面內(nèi)，過高則壓型板與梁不密貼，過低壓型板檐頭會出現(xiàn)縫隙。

栓釘焊分普通栓釘焊接和穿透栓釘焊接兩種。施焊前，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定焊接工藝參數(shù)。

7結(jié)束語

本工程鋼結(jié)構(gòu)采用《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工方法》專利技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場安裝，施工方便，安全可靠，其主要特點(diǎn)如下:

(1)以柱頂為基準(zhǔn)，控制每節(jié)柱的柱頂在同一標(biāo)高上，可控制高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)高。

(2)每節(jié)柱的軸線均從地面引上，可保證定位同步線準(zhǔn)確;每節(jié)柱均調(diào)整標(biāo)高，不用構(gòu)件廠處理安裝造成的標(biāo)高偏差。

(3)焊接連接的鋼柱制作長度采用負(fù)公差，鋼梁制作長度采用正公差。

(4)柱-柱接頭臨時(shí)連接板的高強(qiáng)螺栓孔比螺栓桿擴(kuò)大3mm～5mm，可調(diào)整柱標(biāo)高，不用纜風(fēng)繩或支撐，操作方便，效果良好。

(5)編制構(gòu)件的安裝順序圖及表，在現(xiàn)場施工時(shí)可以不用圖紙，做到上百種構(gòu)件型號、上萬個(gè)構(gòu)件、幾十種高強(qiáng)螺栓正確無誤配套安裝，現(xiàn)場安裝秩序井然。

(6)構(gòu)件安裝位置校正正確后直接放入高強(qiáng)螺栓，在保證工程質(zhì)量的前提下，簡化了施工，加快了進(jìn)度。

(7)適當(dāng)考慮溫度對高層鋼結(jié)構(gòu)安裝的影響，簡化了柱子校正工序。

TU75

B

1007-6344（2015）04-0098-01