某工程超高廊柱安裝精度控制施工技術

邵寶健 ，王恒 ，鐘鑫 ，鐘濤 ，楊建明

（1.江蘇滬寧鋼機股份有限公司，江蘇宜興214200；2.北京城建集團有限責任公司，北京100089）

1 項目概況

某工程主體結構采用鋼筋混凝土剪力墻+勁性混凝土柱+鋼梁框架+隔震體系。隔震層位于B2層柱頂，隔震范圍為地上主樓范圍。

鋼柱主要由廊柱、框架鋼骨柱、角部剪力墻鋼骨、核心筒鋼骨柱等組成。廊柱共計40根，南北各6根，東西各14根。框架鋼骨柱共58根。

廊柱-10.100~+27.850m為勁性柱，外包混凝土為圓形，直徑1500mm，27.850~38.850m為φ900mm×35mm純鋼圓管柱。其中，勁性柱內鋼骨有2種截面形式，地下部分為十字形鋼骨柱截面為十900mm×300mm×35mm×35mm，地上為圓管鋼骨柱截面為φ1100mm×35mm，變截面位置通過轉換節點過渡，如圖1所示。

2 安裝精度控制措施

2.1 廊柱分段劃分

廊柱分段需滿足運輸長度不超過17m，重量不超過塔吊額定起重量。地下部分共一節柱，長10.3m,質量為12.5t。廊柱-0.200~27.850m柱間無樓層梁與其連接，此段鋼柱總長28.95m質量達到32.8t，此范圍內按照塔吊起重能力分2段。27.850~38.850m純鋼圓管柱分一節長度8.3m，質量9.35t。

按照現有塔吊分析，廊柱分4段吊裝均滿足要求。另有20根廊柱距離塔吊較近能夠整根吊裝，此部分鋼柱采用將分段2和分段3地面拼裝后整體吊裝的方式進行安裝。

圖1 結構轉換節點

2.2 安裝方案選擇

為了滿足安裝精度要求，盡量減少現場吊裝分段，在塔吊起重能力滿足的情況下優先采用地面拼裝后整體吊裝的方式進行安裝。廊柱吊運過程需緩慢進行，并用溜繩調整鋼柱位置，以便鋼柱可準確與下部鋼柱對接。廊柱臨時對接完成后，拉設纜風繩進行臨時固定，并用全站儀及時進行監測，包括焊前測量及焊后測量，保證鋼柱垂直度在誤差允許范圍內。嚴格控制安裝順序，當主樓安裝至F3M層鋼梁時開始進行廊柱吊裝，吊裝完廊柱后隨即安裝對應鋼梁形成穩定體系，從側開始順序安裝[1]。

2.2.1 超高廊柱分段吊裝流程

地上一節廊柱安裝前，首先將爬梯和操作平臺綁扎固定。廊柱吊裝時，采用溜繩調整鋼柱位置，使其與下部鋼柱準確對接后，用臨時連接板固定，并拉設纜風繩，保證鋼柱的穩定，并用全站儀進行測量，確保鋼柱安裝精度，然后進行焊接。第一節廊柱焊接完成后，安裝第二節柱首先將爬梯和操作平臺綁扎固定。吊裝時，連接板臨時固定，此時塔吊不松鉤，對鋼柱進行焊接，約完成整個對接縫的1/3后，工人通過爬梯上至柱頂操作平臺松鉤，保證二節鋼柱的穩固，此過程中下節柱纜風繩不能撤除。二節廊柱安裝焊接完成后，隨即安裝廊柱間連梁，保證結構穩定。同時，安裝序廳折梁處的臨時支撐（見圖2）。

圖2 超高廊柱分段吊裝流程

2.2.2 超高廊柱地面拼裝后整體吊裝

地面拼裝場地就近設置，場地應進行硬化處理，采用剛性胎架進行鋼柱定位支撐。鋼柱現場拼裝完成后需進行驗收，合格后進行吊裝，安完鋼柱后隨即安裝對應鋼梁形成穩定體系。先將爬梯和操作平臺綁扎固定。廊柱吊裝時，采用溜繩調整鋼柱位置，使其與下部鋼柱準確對接，后用臨時連接板固定，并拉設纜風繩，保證鋼柱的穩定，并用全站儀進行測量，確保鋼柱安裝精度，然后進行焊接。

2.3 焊接變形控制

焊接變形控制是一個綜合控制過程，與整個結構安裝順序、測量控制、焊接工藝措施都緊密相關。

2.3.1 選擇合適的焊接方法

盡量采用CO2氣體保護焊，由于其能量密度相對較高，焊接變形也相應小一些。

2.3.2 控制焊接順序

焊接過程中要始終進行結構標高、水平度、垂直度的監控：（1）施工過程根據要求增加拘束板進行剛性固定，控制焊接變形；（2）焊接節點采取分段、對稱的焊接方法，先焊接對構件整體變形影響較小的焊縫；（3）焊縫采取窄道、薄層、多道的焊接方法；（4）為保證鋼柱的精度，采用先內后外，先柱后梁，先焊收縮量大的再焊收縮量小的焊接方法，待鋼柱完成焊接后，再進行梁的焊接，為保證焊接后結構的整體精度，從結構面的中部開始梁的焊接，盡可能減少焊接應力。

廊柱現場對接焊縫采用2～3名焊工分區同時對稱等速焊接（見圖3），減小焊接結構因不對稱焊接而發生的變形。

圖3 廊柱對接焊縫焊接順序

3 單根鋼柱受力分析

對單根鋼柱進行受力分析，在10年一遇風荷載作用下，鋼柱最大變形為10mm，最大桿件應力8MPa＜290MPa，支撐鋼管立柱穩定性滿足設計要求。

4 結語

為了滿足安裝精度要求，盡量減少現場吊裝分段從而減少多次對接對鋼柱精度造成影響。采用合理的安裝順序，減少誤差累積，安裝完鋼柱后隨即安裝鋼梁形成穩定體系避免構件安裝完成后變形。選擇合理的焊接順序、嚴格進行測量控制，能有有效保證超高鋼柱的安裝精度。