受限空間大跨度勁性鋼結構施工技術

石夢琪 曾德龍 姜紅平 錢 晨 宋滿林 謝伏彬

中建一局集團第一建筑有限公司 江蘇 南京 210019

一般的大跨度勁性鋼結構施工難度并不大，可以采用胎架焊接后滑移到位或高空散拼。但是這2種方式對場地需求很高，高空散拼還具有一 定的危險性，拼裝完成后梁底鋼筋焊接較為困難，焊接質量難以保證[1-7]。

1 工程概況

南京新媒體大廈項目地處江蘇省南京市建鄴區，總建筑面積155 022.94 m2。地下室主要功能為汽車庫，共3層，平均層高3.9 m。地上3棟主樓，A棟為35層塔樓，框架-核心筒結構，高149.6 m，標準層層高4 m。B棟為24層塔樓，框架-抗震墻體系，高101.8 m，標準層層高4 m。C棟為5層裙樓，框架結構，高44.7 m，平均層高8 m（圖1）。

圖1 項目效果圖

C棟主要建筑功能為劇場、排練廳，3—5層頂及屋面梁均包含大量大跨度鋼骨混凝土結構，多數跨度達25 m，構件最大質量為9.2 t。現場環形道路在C樓東側，而緊鄰結構有1臺塔式起重機，吊裝場地附近為南北貫通的多道降板。

2 施工難點

1）現場場地緊張，C樓西側僅有單向道路，寬不足15 m，無法進行分段加工和高空散拼作業。

2）本工程受塔吊選型限制，無法滿足大質量構件吊裝要求，C棟樓部分鋼結構單根截面尺寸大、質量較大，加上高度最高達40.55 m，分段制作后塔吊也不能滿足起吊條件，須選擇大起重量的汽車吊吊裝。

3）鋼構件類型繁多，最大質量達9.2 t，吊裝階段部分構件懸挑距離較大，穩定性差，極易產生變形，且受現場及氣候條件的限制，吊裝難度很大。

3 施工技術要點

為解決現場場地狹小、拼裝困難的問題，將大跨度勁性鋼梁在工廠內一次性加工成形，鋼梁進場后直接進行吊裝安裝工作，避免現場拼裝與高空散拼作業。施工工藝流程為：施工準備→鋼梁制作→汽車吊準備→鋼梁進場→鋼梁吊裝→鋼梁校正→高強螺栓安裝→拼縫安裝→鋼筋綁扎。其中著重關注施工準備、鋼骨梁安裝、高強螺栓安裝和焊接這幾個步驟。

3.1 施工準備

根據工程結構特點及鋼構件的單根長度質量，選擇合理的起重設備，勁性鋼梁普遍長約25 m，最大質量約9.2 t，故采用QY200型汽車吊進行勁性鋼結構吊裝工作。

先規劃好現場汽車吊、鋼結構運輸車輛通行道路和材料堆放場地，然后在鋼結構進場前對安裝場地做好踏勘和復核，并做好道路清理工作，確認現場道路及場地已具備鋼結構安裝的條件。

對鋼結構軸線控制點、高程控制點進行復核及控制。按照鋼柱的位置、軸線、標高、尺寸做好放線工作等。

構件出廠前應檢測驗證構件的質量，當變形超過允許偏差時，應及時修正。

充分考慮與土建及其他專業施工的協作條件，如樓板是否已澆筑完成、排架是否已搭設、流動配電箱是否已從電源點接出。

根據圖紙計算好安裝所需的高強螺栓、梁板鋼連接板等備件的數量。同時準備好各種規格的墊鐵和焊條等輔助性材料。

3.2 鋼骨梁安裝

3.2.1 鋼骨梁吊裝

在吊裝前，必須對鋼骨梁進行處理，既滿足在安置時不傾倒，又要在吊裝中不失穩。在出廠前在鋼骨梁上焊好吊耳板作為吊裝點位，將鋼骨梁進行兩點綁扎。正式吊裝前要進行試吊，鋼骨梁上的吊耳板和起重機索具的配置要滿足鋼骨梁吊裝平衡和穩定要求。

鋼骨梁吊起后，要緩緩移動，在目標位置上空進行空中旋轉，由工人牽拉牽引溜繩控制方向，并協同控制汽車吊的操作人員就位鋼梁。先吊南北方向鋼骨梁，后吊東西方向鋼骨梁，直至鋼骨梁全部對準安裝位置。

3.2.2 鋼骨梁校正

鋼骨梁可通過現場指揮協調，一次將其放置到位，無需二次校正平面位置；將鋼骨梁安裝到位后，需要立即進行調整，主要是檢查鋼骨梁中心相對于定位軸的偏移量，鋼骨梁的橫向彎曲以及中跨的垂直度。鋼骨梁的校正主要控制平面位置、垂直度以及高程。安裝前已將高程調整到位。因此，鋼骨梁的校正工作主要是校正中間跨的垂直度。跨中的垂直度校正需要使用測量工具進行，用線墜觀察垂直度偏差。兩邊各安排2名工人配備好對講機，另外安排一名指揮，指揮工人松緊纜風繩和手動葫蘆配合矯正鋼骨梁垂直度。

3.3 高強螺栓安裝

在鋼骨梁校正到位，鋼骨梁螺栓孔與鋼骨柱法蘭板螺栓孔對準后，用鋼穿桿對準孔位，用臨時螺栓固定鋼結構，每一個節點至少放入2根臨時螺栓，然后松脫吊鉤，將高強螺栓自由穿入，使用電動扳手緊固。

施工中還應注意以下幾個要點：加工時按連接板厚度定制高強螺栓長度，通常選用5 mm的整倍數。螺栓擰緊后，梅花頭應能自然脫落，外露絲扣不宜少于2扣。

裝配前應清除鋼結構連接部位的浮銹和油污。為保證摩擦面緊貼，鋼板的邊緣、螺栓孔的邊緣以及連接處的孔內部不應有毛刺。當接頭翹曲甚至變形時，應及時用工具進行校正，并且不能處理過度，以免影響摩擦性能。

安裝高強度螺栓時，墊圈應放置在螺母一側，不得裝反。從中間向四周安裝，防止應力過于集中。

3.4 焊接

現場鋼骨梁焊接主要采用二氧化碳氣體保護半自動焊和手工電弧焊這2種方法。鋼梁上下翼緣應同步進行焊接施工，減少焊接過程中的變形誤差。施焊前，認真清除坡口內渣皮，清除襯板與坡口的銹蝕和污物。冬季低溫季節施焊前要進行預熱。

4 結語

南京新媒體大廈項目勁性鋼梁整根加工及吊裝，不僅保證了鋼梁整體性，節約了工期，還避免了高空散拼，減少了現場焊接工作量，在節約成本的同時可保證鋼梁安裝的質量。鋼梁在吊裝前進場即可，隨進隨吊，大幅降低了對場地的需求。經過在本工程的應用，證明了該施工技術擁有便捷、可操作性強、安全可靠等特點，產生了較好的社會和經濟效益，希望后續類似工程可以參考。