瑞達國際金融中心屋面鉆石裝飾鋼結構制作及安裝實例分析

孫 松

（中國建筑第七工程局有限公司福建分公司，福建 廈門 361001）

1 工程概況

瑞達國際金融中心項目位于廈門市觀音山片區。項目總用地面積8205.390 m2，總建筑面積94926.58 m2。

鉆石裝飾鋼結構位于瑞達國際金融中心北樓屋面。鉆石底標高130.8m，鉆石結構高度12.2m，鉆石骨架采用鋼管結構，內部主要為主樓核心筒骨架，核心筒作為主要抗側力體系，鉆石骨架與核心筒設置兩層水平構件拉結。

圖2 鉆石鋼結構立面圖

2 技術重難點

2.1 構件加工質量

本工程鋼柱與斜柱、鋼梁、系桿組裝過程中焊縫集中且施焊空間狹小，易出現焊接變形，焊縫缺陷等，導致現場安裝出現偏差。

2.2 構件現場焊接質量

本工程存在橫焊、立焊、仰焊等多種焊接方式，對焊工的操作水平要求高。

高空作業及項目所在地的氣候特性，溫度變化大，風大，溫差控制和焊接防護是焊接過程控制的重點。

2.3 測量精度

本工程為鉆石裝飾鋼結構，節點間相對精度要求較高，鋼柱的定位是否精確影響著后續鋼梁、系桿的安裝。

3 解決措施

3.1 構件加工質量解決措施

①制作廠在鋼結構深化前提前介入工藝分析，優化組裝和焊接順序，使構件焊縫焊接有足夠的操作空間，從而降低焊接變形，確保組裝精度(1)。

②制訂適合本工程鉆石裝飾鋼結構材質、壁厚、焊接型式的焊接工藝參數，確保焊接質量，優化施焊順序達到減小焊接變形的目的。

③組裝復雜節點時，明確各構件對應的方向，采用胎架就位、固定，并設置定位和反變形措施保證制作精度。

3.2 構件現場焊接質量解決措施

制定合理的焊接順序，加強焊工培訓、交底和焊接工藝的控制，焊接前進行預熱、焊接過程中控制好層間溫度，焊接完成后進行保溫，消減焊接殘余應力，避免構件出現焊接裂紋和焊接缺陷，保證構件焊接質量。

3.3 測量精度解決措施

①制作廠派人長期跟蹤構件制作的進度與質量，復雜節點應有明確的工藝說明和加工流程，合理的加工措施，保證構件質量(2)。

②為保證安裝精度，在每天10 點前進行測量工作，避免溫差變化大導致結構變形影響測量工作。

③整體校正合格形成穩定的結構體系后再進行焊接，采取有效的控制措施避免焊接變形，焊接完成后對整體進行復測。

4 鋼結構施工

4.1 工藝流程

鋼結構安裝施工工藝流程(3)：

圖3 鋼結構安裝施工工藝流程圖

4.2 鋼結構的制作工藝

4.2.1 放樣切割流程

設計圖紙→施工圖紙交底→計算機放樣→畫零件草圖→切割程序的編制→編制套料圖→校對→制作樣板→工廠下料→鋼管相貫線切割→送制造車間

4.2.2 切割程序的編制

首先啟動數控相貫線切割機程序，在管切割類型截面處輸入相應的切割參數，然后生成相關下料圖，保存各構件相貫線程序后即可關閉程序，最后管上機，調出程序試運行切割機無誤后即可點火切割。

4.2.3 鋼結構的質量控制

（1）確定桿件切割長度

經過試驗提前得到各桿件預留的焊接收縮量，將預留的焊接收縮量以及鋼管端面機械切削坡口的加工余量算入桿件鋼管的斷料長度中。

（2）檢驗切割坡口

通過計算機在透膽的塑料薄膜上把相貫線的展開圖按1:1 繪制成檢驗用型板，管件編號標注在型板上。此法經實踐，能夠很好的檢驗相貫線管口的準確度。

圖5 鋼管切割坡口

（3）檢驗切割長度

放樣人員在每根桿件的加工票上都標示出桿件的長度，車間切割機操作員每切割完一根構件必需檢查構件的長度并填表記錄。

（4）提高管件切割精度

采取等離子切割使精度控制在±1mm，提高管件制造質量和尺寸精度。

表1 管件切割精度要求

4.2.4 鋼結構成品管理及運輸

（1）切割件的管理

為保護加工面用專用的貯存架保管加工后的管件。同時將每根鋼管編號，保證現場的順利進行。

（2）鋼結構的運輸

嚴格做好包裝固定工作，對相貫焊接坡口加強保護，防止構件運輸時變形。

對進場后的構件進行內部驗收，對構件的的幾何尺寸、外觀質量、焊接坡口和組裝定位點線標記進行檢查，若發現問題，應及時修補解決(4)。

4.3 鋼柱的安裝工藝

鋼柱吊裝前，為便于調節鋼柱的安裝標高，在每一個地腳螺栓上都擰進一個螺母和蓋板。

鋼柱吊裝就位后，將鋼柱中心線與基礎中心線對齊，定出鋼柱的平面位置。

通過鋼柱底板下的螺母微調鋼柱的垂直度，直到鋼柱在自由狀態下，兩個正交方向的垂直度偏差校正到零，即可擰緊柱腳螺栓，在此過程中鋼柱標高可能會發生2.0mm 左右的微小變化。

首節鋼柱的平面位置、標高和垂直度調整完畢后即可擰緊柱腳底板上下的柱腳螺栓和調節螺母，然后采用壓力灌漿，用比基礎混凝土高一個強度等級的鐵砂混凝土進行二次灌漿。

4.3.1 鋼管柱吊裝

圖6 鋼管柱吊裝示意圖

采用塔吊吊裝鋼管柱，柱上端連板上的吊裝孔作吊耳使用。起吊前，鋼柱上需綁扎臨時鋼爬梯。起吊時，墊實鋼柱的根部，通過吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉，使鋼柱根部在不離地的情況下慢慢將鋼柱扶直，直到鋼柱保持平穩后再繼續提升。為了使吊裝平穩，在鋼柱上端拴兩根白棕繩牽引，單根繩長取柱長的1.2 倍，直徑取φ16。

4.3.2 鋼柱吊裝測量

①鋼柱吊裝測量程序(5)

軸線激光點投測、測量、放線→確定柱頂位移值超偏處理→吊裝鋼柱、跟蹤校正垂直度→柱垂直度校正→吊裝核心筒橫梁支撐，確定施焊順序及特殊部位處理方法→施焊中跟蹤測量→焊接合格后柱軸線偏差測量→驗收

②鋼柱吊裝測量

吊裝前，用全站儀、水準儀對柱腳螺栓的軸線位置進行檢測，并對柱基標高、螺栓伸出長度進行復測，在柱底臨時標高處設置支承塊。

吊裝就位后，用兩臺視線相互垂直的經緯儀對鋼柱垂直度進行測量校正。

5 結論

本文通過闡述超高層屋面鉆石裝飾鋼結構施工技術中存在的一些重難點給出解決措施，并結合本工程鉆石裝飾鋼結構制作、安裝方面的實例為對同類工程起到指導、借鑒的作用。