鋼結(jié)構(gòu)大跨度鋼梁制作施工技術(shù)

 鋼結(jié)構(gòu)大跨度鋼梁制作施工技術(shù)

【摘要】隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和社會(huì)發(fā)展的需要，大跨工業(yè)廠房、候機(jī)大廳、會(huì)展中心、劇院、體育場(chǎng)館等大型工業(yè)、公共建筑不斷涌現(xiàn)，空間鋼結(jié)構(gòu)得到了前所未有的發(fā)展，并且獲得了廣泛的應(yīng)用。本文先就鋼結(jié)構(gòu)大跨度鋼梁的施工難度進(jìn)行了論述，之后結(jié)合實(shí)際工程就大跨度的鋼梁制作、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝的施工技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)闡述。 

　　【關(guān)鍵詞】大跨度鋼梁制作；運(yùn)輸；安裝；施工技術(shù) 

　　隨著大量復(fù)雜大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，也給施工帶了來更大的挑戰(zhàn)，就目前來看，我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)施工控制研究，特別是大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工控制遠(yuǎn)滯后于生產(chǎn)實(shí)踐，這與我國(guó)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀極不協(xié)調(diào)。近年來隨著鋼結(jié)構(gòu)在許多重大工程中的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了許多長(zhǎng)度超過30m的大跨度鋼梁，這就加大了鋼梁生產(chǎn)、制作、安裝過程中的難度，以下將結(jié)合某綜合服務(wù)樓工程外延裝飾架18.250m標(biāo)高處用34.5米大跨度鋼梁連接的具體工程就大跨度鋼梁的施工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的闡述。 

　　1 工程資料 

　　1.1 本工程鋼裝飾架采用6根H 350×250×10×12鋼立柱，外包C50鋼筋混凝土。鋼架的6榀主梁采用大跨度的H1500×250×25×40型鋼，總跨度為34.5米。樓面次梁采用H 500×200×8×12。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼架主次梁、柱節(jié)點(diǎn)板、連接板均采用Q345B級(jí)鋼制造。鋼柱、鋼梁的主材工廠拼接焊縫及現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊縫節(jié)點(diǎn)相應(yīng)開坡口等強(qiáng)焊接為一級(jí)焊縫，其余均為二級(jí)焊縫。鋼梁與框架梁連接處剛節(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)度螺栓連接，裝飾鋼架工程由天同鋼結(jié)構(gòu)有限公司負(fù)責(zé)施工。 

　　1.2 結(jié)合本工程施工的難點(diǎn) 

　　吊裝難度大：由于附近施工改造及現(xiàn)場(chǎng)道路狹窄，現(xiàn)有場(chǎng)地限制，周邊綠化、需合理編制施工吊裝方案，結(jié)合以上特點(diǎn)本工程采用整體拼裝整體吊裝方法施工，考慮采用2臺(tái)50T汽車吊共同完成吊裝。 

　　由于本工程鋼結(jié)構(gòu)跨度大，其拼裝工藝難度較大，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜焊接標(biāo)準(zhǔn)高等難題，因此構(gòu)件在制作后事先在加工車間預(yù)拼，及時(shí)對(duì)構(gòu)件調(diào)整和校正，消除一些拼裝難題，避免了現(xiàn)場(chǎng)拼裝過程出現(xiàn)的一些問題，減少了現(xiàn)場(chǎng)拼裝的工作量。 

　　在運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)拼裝對(duì)三維的控制（中心線、起拱、垂直度）也是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 

　　2 安裝方案的選擇 

　　2.1 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不利條件，在進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，查閱結(jié)構(gòu)施工圖紙，并對(duì)原有結(jié)構(gòu)梁板進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，幾經(jīng)優(yōu)化采用工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)拼裝土法吊裝的施工方案。 

　　2.2 總體施工順序： 

　　施工準(zhǔn)備→工廠加工→現(xiàn)場(chǎng)拼裝、安裝→檢測(cè) 

　　3 主要安裝施工技術(shù) 

　　施工準(zhǔn)備 

　　結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)、工廠及運(yùn)輸?shù)囊�求來進(jìn)行構(gòu)件的分批、分段處理，深化設(shè)計(jì)完成后，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)及相關(guān)單位人員審核確認(rèn)。由技術(shù)科組織項(xiàng)目部施工技術(shù)人員共同審圖，明確其中制作安裝的重點(diǎn)及難點(diǎn)，對(duì)制作高、難度大的節(jié)點(diǎn)制定相應(yīng)的措施，編制了詳細(xì)的加工工藝計(jì)劃。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度計(jì)劃，相應(yīng)制定了材料采購、檢驗(yàn)及用工計(jì)劃，落實(shí)大型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃。針對(duì)上述條件并邀請(qǐng)相關(guān)專家一起會(huì)同技術(shù)科對(duì)制作、安裝人員進(jìn)行了詳細(xì)的施工技術(shù)交底。 

　　4 工廠加工 

　　4.1 材料檢測(cè) 

　　4.1.1 對(duì)采構(gòu)進(jìn)場(chǎng)（廠）的材料按進(jìn)場(chǎng)清單核對(duì)證書、爐批號(hào)、數(shù)量、規(guī)格品質(zhì)、技術(shù)條件、主要標(biāo)志等是否符合要求，不符合材料標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)禁使用。 

　　4.1.2 材料進(jìn)廠后進(jìn)行外觀檢查和尺寸檢查，表面無明顯銹蝕、麻坑等缺陷，并對(duì)原材料進(jìn)行抽檢，合格的材料做好材質(zhì)和工程色標(biāo)，并擺放整齊。 

　　4.2 下料、切割 

　　4.2.1 根據(jù)工程總體部署，現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地及運(yùn)輸條件的限制，連體部分的大梁等只能在工廠內(nèi)分段制作后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，為確保制作質(zhì)量能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，所以構(gòu)件加工完后在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼，然后散件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，為了滿足運(yùn)輸，將H型鋼柱、梁各分成三段進(jìn)行下料制作。上下翼緣采用坡口熔透焊，焊縫相錯(cuò)≥400mm，腹板采用雙層夾板用高強(qiáng)螺栓連接。 

　　4.2.2 板材切割采用數(shù)控切割機(jī)下料，節(jié)點(diǎn)板和加勁板用剪板機(jī)下料，坡口加工采用半自動(dòng)數(shù)控切割機(jī)或刨邊機(jī)加工。對(duì)主梁原則上長(zhǎng)度按定尺采購，每段放焊接收縮余量2－5mm。 

　　4.2.3 對(duì)次梁等桿件，下料時(shí)根據(jù)工藝實(shí)驗(yàn)所得值放焊接收縮余量1mm，下料后必須立即對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)構(gòu)件不平直時(shí)，應(yīng)進(jìn)行矯正。對(duì)達(dá)不到長(zhǎng)度要求的應(yīng)重新下料。檢驗(yàn)后，根據(jù)圖紙對(duì)構(gòu)件或桿件進(jìn)行編號(hào)，以便裝配。 

　　5 現(xiàn)場(chǎng)的拼裝 

　　5.1 鋼立柱的安裝： 

　　5.1.1 鋼柱吊裝前的準(zhǔn)備工作：為確保柱的拼裝連接點(diǎn)的安裝質(zhì)量和架設(shè)的安全，在柱的拼接處設(shè)置適當(dāng)?shù)亩�板作為臨時(shí)固定，耳板的厚度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各因素厚度取10�；焊腳尺寸取雙面8�；連接螺栓上柱和下柱各3個(gè)，直徑20�。 

　　5.1.2 鋼柱吊裝：鋼柱的1臺(tái)吊車。起吊時(shí)鋼柱的根部要墊實(shí)，保證根部在不離地的情況下，通過吊鉤的起開，變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，逐步將鋼柱扶直，等鋼柱停止晃動(dòng)后再繼續(xù)提升。為確保吊裝平穩(wěn)，應(yīng)在鋼柱上端系兩根白綜繩牽引，單根繩長(zhǎng)取柱長(zhǎng)的1.2倍， 

　　5.1.3 鋼柱固定：鋼柱吊裝就位后，通過臨時(shí)耳板和連接板，用合適的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行臨時(shí)固定。固定前要調(diào)整鋼柱的標(biāo)高，位移和扭轉(zhuǎn)等參數(shù)滿足規(guī)范要求。 

　　5.1.4 鋼柱表標(biāo)高調(diào)整：吊裝就位后，用大六角高強(qiáng)度螺栓固定連接單板，不夾緊，通過起落塔吊與撬棍調(diào)節(jié)柱間間隙，量取上柱預(yù)先標(biāo)定的控制線和下柱標(biāo)示線間距離，符合要求后打入鋼橛，點(diǎn)焊限制鋼柱下落，考慮到焊縫收縮及壓縮變型標(biāo)示偏差調(diào)整在5mm以內(nèi)。 

　　5.1.5 垂直度調(diào)整：在鋼柱偏斜方向的一側(cè)打入鋼鍥或近于千斤頂，在保證單吊柱垂直度不超標(biāo)的前提下，將柱頂軸線偏移控制到零。最后擰緊臨時(shí)連接板的大六角高強(qiáng)度螺栓至額定扭矩，完成后澆筑C50砼固定。 

　　5.2 鋼梁的安裝 

　　5.2.1 鋼梁的安裝方法 

　�。�1）鋼梁現(xiàn)場(chǎng)拼裝 

　　構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)拼裝在11－14軸之間的裙房屋面上進(jìn)行，胎架設(shè)置在連梁的下方。胎架由型鋼焊制而成。鋼梁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后用50T汽車吊運(yùn)至支撐胎模架上，精確定位后焊接拼裝。 

　�。�2）現(xiàn)場(chǎng)焊接： 

　　本工程加勁板互相交接，拼裝節(jié)點(diǎn)要求高，焊接難度大，焊縫質(zhì)量是鋼廊施工成敗的關(guān)鍵。 

　　5.3 高強(qiáng)螺栓的連接與校驗(yàn) 

　　高強(qiáng)螺栓連接一般采用扭矩法進(jìn)行施擰，在施擰之前要進(jìn)行扭矩終值的計(jì)算，并要進(jìn)行施擰工具的標(biāo)定。施擰螺栓時(shí)一般采取兩次（初擰和終擰），初擰一般可取終擰的50％￣70％，初擰后對(duì)每個(gè)螺栓進(jìn)行敲擊法試驗(yàn)的檢查，然后按照計(jì)算的終值進(jìn)行計(jì)算。施擰螺栓的次序應(yīng)從板束剛度大、縫隙大的地方開始，對(duì)大面積節(jié)點(diǎn)應(yīng)由中央輻射向四周邊緣進(jìn)行，最后擰緊端部螺栓，采用扭矩法進(jìn)行終擰時(shí)，對(duì)多層板束應(yīng)防止欠擰，對(duì)層數(shù)少的板束應(yīng)防止超擰，并防止漏擰，施擰螺栓時(shí)，不得采用沖擊擰緊、間斷擰緊。高強(qiáng)螺栓連接完畢后24h以內(nèi)，就要組織進(jìn)行扭矩的驗(yàn)收，驗(yàn)收的頻率不少于10％，并且每處連接板都要進(jìn)行檢驗(yàn)。 

　　高強(qiáng)螺栓連接后將在吊裝后進(jìn)行的焊縫進(jìn)行100％的超聲波檢驗(yàn)，合格后將防腐涂裝破壞處進(jìn)行補(bǔ)噴，補(bǔ)噴標(biāo)準(zhǔn)按照加工時(shí)噴涂標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]羅永峰.遇瑞. 長(zhǎng)沙中天廣場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)連廊的整體吊裝 [期刊論文] -鋼結(jié)構(gòu)2008(10)2. 

　　[2]徐培福.傅學(xué)怡.王翠坤 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2007(8)