探析高层建筑钢结构空中连廊施工难点及技术要点

发表时间:2020/8/10   来源:《城镇建设》2020年12期   作者:王淑宏
[导读] 本文结合工程实例,对高层建筑钢结构空中连廊施工难点及技术要点进行分析与探讨,以供同仁参考。

          摘要:本文结合工程实例,对高层建筑钢结构空中连廊施工难点及技术要点进行分析与探讨,以供同仁参考。
          关键词:高层建筑;钢结构连廊;施工难点;技术要点

一、工程概况
          临海科技新城(一期)工程,位于中山市火炬开发区西一围,地上22层,地下层数1层。整体项目由专家楼和创意孵化中心A、B栋两部分组成,工程总建筑面积:129900.01㎡;总投资约3.3000万元。本工程主体钢筋混凝土结构为框架-剪力墙结构本钢结构工程是16F-21F之间的钢结构连廊,位于2-8轴与2-10轴交2-F轴与2-H轴,竖向位于标高68.9m~90.15m范围内。钢骨柱之间最大跨度为15.8m,相邻两榀距离8.4m。自身高度21.25m。三榀主钢结构分别位于2-F轴、2-G轴、2-H轴。下面就对该建筑钢结构连廊施工难点及技术要点进行了分析与探讨。

二、钢结构连廊工程特点与难点分析
          本工程钢结构位于16F-21F,最高标高90.15m,钢结构构件的吊装及安装都有一定的难度。一是钢柱单根构件重达1.7T(含牛腿),安装需保证垂直度;二是钢梁单根构件重达4.5T,跨度14800mm,无法用塔吊吊装;三是高度在68.9m起,无排架和施工操作平台,高空作业危险性高;四是上下水平层三榀钢架,垂直运输及交叉安装互相干扰因素复杂。
为了确保本工程各个工期目标的实现,提高施工效率,降低施工费用,便于组织管理,根据本工程施工特点和周围环境,以及土建的施工进度,制订以下钢结构工程施工顺序。一是提前进行钢柱柱脚锚栓及钢柱下料制作;二是施工至16F钢筋及混凝土时进行钢柱柱脚锚栓预埋;三是钢柱进场通过100吨汽车吊转运至6F转运平台;四是钢柱从6F转运平台通过塔吊吊装至16F安装位置依次安装;五是施做混凝土至结构封顶;提前工厂预制钢梁;吊装连廊主钢梁;吊装连廊次钢梁;施做钢筋桁架楼承板。

三、钢结构连廊安装施工技术要点探讨
          钢结构连廊安装施工顺序根据现场实际情况,依次完成主次结构的安装。钢结构吊装流程图如图1所示。



图1、钢结构吊装流程图

          (1)钢柱安装。首先测量放线,定位好柱脚中心位置及化学锚栓位置。然后进行钢柱吊装。钢柱安装顺序由下往上的安装顺序进行吊装。钢柱吊点设置在钢柱的顶部,直接用临时连接板(连接板至少4块)。钢构件进场,使用汽车自卸吊车,将钢构件吊至裙楼5层楼面;钢柱安装采用汽车吊,钢柱起吊时,吊车应边起钩,边转臂,使钢柱垂直离地。钢柱运输至5层楼面后,使用液压人力车或自制钢架运输车,将各构件运送至施工下方场地;本项目采用塔吊直接吊装。钢柱吊装采用两个吊点,利用钢柱身上的临时连接耳板或螺栓孔进行吊装。将吊点选在合理位置,按照柱子的种类和高度确定绑扎点,钢柱的绑扎点在离柱1/4L长处,两端均焊接吊环。钢柱吊装前应先进行试吊,吊起一端高度为100~200㎜时停吊,检查钢丝绳和吊臂的稳定性,确定安全后将钢柱缓慢吊起,转向靠近安装基础位置,起吊时应注意防止构件扭曲情况发生。当柱底距离基础位置40~100㎜时,调整柱底与基础两基准线达到准确位置。指挥吊臂下降就位,钢柱就位后,可利用吊臂回转进行初校,即钢柱垂直度控制在20mm之内,并拧紧全部锚栓上的螺母,临时将钢柱加固,达到安全方可摘除吊钩。然后继续按此方法吊装完其余所有钢柱。当钢柱吊至距其就位位置上方200mm时使其稳定,如用螺栓固定应对准地脚螺栓孔缓慢下落,下落过程中避免磕碰地脚螺栓丝扣,插入式杯口构造,可将钢柱直接就位至杯口底部(底部预先找平到水平高度)。落实后使用专用角尺检查,调整钢柱使其定位线与基础定位轴线重合。并在楼层位置设置钢丝绳作稳固处理,紧固于主体砼上。调整时需三人操作,一人移动钢柱,一人协助稳定,另一人进行检测。就位误差控制在2mm以内。钢柱标高调整时,先在柱身标定标高基准点,然后以水准仪测定其标高,旋动调整螺母以调整柱顶标高。钢柱垂直度校正采用水平尺对钢柱垂直度进行初步调整。然后用两台经纬仪从柱的两个侧面同时观测,靠缆风绳进行调整。调整完毕后,将钢柱柱脚螺栓拧紧固定或焊接加以固定。钢柱吊装到位后,调整钢柱的柱脚标高,钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合,并四面兼顾,穿好连接螺栓,并及时拉设缆风绳对钢柱进一步进行稳固。钢柱临时固定完成后,即可进行初校,以便钢梁的安装。
          (2)钢梁安装。确定好钢梁的安装位置后,先吊装 20F钢梁,吊装前,先确定绑扎点,绑扎点应在该起吊物长度的1/4处,绑扎后的钢丝绳成三角形状,绳索与构件的水平夹角不宜小于30°,角度越小吊索所受的力会增大。钢梁绑扎牢固后,应先进行试吊,即吊起构件离地面约50㎝时,检查其稳定性,无误后方可继续起吊。构件完全吊起至到钢柱上方后,指挥吊车缓慢下降,当梁底座距离钢柱接板位置40~100㎜时,调整梁接板与钢柱接板位置相符后,穿入连接之高强螺栓。为使钢梁吊装后不致发生摇摆和与其它构件碰撞,起吊前在节间附近用麻绳系牢,随调随放松,以保证其正确位置。在每榀梁吊装到位后,应检查其垂直度,防止倾斜。钢梁吊装时,钢梁吊点选择可视具体情况而定,以吊起后钢梁不变形、平衡稳定为宜,以便安装。梁与柱连接用的安装螺栓,按所需数量装入帆布桶内,挂在梁两端,与梁同时起吊。将梁吊至安装点处缓慢下降使梁平稳就位,等梁与牛腿对准后,用冲钉穿孔作临时就位对中,并将另一块连接板移 至相对位置穿入冲钉中,将梁两端打紧逼正,节点两侧各穿入普通螺栓临时加以紧固。安装时采用临时螺栓进行临时固定,不得用高强螺栓代替安装螺栓直接穿入。
          (3)焊接。本工程现场存在较大量的焊接工作。必须采用合理的焊接工艺和焊接技术措施,以确保焊接质量和施工进度,避免返工现象的发生。该项目钢结构的平面焊接顺序与楼层平面分区施工顺序一致。随着各区域的安装依次展开,待各单元分区全部安装完毕并校正合格后,由中间向两侧对称进行焊接,以减小焊接造成的结构变形。本工程门式刚架的材质均为Q235B。焊接设备采用AX-300型直流焊机。焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。预热要尽可能均匀一致,焊后要注意保温。焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量。需要磨平的焊缝,经无损检测合格后方可磨平。焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应查清原因,订出修补工艺后方可处理。焊接工作结束,将焊缝区及焊接工作位置场地清理干净。焊接过程中对柱垂直度跟踪监测,根据实际偏差情况,适当调整焊接顺序及施焊速度。
          (4)压型钢板与栓钉焊接。1)压型钢板安装。压型钢板采用专用吊具进行吊装, 以由下往上楼层顺序吊料为原则,避免因先行吊放上层材料后阻碍下一层楼的吊放作业。2)大跨度钢桁架的起吊前必须进行侧向稳定性验算,避免起吊时造成桁架的弯扭破坏,如果验算结果侧向稳定性不足,则必须应用侧向辅助固定支撑。
起吊时必须保证各根吊绳大致均匀受力。故此吊点的设定及钩拉原则应当为: 偶数设置、隔点拉绳、2点同绳。另一方面,起钩后应有施工人员上梁 “把绳 ” , 确认各条缆绳是否均匀受力。高空对接时应当先临时固定一端,再固定留有余长的一端。临时固定要牢固迅速,以适应高空对接的节奏。整个吊装过程中应保证在汽车吊操控室、两侧塔楼作业点及制高点处均有管理人员全程站位监控,4人
之间应保持通讯畅通,高度协作。与此同时,还可以适当配备高倍望远镜,以便随时观察吊点及缆绳工况。

四、结语
          综上所述,高空大跨度钢结构施工受工程结构特点及环境因素影响较多,施工时应合理选择相应施工方法。本工程钢结构连廊施工由于事前对安装难点进行了分析,采用的技术措施和安装过程中安全管理到位,取得了满意的施工效果。
         
参考文献:
[1]北京钢铁设计研究总院.钢结构设计规范:GB50017-2003[S].北京:中国计划出版社,2009.
[2]中国建筑股份有限公司,中建钢构有限公司.钢结构工程施工规范:GB50755—2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[3]戴国欣.钢结构[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.
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[5]中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].北京:中国计划出版社,2002.
[6]吴欣之.现代建筑钢结构安装技术[M].北京:中国电力出版社,2009.
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