□文/王華民 楊 濤

□楊 濤/天津開發(fā)區(qū)泰達(dá)國際咨詢監(jiān)理有限公司。

大型鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝技術(shù)研究

□文/王華民 楊 濤

大型鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工過程中，因地腳螺栓預(yù)埋、鋼結(jié)構(gòu)主體安裝、節(jié)點焊接等過程中出現(xiàn)的預(yù)埋偏差、安裝累積偏差及焊接應(yīng)力的不均，易造成最后幾榀構(gòu)件無法對接安裝。文章介紹通過加強(qiáng)構(gòu)件制作、運輸、預(yù)埋管理及合理調(diào)整構(gòu)件安裝、焊接順序，進(jìn)而消減累積誤差及減小應(yīng)力變化，完成鋼結(jié)構(gòu)主體的安裝任務(wù)。

鋼結(jié)構(gòu)；地腳螺栓；安裝；焊接應(yīng)力

我國以鋼結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)的項目較多，規(guī)模也越來越大，大型鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)從一般工業(yè)廠房發(fā)展到民用商業(yè)等領(lǐng)域。由于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國的發(fā)展歷史不長，鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)并非十分成熟，在大量工程實踐過程中，廣大工程技術(shù)人員遇到諸多技術(shù)難題，急待鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究人員去解決；因此結(jié)合對大型的鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行施工技術(shù)研究，有利于整個行業(yè)的良性發(fā)展，同時也對類似工程的實踐具有一定的指導(dǎo)意義。

本文以泰達(dá)廣場主體鋼結(jié)構(gòu)為主要研究對象，以地腳螺栓預(yù)埋及構(gòu)件的安裝順序和焊接順序為研究重點并提出相應(yīng)的安裝方案應(yīng)用到現(xiàn)場施工中，總結(jié)出一套行之有效地安裝技術(shù)方案，用以指導(dǎo)安裝施工。

1 工程概況

泰達(dá)廣場B區(qū)塔樓基地占地面積2.69萬m2，總建筑面積21萬m2，其中地上部分由4層裙房和28層塔樓組成，建筑面積約16.2萬m2，塔樓標(biāo)準(zhǔn)層面積約為2500m2，標(biāo)準(zhǔn)層高4.2m。裙房層高5.1m，地下為2層，建筑面積約4.9萬m2。

B區(qū)塔樓及裙房屋頂均設(shè)有屋頂花園，在15層設(shè)有避難層兼設(shè)備層。地下2層為混合框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，地上為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系。外框架柱為型鋼混凝土柱，外框架梁為鋼梁，外框架與核心筒之間的樓面梁為鋼梁，高度130m。

2 施工難點

1）構(gòu)件制作是能否準(zhǔn)確安裝的前提。本工程框架梁漸變寬翼緣板設(shè)置，核心筒梁跨度大，板厚相對較薄，變形的控制難度大。

2）鋼柱上有不對稱分布的牛腿，構(gòu)件運輸過程中易造成鋼柱整體變形，不能保證垂直度。

3）地腳螺栓出現(xiàn)一般的偏差，有些工地通常是將柱腳底板擴(kuò)孔，這樣對整個結(jié)構(gòu)的安全性將產(chǎn)生影響。

4）安裝過程中易出現(xiàn)累積誤差，造成極大的安全隱患。

5）本工程設(shè)計節(jié)點均為剛性節(jié)點，焊縫等級為一級，焊接時隨安裝順序進(jìn)行焊接，因焊接產(chǎn)生溫度應(yīng)變，造成定向積累應(yīng)力變形，使最后幾榀構(gòu)件無法對接安裝。

3 解決方案

首先將圖紙進(jìn)行深化設(shè)計并制作成CAD數(shù)據(jù)輸入至電腦，鋼構(gòu)件的制作采用全電腦控制下料并嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。

鋼構(gòu)件制作完成后在廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝及預(yù)檢，確認(rèn)無誤后進(jìn)行發(fā)貨。因牛腿不對稱分布，容易造成柱身變形，在裝車時應(yīng)保證鋼柱的平整性，在鋼柱無牛腿一端及中間底部加設(shè)枕木后配車鋼梁。

鋼構(gòu)件進(jìn)場卸車吊點必須設(shè)置2道以上，不得將吊點設(shè)置在中間部位或一端，防止構(gòu)件起落振動造成變形。鋼構(gòu)件堆放必須平整，必要時底部墊設(shè)枕木。

為確保鋼結(jié)構(gòu)安裝的準(zhǔn)確性，應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行重點控制。

1）地腳螺栓預(yù)埋。螺栓預(yù)埋很容易偏移，造成地腳螺栓偏移的因素有：

（1）測量放線不精確，軸線控制樁設(shè)置不精確，造成預(yù)埋不準(zhǔn)；

（2）沒有拉設(shè)通線定位，從單一方向向另一方向測量，造成累積誤差增大；

（3）柱主筋固定不牢固；

（4）螺栓固定模板不精確，螺栓相對位置誤差大；

（5）混凝土澆筑時，人員或澆筑設(shè)備碰撞移位；

（6）混凝土澆筑時沒有人員及時復(fù)測、調(diào)整。

預(yù)防螺栓預(yù)埋很容易偏移的措施有：

（1）測量放線時在軸線兩端設(shè)置軸線控制樁并用同一把100m鋼卷尺進(jìn)行測量，不宜換尺；

（2）預(yù)埋時應(yīng)從中間軸線向兩側(cè)進(jìn)行，同時至少每預(yù)埋3～4個軸線復(fù)測一次，減少累積誤差；

（3）制作螺栓模板，用以固定螺栓相對位置，同時將柱主筋固定牢固，將模板焊接到主筋上并彈上軸線，用以復(fù)測；

（4）澆筑混凝土?xí)r嚴(yán)禁觸碰螺栓及主筋，混凝土澆筑完成后及時復(fù)測，有偏差及時進(jìn)行處理；

（5）做好螺紋的保護(hù)工作；

（6）拆模后將定位軸線、基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高彈至柱頭，以便鋼結(jié)構(gòu)安裝使用。

2）鋼結(jié)構(gòu)主體安裝

（1）對建筑物的定位軸線、基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高、地腳螺栓位置等進(jìn)行檢查并進(jìn)行基礎(chǔ)檢測和辦理交接驗收。

（2）安裝順序。從中間軸線向兩側(cè)對稱安裝并每吊裝2個軸線進(jìn)行一次過程量測，發(fā)現(xiàn)偏差后，要及時找出原因并調(diào)校好；安裝過程中如發(fā)現(xiàn)偏差過大，切不能強(qiáng)行校正或隨意擴(kuò)孔，應(yīng)交由設(shè)計單位采取技術(shù)補(bǔ)救措施予以解決。

（3）為確保鋼柱的整體不變形應(yīng)做到：鋼柱起吊時將吊點固定在柱頂部牛腿位置，保證欲起吊鋼柱上部無任何構(gòu)件，牛腿沒有其他構(gòu)件阻礙并緩慢起吊。

（4）安裝時為了確保底標(biāo)高一致，利用螺母、墊鐵進(jìn)行找平；利用水準(zhǔn)儀將柱4個角部的螺母調(diào)至一個標(biāo)高，待鋼柱就位校正后將墊鐵楔入，墊鐵設(shè)置四處對稱布置并再進(jìn)行復(fù)測。

（5）鋼柱就位成方后進(jìn)行鋼梁安裝，安裝成空間固定單元并保證梁的水平，同時擰緊螺栓（非終擰）。安裝高強(qiáng)度的螺栓，螺栓應(yīng)自由穿入孔內(nèi)，不得強(qiáng)行敲打并不得氣割擴(kuò)孔。穿入方向宜一致并便于操作。高強(qiáng)度螺栓的安裝應(yīng)按一定順序施擰，宜由螺栓群中央順序向外擰緊并應(yīng)當(dāng)天終擰完畢。

（6）根據(jù)土建結(jié)構(gòu)圖紙后澆帶的分布，每完成一個空間單元后立即進(jìn)行驗收，驗收合格后即進(jìn)行螺栓的終擰及節(jié)點的焊接。

（7）鋼柱對接處的垂直度及軸線控制。將二節(jié)柱用對接耳板臨時固定大致找正并用鋼梁連接成方，利用電子經(jīng)緯儀從一節(jié)柱底向上觀測至二節(jié)柱。如有偏差即進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整完畢后在對接位置進(jìn)行焊接，在垂直度調(diào)整時應(yīng)充分利用倒鏈進(jìn)行施工并將倒鏈拉至不變形的主體結(jié)構(gòu)位置，直至焊接完成后方可拆除。

3）焊接應(yīng)力應(yīng)變控制

（1）焊接原則。先主結(jié)構(gòu)后次結(jié)構(gòu)，分段對稱跳焊，應(yīng)變適當(dāng)，確保質(zhì)量。將主要結(jié)構(gòu)先行焊接形成穩(wěn)定的框架體系，再焊接內(nèi)部次要結(jié)構(gòu)；分段對稱跳焊是應(yīng)力及變形釋放的最好方式，在施工中要嚴(yán)格執(zhí)行這一規(guī)則。

（2）焊接時一般應(yīng)集中在早上及夜晚，因為此時溫度較低，避免中午前后高溫至鋼構(gòu)件產(chǎn)生溫度應(yīng)力，造成更大變形。

（3）在進(jìn)行焊接前不得拆除倒鏈，防止焊接變形產(chǎn)生后，將主體結(jié)構(gòu)拉偏移位。同時在焊接過程中要加強(qiáng)過程觀測，對出現(xiàn)較大的變形應(yīng)及時進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

大型鋼結(jié)構(gòu)建筑在國內(nèi)工程建設(shè)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用尚只有在各大中城市的部分地區(qū)開始新興，施工質(zhì)量的控制仍在探討中。通過對泰達(dá)廣場主體鋼結(jié)構(gòu)施工中幾個關(guān)鍵節(jié)點的質(zhì)量控制，使該工程安裝質(zhì)量達(dá)到了國家施工驗收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。實踐證明，認(rèn)真做好基礎(chǔ)工作，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)有工藝標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范，結(jié)合施工經(jīng)驗，對制作、安裝中每一道工序、每一環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，精心組織，認(rèn)真施工，大型鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量問題的復(fù)雜性、可變性、多發(fā)性是可以克服的，工程質(zhì)量也是完全可以得到保證的。

［1］羅浩東，王 玲，王保順.淺談輕鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的應(yīng)用[J].河南建材，2005，（3）：38.

［2］居榮初，陳音飛，邵雄飛.輕鋼結(jié)構(gòu)特點及其發(fā)展趨勢[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2002，（9）：15-19.

TU391

C

1008-3197（2011）03-16-02

2011-04-26

王華民/男，1960年出生，工程師，天津市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)工程中心，從事施工技術(shù)管理工作。

□楊 濤/天津開發(fā)區(qū)泰達(dá)國際咨詢監(jiān)理有限公司。