姜開麗+陳娜
摘 要:大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)是大型施工建設(shè)工程中必不可少的部分,本文以大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)為題展開論述,首先對大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)涵以及大型懸挑剛結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了簡要介紹,然后從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測量、吊裝設(shè)備以及環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用等方面對大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了分析闡述。
關(guān)鍵詞:大型懸挑鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù)
1 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析
在鋼結(jié)構(gòu)工程的施工前,需要對吊裝構(gòu)件與吊裝方式開展專家會審,從而判斷吊裝方案是否可行,尤其是對于大型構(gòu)件的吊裝,確定可行的吊裝方案后,才能解決施工過程中可能出現(xiàn)的吊裝難題,而鋼結(jié)構(gòu)工程中懸挑大梁的施工更是如此,以下為相應(yīng)解決方案。
1、懸挑分段
懸挑構(gòu)件長度為30.361~42.463m,所有構(gòu)件分兩段在工廠制作,每段長度為21m,質(zhì)量為8t,運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后進(jìn)行拼裝,兩段之問采用栓焊連接。
2、吊車選擇
根據(jù)現(xiàn)場條件復(fù)雜狀況,吊車不能進(jìn)入內(nèi)部,外部有高架平臺,鋼結(jié)構(gòu)分布面積又大,若采用塔吊,覆蓋面積和吊裝能力均達(dá)不到要求。在外部高架平臺外側(cè)采用汽車吊或履帶吊直接吊裝,距離遠(yuǎn)、回轉(zhuǎn)半徑大,需要300t以上吊車才能滿足要求,并且受大樓梯影響,外圍不能通行。綜合以上因素,決定將外圍高架平臺進(jìn)行加固,讓兩臺100t履帶吊行走在高架平臺上對所有鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。如此,不僅道路比較暢通,而且吊裝的半徑和高度有所降低。
3、懸挑梁安裝方法選擇
懸挑長、重且高。懸挑梁尾部通過栓焊與斜柱進(jìn)行連接,中間為鋼管支撐,支撐管上下均為銷軸連接。若先安裝支撐鋼管,鋼管臨時(shí)就位難度大,并且在安裝大梁時(shí)需要在支撐點(diǎn)高空搭設(shè)操作平臺,難度較大。若大梁分兩段在高空進(jìn)行拼裝,需要搭設(shè)臨時(shí)支撐架對大梁支撐,焊接完畢后拆除胎架,此種方法需要大量的胎架,并且大梁端部的標(biāo)高難以控制,因?yàn)椴鸪ゼ芎?,懸挑端部必然下?lián)希酥敌枰孪却_定但難以控制。經(jīng)綜合考慮決定在地面首先將兩段拼裝焊接成一整榀鋼梁,然后與支撐的鋼管一并連接在一起,調(diào)整好角度后進(jìn)行吊裝。吊裝后尾部與鋼柱進(jìn)行連接,支撐管與鋼梁通過銷軸及時(shí)進(jìn)行連接,整榀大梁以及鋼管即安裝完畢并形成一穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在安裝鋼管上下的穿心板時(shí)注意將上部的穿心板焊接牢固,下部的穿心板臨時(shí)連接在鋼管上(可以上下調(diào)節(jié)),待安裝就位后通過測量大梁端部的高度對穿心板伸出長度進(jìn)行調(diào)整以保證大梁端部標(biāo)高,確保就位精度。
4、鋼結(jié)構(gòu)安裝順序
采用2臺吊車在東西看臺同時(shí)施工,并且從南向北依次進(jìn)行安裝,安裝完主懸挑大梁后及時(shí)連接之間的次梁,確保構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。各個(gè)結(jié)構(gòu)安裝要點(diǎn)如下:
(1)桁架主構(gòu)件安裝
懸挑結(jié)構(gòu)安裝前,主體結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度及已完構(gòu)件的安裝質(zhì)量和承載能力應(yīng)滿足懸挑構(gòu)件的安裝條件。要確保鋼支撐搭設(shè)完畢,并復(fù)驗(yàn)各節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量,以及軸線和標(biāo)高是否正確,確保已完成安裝的結(jié)構(gòu)尺寸可與懸挑結(jié)構(gòu)尺寸閉合。
本工程懸挑結(jié)構(gòu)在6層以上,懸挑構(gòu)件安裝前,要完成5層箱型梁、主梁及水平支撐的安裝,校正后,擰緊螺栓(但不焊接)。此工程中懸挑桁架結(jié)構(gòu)分3跨進(jìn)行遞進(jìn)安裝,為保證質(zhì)量在安裝過程中梁上柱垂直于箱型梁,鋼柱安裝就位后要校正軸線柱,然后安裝主梁。
主桁架體系形成后,要復(fù)核水平軸線和標(biāo)高,然后進(jìn)行預(yù)期回調(diào)?;卣{(diào)過程中要隨時(shí)觀察構(gòu)件的變形情況,經(jīng)確認(rèn)變形在預(yù)期范圍內(nèi)之后才可進(jìn)行桁架的焊接工作。
(2)桁架次構(gòu)件安裝
桁架主構(gòu)件焊接驗(yàn)收合格后,進(jìn)行桁架次構(gòu)件、五層箱型梁根部的三角加勁及上部構(gòu)件的安裝和焊接工作,上部構(gòu)件的安裝依然遵循從下至上、從里至外的遞進(jìn)式安裝方式。安裝過程中要隨時(shí)觀測構(gòu)件變形情況,利用全站儀控制好各構(gòu)件的安裝精度,變形經(jīng)復(fù)核無誤后,才可繼續(xù)進(jìn)行上部構(gòu)件的安裝。
(3)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系卸載
所謂卸載是指將鋼結(jié)構(gòu)從支撐體系受力狀態(tài)下轉(zhuǎn)換到鋼結(jié)構(gòu)自由受力狀態(tài)的過程。卸載過程中,桿件的內(nèi)應(yīng)力隨時(shí)變化,所以在選擇卸載工況時(shí),必須保證將桿件內(nèi)應(yīng)力控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),且盡量保證每一個(gè)卸載點(diǎn)同步卸載。針對工程安裝順序,卸載分兩次進(jìn)行,每個(gè)千斤頂作為一個(gè)卸載點(diǎn)。根據(jù)支撐架的布置,共設(shè)置8個(gè)千斤頂,每榀桁架下部設(shè)置2個(gè)。
5、鋼結(jié)構(gòu)焊接
本工程大懸挑鋼結(jié)構(gòu)總量大,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,懸挑桁架均采用斜交斜放,易出現(xiàn)累計(jì)偏差,且構(gòu)件大部分要求高空散裝焊接,焊接難度大。針對工程特點(diǎn)及鋼材材質(zhì)、焊接位置、坡口形式等,選定合適的焊接材料、焊接參數(shù),并進(jìn)行現(xiàn)場焊接試驗(yàn)。但要控制好焊接質(zhì)量,還要做好現(xiàn)場管理,讓焊接人員嚴(yán)格遵照焊接工藝流程和相關(guān)焊接規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)要求施焊,保證該打磨的一定要打磨干凈,該預(yù)熱的一定要預(yù)熱,控制好層間溫度,做好焊后保溫,控制好焊接過程中各環(huán)節(jié)質(zhì)量,從而保證整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接質(zhì)量。
2 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制
1、根據(jù)設(shè)計(jì)圖,在拼裝工作臺上測定出待拼裝鋼結(jié)構(gòu)在拼裝狀態(tài)下的水平投影,主要包括:軸線、外廓線、節(jié)點(diǎn)大樣及待拼裝體的平面撓度。安裝測量主要采用常規(guī)測量儀器,以極坐標(biāo)、直角坐標(biāo)及距離交會等常規(guī)測量方法進(jìn)行。在用鋼尺量距時(shí)要采用標(biāo)準(zhǔn)拉力、進(jìn)行尺長修正。待拼裝體的平整度、高度及豎向撓度采用水準(zhǔn)測量進(jìn)行控制。安裝測量的精度要求很高,尤其是縱向長度和與原結(jié)構(gòu)連接處的細(xì)部節(jié)點(diǎn)。對于關(guān)鍵部位,要求任意點(diǎn)的點(diǎn)位測量誤差不大于±0.5mm;其余部位,要求任意點(diǎn)的點(diǎn)位測量誤差不大于±1.0mm。為保證測量精度,對于關(guān)鍵部位要采用規(guī)化法進(jìn)行測設(shè);為提高劃線精度,采用鋼針劃線,劃線寬度小于0.1mm。拼裝結(jié)束后,對拼裝體的幾何尺寸進(jìn)行驗(yàn)收測量,為最終安裝提供依據(jù)。
2、安全平網(wǎng)沿建筑物外側(cè)3.0m處搭設(shè),距梁上皮2.0m處在安裝部位的下節(jié)柱挑出,隨安裝層次設(shè)置平網(wǎng)一層。隨吊裝層支搭大孔網(wǎng),當(dāng)層高小于4m時(shí),安全網(wǎng)隔層設(shè)置。
立網(wǎng)掛于正在澆筑樓面混凝土的層次于建筑物的四周封滿,為一節(jié)柱長小網(wǎng)眼,隨施工逐層上升,當(dāng)影響外墻板安裝時(shí),拆除此部分。在三角撐橫向梁的上翼緣焊接兩根腳手管,將安全帶綁在腳手管上,以保證施工人員的安全。
3、為保證結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量,施工前采用鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件將懸臂安裝所需的各項(xiàng)臨時(shí)穩(wěn)固措施和定位校正措施納入懸臂深化設(shè)計(jì)模型。采用有限元分析軟件模擬施工各步驟,模擬各階段的力學(xué)計(jì)算,以及最不利工況條件下各階段結(jié)構(gòu)的變形和受力特征,確定出臨時(shí)支撐措施的工作性能,從而判定安裝步驟分區(qū)、分跨、階段延伸安裝的安全性、可靠性,用以指導(dǎo)施工,以確保整個(gè)工程質(zhì)量的安全可靠。
3 結(jié)束語
總之,隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,高層建筑設(shè)計(jì)正日益向綜合型多用途發(fā)展,為滿足各類高層建筑的功能要求和城市美觀的要求,高層建筑結(jié)構(gòu)體型也進(jìn)一步復(fù)雜化,其特點(diǎn)是向著高度更高、體型更復(fù)雜、功能綜合性更強(qiáng)的方向發(fā)展。建筑多功能的使用要求引起了結(jié)構(gòu)體型和結(jié)構(gòu)形式的多樣化,如帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、豎向收進(jìn)和懸挑結(jié)構(gòu)、帶加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)、平而不規(guī)則結(jié)構(gòu)等,這幾種結(jié)構(gòu)形式的組合就是近年來使用比較多的幾種結(jié)構(gòu)形式。這些新穎的建筑結(jié)構(gòu)形式給人耳口一新的視覺沖擊感的同時(shí)也給建筑結(jié)構(gòu)施工制造了很多難題。
參考文獻(xiàn)
[1]方勝利.大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué)2011
[2]姚雪峰.大型鋼結(jié)構(gòu)常用施工方法及其適應(yīng)性探討[J].科技信息.2011(23)
[3]路程,晏宏輝,鄧德員,鐘紅春,汪永勝,張書和.超高層建筑大跨度懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[A].第五屆全國建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會論文集[C].2015