周屹東

上海建工集團(tuán)（澳門）有限公司 上海 200120

1 工程概況

澳門銀河娛樂度假城3期位于澳門路凼填海區(qū)，原銀河1期南側(cè)，占地超過35 000 m2，地庫2層，有一個(gè)體育中心6層、高40 m，一個(gè)展覽中心6層、高40 m。在展覽中心上部坐落2座分別為14層、6層的豪華酒店，共由733個(gè)客房組成。銀河3期項(xiàng)目總建筑面積超過180 000 m2。2017年7月開工，計(jì)劃于2019年底完工。合約金額約40億澳門元。目前體育館（MFH）已施工到GF，展覽館（CONVEX）位置正在進(jìn)行地庫結(jié)構(gòu)施工。

2 結(jié)構(gòu)簡介

澳門銀河娛樂度假城裙樓和上蓋酒店二者有不同的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如裙樓為大跨度框架結(jié)構(gòu)，酒店則為剪力墻結(jié)構(gòu)，故其在7樓位置設(shè)計(jì)有大型轉(zhuǎn)換梁，在14層酒店位置，豎向設(shè)計(jì)有16根大型鋼結(jié)構(gòu)勁性柱，以滿足其結(jié)構(gòu)要求。

3 施工總體安排

3.1 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

1）原材料特殊，有厚達(dá)90 mm的鋼厚板，鋼筋連接器要求高。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，加工要求高，工期緊，現(xiàn)場沒有條件可滿足其加工要求。

3）工程建筑面積大，單件多，且存在部分構(gòu)件質(zhì)量大、既有的大面積地下室又造成大型機(jī)械難以進(jìn)入安裝區(qū)域內(nèi)吊裝的矛盾。

4）現(xiàn)場交叉施工多，土建與鋼結(jié)構(gòu)搭接作業(yè)，施工協(xié)調(diào)組織難度大。

3.2 對策

根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場實(shí)際，我們及時(shí)提出對策并制訂施工方案，即把鋼結(jié)構(gòu)勁性柱施工分成2個(gè)部分：工廠加工和現(xiàn)場安裝施工[1-4]。

首先，按設(shè)計(jì)要求對組合柱進(jìn)行編號，共分16組。同時(shí)，根據(jù)組合柱的質(zhì)量和澳門市場上現(xiàn)有的起重設(shè)備以及施工現(xiàn)場的條件進(jìn)行設(shè)計(jì)深化，決定把組合柱分成3種類型。

種類一： 共3組組合柱，LG2至GF共分為上下2段（圖1右），先完成下段吊裝再進(jìn)行上段吊裝，使用塔機(jī)吊裝。

種類二：共2組組合柱，LG2至GF共分為上下2段（圖1中），先完成下段吊裝再進(jìn)行上段吊裝，使用90 t輪胎吊機(jī)吊裝。

種類三：共11組組合柱，LG2至GF為一段式（圖1左），使用90 t輪胎吊機(jī)吊裝。

圖1 鋼組合柱分類示意

其中，種類一、種類二僅是吊裝方法不同，單件質(zhì)量控制在8 t以內(nèi)，吊裝方法可行。種類三的單件質(zhì)量略大，最重12.7 t，經(jīng)驗(yàn)算，仍在吊重安全范圍內(nèi)，吊裝方法亦可行。

4 工廠加工

由于施工現(xiàn)場條件和加工機(jī)械的限制，我們依據(jù)澳門銀河娛樂度假酒店的結(jié)構(gòu)圖紙及相關(guān)文件要求，將鋼柱交由專業(yè)生產(chǎn)工廠加工，由項(xiàng)目部抽調(diào)相關(guān)技術(shù)人員駐廠檢驗(yàn)。

4.1 原材料采購

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，勁性柱材料為S355J0，厚度種類比較多，難以采購齊全，經(jīng)與設(shè)計(jì)溝通，部分用現(xiàn)有厚度的鋼材替代。同時(shí)完成鋼筋連接器的采購。

對于進(jìn)場材料的材質(zhì)證明等相關(guān)文件原件，檢查無誤后歸檔備查。

4.2 質(zhì)量控制

特別是對進(jìn)廠中厚板進(jìn)行分層測試，通過拉伸、沖擊測試其機(jī)械性能。同時(shí)，還需對其進(jìn)行100%的UT（超聲波）探傷，檢驗(yàn)其Z向性能，確保其材質(zhì)符合設(shè)計(jì)文件的要求。

焊材：檢查品種、規(guī)格、型號、牌號、生產(chǎn)批號以及外觀質(zhì)量。核對質(zhì)量證明書，按規(guī)定對焊材進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，報(bào)批合格后才能使用。對保管的環(huán)境、存放的條件每天檢查。

4.3 圖紙深化

依據(jù)相關(guān)圖紙和施工策劃中確定的3種類型，以及吊裝的先后順序，進(jìn)一步進(jìn)行加工圖深化，平均每組組合柱需分割成近30個(gè)規(guī)格的零部件。能直接用型材的，直接使用，以節(jié)約加工時(shí)間。

考慮到工期和質(zhì)量要求，在勁性柱加工的同時(shí)將鋼筋連接器、銷釘也同步安裝。對每根立柱、每個(gè)部件（包括其數(shù)量）及尺寸均進(jìn)行編號和標(biāo)注，這將對后續(xù)加工非常有利。

4.4 加工

根據(jù)加工圖紙，采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行切割開料，保證每個(gè)零件的平整度和坡口符合設(shè)計(jì)要求。待切割、鋸割與銑削檢驗(yàn)合格并經(jīng)第三方檢測合格才能使用。

所有的鋼板的對接，鋼板與型材的對接，柱底板，鋼板組立H型鋼，加勁肋及其外分板等均采用全熔透焊縫。柱腳筋板、鋼筋連接器、栓釘為角焊。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，還需在組合柱上焊接直螺紋套筒，以用于梁鋼筋的連接。這些直螺紋套筒需檢測合格后才能運(yùn)到工廠使用。

由于在轉(zhuǎn)角部位有部分梁鋼筋與勁性柱并非90°連接，故決定采用加焊一塊斜鋼板后再焊接直螺紋套筒，并進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。套筒須用專用的蓋子封蓋，便于以后鋼筋的連接。

4.5 焊接檢查

焊接檢查分焊接前、焊接中和焊接后檢驗(yàn)三種形態(tài)。主要檢驗(yàn)焊材、焊接工藝和焊接質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題即行補(bǔ)焊或重焊，若同一部位的焊縫兩次檢查不合格，堅(jiān)決退回作報(bào)廢處理。

4.6 構(gòu)件檢驗(yàn)質(zhì)保措施

圖號、構(gòu)件號、中心線、一節(jié)柱的1 m標(biāo)高線、坐標(biāo)中心點(diǎn)、柱底板四邊中心線等鋼印標(biāo)記及其它們的方向與位置，都必須遵照制造工藝執(zhí)行。

構(gòu)件的總長、斷面尺寸、彎曲度、扭曲度及兩端的傾斜度、構(gòu)件端面的對角線、垂直線等幾何尺寸應(yīng)重點(diǎn)保證精度，嚴(yán)格按圖紙及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

各構(gòu)件腹板與翼板的垂直度、翼板的傾斜及折彎、腹板的中心偏移及局部不平度、底板及勁板的平整度均應(yīng)符合規(guī)范。

各構(gòu)件上的牛腿及節(jié)點(diǎn)板的角度，各節(jié)點(diǎn)板與牛腿的間距以及它們至軸線的尺寸應(yīng)符合圖紙和技術(shù)要求。

構(gòu)件大樣、拱高及分段處坡口、間隙及連接部平整度應(yīng)確保圖紙及技術(shù)要求。

構(gòu)件加工完成后，出廠前須對焊縫進(jìn)行UT（超聲波）、MPI（磁粉）、VI（外觀）以及錘擊測試。經(jīng)加工方、第三方、顧問等三方檢查合格后才能出廠，根據(jù)施工先后運(yùn)到工地，有序堆放。

5 現(xiàn)場吊裝

鋼結(jié)構(gòu)施工平面布置遵循以下原則：注意最大限度避免影響其他專業(yè)的施工；滿足施工平面布置要求，分階段合理布置；在滿足施工的條件下，盡量節(jié)約施工用地；在保證場內(nèi)交通運(yùn)輸暢通和滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝對構(gòu)件配套要求的前提下，最大限度的減少場內(nèi)運(yùn)輸，特別是減少場內(nèi)二次搬運(yùn)[5-9]。

經(jīng)計(jì)算，利用現(xiàn)有的鋼棧橋（挖土用），用90 t汽車吊能夠滿足調(diào)運(yùn)和吊裝要求。

5.1 臨時(shí)堆場

由于本工程受局部地下室的影響，采用分區(qū)域分塊安裝的方式進(jìn)行施工，各施工階段場地條件均不相同，因此必須針對性地合理布置場地。

根據(jù)施工進(jìn)度安排，構(gòu)件分批運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，構(gòu)件運(yùn)輸車輛按照規(guī)劃線路行駛，構(gòu)件卸車后分散放置于吊裝區(qū)域附近，避免集中堆載。

5.2 支座安裝

設(shè)計(jì)要求采用預(yù)埋螺桿的方法，有效長度不小于1 350 mm，混凝土強(qiáng)度B45。

柱腳預(yù)埋螺桿在地下室基礎(chǔ)底板施工時(shí)進(jìn)行（螺栓用套板相對固定），用全站儀、水平儀進(jìn)行精確定位，精確校正并固定。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)由專人監(jiān)督，防止其移位。

混凝土澆筑完成后，再次進(jìn)行軸線和標(biāo)高的復(fù)核。

5.3 柱體吊裝

5.3.1 ?吊裝流程

所有下層螺帽定位于預(yù)定水平位置→組合柱吊裝→檢查水平，同時(shí)調(diào)整下層螺帽定位→安裝上層螺帽，并鎖緊→檢查垂直度（測量點(diǎn)為組合柱頂部的中心位置），同時(shí)調(diào)整底板的螺絲帽以確定垂直度→于底板與承臺之間進(jìn)行灌漿（使用SIKA 214，配比為每25 kg加入3.60～3.75 L水拌勻使用）→灌漿材料強(qiáng)度滿足要求后即可拆除臨時(shí)固定（圖2）

圖2 柱體底座灌漿示意

5.3.2 ?勁性柱水平及垂直度控制

1）水平控制。于柱身靠底部位置測放一條水平借線，借線根據(jù)樓板的預(yù)留鋼筋連接器來計(jì)算出水平，安裝組合柱時(shí)即利用借線檢查水平，依靠調(diào)整底板的螺帽來確定水平。

2）垂直度控制。利用經(jīng)緯儀于柱身側(cè)部測放垂線，垂線的放樣依據(jù)柱頂及柱底的十字線為基礎(chǔ)，確保安裝組合柱后頂部及底部的坐標(biāo)正確。

6 焊接施工

6.1 鋼結(jié)構(gòu)焊接特點(diǎn)

受起重質(zhì)量的限制，2個(gè)勁性柱之間的連接板須采用現(xiàn)場焊接的方法。由于構(gòu)件截面大、鋼板厚，鋼板厚度的增加一方面會加大焊縫金屬熔敷量，造成焊接變形及應(yīng)力的增大，另一方面也會使焊縫裂紋敏感性相應(yīng)加大。

現(xiàn)場搭設(shè)有臨時(shí)的防風(fēng)、防雨、保溫措施以保證焊接質(zhì)量。

6.2 厚板焊接要點(diǎn)

1）選用合理的接頭坡口形式。在保證焊透的情況下采用小坡口，以降低熔敷金屬量，減少焊接收縮，從而減小焊接變形及殘余應(yīng)力。

2）選用低氫的焊接材料。由于低合金高強(qiáng)鋼對氫致裂紋敏感性較強(qiáng)，應(yīng)優(yōu)先選用低氫（或超低氫）焊條。CO2氣體只要達(dá)到規(guī)范要求，所得熔敷金屬的含氫量極低，具有較好的抗氫裂性。

3）焊接熱輸入的控制。正火或正火加回火的鋼材對焊接熱輸入較敏感，為確保焊接接頭的韌性，不宜采用過大的焊接熱輸入。焊接操作上盡量不用橫向擺動和挑弧焊接，可采用多層窄焊道焊接。如是熱軋鋼則相對可以適應(yīng)較大的焊接熱輸入。

4）預(yù)熱及層間溫度控制。隨著碳當(dāng)量、板厚、結(jié)構(gòu)拘束度、焊接材料含氫量的增加和環(huán)境溫度的降低，可相應(yīng)提高焊前預(yù)熱溫度。為了促進(jìn)焊接區(qū)氫的逸出，防止焊接過程中氫致裂紋的產(chǎn)生，應(yīng)控制層間溫度不低于預(yù)熱溫度，必要時(shí)進(jìn)行中間消氫熱處理。

5）焊后處理。焊后處理包括后熱及消氫處理，后熱溫度一般為150～250 ℃，消氫溫度則是在300～400 ℃，加熱好后保溫一段時(shí)間，目的是加速焊接中氫的擴(kuò)散逸出。根據(jù)我們以往的厚板焊接經(jīng)驗(yàn)，對于一般的拘束接頭都可采用焊后緩冷措施，不會產(chǎn)生氫致延遲裂紋[10-12]。

6.3 焊接質(zhì)量檢查及焊接缺陷返修

1）焊接質(zhì)量檢查。焊接質(zhì)量檢查包括外觀和無損檢測，要求100%進(jìn)行，并且在焊后24 h內(nèi)檢測。

2）焊接缺陷返修。焊縫表面的氣孔、夾渣等缺陷，需用碳刨清除后重焊。焊縫內(nèi)部的缺陷，根據(jù)UT探傷儀對缺陷的定位，用碳刨清除。對裂紋，碳刨區(qū)域兩端要向外延伸各50 mm的焊縫金屬。返修焊接時(shí)，對于厚板，必須按原有工藝進(jìn)行預(yù)熱、后熱處理。預(yù)熱溫度應(yīng)在前面基礎(chǔ)上再提高20 K。焊縫同一部位的返修不宜超過兩次。如若超過兩次，則要制定專門的返修工藝并報(bào)請顧問工程師批準(zhǔn)。

7 安全注意事項(xiàng)

吊車自重48 t＋配重20 t，最大吊重為13 t。為了吊運(yùn)安全，應(yīng)做到：

1）吊運(yùn)時(shí)支腿要伸出至最大距離。

2）吊運(yùn)時(shí)吊車需設(shè)置在棧橋中間，且吊運(yùn)時(shí)不允許其他車輛在同一跨棧橋上通過。

3）支腿下最少要放置一塊1 200 mm×1 200 mm×25 mm鋼板，且最少要覆蓋棧橋上4條鋼閘板。

4）支腿中心位置需設(shè)置在距離主梁中心1.75 m范圍。

5）吊運(yùn)前對吊具進(jìn)行專業(yè)檢查，合格后才能使用，吊運(yùn)當(dāng)天查看風(fēng)速，若超過規(guī)定風(fēng)速則不能起吊。

8 效果

通過實(shí)踐訓(xùn)練，吊裝技術(shù)日臻嫻熟，基本上一天內(nèi)可以完成1個(gè)組合柱、4根勁性柱的吊裝、矯正、固定。然后進(jìn)行連接板的焊接工作。

因?yàn)椴牧弦蟮奶厥庑?，鋼材是從香港采購，鋼筋連接器則是從臺灣采購，加工廠在珠海，項(xiàng)目在澳門。通過本工程的實(shí)踐，極大地提高了我們在采購時(shí)的整合能力。

整個(gè)圖紙深化、材料采購、工廠加工、運(yùn)輸、吊裝、現(xiàn)場焊接、固定、灌漿等工作非常順利。鋼柱安裝效果很好，保證了工程的順利進(jìn)行（圖3、圖4）。

圖3 連接板焊接完成，完工后的勁性柱

圖4 鋼柱與鋼筋的連接