鋼結(jié)構(gòu)外網(wǎng)架施工技術(shù)

□文/遲德雙 周立新 喬 羽 袁 江 劉 歆

鋼結(jié)構(gòu)外網(wǎng)架施工技術(shù)

□文/遲德雙 周立新 喬 羽 袁 江 劉 歆

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，箱型彎扭結(jié)構(gòu)在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中得到了廣泛的應(yīng)用，其施工技術(shù)也得到不斷進(jìn)步。其中采用現(xiàn)代高新技術(shù)與傳統(tǒng)施工工藝相結(jié)合的方法，以效率高、操作方便、成本低、安全可靠而得到了廣泛應(yīng)用。文章介紹了天津天獅國(guó)際健康產(chǎn)業(yè)園教育培訓(xùn)中心項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)外網(wǎng)架的施工技術(shù)。

箱型；彎扭；鋼結(jié)構(gòu)；外網(wǎng)架

1 工程概況

天津天獅教育培訓(xùn)中心建筑面積28000m2，高40m。鋼結(jié)構(gòu)外網(wǎng)架分布在該工程的1-32/A-B軸線區(qū)域，標(biāo)高為0～28.084 m，是由截面為箱型的彎扭構(gòu)件[1]和鑄鋼節(jié)點(diǎn)、鑄鋼支座組成的空間曲面網(wǎng)殼，見圖1。

箱型彎扭構(gòu)件截面為 370 mm×310 mm×10 mm、310 mm×310 mm×12 mm、310 mm×310 mm×35 mm等，交錯(cuò)編織形成網(wǎng)格曲面，下部通過銷軸與鑄鋼支座連接，上部通過拉桿連接于主體結(jié)構(gòu)的空心球支座。鑄鋼節(jié)點(diǎn)截面為1650 mm×1650 mm×33 mm，共計(jì)32個(gè)，分布在結(jié)構(gòu)的5.069 m標(biāo)高處，為各方向彎扭構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)。鑄鋼支座截面為950 mm×330 mm的實(shí)心鑄鋼支座，共計(jì)32個(gè)，位于0標(biāo)高處，通過地腳螺栓與混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相連接。空心球支座為φ600 mm×24 mm，共計(jì)32個(gè)，位于23.4 m標(biāo)高處，通過地腳螺栓與混凝土結(jié)構(gòu)柱連接。上端布置了一圈截面為380 mm×380 mm×16 mm、380 mm×380 mm×35 mm的環(huán)向鋼梁，與彎扭構(gòu)件的各個(gè)端頭相連接，連接方式為焊接。外網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量約為680 t，單根構(gòu)件長(zhǎng)度為6～7 m，最大箱型構(gòu)件分段質(zhì)量為1.5 t，單個(gè)鑄鋼支座質(zhì)量約600 kg，除鑄鋼支座和鑄鋼節(jié)點(diǎn)外，主要材料均為Q345B。

2 施工技術(shù)的選擇

1）采用現(xiàn)代高新的SSK軟件圖紙深化技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)外網(wǎng)架建模，對(duì)箱型彎扭構(gòu)件的三維圖、展開圖、構(gòu)件詳圖、節(jié)點(diǎn)圖等深化設(shè)計(jì)并標(biāo)注構(gòu)件的多點(diǎn)坐標(biāo)。同時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)塔吊額定起重量和運(yùn)輸條件對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理分段，見圖2。

2）采用現(xiàn)代數(shù)控切割下料技術(shù)完成制作彎扭構(gòu)件的板材下料工序。把構(gòu)件板材展開圖的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控切割機(jī)上，切割出所需要的零件，對(duì)工藝要求的坡口，采用邊緣軌跡跟蹤火焰切割機(jī)進(jìn)行坡口切割，然后人工打磨修補(bǔ)切割缺陷。

3）采用現(xiàn)代高新的滾板機(jī)對(duì)鋼板預(yù)彎技術(shù)和建立三維空間立體坐標(biāo)系，制作空間立體組裝胎技術(shù)完成箱型彎扭構(gòu)制作中構(gòu)件組對(duì)工序。鋼板采用滾板機(jī)預(yù)彎，根據(jù)構(gòu)件的三維坐標(biāo)和調(diào)整滾板機(jī)的滾輪間距來實(shí)現(xiàn)預(yù)彎效果。預(yù)彎可以保證單項(xiàng)彎曲，構(gòu)件整體彎扭依靠在胎具上采用千斤頂或楔鐵施加外力等方式與胎具貼合來保證。

4）采用現(xiàn)代高新的電渣焊技術(shù)和傳統(tǒng)的CO2氣體保護(hù)焊成型技術(shù)等進(jìn)行構(gòu)件的加工制作焊接施工。

5）采用傳統(tǒng)的分段加工制作，現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)滿堂腳手架并在節(jié)點(diǎn)位置加密成承重架，利用現(xiàn)場(chǎng)的3臺(tái)塔吊進(jìn)行安裝。

6）制定合理的焊接順序，采用傳統(tǒng)的CO2氣體保護(hù)焊成型技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接并采取傳統(tǒng)的采用腳手架鋼管和彩條布搭設(shè)防風(fēng)棚措施和傳統(tǒng)的乙氧火焰預(yù)熱措施作為冬季焊接的質(zhì)量保證措施。

7）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的3臺(tái)塔吊位置和覆蓋區(qū)域，將施工現(xiàn)場(chǎng)分成3個(gè)施工區(qū)域，3個(gè)施工區(qū)域同時(shí)施工，以節(jié)省工期。

8）為保工期，節(jié)省塔吊吊時(shí)，采用塔吊吊裝初步就位，利用手拉葫蘆和全站儀進(jìn)行精確定位。

9）建立空間立體坐標(biāo)系，采用現(xiàn)代高新全站儀定位技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件的定位和監(jiān)測(cè)，見圖3。

上述施工技術(shù)的選擇實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代高新技術(shù)與傳統(tǒng)施工工藝的完美結(jié)合，最大限度地降低了工程生產(chǎn)成本、提高了工程的生產(chǎn)效率。

3 效益分析

采用現(xiàn)代高新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合的施工方法進(jìn)行箱型彎扭構(gòu)件施工同只使用傳統(tǒng)的施工工藝方法對(duì)比分析見表1。

表1 現(xiàn)代高新技術(shù)與傳統(tǒng)施工工藝相結(jié)合的施工方法同只用傳統(tǒng)施工工藝方法對(duì)比

續(xù)表1

4 結(jié)語

采用現(xiàn)代高新技術(shù)和傳統(tǒng)的施工技術(shù)相結(jié)合的施工方法在天津天獅國(guó)際健康產(chǎn)業(yè)園教育培訓(xùn)中心鋼結(jié)構(gòu)外網(wǎng)架制作、安裝施工實(shí)踐中，能有效控制空間彎扭構(gòu)件制作、安裝質(zhì)量，達(dá)到GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中適用條文規(guī)定要求；有效提高施工效率，縮短了工期；節(jié)約了大量的成本。

[1]中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司，中建一局鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司.用于雙曲面扭曲箱型彎扭構(gòu)件制作的工裝模具：中國(guó)，201020200367.5[P].2010-12-29[2012-07-05].http：//www.soopat.com/Patent/201020200367.

□周立新、喬 羽、袁 江、劉 歆/中國(guó)建筑一局集團(tuán)華北公司。

TU758.11

C

1008-3197（2012）06-01-02

2012-07-05

遲德雙/男，1980年出生，工程師，中國(guó)建筑一局集團(tuán)華北公司，從事工民建施工技術(shù)與管理工作。