淺談蘭州新區(qū)綜合保稅區(qū)綜合服務(wù)樓2#連廊大跨度鋼管桁架分段吊裝技術(shù)

左　川，苗云森，肖文鳳，拓萬(wàn)軍，?！?lè)

（1.中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司，北京100161；2.甘肅經(jīng)緯建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州730000）

淺談蘭州新區(qū)綜合保稅區(qū)綜合服務(wù)樓2#連廊大跨度鋼管桁架分段吊裝技術(shù)

左川1，苗云森1，肖文鳳1，拓萬(wàn)軍2，牛樂(lè)1

（1.中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司，北京100161；2.甘肅經(jīng)緯建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州730000）

蘭州新區(qū)綜合保稅區(qū)綜合服務(wù)樓2#連廊大跨度桁架鋼結(jié)構(gòu)，總跨度128m。由于桁架跨度大、重心高、結(jié)構(gòu)異性、焊接質(zhì)量高等特點(diǎn)，吊裝采用“散件加工廠制作、現(xiàn)場(chǎng)地面分段拼裝、空中對(duì)接焊接安裝”的方法施工。本文重點(diǎn)介紹了鋼結(jié)構(gòu)桁架分段位置、臨時(shí)支撐架布置及鋼結(jié)構(gòu)桁架分段吊裝施工工藝及方法。

大跨度鋼結(jié)構(gòu)；分段焊接；臨時(shí)支撐；分段吊裝

1　工程概況

本鋼結(jié)構(gòu)工程總跨度128m，總重量達(dá)1300多噸。其中共有14根鋼柱支撐，鋼柱均穿過(guò)三層鋼結(jié)構(gòu)桁架樓層，柱高26330mm，分3段吊裝，其中最長(zhǎng)分段為10710mm，重量為11.0T。鋼管桁架總重量1210T，分4段吊裝，單跨最長(zhǎng)跨度64m，重量為145T。

本鋼結(jié)構(gòu)工程所有原材對(duì)接焊縫為一級(jí)焊縫，所有角焊縫為三級(jí)焊縫，其余為二級(jí)焊縫。其中現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)焊縫達(dá)200多處，二級(jí)焊縫1萬(wàn)多處。

2　工程施工部署

鋼結(jié)構(gòu)連廊工程在本工程中既是主體結(jié)構(gòu)主要工程的一部分，也是建筑造型不可缺少的一部分，是本工程的一個(gè)亮點(diǎn)同時(shí)也是本工程的難點(diǎn)，是確保本工程工期和質(zhì)量目標(biāo)的關(guān)鍵工序。

2.1總體施工順序安排

鋼結(jié)構(gòu)制作工程在土建工程施工階段展開(kāi)，并根據(jù)安裝工程的安裝順序要求安排加工生產(chǎn)計(jì)劃（先加工鋼柱，后加工桁架），以便于滿足安裝要求。

2.2運(yùn)輸

根據(jù)深化圖紙，制作和安裝順序考慮運(yùn)輸方案，擬采用汽車運(yùn)輸，既快捷又方便。考慮現(xiàn)場(chǎng)吊裝情況，構(gòu)件運(yùn)輸?shù)捻樞虬凑宅F(xiàn)場(chǎng)總調(diào)度指揮和安排，按拼裝和吊裝順序一次運(yùn)到位，避免二次倒運(yùn)。

3　鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工藝

3.1安裝工藝流程（如圖1所示）

圖1　安裝工藝流程圖

3.2構(gòu)件分段和吊裝

3.2.1鋼柱的分段和吊裝

1）鋼柱構(gòu)件的特點(diǎn)及起重設(shè)備的選用。GZ1尺寸為 Φ1000mm×30mm、GZ2尺寸為 Φ1200mm× 40mm和Φ1200mm×30mm的圓管。最重構(gòu)件為GZ1第一段，長(zhǎng)度為10710mm，重量為11.0t，采用50t汽車吊整體吊裝。

2）第一節(jié)鋼柱安裝的步驟。吊裝第一節(jié)柱時(shí)，先在混凝土承臺(tái)上定位測(cè)量；起吊使用雙吊點(diǎn)，起吊時(shí)柱腳部分應(yīng)墊枕木。鋼柱下落到柱腳位置以上30cm時(shí)停止下落，對(duì)正地腳螺栓與柱腳孔位，然后緩慢下落。下落過(guò)程中應(yīng)防止構(gòu)件磕碰地腳螺栓。鋼柱落到指定標(biāo)高后，在柱腳板以下放置楔形鐵進(jìn)行垂直度及標(biāo)高的調(diào)節(jié)。標(biāo)高及垂直調(diào)整無(wú)誤后，在柱子平面相互垂直的四個(gè)方向用攬風(fēng)繩對(duì)柱子進(jìn)行固定。纜風(fēng)繩與地面成70°夾角，纜風(fēng)繩上端綁扎于柱身接近于柱頂?shù)牟课?，綁扎點(diǎn)用鋼絲繩卡固定。如圖2所示。

圖2　鋼柱校正示意圖

鋼柱吊裝就位后，復(fù)核柱腳中心線和回彈的軸線，安裝柱腳螺栓并校正。待第一節(jié)鋼柱校正完畢后，開(kāi)始柱腳混凝土澆筑（混凝土標(biāo)號(hào)為C40并摻入外加劑使其微膨脹）?；炷翉?qiáng)度達(dá)到75%后開(kāi)始吊裝第二節(jié)鋼柱。

3）第二節(jié)鋼柱安裝的步驟。第二節(jié)鋼柱安裝步驟參照第一節(jié)鋼柱的安裝。第二節(jié)鋼柱吊裝時(shí)，采用鋼柱上預(yù)留的連接耳板固定，待第二節(jié)鋼柱吊裝完畢后擰緊安裝螺栓，校正完畢后進(jìn)行鋼柱連接的焊接，焊接后需要進(jìn)行變形測(cè)量。

需要特別注意的是：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)形接高焊縫的焊接。為了防止因焊接受熱不均引起的不均勻收縮而導(dǎo)致的構(gòu)件傾斜，在進(jìn)行環(huán)縫焊接時(shí)應(yīng)采取對(duì)稱、分層焊接的方法。即三人分居在環(huán)縫相對(duì)稱的三個(gè)位置同時(shí)進(jìn)行焊接。如圖3所示。

圖3　鋼柱焊接行進(jìn)方向示意圖

4）第三節(jié)鋼柱安裝的步驟。第三節(jié)鋼柱吊裝方法和安裝步驟與第二節(jié)鋼柱相同，待第三節(jié)鋼柱吊裝完成后開(kāi)始安裝柱間支撐。

5）柱間支撐。鋼柱吊裝、校正、焊接、測(cè)量完成之后，開(kāi)始柱間支撐的安裝。每個(gè)柱間支撐的小單元在地面拼裝成單片，然后吊裝。

3.2.2鋼桁架臨時(shí)支撐點(diǎn)的設(shè)置

1）主桁架的分段焊接。本工程的主要受力部位為4個(gè)主桁架，主要構(gòu)件采用整體吊裝，主桁架1、主桁架2合成整體，主桁架3、主桁架4合成整體，如圖4所示。

圖4　主桁架合成整體示意圖

2）臨時(shí)支撐的設(shè)置。根據(jù)主桁架分段，共需4次吊裝。每段主桁架布設(shè)3處臨時(shí)支撐，設(shè)置在主桁架中間及與主桁架兩端1/3處。臨時(shí)支撐平臺(tái)為型鋼焊接的桁架，鋼桁架主要材料為：H340×250×9× 14型鋼、L100×100的角鋼和20mm厚的鋼板。如圖5所示。

圖5　臨時(shí)支撐點(diǎn)示意圖

臨時(shí)支撐的卸載和拆除。臨時(shí)支撐需要在整榀桁架吊裝、校正、全部焊接完畢后同時(shí)開(kāi)始卸載；卸載時(shí)，隨時(shí)記錄主桁架的沉降量，并形成觀測(cè)資料，穩(wěn)定后拆除臨時(shí)支撐。

3.2.3鋼桁架分段吊裝和焊接

1）主桁架吊裝。主桁架地面整體拼裝（同時(shí)臨時(shí)支撐制作、安裝）→主桁架分段吊裝→邊柱及柱間支撐的吊裝→主桁架校正、焊接→臨時(shí)支撐卸載、拆除→主桁架安裝完成。

2）主桁架整體吊裝。吊裝南邊主桁架分別采用一臺(tái)220t汽車吊B和一臺(tái)260t履帶吊C將整體向東平行移動(dòng)到就位區(qū)，以供吊升至臨時(shí)支撐平臺(tái)上，共8個(gè)吊點(diǎn)，此時(shí)，履帶吊C不松勾，220t汽車吊B脫鉤，并移動(dòng)220t汽車吊B到起吊位置，此時(shí)增加一臺(tái)220t汽車吊A，其吊點(diǎn)位置與220t汽車吊B吊點(diǎn)重合，A、B、C三臺(tái)吊車同時(shí)起吊，將主桁架分別放到臨時(shí)支撐架上，水平方向使用3臺(tái)吊車同時(shí)起吊進(jìn)行調(diào)節(jié)、校正，豎直方向使用工裝進(jìn)行調(diào)節(jié)、校正。隨后，汽車吊B松鉤，主桁架由220t汽車吊A和260t履帶吊C進(jìn)行承重，吊裝調(diào)節(jié)、校正完畢后，進(jìn)行焊接施工。主桁架與兩邊的承重鋼柱焊接連接完整后，調(diào)節(jié)臨時(shí)支撐上的液壓裝置，由臨時(shí)支撐承重主桁架的全部重量，此時(shí)吊車A、C松鉤。北邊主桁架吊裝施工方法與之相同。南北兩邊主桁架吊裝全部完成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，臨時(shí)支撐鏡像同時(shí)卸載。

3.2.4鋼桁架吊裝說(shuō)明

1）吊繩與吊物之間需要形成等腰三角形，這樣的受力點(diǎn)比較合理。

2）吊繩與吊物之間不得直接接觸，需要增加護(hù)角保護(hù)。護(hù)角用Φ40的圓管制成。

3）起吊時(shí)，防止吊物在空中胡亂擺動(dòng)。在吊物兩頭各增加一根溜繩，以控制吊物的空中姿態(tài)。

4）吊點(diǎn)選擇在桁架的上弦節(jié)點(diǎn)處，而桁架的支座理論上是設(shè)置在桁架下弦兩端，從而在起吊過(guò)程中桁架吊點(diǎn)以外的部分形成懸臂，斜腹桿失效形成空腹桁架，經(jīng)計(jì)算，該空腹桁架能夠滿足吊裝荷載及自重的要求，所以可以選擇圖示位置作為吊點(diǎn)。

5）起重車地基承載力情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，吊車吊裝前吊車站腳處地基應(yīng)滿足要求，地基承載力不夠的需進(jìn)行地基夯實(shí)并墊設(shè)鋼板以達(dá)到要求。

4　結(jié)語(yǔ)

本工程為超大跨度，細(xì)長(zhǎng)窄高型鋼結(jié)構(gòu)桁架吊裝工程，采取將構(gòu)件分段制作吊裝、搭設(shè)臨時(shí)支撐、全程跟蹤檢測(cè)等多項(xiàng)措施，采用“散件加工廠制作、現(xiàn)場(chǎng)地面分段拼裝、空中對(duì)接焊接安裝”的組合方法施工，可有效地降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高施工效益。

［1］ 侯兆欣，張海軍，季小蓮，等.新加坡 MEGA會(huì)展中心大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2000（8）：15-17.

［2］ 鄒祝.長(zhǎng)江航道模型實(shí)驗(yàn)廳大跨度鋼管桁架分段吊裝技術(shù).施工技術(shù)，2015，44（2）：60-64.

［3］ 唐兵傳，丁曉東.大跨度空間管桁架設(shè)計(jì)與施工的若干問(wèn)題［J］.鋼結(jié)構(gòu)，2006（3）：28-32.

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