受限空間大跨度勁性鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

石夢(mèng)琪 曾德龍 姜紅平 錢 晨 宋滿林 謝伏彬

中建一局集團(tuán)第一建筑有限公司 江蘇 南京 210019

一般的大跨度勁性鋼結(jié)構(gòu)施工難度并不大，可以采用胎架焊接后滑移到位或高空散拼。但是這2種方式對(duì)場(chǎng)地需求很高，高空散拼還具有一 定的危險(xiǎn)性，拼裝完成后梁底鋼筋焊接較為困難，焊接質(zhì)量難以保證[1-7]。

1 工程概況

南京新媒體大廈項(xiàng)目地處江蘇省南京市建鄴區(qū)，總建筑面積155 022.94 m2。地下室主要功能為汽車庫(kù)，共3層，平均層高3.9 m。地上3棟主樓，A棟為35層塔樓，框架-核心筒結(jié)構(gòu)，高149.6 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4 m。B棟為24層塔樓，框架-抗震墻體系，高101.8 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4 m。C棟為5層裙樓，框架結(jié)構(gòu)，高44.7 m，平均層高8 m（圖1）。

圖1 項(xiàng)目效果圖

C棟主要建筑功能為劇場(chǎng)、排練廳，3—5層頂及屋面梁均包含大量大跨度鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，多數(shù)跨度達(dá)25 m，構(gòu)件最大質(zhì)量為9.2 t?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)形道路在C樓東側(cè)，而緊鄰結(jié)構(gòu)有1臺(tái)塔式起重機(jī)，吊裝場(chǎng)地附近為南北貫通的多道降板。

2 施工難點(diǎn)

1）現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地緊張，C樓西側(cè)僅有單向道路，寬不足15 m，無(wú)法進(jìn)行分段加工和高空散拼作業(yè)。

2）本工程受塔吊選型限制，無(wú)法滿足大質(zhì)量構(gòu)件吊裝要求，C棟樓部分鋼結(jié)構(gòu)單根截面尺寸大、質(zhì)量較大，加上高度最高達(dá)40.55 m，分段制作后塔吊也不能滿足起吊條件，須選擇大起重量的汽車吊吊裝。

3）鋼構(gòu)件類型繁多，最大質(zhì)量達(dá)9.2 t，吊裝階段部分構(gòu)件懸挑距離較大，穩(wěn)定性差，極易產(chǎn)生變形，且受現(xiàn)場(chǎng)及氣候條件的限制，吊裝難度很大。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

為解決現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小、拼裝困難的問(wèn)題，將大跨度勁性鋼梁在工廠內(nèi)一次性加工成形，鋼梁進(jìn)場(chǎng)后直接進(jìn)行吊裝安裝工作，避免現(xiàn)場(chǎng)拼裝與高空散拼作業(yè)。施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→鋼梁制作→汽車吊準(zhǔn)備→鋼梁進(jìn)場(chǎng)→鋼梁吊裝→鋼梁校正→高強(qiáng)螺栓安裝→拼縫安裝→鋼筋綁扎。其中著重關(guān)注施工準(zhǔn)備、鋼骨梁安裝、高強(qiáng)螺栓安裝和焊接這幾個(gè)步驟。

3.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及鋼構(gòu)件的單根長(zhǎng)度質(zhì)量，選擇合理的起重設(shè)備，勁性鋼梁普遍長(zhǎng)約25 m，最大質(zhì)量約9.2 t，故采用QY200型汽車吊進(jìn)行勁性鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作。

先規(guī)劃好現(xiàn)場(chǎng)汽車吊、鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸車輛通行道路和材料堆放場(chǎng)地，然后在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)場(chǎng)前對(duì)安裝場(chǎng)地做好踏勘和復(fù)核，并做好道路清理工作，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)道路及場(chǎng)地已具備鋼結(jié)構(gòu)安裝的條件。

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)軸線控制點(diǎn)、高程控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核及控制。按照鋼柱的位置、軸線、標(biāo)高、尺寸做好放線工作等。

構(gòu)件出廠前應(yīng)檢測(cè)驗(yàn)證構(gòu)件的質(zhì)量，當(dāng)變形超過(guò)允許偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)修正。

充分考慮與土建及其他專業(yè)施工的協(xié)作條件，如樓板是否已澆筑完成、排架是否已搭設(shè)、流動(dòng)配電箱是否已從電源點(diǎn)接出。

根據(jù)圖紙計(jì)算好安裝所需的高強(qiáng)螺栓、梁板鋼連接板等備件的數(shù)量。同時(shí)準(zhǔn)備好各種規(guī)格的墊鐵和焊條等輔助性材料。

3.2 鋼骨梁安裝

3.2.1 鋼骨梁吊裝

在吊裝前，必須對(duì)鋼骨梁進(jìn)行處理，既滿足在安置時(shí)不傾倒，又要在吊裝中不失穩(wěn)。在出廠前在鋼骨梁上焊好吊耳板作為吊裝點(diǎn)位，將鋼骨梁進(jìn)行兩點(diǎn)綁扎。正式吊裝前要進(jìn)行試吊，鋼骨梁上的吊耳板和起重機(jī)索具的配置要滿足鋼骨梁吊裝平衡和穩(wěn)定要求。

鋼骨梁吊起后，要緩緩移動(dòng)，在目標(biāo)位置上空進(jìn)行空中旋轉(zhuǎn)，由工人牽拉牽引溜繩控制方向，并協(xié)同控制汽車吊的操作人員就位鋼梁。先吊南北方向鋼骨梁，后吊東西方向鋼骨梁，直至鋼骨梁全部對(duì)準(zhǔn)安裝位置。

3.2.2 鋼骨梁校正

鋼骨梁可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)指揮協(xié)調(diào)，一次將其放置到位，無(wú)需二次校正平面位置；將鋼骨梁安裝到位后，需要立即進(jìn)行調(diào)整，主要是檢查鋼骨梁中心相對(duì)于定位軸的偏移量，鋼骨梁的橫向彎曲以及中跨的垂直度。鋼骨梁的校正主要控制平面位置、垂直度以及高程。安裝前已將高程調(diào)整到位。因此，鋼骨梁的校正工作主要是校正中間跨的垂直度?？缰械拇怪倍刃Ｕ枰褂脺y(cè)量工具進(jìn)行，用線墜觀察垂直度偏差。兩邊各安排2名工人配備好對(duì)講機(jī)，另外安排一名指揮，指揮工人松緊纜風(fēng)繩和手動(dòng)葫蘆配合矯正鋼骨梁垂直度。

3.3 高強(qiáng)螺栓安裝

在鋼骨梁校正到位，鋼骨梁螺栓孔與鋼骨柱法蘭板螺栓孔對(duì)準(zhǔn)后，用鋼穿桿對(duì)準(zhǔn)孔位，用臨時(shí)螺栓固定鋼結(jié)構(gòu)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少放入2根臨時(shí)螺栓，然后松脫吊鉤，將高強(qiáng)螺栓自由穿入，使用電動(dòng)扳手緊固。

施工中還應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：加工時(shí)按連接板厚度定制高強(qiáng)螺栓長(zhǎng)度，通常選用5 mm的整倍數(shù)。螺栓擰緊后，梅花頭應(yīng)能自然脫落，外露絲扣不宜少于2扣。

裝配前應(yīng)清除鋼結(jié)構(gòu)連接部位的浮銹和油污。為保證摩擦面緊貼，鋼板的邊緣、螺栓孔的邊緣以及連接處的孔內(nèi)部不應(yīng)有毛刺。當(dāng)接頭翹曲甚至變形時(shí)，應(yīng)及時(shí)用工具進(jìn)行校正，并且不能處理過(guò)度，以免影響摩擦性能。

安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，墊圈應(yīng)放置在螺母一側(cè)，不得裝反。從中間向四周安裝，防止應(yīng)力過(guò)于集中。

3.4 焊接

現(xiàn)場(chǎng)鋼骨梁焊接主要采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動(dòng)焊和手工電弧焊這2種方法。鋼梁上下翼緣應(yīng)同步進(jìn)行焊接施工，減少焊接過(guò)程中的變形誤差。施焊前，認(rèn)真清除坡口內(nèi)渣皮，清除襯板與坡口的銹蝕和污物。冬季低溫季節(jié)施焊前要進(jìn)行預(yù)熱。

4 結(jié)語(yǔ)

南京新媒體大廈項(xiàng)目勁性鋼梁整根加工及吊裝，不僅保證了鋼梁整體性，節(jié)約了工期，還避免了高空散拼，減少了現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，在節(jié)約成本的同時(shí)可保證鋼梁安裝的質(zhì)量。鋼梁在吊裝前進(jìn)場(chǎng)即可，隨進(jìn)隨吊，大幅降低了對(duì)場(chǎng)地的需求。經(jīng)過(guò)在本工程的應(yīng)用，證明了該施工技術(shù)擁有便捷、可操作性強(qiáng)、安全可靠等特點(diǎn)，產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，希望后續(xù)類似工程可以參考。