钢结构工程施工

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摘 要：苏州工业园区市场大厦工程具有结构形式复杂、工期紧任务重、多专业交叉作业、超大构件施工难度大等特点,本文主要对苏州工业园区市场大厦钢结构工程的制作、运输及吊装过程中的技术难点进行了剖析,并制定了相应的施工措施,为今后同类施工提供了技术参考.

关 键 词：厚板焊接；稳定性；工程；钢结构

中图分类号：TU75文献标识码：A

1.工程简介

苏州工业园区市场大厦总建筑面积约25092平方米,大厦高27.2m,本工程中的钢结构工程是梁柱平台的框架结构体系,属于多层建筑.局部四层,最大跨度21米,次梁最大跨度18米,弧形件较多,在多层建筑中也属少见.钢结构框架由柱子系统、平台梁系统、梯子系统、楼承板和屋面系统构成.其中柱子从地下室底板一直支撑到屋面,柱子类型有钢管柱、箱型柱（BOX）、H型柱三种类型,梁有工字型实腹梁和弧形箱型梁两种.屋面檩条采用高频焊接H型钢.

2工程特点

2.1结构形式复杂

该工程由荷兰DHV公司设计,结构形式设计复杂.其框架柱为圆管柱及方形柱；屋面为倾斜屋面,局部设置有圆弧形箱型梁,其跨度达24米.制作、安装精度要求高.

2.2工期紧任务重

大约2700吨钢构总工期仅为99个工作日；钢结构制作、安装工期特别短,构件储备量大,组织性强.

2.3多专业交叉作业

在安装钢结构框架过程中,立柱标高±0.000以下需外包混凝土,同时每安装完一层平台将交付下道工序铺设楼承板,而且D列和1线、8线当二层平台形成整体框架之后土建即施工侧墙；设计要求钢柱内还需浇灌混凝土.在施工中玻璃幕墙、模结构、土建、机电管、屋面铝板敷设等多专业交叉施工的局面,势必给钢结构安装增加了难度,必须精心组织,合理配置资源.

2.4超大构件施工难度大

原设计屋面大梁为工字型实腹梁,断面为1800x450x25x35,长24095mm.重量为12.320吨,为了满足玻璃幕墙要求该梁改为箱型梁,重量增加至35.163吨.因此从制作、运输和安装等方面原方案均无法满足施工要求,必须重新制定方案、合理配置资源.

3工程重点、难点及解决措施

3.1制作

3.1.1箱形柱制作过程中的尺寸检查（见表1）

3.1.2厚板焊接.

难点分析：最厚板为45mm；预热与焊后热处理的温度控制.

对策：合适的焊接工艺；高等级焊工；电脑温控；针对性强的焊接工艺评定.

3.1.3焊接残余应力

焊接难点：焊接后焊缝周围残余应力.

对策：焊接顺序合理,先焊自由度大的零件；热处理消除厚板的残余应力；采用气保焊,其线能量较小.

3.2拼装

3.2.1拼装胎架的设计

3.2.2重点：胎架的承载力.

3.2.3解决方法：精确的设计计算.

3.3质量控制

3.3.1材料的质量控制.

难点分析：不均质等因素会明显影响材料质量.

对策：扩大材料理化检验的范围与内容,追加Z向性能检测.

3.3.2中厚板的切割质量.

难点分析：对45mm钢板进行切割,很难保证有高质量的切割面.

对策：切割前对材料进行预热；合适的割嘴、气压；机械化切割设备

3.4运输

3.4.1难点分析：二次倒运

3.4.2解决措施

3.4.2.1构件运到施工现场,堆放在固定的构件堆场,由专人维护和管理.

3.4.2.2构件的卸车和装车均由专人监督和指挥.

3.4.2.3考虑到现场的条件,选用1台50t履带吊、一辆30t拖车进行卸车、装车和运输.

4施工方案

4.1运输

由于设计变更,屋面大梁改为箱型梁,超长、超重、超高,运输时对运输车辆性能、运输道路要求高.根据本工程运输技术条件,我们选择德国戈德霍夫（FOLDHOFER）公司生产的THP重型组合式全挂液压平板系列的6轴+6轴长货车组.该型挂车具有多轮轴、有轴间串联式独立平衡液压悬挂系统,单体挂车可进行纵横向拼接,有较大的承载货台和自装自卸能力.

4.2方案调整

原方案利用150吨履带吊和250吨履带吊各一台进行吊装作业,后经过反复论证,根据本工程特点以及构件单重,改为选用一台50吨履带吊和一台25吨汽车吊作为主导机械,在吊装底层柱时选用1台25吨汽车吊（浦沅CD-25）为主导机械,吊装2层梁及以上构件时选用1台50吨履带吊（KUY150）为主导机械,在跨内进行吊装.选用2台16吨汽车吊协助主导机械进行构件的倒运、拼装.从而降低了施工成本并且提高了机械的使用率、加快了安装进度.

4.3立体施工

钢结构安装为四层,原计划是钢结构吊装一层,混凝土进行浇灌一层,由于工期紧,我们采取了立体施工,四层钢结构吊装一气呵成,将市场大厦总工期缩短了两个月.

5施工方法

5.1安装总体顺序：从8线向1线,分区划块进行安装,确保交付下道工序施工.吊装遵循：先柱后梁；先主后次；先内后外,先低后高的原则.

5.2框架柱施工

5.2.1施工准备：

基础上弹出建筑物的纵、横定位轴线和框架柱的吊装准线,作为对位、校正的依据；

检查基础螺栓位置、标高及伸出长度；刷清螺纹；基础表面找平；基础面中心标记鲜明；基础垫板配设；柱四面中心标记鲜明；柱上绑扎好高空用临时爬梯、操作脚手架.5.2.2柱的绑扎或吊点的设置

根据框架柱的形状、长度、质量、起吊方法及吊机性能等因素,采用设置永久吊耳吊装.

5.2.3柱的吊装

框架柱整体出厂,单机吊装旋转就位；就位后进行初步找正,并系缆风绳临时固定.起吊时不得在地面上拖拉,以免碰坏地脚螺栓丝扣.

5.2.4框架柱找正

框架柱的找正包括平面位置、垂直位置和标高的找正.

标高的找正：根据框架柱顶板到底板的实际长度,在垫板配设时进行；平面位置的校正：在吊装就位时进行；垂直度的校正,在临时固定后进行.

垂直度的校正直接影响平台梁和屋面梁等安装的准确性,垂直度校正可以采用钢管撑杆斜顶法或缆风绳校正法等方法进行.

5.2.5框架柱剪力钉的修补

劲型柱上剪力钉在工厂施工,吊装前检查是否有缺损或运输、翻身时碰松或掉落,如有则及时修补.

5.3平台梁施工

平台梁在框架柱找正、固定后吊装.吊装前再次检查框架柱的垂直度和柱距.

5.3.1平台梁施工工艺流程

5.3.2平台梁的安装

平台梁的安装顺序：先主梁,再次梁,然后安装平台梁.

吊装前,应对平台梁的编号、几何尺寸及牛腿标高对照设计图进行检查,安装后及时安装临时栏杆或安全绳.吊装采用4点吊装,钢丝绳绑扎在梁上弦节点上,绑扎点处垫设橡胶块或木块,以防止损坏油漆.吊装就位后先用普通螺栓临时固定,在找正后及时固定.

5.4平台次梁施工

5.5弧型梁吊装

采用手拉葫芦调平吊装.

5.6屋面主结构安装

屋面次梁在两榀主梁找正、固定后吊装.吊装前再次检查主梁的垂直度和间距.屋面次梁单榀整体吊装,四点起吊.

5.7屋面支撑、屋面檩条安装

6主要安装节点

6.1方柱对接

7保证安装构件稳定性的措施

7.1平台体系安装构件稳定性措施：

柱子吊装就位后进行测量校正,然后拉缆风绳固定,同时在屋面梁柱侧加临时支撑,并在柱顶部拉临时连接拉杆.

柱子固定之后,吊装平台梁,第一榀平台梁主梁吊装好之后,立即加缆风绳进行固定,然后吊装第二榀平台主梁,用同样方法固定,最后安装次梁.

8温度对钢结构施工的影响

该工程在钢结构施工过程中,由于管理科学、组织合理,多次受到苏州市政及园区领导的表扬,为中冶天工上海十三冶赢得了荣誉,为进一步开拓苏州区域市场奠定了良好的基础.