钢结构大跨度钢梁制作施工技术

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【摘 要】随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,大跨工业厂房、候机大厅、会展中心、剧院、体育场馆等大型工业、公共建筑不断涌现,空间钢结构得到了前所未有的发展,并且获得了广泛的应用.本文先就钢结构大跨度钢梁的施工难度进行了论述,之后结合实际工程就大跨度的钢梁制作、运输及现场安装的施工技术进行了相应阐述.

【关 键 词】大跨度钢梁制作；运输；安装；施工技术

随着大量复杂大跨度空间钢结构的出现,也给施工带了来更大的挑战,就目前来看,我国的建筑钢结构施工控制研究,特别是大跨度钢结构施工控制远滞后于生产实践,这与我国大跨度钢结构的发展现状极不协调.近年来随着钢结构在许多重大工程中的广泛应用,出现了许多长度超过30m的大跨度钢梁,这就加大了钢梁生产、制作、安装过程中的难度,以下将结合某综合服务楼工程外延装饰架18.250m标高处用34.5米大跨度钢梁连接的具体工程就大跨度钢梁的施工技术进行相应的阐述.

1工程资料

1.1本工程钢装饰架采用6根H350×250×10×12钢立柱,外包C50钢筋混凝土.钢架的6榀主梁采用大跨度的H1500×250×25×40型钢,总跨度为34.5米.楼面次梁采用H500×200×8×12.根据设计要求,钢架主次梁、柱节点板、连接板均采用Q345B级钢制造.钢柱、钢梁的主材工厂拼接焊缝及现场对接焊缝节点相应开坡口等强焊接为一级焊缝,其余均为二级焊缝.钢梁与框架梁连接处刚节点采用高强度螺栓连接,装饰钢架工程由天同钢结构有限公司负责施工.

1.2结合本工程施工的难点

吊装难度大：由于附近施工改造及现场道路狭窄,现有场地限制,周边绿化、需合理编制施工吊装方案,结合以上特点本工程采用整体拼装整体吊装方法施工,考虑采用2台50T汽车吊共同完成吊装.

由于本工程钢结构跨度大,其拼装工艺难度较大,节点复杂焊接标准高等难题,因此构件在制作后事先在加工车间预拼,及时对构件调整和校正,消除一些拼装难题,避免了现场拼装过程出现的一些问题,减少了现场拼装的工作量.

在运到现场拼装对三维的控制（中心线、起拱、垂直度）也是施工的重点和难点.

2安装方案的选择

2.1针对现场不利条件,在进行大量的现场调研,查阅结构施工图纸,并对原有结构梁板进行复核验算,几经优化采用工厂预制现场拼装土法吊装的施工方案.

2.2总体施工顺序：

施工准备→工厂加工→现场拼装、安装→检测

3主要安装施工技术

施工准备

结合施工现场、工厂及运输的要求来进行构件的分批、分段处理,深化设计完成后,请设计及相关单位人员审核确认.由技术科组织项目部施工技术人员共同审图,明确其中制作安装的重点及难点,对制作高、难度大的节点制定相应的措施,编制了详细的加工工艺计划.根据钢结构施工进度计划,相应制定了材料采购、检验及用工计划,落实大型机械进场计划.针对上述条件并邀请相关专家一起会同技术科对制作、安装人员进行了详细的施工技术交底.

4工厂加工

4.1材料检测

4.1.1对采构进场（厂）的材料按进场清单核对证书、炉批号、数量、规格品质、技术条件、主要标志等是否符合要求,不符合材料标准的严禁使用.

4.1.2材料进厂后进行外观检查和尺寸检查,表面无明显锈蚀、麻坑等缺陷,并对原材料进行抽检,合格的材料做好材质和工程色标,并摆放整齐.

4.2下料、切割

4.2.1根据工程总体部署,现场施工场地及运输条件的限制,连体部分的大梁等只能在工厂内分段制作后运至现场,为确保制作质量能满足结构设计要求,所以构件加工完后在工厂内进行预拼,然后散件运至现场,为了满足运输,将H型钢柱、梁各分成三段进行下料制作.上下翼缘采用坡口熔透焊,焊缝相错≥400mm,腹板采用双层夹板用高强螺栓连接.

4.2.2板材切割采用数控切割机下料,节点板和加劲板用剪板机下料,坡口加工采用半自动数控切割机或刨边机加工.对主梁原则上长度按定尺采购,每段放焊接收缩余量2－5mm.

4.2.3对次梁等杆件,下料时根据工艺实验所得值放焊接收缩余量1mm,下料后必须立即对构件进行检验,当构件不平直时,应进行矫正.对达不到长度要求的应重新下料.检验后,根据图纸对构件或杆件进行编号,以便装配.

5现场的拼装

5.1钢立柱的安装：

5.1.1钢柱吊装前的准备工作：为确保柱的拼装连接点的安装质量和架设的安全,在柱的拼接处设置适当的耳板作为临时固定,耳板的厚度根据现场各因素厚度取10；焊脚尺寸取双面8；连接螺栓上柱和下柱各3个,直径20.

5.1.2钢柱吊装：钢柱的1台吊车.起吊时钢柱的根部要垫实,保证根部在不离地的情况下,通过吊钩的起开,变幅及吊臂的回转,逐步将钢柱扶直,等钢柱停止晃动后再继续提升.为确保吊装平稳,应在钢柱上端系两根白综绳牵引,单根绳长取柱长的1.2倍,

5.1.3钢柱固定：钢柱吊装就位后,通过临时耳板和连接板,用合适的高强度螺栓进行临时固定.固定前要调整钢柱的标高,位移和扭转等参数满足规范要求.

5.1.4钢柱表标高调整：吊装就位后,用大六角高强度螺栓固定连接单板,不夹紧,通过起落塔吊与撬棍调节柱间间隙,量取上柱预先标定的控制线和下柱标示线间距离,符合要求后打入钢橛,点焊限制钢柱下落,考虑到焊缝收缩及压缩变型标示偏差调整在5mm以内.

5.1.5垂直度调整：在钢柱偏斜方向的一侧打入钢锲或近于千斤顶,在保证单吊柱垂直度不超标的前提下,将柱顶轴线偏移控制到零.最后拧紧临时连接板的大六角高强度螺栓至额定扭矩,完成后浇筑C50砼固定.

5.2钢梁的安装

5.2.1钢梁的安装方法

（1）钢梁现场拼装

构件的现场拼装在11－14轴之间的裙房屋面上进行,胎架设置在连梁的下方.胎架由型钢焊制而成.钢梁运输到现场后用50T汽车吊运至支撑胎模架上,精确定位后焊接拼装.

（2）现场焊接：

本工程加劲板互相交接,拼装节点要求高,焊接难度大,焊缝质量是钢廊施工成败的关键.

5.3高强螺栓的连接与校验

高强螺栓连接一般采用扭矩法进行施拧,在施拧之前要进行扭矩终值的计算,并要进行施拧工具的标定.施拧螺栓时一般采取两次（初拧和终拧）,初拧一般可取终拧的50％￣70％,初拧后对每个螺栓进行敲击法试验的检查,然后按照计算的终值进行计算.施拧螺栓的次序应从板束刚度大、缝隙大的地方开始,对大面积节点应由辐射向四周边缘进行,最后拧紧端部螺栓,采用扭矩法进行终拧时,对多层板束应防止欠拧,对层数少的板束应防止超拧,并防止漏拧,施拧螺栓时,不得采用冲击拧紧、间断拧紧.高强螺栓连接完毕后24h以内,就要组织进行扭矩的验收,验收的频率不少于10％,并且每处连接板都要进行检验.

高强螺栓连接后将在吊装后进行的焊缝进行100％的超声波检验,合格后将防腐涂装破坏处进行补喷,补喷标准按照加工时喷涂标准执行.