無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝

盧茂才

摘要：本文介紹了無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、測量和糾偏等安裝施工工藝，供廣大工程技術人員參考。

關鍵詞：無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)；牛腿；測量；糾偏

1前言

無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)是沒有鋼梁僅有鋼柱，以鋼柱替代普通鋼筋砼柱中部分立筋，采用鋼筋與鋼柱牛腿連接形成大梁．然后外包砼的結(jié)構(gòu)形式 該種結(jié)構(gòu)是民用高層鋼結(jié)構(gòu)中一種新型結(jié)構(gòu)形式，它較普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，比核心筒體鋼結(jié)構(gòu)及純鋼結(jié)構(gòu)的造價低。無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)安裝難度大，尤其是測量工藝有其自身特點 本文對吊裝，測量，糾偏等安裝施工工藝進行介紹。

2 無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)施工特點

無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)是綜合普通混凝土結(jié)構(gòu)、核心筒體鋼結(jié)構(gòu)、全鋼結(jié)構(gòu)而發(fā)展起來的民用超高層建筑結(jié)構(gòu)，工程鋼結(jié)構(gòu)安裝中主要有以下幾個難題：

a、安全防護

由于本鋼結(jié)構(gòu)為無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)，在空間上為獨立柱，而獨立柱的間距較大，無法懸掛安全網(wǎng)。

b、質(zhì)量控制

由于無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)柱上牛腿設置不對稱和負載不對稱，鋼柱存在較大的偏重和偏載現(xiàn)象。

c、進度安排

無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)施工有別于其他類型鋼結(jié)構(gòu)的施工，其施工進度與混凝土的施工進度的配合狀況對施工精度、安全及施工難度有很大影響

本文就以上幾個問題，介紹無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工工藝

3 無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

3.1鋼結(jié)構(gòu)安裝施工組織和設備機具配備

鋼結(jié)構(gòu)項目組的構(gòu)成是關系到勞動力配備是否合理、能否順利地實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)安裝的關鍵，為此，建立了以項目經(jīng)理為主體的條線組織機構(gòu)，職責分明，責任到人。 為保證工程順利開展，配備了專門用于鋼結(jié)構(gòu)安裝的吊裝設備和機具。

3.2 鋼柱吊裝

3.2.1鋼柱驗收

編制鋼柱進場計劃，鋼柱進場前對其扭轉(zhuǎn)、長度、焊縫、頂緊面、配料、編號等技術要素進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題應及時在制作廠處理。

3.2.2鋼柱就位及固定

根據(jù)鋼柱的重量及分布范圍，決定選用一臺SK 560塔吊進行吊裝作業(yè)。吊裝前鋼柱上設置的供安裝人員高空作業(yè)使用的爬梯等在地面就先牢固地連接在構(gòu)件上。

鋼柱吊裝時 先利用塔吊將鋼柱吊至安裝位置的上方，用水平尺初步調(diào)整鋼柱的垂直度后，初步固定，再立即使用兩臺互成90。的經(jīng)緯儀跟蹤校正其垂直度，并將上節(jié)柱與下節(jié)柱的接頭連耳處用夾板通過高強螺栓和焊接并用的方式連接起來，然后在鋼柱的對接接頭處焊上薄薄的一層。待相鄰鋼柱吊裝結(jié)束后，用臨時附加鋼梁將鋼柱和鋼柱通過牛腿的技術開孔用螺栓和焊接并用的方式連接起來，通過以上幾個步驟．鋼拄位置變化大大減小，解決了鋼柱缺乏約束、上部處于自由狀態(tài)無法固定的難題。

3.3 焊接

3.3.1鋼柱接頭安裝操作平臺及設備平臺

由于此鋼結(jié)構(gòu)無一般高層鋼結(jié)構(gòu)那樣的施工作業(yè)平面，焊機等施工設備無處放置，當將其放置在混凝土結(jié)構(gòu)層時，給混凝土結(jié)構(gòu)施工帶來了不便，為了保證鋼結(jié)構(gòu)施工的順利進行，我們自行設計了兩個設備平臺及六個安裝操作平臺，作為吊裝，就位焊接等施工用，解決了鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)交叉作業(yè)的矛盾及高空作業(yè)操作方便及安全的難題

3.3.2 焊接工藝

鋼結(jié)構(gòu)柱的材質(zhì)為ASTMA572.50級．相當于國內(nèi)的16Mn ．但加入了Nb和V，其可焊性優(yōu)于16Mn，本鋼結(jié)構(gòu)焊接采用以下工藝：

焊縫形式單V型對接橫位

焊接方法二氧化碳氣體自動保護焊

焊接材料焊絲H08Mn2SiA

焊條J5o7

焊接時采用手工氬弧焊打底．二氧化碳半自動氣體保護焊完成填充和蓋面

3.3.3 鋼柱焊接的防雨棚搭設

a將干燥的鋼柱距焊口以上1m左右用鋼絲輪磨光機除去鋼柱表面鐵銹及雜物，形成一條寬100mm左右的干凈的無銹帶。

b以較薄的塑料沿著這條無銹帶圍成一圈，并留好搭接口。

c用海綿膠帶沿著無銹帶粘于鋼柱上．并使其上半部分粘住塑料，下半部分粘住鋼壓緊、密貼。

d在該海綿膠帶上方沿其膠帶再緊貼一圈同型號的海綿膠帶，并使其接頭與前一條海綿膠帶錯開，并且該海綿膠帶所粘著的鋼柱仍為無銹區(qū) 壓緊、密貼

e在后一圈海綿膠帶與鋼柱密貼處涂一道薄薄的凡士林，在海綿膠帶接口及兩圉海綿帶間涂上一層凡士林。

f在防雨帶以下塑料與鋼柱之間以彩條布搭成一個帶錐度的臨時防雨棚

3.4測量工藝

鋼結(jié)構(gòu)的測量分為焊前測量和焊后測量，以測量內(nèi)容可分為垂直度測量、中心線偏差測量及標高鍘量。

3.4.1垂直度測量

鋼結(jié)構(gòu)安裝形成框架后．在未實現(xiàn)結(jié)構(gòu)最終剛化之前，為了保證鋼結(jié)構(gòu)柱所處位置的正確，必須對其垂直度進行測量 其方法以二臺互成90。的經(jīng)緯儀測量柱頂和柱底的中心線，以使上下二中心線差值控制在規(guī)范要求之內(nèi)，焊前的垂直度測量即為焊前鋼柱校正 鋼柱校正完成后才能進行鋼結(jié)構(gòu)的最后剛化 然后開始鋼結(jié)構(gòu)柱的焊接。

3.4.2鋼柱中心線偏差及扭轉(zhuǎn)量鋼結(jié)構(gòu)的中心線偏差及扭轉(zhuǎn)偏差測量，由于受鋼柱相對位置的影響，必須區(qū)別對待。

3.5 標高測量(補充)

由于鋼結(jié)構(gòu)的偏重及混凝土結(jié)構(gòu)施工中對鋼結(jié)構(gòu)柱造成的偏載，在靜態(tài)上鋼結(jié)構(gòu)柱將處于位置偏差積累狀態(tài)。

因為假設鋼柱處于無框架約束的自由狀態(tài)．混凝土樓層已澆注至基底，基底以下為絕對剛性：綁扎的鋼筋不能施焊。此時：

鋼柱所受偏重及偏載可視為作用于軸心的牛腿自重及自重所產(chǎn)生的力偶矩，鋼筋自重而產(chǎn)生的對鋼柱的軸心壓力及其所產(chǎn)生的力偶矩。運用變形的疊加原理及撓曲理論分析其預偏規(guī)律(計算略)，得Y=17mm

所以，由于鋼柱安裝的偏差和混凝土結(jié)構(gòu)施工造成的偏載，第三節(jié)鋼柱應在相對于預偏17 mm的條件下才能保證混凝土澆至處時不產(chǎn)生中心線偏差的積累。

剛性鋼結(jié)構(gòu)受澆混凝土及混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝的影響較大，為了揭示其變化規(guī)律和對混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝提供鋼結(jié)構(gòu)安裝的混凝±結(jié)構(gòu)配合要求，本工程統(tǒng)計分析了第六、第七、第八、第十節(jié)柱的澆混凝土后鋼柱位置變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)柱位置的偏差較靜態(tài)的理論分析值大，且呈現(xiàn)無明顯規(guī)則變化狀態(tài)。通過仔細分析后提出，為了將澆混凝土的影響轉(zhuǎn)化有利于控制鋼柱位置的偏差，混凝土施工必須滿足以下要求：

（１）鋼結(jié)構(gòu)柱上所附大梁鋼筋綁扎必須在梁模及層面模完成后才能進行。

（２）澆搗時應先完成鋼結(jié)構(gòu)柱的外包混凝土，然后澆搗鋼梁及層面混凝土，鋼結(jié)構(gòu)柱外包混凝土的澆搗盡可能對稱進行或按鋼結(jié)構(gòu)柱要求的澆混凝土方向。

（3）混凝土澆搗時應盡可能避免形成鋼柱拉力的澆混凝土方向。

4結(jié)束語

無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)是一種新型鋼結(jié)構(gòu)，它不但有核心簡體鋼結(jié)構(gòu)及純鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好的特點，而且兼具混凝土結(jié)構(gòu)造價低的優(yōu)點，必然會越來越受到世人的青睞。無鋼梁剛性鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工藝的成熟形成，必將給該類型的鋼結(jié)構(gòu)的蓬勃發(fā)展提供有力的支持，它將在不久帶來的一場建筑市場的結(jié)構(gòu)革命中產(chǎn)生深遠的社會影響并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[2] 張潔．李國強．鋼結(jié)構(gòu)在我國高層建筑中應用的現(xiàn)狀．四川建筑科學研究，1999(2)