大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)探討

姜開麗+陳娜

摘 要：大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)是大型施工建設(shè)工程中必不可少的部分，本文以大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)為題展開論述，首先對(duì)大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)涵以及大型懸挑剛結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，然后從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測(cè)量、吊裝設(shè)備以及環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用等方面對(duì)大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

1 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

在鋼結(jié)構(gòu)工程的施工前，需要對(duì)吊裝構(gòu)件與吊裝方式開展專家會(huì)審，從而判斷吊裝方案是否可行，尤其是對(duì)于大型構(gòu)件的吊裝，確定可行的吊裝方案后，才能解決施工過程中可能出現(xiàn)的吊裝難題，而鋼結(jié)構(gòu)工程中懸挑大梁的施工更是如此，以下為相應(yīng)解決方案。

1、懸挑分段

懸挑構(gòu)件長(zhǎng)度為30.361～42.463m，所有構(gòu)件分兩段在工廠制作，每段長(zhǎng)度為21m，質(zhì)量為8t，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行拼裝，兩段之問采用栓焊連接。

2、吊車選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜狀況，吊車不能進(jìn)入內(nèi)部，外部有高架平臺(tái)，鋼結(jié)構(gòu)分布面積又大，若采用塔吊，覆蓋面積和吊裝能力均達(dá)不到要求。在外部高架平臺(tái)外側(cè)采用汽車吊或履帶吊直接吊裝，距離遠(yuǎn)、回轉(zhuǎn)半徑大，需要300t以上吊車才能滿足要求，并且受大樓梯影響，外圍不能通行。綜合以上因素，決定將外圍高架平臺(tái)進(jìn)行加固，讓兩臺(tái)100t履帶吊行走在高架平臺(tái)上對(duì)所有鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。如此，不僅道路比較暢通，而且吊裝的半徑和高度有所降低。

3、懸挑梁安裝方法選擇

懸挑長(zhǎng)、重且高。懸挑梁尾部通過栓焊與斜柱進(jìn)行連接，中間為鋼管支撐，支撐管上下均為銷軸連接。若先安裝支撐鋼管，鋼管臨時(shí)就位難度大，并且在安裝大梁時(shí)需要在支撐點(diǎn)高空搭設(shè)操作平臺(tái)，難度較大。若大梁分兩段在高空進(jìn)行拼裝，需要搭設(shè)臨時(shí)支撐架對(duì)大梁支撐，焊接完畢后拆除胎架，此種方法需要大量的胎架，并且大梁端部的標(biāo)高難以控制，因?yàn)椴鸪ゼ芎螅瑧姨舳瞬勘厝幌聯(lián)?，此值需要事先確定但難以控制。經(jīng)綜合考慮決定在地面首先將兩段拼裝焊接成一整榀鋼梁，然后與支撐的鋼管一并連接在一起，調(diào)整好角度后進(jìn)行吊裝。吊裝后尾部與鋼柱進(jìn)行連接，支撐管與鋼梁通過銷軸及時(shí)進(jìn)行連接，整榀大梁以及鋼管即安裝完畢并形成一穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在安裝鋼管上下的穿心板時(shí)注意將上部的穿心板焊接牢固，下部的穿心板臨時(shí)連接在鋼管上（可以上下調(diào)節(jié)），待安裝就位后通過測(cè)量大梁端部的高度對(duì)穿心板伸出長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整以保證大梁端部標(biāo)高，確保就位精度。

4、鋼結(jié)構(gòu)安裝順序

采用2臺(tái)吊車在東西看臺(tái)同時(shí)施工，并且從南向北依次進(jìn)行安裝，安裝完主懸挑大梁后及時(shí)連接之間的次梁，確保構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。各個(gè)結(jié)構(gòu)安裝要點(diǎn)如下：

（1）桁架主構(gòu)件安裝

懸挑結(jié)構(gòu)安裝前，主體結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度及已完構(gòu)件的安裝質(zhì)量和承載能力應(yīng)滿足懸挑構(gòu)件的安裝條件。要確保鋼支撐搭設(shè)完畢，并復(fù)驗(yàn)各節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量，以及軸線和標(biāo)高是否正確，確保已完成安裝的結(jié)構(gòu)尺寸可與懸挑結(jié)構(gòu)尺寸閉合。

本工程懸挑結(jié)構(gòu)在6層以上，懸挑構(gòu)件安裝前，要完成5層箱型梁、主梁及水平支撐的安裝，校正后，擰緊螺栓（但不焊接）。此工程中懸挑桁架結(jié)構(gòu)分3跨進(jìn)行遞進(jìn)安裝，為保證質(zhì)量在安裝過程中梁上柱垂直于箱型梁，鋼柱安裝就位后要校正軸線柱，然后安裝主梁。

主桁架體系形成后，要復(fù)核水平軸線和標(biāo)高，然后進(jìn)行預(yù)期回調(diào)?；卣{(diào)過程中要隨時(shí)觀察構(gòu)件的變形情況，經(jīng)確認(rèn)變形在預(yù)期范圍內(nèi)之后才可進(jìn)行桁架的焊接工作。

（2）桁架次構(gòu)件安裝

桁架主構(gòu)件焊接驗(yàn)收合格后，進(jìn)行桁架次構(gòu)件、五層箱型梁根部的三角加勁及上部構(gòu)件的安裝和焊接工作，上部構(gòu)件的安裝依然遵循從下至上、從里至外的遞進(jìn)式安裝方式。安裝過程中要隨時(shí)觀測(cè)構(gòu)件變形情況，利用全站儀控制好各構(gòu)件的安裝精度，變形經(jīng)復(fù)核無誤后，才可繼續(xù)進(jìn)行上部構(gòu)件的安裝。

（3）鋼結(jié)構(gòu)支撐體系卸載

所謂卸載是指將鋼結(jié)構(gòu)從支撐體系受力狀態(tài)下轉(zhuǎn)換到鋼結(jié)構(gòu)自由受力狀態(tài)的過程。卸載過程中，桿件的內(nèi)應(yīng)力隨時(shí)變化，所以在選擇卸載工況時(shí)，必須保證將桿件內(nèi)應(yīng)力控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，且盡量保證每一個(gè)卸載點(diǎn)同步卸載。針對(duì)工程安裝順序，卸載分兩次進(jìn)行，每個(gè)千斤頂作為一個(gè)卸載點(diǎn)。根據(jù)支撐架的布置，共設(shè)置8個(gè)千斤頂，每榀桁架下部設(shè)置2個(gè)。

5、鋼結(jié)構(gòu)焊接

本工程大懸挑鋼結(jié)構(gòu)總量大，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，懸挑桁架均采用斜交斜放，易出現(xiàn)累計(jì)偏差，且構(gòu)件大部分要求高空散裝焊接，焊接難度大。針對(duì)工程特點(diǎn)及鋼材材質(zhì)、焊接位置、坡口形式等，選定合適的焊接材料、焊接參數(shù)，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接試驗(yàn)。但要控制好焊接質(zhì)量，還要做好現(xiàn)場(chǎng)管理，讓焊接人員嚴(yán)格遵照焊接工藝流程和相關(guān)焊接規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)要求施焊，保證該打磨的一定要打磨干凈，該預(yù)熱的一定要預(yù)熱，控制好層間溫度，做好焊后保溫，控制好焊接過程中各環(huán)節(jié)質(zhì)量，從而保證整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接質(zhì)量。

2 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

1、根據(jù)設(shè)計(jì)圖，在拼裝工作臺(tái)上測(cè)定出待拼裝鋼結(jié)構(gòu)在拼裝狀態(tài)下的水平投影，主要包括：軸線、外廓線、節(jié)點(diǎn)大樣及待拼裝體的平面撓度。安裝測(cè)量主要采用常規(guī)測(cè)量?jī)x器，以極坐標(biāo)、直角坐標(biāo)及距離交會(huì)等常規(guī)測(cè)量方法進(jìn)行。在用鋼尺量距時(shí)要采用標(biāo)準(zhǔn)拉力、進(jìn)行尺長(zhǎng)修正。待拼裝體的平整度、高度及豎向撓度采用水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行控制。安裝測(cè)量的精度要求很高，尤其是縱向長(zhǎng)度和與原結(jié)構(gòu)連接處的細(xì)部節(jié)點(diǎn)。對(duì)于關(guān)鍵部位，要求任意點(diǎn)的點(diǎn)位測(cè)量誤差不大于±0.5mm；其余部位，要求任意點(diǎn)的點(diǎn)位測(cè)量誤差不大于±1.0mm。為保證測(cè)量精度，對(duì)于關(guān)鍵部位要采用規(guī)化法進(jìn)行測(cè)設(shè)；為提高劃線精度，采用鋼針劃線，劃線寬度小于0.1mm。拼裝結(jié)束后，對(duì)拼裝體的幾何尺寸進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)量，為最終安裝提供依據(jù)。

2、安全平網(wǎng)沿建筑物外側(cè)3.0m處搭設(shè)，距梁上皮2.0m處在安裝部位的下節(jié)柱挑出，隨安裝層次設(shè)置平網(wǎng)一層。隨吊裝層支搭大孔網(wǎng)，當(dāng)層高小于4m時(shí)，安全網(wǎng)隔層設(shè)置。

立網(wǎng)掛于正在澆筑樓面混凝土的層次于建筑物的四周封滿，為一節(jié)柱長(zhǎng)小網(wǎng)眼，隨施工逐層上升，當(dāng)影響外墻板安裝時(shí)，拆除此部分。在三角撐橫向梁的上翼緣焊接兩根腳手管，將安全帶綁在腳手管上，以保證施工人員的安全。

3、為保證結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量，施工前采用鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)軟件將懸臂安裝所需的各項(xiàng)臨時(shí)穩(wěn)固措施和定位校正措施納入懸臂深化設(shè)計(jì)模型。采用有限元分析軟件模擬施工各步驟，模擬各階段的力學(xué)計(jì)算，以及最不利工況條件下各階段結(jié)構(gòu)的變形和受力特征，確定出臨時(shí)支撐措施的工作性能，從而判定安裝步驟分區(qū)、分跨、階段延伸安裝的安全性、可靠性，用以指導(dǎo)施工，以確保整個(gè)工程質(zhì)量的安全可靠。

3 結(jié)束語

總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑設(shè)計(jì)正日益向綜合型多用途發(fā)展，為滿足各類高層建筑的功能要求和城市美觀的要求，高層建筑結(jié)構(gòu)體型也進(jìn)一步復(fù)雜化，其特點(diǎn)是向著高度更高、體型更復(fù)雜、功能綜合性更強(qiáng)的方向發(fā)展。建筑多功能的使用要求引起了結(jié)構(gòu)體型和結(jié)構(gòu)形式的多樣化，如帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、豎向收進(jìn)和懸挑結(jié)構(gòu)、帶加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)、平而不規(guī)則結(jié)構(gòu)等，這幾種結(jié)構(gòu)形式的組合就是近年來使用比較多的幾種結(jié)構(gòu)形式。這些新穎的建筑結(jié)構(gòu)形式給人耳口一新的視覺沖擊感的同時(shí)也給建筑結(jié)構(gòu)施工制造了很多難題。

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