鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯安裝技術(shù)研究

李 水 冰

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯安裝技術(shù)研究

李 水 冰

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

通過對某工程安裝鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的實例進(jìn)行分析，得到其安裝過程中存在的難點及重點，根據(jù)工程實際經(jīng)驗提出相應(yīng)的制作和安裝措施，為以后類似項目的施工提供一定的實際參考。

鋼結(jié)構(gòu)，螺旋，樓梯，安裝，施工

0 引言

近些年隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，人們對建筑的造型要求也逐年提高。鋼結(jié)構(gòu)作為目前建筑結(jié)構(gòu)中的主要結(jié)構(gòu)形式之一，具有空間小、承載力高、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。常見的鋼結(jié)構(gòu)形式主要有整體鋼結(jié)構(gòu)和局部鋼結(jié)構(gòu)，其中整體鋼結(jié)構(gòu)主要為工業(yè)廠房、大型建材市場等；局部鋼結(jié)構(gòu)主要為鋼結(jié)構(gòu)樓梯、鋼結(jié)構(gòu)屋面等。在局部鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用量中廣泛應(yīng)用的是鋼結(jié)構(gòu)樓梯，由于鋼結(jié)構(gòu)樓梯具有占地面積小、空間占用率低、造型美觀、承載高等優(yōu)點，但鋼結(jié)構(gòu)樓梯中的旋轉(zhuǎn)樓梯在施工過程中存在諸多問題，從而影響其正常發(fā)展和使用。

1 工程實例

某酒店大廳內(nèi)為增加大廳內(nèi)建筑美觀，需在地下2層、地下1層和1層位置安裝螺旋鋼結(jié)構(gòu)樓梯，其中地下2層層高5.7 m，地下1層層高6.25 m，1層層高4.95 m，樓梯剖面圖見圖1。樓梯俯視圖如圓環(huán)狀，其中內(nèi)圓直徑4 590 mm，外圓直徑9 920 mm。建設(shè)方要求在每層樓梯中部設(shè)置休息平臺，因此設(shè)計單位為便于鋼結(jié)構(gòu)樓梯運輸和施工將每層樓梯共分為3段，其中第一段為平臺下部樓梯，第二段為休息平臺，第三段為平臺上部樓梯。

本工程中所使用的梯梁形式為箱型主梁，箱型主梁所使用的鋼板厚度為25 mm。本工程中的難點主要為如何將25 mm厚的鋼板按照設(shè)計要求進(jìn)行卷圓。因此在施工過程中，控制好鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的精度成為施工過程中的重點。

2 螺旋樓梯的制作工藝

2.1 前期準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行施工前施工單位應(yīng)對樓梯安裝的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位并進(jìn)行相關(guān)放樣施工，減小后期施工中的誤差，從而提高鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的制作和安裝精度。

2.2 鋼板切割

在制作鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯時應(yīng)使用數(shù)控技術(shù)對鋼板進(jìn)行裁切，裁切時應(yīng)將裁切誤差、鋼板受熱的膨脹變形、拼裝焊接的誤差進(jìn)行綜合考慮，計算出實際裁切的尺寸，以確保鋼結(jié)構(gòu)樓梯的實際施工尺寸與設(shè)計尺寸相符。

2.3 拼板焊接

為提高鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的整體性和確保鋼結(jié)構(gòu)樓梯的使用功能不受影響，在安裝施工時應(yīng)對所有鋼板進(jìn)行焊接。焊接施工前應(yīng)對焊接位置進(jìn)行相應(yīng)清理，避免焊接位置存在油污、銹等雜物，從而影響鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的焊接質(zhì)量。

由于螺旋樓梯呈圓形，因此要求其梯梁所用的鋼板為螺旋形。對此類鋼板進(jìn)行加工制作時需對鋼板進(jìn)行卷圓施工，卷圓時應(yīng)多次成型，避免一次成型而導(dǎo)致鋼板韌性不足而斷裂或卷圓機(jī)損壞。

鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的梯梁為800 mm×300 mm×25 mm的箱型鋼梁，在對箱型鋼梁進(jìn)行焊接時應(yīng)對四面鋼板進(jìn)行相應(yīng)固定，避免因焊接過程中局部過熱而導(dǎo)致變形，影響箱梁尺寸和外觀質(zhì)量。為便于施工，在預(yù)制廠內(nèi)將每層樓梯分為三段進(jìn)行焊接施工，其中平臺板上下樓梯的踏步與箱梁在預(yù)制廠內(nèi)進(jìn)行焊接施工，焊接完成后運輸至安裝現(xiàn)場再進(jìn)行拼接施工。

2.4 安裝施工

拼接施工時，應(yīng)先安裝最底部梯段，懸空部位用H型鋼進(jìn)行支撐，且底部梯段與地面進(jìn)行有效連接，但無需進(jìn)行固定連接。之后再安裝頂部梯段，頂部梯段頂與樓板有效連接，但可輕微移動，下部同樣適用H型鋼進(jìn)行支撐。最后安裝中部休息平臺，休息平臺使用吊車進(jìn)行起吊，休息平臺兩端分別與上部梯段和下部梯段進(jìn)行固定連接。最后再將上下部梯段與樓板和地面進(jìn)行緊固連接，確保樓梯的穩(wěn)定性和安全性。其余兩層樓梯與上述樓梯施工方法相同，逐層進(jìn)行安裝、固定。

2.5 組裝后校正

在鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯組裝完成之后焊接之前，應(yīng)按照規(guī)范要求和設(shè)計要求對組裝的鋼結(jié)構(gòu)樓梯進(jìn)行校正。校正時可使用加熱校正法，加熱時溫度應(yīng)控制在900 ℃以內(nèi)。加熱校正后通過自然降溫的方法將其冷卻，不得潑水降溫。加熱校正后應(yīng)確保鋼材表面不存在相應(yīng)熱損傷或裂縫等病害。

2.6 焊接時應(yīng)注意的問題

進(jìn)行焊接施工時，所使用的焊機(jī)和焊絲應(yīng)符合規(guī)范要求和設(shè)計要求，焊接前應(yīng)對待焊縫處進(jìn)行清理，避免焊縫處存在油污或雜物等而影響焊接強(qiáng)度和焊接效果。焊接時應(yīng)使用引弧板和收弧板，引出的焊縫長度不應(yīng)小于50 mm，且焊接完成后應(yīng)立即將其切除。焊接時根據(jù)相關(guān)規(guī)范選擇合適的電流和電壓，確保焊接質(zhì)量，避免出現(xiàn)變形等質(zhì)量缺陷。

3 鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯安裝工藝

3.1 預(yù)埋件安裝

安裝鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯前，應(yīng)首先在上下結(jié)構(gòu)板上安裝預(yù)埋件。安裝預(yù)埋件時應(yīng)根據(jù)土建施工進(jìn)度穿插進(jìn)行定位安裝，安裝前通過設(shè)計單位提供的控制點對測量控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核校正，最后根據(jù)測量控制網(wǎng)定位預(yù)埋件的安裝位置。

定位時根據(jù)土建施工中的方格網(wǎng)，使用鋼板制作定位框，將預(yù)埋件焊接在結(jié)構(gòu)板主筋上，澆筑混凝土?xí)r為避免預(yù)埋件位置發(fā)生錯動，應(yīng)及時對預(yù)埋件位置進(jìn)行校正。吊裝鋼結(jié)構(gòu)樓梯前應(yīng)對預(yù)埋件位置進(jìn)行復(fù)測，一切程序無誤后方可進(jìn)行吊裝施工。

3.2 安裝支撐胎架

由于鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯體積和自重均較大，為確保施工安全，吊裝前根據(jù)樓梯各段處的標(biāo)高制作H型鋼支撐胎架，對胎架的基礎(chǔ)進(jìn)行放線定位。胎架就位后安裝鋼結(jié)構(gòu)樓梯，先安裝每結(jié)構(gòu)層的上下部梯段，上部梯段的下端和下部梯段的上端與胎架進(jìn)行點焊，確認(rèn)安裝位置無誤后方可進(jìn)行焊接施工。最后再將休息平臺處的梯段焊接至上下部梯段間，每層鋼結(jié)構(gòu)樓梯安裝方法相同，胎架安裝情況如圖2所示。安裝的胎架周圍應(yīng)安裝帶護(hù)欄型腳手架，以確保施工人員可在腳手架上靈活安全施工。

3.3 安裝樓梯時的細(xì)節(jié)處理

吊裝樓梯前，應(yīng)在樓梯預(yù)安裝位置的地面投影上按1∶1的比例繪制圓環(huán)。吊裝時在梯段內(nèi)側(cè)和外側(cè)上分別吊垂線，當(dāng)垂線與地面投影上的圓形重合后方可進(jìn)行焊接固定。吊垂線時應(yīng)盡可能多的布置垂線以提高安裝精度。當(dāng)某段梯段焊接完成后以此類推對其他梯段進(jìn)行吊裝、固定、焊接。

梯段運輸至施工現(xiàn)場后可能在運輸過程中產(chǎn)生相應(yīng)的變形，在起吊過程中也可能產(chǎn)生撓曲變形，為降低各種因素作用下的累計誤差，在各階段施工中應(yīng)盡可能的減小誤差。如在運輸過程中應(yīng)對各梯段進(jìn)行相應(yīng)的固定，做好相應(yīng)防護(hù)措施；在吊裝施工時應(yīng)使用多臺吊裝設(shè)備同時作業(yè)，加強(qiáng)協(xié)調(diào)吊裝，吊裝時施工人員指揮吊裝人員起吊平穩(wěn)、落吊安全，避免梯段出現(xiàn)較大變形影響下一步安裝施工。吊裝后立即對各梯段的尺寸和變形進(jìn)行量測，若存在超過規(guī)范要求的偏差，應(yīng)使用火焰進(jìn)行相應(yīng)矯正，矯正合格后再進(jìn)行電焊固定。

3.4 加強(qiáng)測量校正

吊裝施工時除應(yīng)使用吊垂線的方法提高安裝精度，還應(yīng)使用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行互相垂直跟蹤矯正，當(dāng)?shù)跹b完成后再進(jìn)行整體測量矯正。

3.5 焊接施工控制

在進(jìn)行焊接施工時，各段梯梁連接處均設(shè)置焊接坡口，且梯梁橫截面較大需焊接的面積較大，焊接時應(yīng)使用全熔透、氣體保護(hù)焊焊接，因此應(yīng)在焊接時搭設(shè)臨時防風(fēng)棚，做好焊接防護(hù)工作。焊接完成后應(yīng)使用金屬超聲波無損檢測儀器對所有焊縫進(jìn)行檢測，確保焊縫內(nèi)無夾渣、孔洞、裂紋等內(nèi)部缺陷，確保鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的安全、正常使用。

3.6 拆除胎架等支撐設(shè)施

焊接完成后，根據(jù)自上而下的拆除原則將胎架等支撐設(shè)施進(jìn)行拆除，拆除時避免使用暴力的方法進(jìn)行拆除，避免樓梯出現(xiàn)較大變形而影響使用和驗收。

3.7 最終復(fù)核檢查

所有安裝工序完成后，應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的尺寸、安裝位置、焊縫表觀質(zhì)量等進(jìn)行復(fù)核檢查，檢查完畢且相應(yīng)偏差及缺陷滿足相應(yīng)規(guī)范要求后方可進(jìn)行下一步裝飾施工，裝飾施工后的實際效果如圖3所示。

4 結(jié)語

隨著樓梯結(jié)構(gòu)形式的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯在商場和其他大型公用建筑中的應(yīng)用量也逐年增加。在鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯施工過程中，如何制作、安裝、控制安裝精度等成為施工中的難點，本文即根據(jù)某工程實例的施工經(jīng)驗對上述問題進(jìn)行分析，指導(dǎo)以后類似項目的施工，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)螺旋樓梯的進(jìn)一步發(fā)展。

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Researchonspiralstaircaseinstallationtechnologyofsteelstructure

LiShuibing

(ShanxiFirstConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

An example of the installation of steel spiral staircase through a project to carry on the analysis, obtained the important and difficult point in the installation process, and puts forward the corresponding measures according to the actual production and installation engineering experience for the future construction of similar projects to provide actual reference.

steel structure, spiral, staircase, installation, construction

2017-10-06

李水冰(1974- )，女,工程師

1009-6825(2017)35-0093-02

TU758.11

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