某工程超高廊柱安裝精度控制施工技術(shù)

邵寶健 ，王恒 ，鐘鑫 ，鐘濤 ，楊建明

（1.江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司，江蘇宜興214200；2.北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京100089）

1 項(xiàng)目概況

某工程主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土剪力墻+勁性混凝土柱+鋼梁框架+隔震體系。隔震層位于B2層柱頂，隔震范圍為地上主樓范圍。

鋼柱主要由廊柱、框架鋼骨柱、角部剪力墻鋼骨、核心筒鋼骨柱等組成。廊柱共計(jì)40根，南北各6根，東西各14根。框架鋼骨柱共58根。

廊柱-10.100~+27.850m為勁性柱，外包混凝土為圓形，直徑1500mm，27.850~38.850m為φ900mm×35mm純鋼圓管柱。其中，勁性柱內(nèi)鋼骨有2種截面形式，地下部分為十字形鋼骨柱截面為十900mm×300mm×35mm×35mm，地上為圓管鋼骨柱截面為φ1100mm×35mm，變截面位置通過(guò)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)過(guò)渡，如圖1所示。

2 安裝精度控制措施

2.1 廊柱分段劃分

廊柱分段需滿足運(yùn)輸長(zhǎng)度不超過(guò)17m，重量不超過(guò)塔吊額定起重量。地下部分共一節(jié)柱，長(zhǎng)10.3m,質(zhì)量為12.5t。廊柱-0.200~27.850m柱間無(wú)樓層梁與其連接，此段鋼柱總長(zhǎng)28.95m質(zhì)量達(dá)到32.8t，此范圍內(nèi)按照塔吊起重能力分2段。27.850~38.850m純鋼圓管柱分一節(jié)長(zhǎng)度8.3m，質(zhì)量9.35t。

按照現(xiàn)有塔吊分析，廊柱分4段吊裝均滿足要求。另有20根廊柱距離塔吊較近能夠整根吊裝，此部分鋼柱采用將分段2和分段3地面拼裝后整體吊裝的方式進(jìn)行安裝。

圖1 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)

2.2 安裝方案選擇

為了滿足安裝精度要求，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)吊裝分段，在塔吊起重能力滿足的情況下優(yōu)先采用地面拼裝后整體吊裝的方式進(jìn)行安裝。廊柱吊運(yùn)過(guò)程需緩慢進(jìn)行，并用溜繩調(diào)整鋼柱位置，以便鋼柱可準(zhǔn)確與下部鋼柱對(duì)接。廊柱臨時(shí)對(duì)接完成后，拉設(shè)纜風(fēng)繩進(jìn)行臨時(shí)固定，并用全站儀及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括焊前測(cè)量及焊后測(cè)量，保證鋼柱垂直度在誤差允許范圍內(nèi)。嚴(yán)格控制安裝順序，當(dāng)主樓安裝至F3M層鋼梁時(shí)開(kāi)始進(jìn)行廊柱吊裝，吊裝完廊柱后隨即安裝對(duì)應(yīng)鋼梁形成穩(wěn)定體系，從側(cè)開(kāi)始順序安裝[1]。

2.2.1 超高廊柱分段吊裝流程

地上一節(jié)廊柱安裝前，首先將爬梯和操作平臺(tái)綁扎固定。廊柱吊裝時(shí)，采用溜繩調(diào)整鋼柱位置，使其與下部鋼柱準(zhǔn)確對(duì)接后，用臨時(shí)連接板固定，并拉設(shè)纜風(fēng)繩，保證鋼柱的穩(wěn)定，并用全站儀進(jìn)行測(cè)量，確保鋼柱安裝精度，然后進(jìn)行焊接。第一節(jié)廊柱焊接完成后，安裝第二節(jié)柱首先將爬梯和操作平臺(tái)綁扎固定。吊裝時(shí)，連接板臨時(shí)固定，此時(shí)塔吊不松鉤，對(duì)鋼柱進(jìn)行焊接，約完成整個(gè)對(duì)接縫的1/3后，工人通過(guò)爬梯上至柱頂操作平臺(tái)松鉤，保證二節(jié)鋼柱的穩(wěn)固，此過(guò)程中下節(jié)柱纜風(fēng)繩不能撤除。二節(jié)廊柱安裝焊接完成后，隨即安裝廊柱間連梁，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)，安裝序廳折梁處的臨時(shí)支撐（見(jiàn)圖2）。

圖2 超高廊柱分段吊裝流程

2.2.2 超高廊柱地面拼裝后整體吊裝

地面拼裝場(chǎng)地就近設(shè)置，場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行硬化處理，采用剛性胎架進(jìn)行鋼柱定位支撐。鋼柱現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成后需進(jìn)行驗(yàn)收，合格后進(jìn)行吊裝，安完鋼柱后隨即安裝對(duì)應(yīng)鋼梁形成穩(wěn)定體系。先將爬梯和操作平臺(tái)綁扎固定。廊柱吊裝時(shí)，采用溜繩調(diào)整鋼柱位置，使其與下部鋼柱準(zhǔn)確對(duì)接，后用臨時(shí)連接板固定，并拉設(shè)纜風(fēng)繩，保證鋼柱的穩(wěn)定，并用全站儀進(jìn)行測(cè)量，確保鋼柱安裝精度，然后進(jìn)行焊接。

2.3 焊接變形控制

焊接變形控制是一個(gè)綜合控制過(guò)程，與整個(gè)結(jié)構(gòu)安裝順序、測(cè)量控制、焊接工藝措施都緊密相關(guān)。

2.3.1 選擇合適的焊接方法

盡量采用CO2氣體保護(hù)焊，由于其能量密度相對(duì)較高，焊接變形也相應(yīng)小一些。

2.3.2 控制焊接順序

焊接過(guò)程中要始終進(jìn)行結(jié)構(gòu)標(biāo)高、水平度、垂直度的監(jiān)控：（1）施工過(guò)程根據(jù)要求增加拘束板進(jìn)行剛性固定，控制焊接變形；（2）焊接節(jié)點(diǎn)采取分段、對(duì)稱的焊接方法，先焊接對(duì)構(gòu)件整體變形影響較小的焊縫；（3）焊縫采取窄道、薄層、多道的焊接方法；（4）為保證鋼柱的精度，采用先內(nèi)后外，先柱后梁，先焊收縮量大的再焊收縮量小的焊接方法，待鋼柱完成焊接后，再進(jìn)行梁的焊接，為保證焊接后結(jié)構(gòu)的整體精度，從結(jié)構(gòu)面的中部開(kāi)始梁的焊接，盡可能減少焊接應(yīng)力。

廊柱現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊縫采用2～3名焊工分區(qū)同時(shí)對(duì)稱等速焊接（見(jiàn)圖3），減小焊接結(jié)構(gòu)因不對(duì)稱焊接而發(fā)生的變形。

圖3 廊柱對(duì)接焊縫焊接順序

3 單根鋼柱受力分析

對(duì)單根鋼柱進(jìn)行受力分析，在10年一遇風(fēng)荷載作用下，鋼柱最大變形為10mm，最大桿件應(yīng)力8MPa＜290MPa，支撐鋼管立柱穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

為了滿足安裝精度要求，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)吊裝分段從而減少多次對(duì)接對(duì)鋼柱精度造成影響。采用合理的安裝順序，減少誤差累積，安裝完鋼柱后隨即安裝鋼梁形成穩(wěn)定體系避免構(gòu)件安裝完成后變形。選擇合理的焊接順序、嚴(yán)格進(jìn)行測(cè)量控制，能有有效保證超高鋼柱的安裝精度。