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高層建筑鋼結構安裝探討

發布時間：2014-12-23

　　摘要：高層建筑鋼結構安裝具有構件型號、數量多，尺寸、重量大，高空作業，連接量大而復雜，安裝精度要求高，質量要求嚴等特點。其安裝主要包括框架柱、主梁、次梁及剪力板（支撐）等的吊裝，本文以工程為例，從機械設備、梁柱安裝、測量控制三方面分析了高層建筑鋼結構安裝技術。
　　關鍵詞：高層建筑；鋼結構安裝；測量
　　一、工程概述
　　本工程建筑高度為249.77米，地下3層，地上68層，總用鋼量約1.7萬噸，單個鋼構件最大重量為18t。鋼構件類型：圓管柱φ1300x40～φ800x20，十字勁性柱700x350x30x30，H型勁性柱500x300x20x30～600x350x30x30，H型最大截面為1400x400x20x35；高強螺栓：TS10.9M22、M24；壓型鋼板：YJ66-720；栓釘：M19x80。構件數量：塔樓外框柱每節16件、核心筒勁性鋼柱每節22件、標準層鋼梁約120件、預埋件每層平均約20件，裙房鋼柱每節29件。鋼材材質：豎向構件材質均為Q345GJ-B，水平構件材質均為Q345B。現場焊縫：坡口全熔透焊縫均為為一級，貼角焊縫為三級。
　　二、安裝程序
　　高層鋼結構安裝，多采用綜合吊裝法，一般安裝程序是：平面內從中間的一個節間開始，以一個節間的柱網（框架）為一個吊裝單元，先吊裝柱，后吊裝梁，然后往四周擴展，垂直方向由下向上組成穩定結構后，分層安裝次要構件，一節間一節間鋼框架，一層樓一層樓安裝完成，以利于消除安裝誤差累積和焊接變形，使誤差減低到最小限度。本工程采用綜合吊裝法進行鋼結構安裝。
　　三、高層建筑鋼結構安裝施工要點
　　（一）選擇鋼結構安裝的機械設備
　　在鋼柱安裝過程中應根據現場的實際情況選擇合理的吊裝機械設備，這是鋼結構的安裝中最為重要的一項工作。當前，鋼結構高空吊裝的主要設備就是塔式起重機，對于低空吊裝可以使用履帶起重機來完成。目前，在鋼結構安裝的機械設備中比較常用的就是液壓集群千斤頂，它傳動力量大，容易傳遞與配置，從而被廣泛使用。
　　塔吊是超高層鋼結構工程施工的核心設備，其選擇與布置要根據建筑物的布置、現場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。我們根據地本工程的地理位置、結構形狀及大量的特殊構件（如重47.5t的大型“A”字斜柱和37t/節的箱形柱等）選擇二臺澳大利亞產M440D大型內爬式塔吊并將其布置在核心墻#1和#5井道內，不僅滿足了所有構件的垂直運輸，而且為大量超重、超高及偏心構件的雙機抬吊創造了條件。
　　施工中我們一改傳統的塔吊互吊的爬升方案，采用了一套“卷揚機+扁擔”輔助系統較好地解決了二部塔吊的爬升難題，大大提高了塔吊的使用效率，加快了提升速度，為工期提前起了決定性作用；而大型內爬塔吊的拆除是一項技術復雜、施工難度大的工作，我們采用了“以大化小、化整為零”的方法，較好地解決了在國內視為難題的大型內爬塔吊的拆除難題。
　　（二）鋼柱安裝
　　1、首層鋼柱吊裝
　　起吊前，在鋼柱柱腳板位置墊好木板，以免鋼柱在起吊過程中將柱腳板損壞。鋼柱起吊時，吊車應邊起鉤，邊轉臂，使鋼柱垂直離地。
　　當鋼柱吊至距其就位位置上方200mm時，使其穩定，對準螺栓孔，緩慢下落，下落過程中避免磕碰地腳螺栓絲扣。落實后專用角尺檢查，調整鋼柱使鋼柱的定位線與基礎定位軸線重合。調整時需三人操作，一人移動鋼柱，一人協助穩定，另一人進行檢測。就位誤差確保在3mm以內。鋼柱標高調整時，先在柱身標定標高基準點，然后以水準儀測定其差值，旋動調整螺母以調整柱頂標高。鋼柱垂直度校正采用水平尺對鋼柱垂直度進行初步調整。然后用兩臺經緯儀從柱的兩個側面同時觀測，依靠千斤頂或纜風繩進行調整。調整完畢后，將鋼柱柱腳螺栓擰緊固定。安裝臨時連接的工裝梁。搭設與上層鋼柱對接焊的操作平臺。操作平臺可以預先搭設，待工裝秒梁安裝完畢后，用塔吊吊裝。灌注無收縮細石砼時，一邊灌入，一邊攪動，防止產生氣泡。
　　2、首層以上的鋼柱吊裝
　　鋼柱在吊裝前應在柱頭位置劃出鋼柱柱頂安裝中心標記線，以便上層鋼柱安裝的就位使用。如果鋼柱為變截面對接，應劃出上層鋼柱在本層鋼柱上的就位線。同時將臨時連接板綁在鋼柱上，與鋼柱同時起吊。鋼柱起吊方法同首層鋼柱。鋼柱就位采用臨時連接板。當鋼柱就位后，對齊安裝定位線，將連接板用B級普通螺栓（充當臨時螺栓）固定。當鋼柱需要調整時，采用千斤頂或纜風繩。調整前在下層鋼柱上的相應位置焊接千斤頂支座，在上層鋼柱相應位置上焊接耳板。用兩臺經緯儀在成直角的兩個方向觀測，通過千斤頂調節鋼柱的偏差。
　　（三）鋼梁和剪力扳安裝
　　1、吊裝前對梁的型號、長度、截面尺寸和牛腿位置、標高進行檢查。裝上安全扶手和扶手繩（就位后掛在。端柱。），在鋼梁上翼緣處適當位置開孔作為吊點。
　　2、吊裝用塔式起重機進行，主梁一次吊一根，兩點綁扎起吊。次梁和小梁可采用多頭吊索一次吊裝數根，以充分發揮吊車的起重能力。
　　3、當一節鋼框架吊裝完畢，即需對已吊裝的往梁進行誤差檢查和校正，對于控制柱網的基準往用線墜或激光儀觀測，其它往根據基準住用鋼卷尺量測。
　　4、梁校正完畢，用高強螺栓臨時固定，再進行柱校正，緊團連接高強螺栓，焊接柱節點和梁節點，進行超聲波檢驗。
　　5、墻剪力板的吊裝在梁、柱校正固定后進行，板整體組裝校正檢驗尺寸后，從側面吊入，就位找止后用螺栓固定。
　　（四）測量技術
　　工程測量的基本目標是使用合理的測量儀器，分散布置周密的測量工程的位置以及基準網，選擇正確的測量方法與數值傳遞路線。對于高層建筑工程而言，其結構高，測量起來有很大的難度，因此，需要采用先進的的方法對其進行測量。
　　本工程安裝采用“先標高，后位移，最后垂偏”的無纜風校正法進行鋼結構安裝校正工作結構安裝過程中，通過標高調校、位移調整、水平度校正和垂直度跟蹤觀測來進行安裝的測量控制。
　　1、鋼柱標高調校
　　鋼柱吊裝就位后，用大六角高強度螺栓通過連接板固定上下耳板，通過起落吊鉤并用撬棍調整柱間間隙或通過加焊鋼楔子結合千斤頂調整鋼柱柱間間隙，通過上下柱標高控制線之間的距離與設計標高數值進行對比，符合要求后打入鋼楔，點焊并緊固連接螺栓限制鋼柱下落，并考慮其焊接收縮量和壓縮量，將其標高偏差調整至3mm內。
　　2、位移調整
　　鋼柱對接時鋼柱的中心線應盡量對齊，錯邊量應位移調整鋼柱對接時鋼柱的中心線應盡量對齊，錯邊量應符合要求。應盡量做到上下柱十字線重合，如有偏差，應在柱%柱的連接耳板的不同側面夾入墊板，擰緊大六角高強度螺栓，鋼柱的位移偏差每次調整量在3mm以內，若偏差過大可分2-3次調整。
　　注意每節鋼柱的定位軸線不允許使用下面一節鋼柱子的定位軸線，必須從地面控制線或階段傳遞層控制線引到高處，以保證每節鋼柱安裝正確無誤，以免產生過大的累積誤差。
　　3、垂直度校正
　　鋼柱校正采用無纜風校正法，在鋼柱的偏斜一側打入鋼楔或用頂升千斤頂支頂。垂直度測量采用2臺經緯儀（配合彎管目鏡）在鋼柱的兩個互相垂直的方向同時進行跟蹤觀測控制。對由安裝誤差、焊接變形、日照溫度、鋼結構彈性等因素引起的誤差值，通過總結積累的經驗預留出垂偏值。在保證單節鋼柱垂直度不超過規定的前提下，注意留出焊縫收縮對垂直度的影響，采用合理的焊接順序以減小焊接收縮對鋼柱垂直度的影響。
　　4、鋼柱的垂直度調整
　　鋼梁安裝過程中對鋼柱垂直度的影響，可采用千斤頂和手拉葫蘆進行調整。
　　5、鋼梁的水平度校正
　　同一根梁兩端的水平度，允許偏差（L/1000）+3mm（L為梁長），且不大于10mm。鋼梁水平度超標的主要原因是連接板位置或螺孔位置有誤差，可采取更換連接板或塞焊孔重新制孔進行處理。
　　結束語
　　本文對高層建筑鋼結構在實際安裝過程中的關鍵技術進行分析研究，并提出了相應的技術以及質量控制辦法。另外，在鋼結構安裝過程中，測量是非常重要的一道工序，測量精密度的好壞會直接的影響了工程的質量，所以在實際工作中應嚴格測量工程質量，以保證其安全性。
　　參考文獻：
　　[1]王浩.高層建筑鋼結構安裝關鍵技術研究[J].中國建筑金屬結構，2013年10期.
　　[2]方敏勇，曹玉林，袁自立，屈繩偉.復雜異形蜂窩狀高層鋼結構施工關鍵技術[C].第四屆全國鋼結構工程技術交流會，2012.

上一條鋼結構安裝要點概論
下一條鋼結構工程安裝施工的幾個要點探析

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