高层钢结构建筑吊装技术应用

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  中图分类号:TU391文献标识码: A 文章编号:
  
  钢结构高层建筑施工逐渐增多,钢结构施工技术要求也随之提高,钢结构吊装是结构安装的基础,直接影响建筑工程的施工质量和安全,所以,对钢结构吊装质量要高度重视。
  1施工准备
  砼浇筑后,在底板上弹出轴线,如发现预埋地脚螺栓有超过允许的偏移,按1:6坡度调直螺栓,再将设计要求的柱底标高弹在柱子钢筋上,以此作为无收缩混凝土标高。
  2对钢柱基础与地脚螺栓进行检查验收
  2.1钢柱基础验收:
  钢构件吊装前,对柱脚螺栓进行验收,合格后办理交接验收手续。
  2.2基础主轴线复验:
  根据业主提供的基准控制点,复验纵横主轴线,然后以主轴线为基准测验其它轴线,将测出的钢柱中心十字线刻印在基础预埋板上。
  2.3地脚螺栓位置的复验:
  2.3.1钢柱吊装前,应对地脚螺栓的位置、标高逐个进行复验测,并绘制地脚螺栓中心偏移实测图。
  2.3.2钢柱吊装前,除了复测地脚螺栓的标高和位移外,逐个按柱脚板与预埋钢板接触的最大尺寸选测四个点的标高和水平度,并绘制柱脚基础预埋板标高与水平度实测图。
  2.3.3对于个别偏差较大的提前通知制作工厂将相应钢柱底层尺寸做微调,以保证楼成标高一致。
  对支承面、地脚螺栓(锚栓)位置的允许偏差(mm)进行验收。
  2.3.4对构件进行进场验收:
  进场构件应按现场吊装施工区段的安装顺序,分批配套进场,先安装的先进场,每批进场构件的编号及数量,提前3天通知生产厂家。构件进场时组织人员进行验收,如发现缺少或损坏,质量不合格者,应在发运清单上注明,双方经办人在交接清单上签字认可,并将验收情况通知生产厂家和安装现场施工负责人。
  3钢柱的吊装
  根据现场实际情况,吊装从某侧开始,具体分区设计详细吊装分区图,做吊装方案。
  3.1吊装顺序
  钢柱吊装(先调整标高、再调整位移,最后调整钢柱的垂直偏差)→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架梁→上层框架梁→测量校正→螺栓初拧→下层次、小梁→螺栓初拧→下层压型钢板成叠堆放→中层次、小梁→中层压型钢板成叠堆放→上层次、小梁→上层压型板成叠堆放→测量校正→高强螺栓终拧→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接→上层边沿、洞口封板→下、中层压型钢板散鋪与栓钉焊接→下、中层边沿、洞口封板→下、中、上层钢梯、平台吊装、楼盖钢筋混凝土楼板施工。
  3.2地面准备工作:
  3.2.1试装地脚螺栓无障碍;
  3.2.2调整地脚螺栓上的下螺母在同一标高位置上,并放好调整垫板;
  3.2.3将摩擦面、柱身、连接半面上的油污、泥砂等清理干净;
  3.2.4第一节柱(底层)柱起吊前,首先核对钢柱代号,应与基础编号相符。钢柱外形尺寸及螺孔位置与基础地脚螺栓相符合。同时弹出钢柱上下两端的安装中心线、三个侧面上和柱下端标号线,用白色或红色油漆标出中心标记,以便测量校正用。在构件弹线的同时,应按照施工图,核对构件上的编号标记,如不齐全、不明显的,应加以补编,不易判别方向的应在构件上加以标明,以免装错;
  3.2.5将吊索具、防附器、缆风绳、爬梯、溜绳等,固定在钢柱上的相应位置上,固定要牢靠;
  3.2.6准备好柱脚螺母的扳手(规格根据螺栓的大小确定)及加力杆、柱脚板下的调整垫铁。
  3.3一个节间的钢柱起吊、就位、临时固定与校正
  3.3.1吊点选择及起吊方式
  (1)吊点的选择:
  利用专用吊具与柱身上端安装耳板连接作为四吊点。
  (2)钢柱的起吊方式通过吊索具,与塔吊吊钩连接,起吊时采用单机回转法起吊。起吊前,钢柱应横放在垫木上,柱脚板位置垫好木板或木方,起吊时,不得使柱的底端在地面上有拖拉现象。钢柱起吊时必须边起钩、边转臂使钢柱垂直离地。
  3.3.2临时固定和测量校正
  (1)临时固定:当钢柱吊到就位上方200mm时,停机稳定,对准螺栓孔和十字线后,缓慢下落,下落中应避免磕碰地脚螺栓丝扣,当柱脚板刚与基础接触后应停止下落,检查钢柱四边中心线与基础十字轴线的对准情况(四边要兼顾),如有不符,立即进行调整。(调整时,需三人操作,一人移动钢柱,一人协助稳固,另一人进行检测)经调整,钢柱的就位偏差在3mm以内后,再下落钢柱,使之落实。收紧四个方向的缆风绳,拧紧临时连接板的螺栓或地脚螺栓的锁紧螺母。如受环境条件限制,不能拉设缆风绳时,可采用在相应方向上以硬支撑的方式进行临时固定和校正。
  (2)测量校正钢柱测量校正方法为:先调整标高,再调整位移,最后调整垂直度。
  ①柱标高调整:
  底层柱子安装前,先在柱身上标定标高基准点,然后以水准仪测定其偏差值。利用在柱脚底板下设置的调整螺母来调整柱的标高和垂直偏差。钢柱吊装前可通过水准仪先将调整螺母上表面的标高调整到与柱底板标高齐平。放上柱子后,利用底板下的螺母控制柱子的标高,柱子底板下预留的空隙与钢管混凝土同时浇灌密实。
  安装完底层钢柱后,应对柱顶做一次标高的实测,根据实测标高的偏差来确定调整与否,最好调整到偏差为0值。以保证上部结构的精度,将柱脚变形差留在柱子底板与混凝土基础的间隙间。
  ②位移的调整
  任何一节钢柱的校正均以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准,安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可,控制节点间时需注意四周外表面的相对平整,偏差不得集中一侧,以保证焊接后垂直面能较平滑地过渡。
  下正位移时,要注意钢柱的扭转,钢柱扭转对框架梁的安装很不利。
  上下两节柱产生位移扭转时,可在下节柱的耳板连接处加减垫片来调整,因上节钢柱就位后,已将夹板上节的螺栓拧紧,夹板下节处于自由状态。
  柱底位移值的控制:下节柱施焊后投点于柱顶,测得柱顶位移值,要根据柱子垂直度和考虑下节柱底的位移值,既减小垂直偏差,又减小柱连接处错位。
  ③钢柱垂直度校正
  底层钢柱的调整:
  钢柱安装时,应使柱子侧面的中心线与基础轴线(或与下面一节柱中线)重合,校正时,将检定过的两台经纬仪分别置于相互垂直得轴线控制线上(借用1m线),精确对中整平后,后视前方的同一轴线控制线,并固定照准,然后纵转望远镜,照准钢柱头上的标尺并读数。与设计控制值相比后,判断校正方向并指挥吊装人员对钢柱进行校正,直到两个正交方向上均校正到正确位置后,拧紧柱子的地脚步螺栓和收紧缆风绳。在焊接时,随时监测并在焊接完毕后再测出钢柱的偏移位移和偏差值。
  用缆风绳或支撑校正柱子时,必须是缆风绳或支撑松开后,柱子保持垂直才算校正完毕。钢柱的垂直偏差也可以采用控制柱底位移来调整。如果柱子垂直偏差过大,个别情况下,可以利用调整柱底中心线的就位偏差来调整柱子的垂直精度。
  校正时应先校正偏差大的,后校偏差小的。如两个方向偏差相近,则先校正小面,后校正大面。
  3.4主梁(框架梁)吊装
  3.4.1钢骨梁的吊装顺序
  钢梁吊装紧随钢柱其后,当钢柱构成一个单元后,随后应将该单元的框架梁由下而上,先长梁后短梁与柱连接组成空间刚度单元,经校正紧固符合要求,依次向四周扩展。
  3.4.2吊装前准备
  (1)吊装前,必须对钢梁定位轴线、标高、钢梁的编号、长度、截面尺寸、螺孔直径及位置,节点板表面质量,高强度螺栓连接处的摩擦面质量等进行全面复核,符合设计施工图和规范规定后,才能进行附件安装。
  (2)用钢丝刷清除摩擦面上的浮锈,保证连接面上平整,无毛刺,飞边、油污、水、泥土等杂物。
  (3)梁端节点采用栓一焊连接时:将腹板的连接板用一螺栓连接在梁的腹板相应的位置处,并与梁齐平不能伸出梁端。
  (4)梁端节点均采用螺栓连接时:
  ①腹板的连接板用一螺栓连接在梁的腹板处,并与梁齐平,不能伸出梁端。
  ②上翼缘的连接板用二至四个螺栓连接在梁上翼缘相应的位置上,并与梁齐平,不能伸出梁端。
  ③下翼缘的连接板用二至四个螺栓连接在梁下翼缘相应的位置上,上面一块应与梁齐平,不能伸出梁端。下面一块按实际安装位置全部伸出,此处的临时连接要牢固,以防附落伤人。
  (5)节点连接用的螺栓,按所需数量装入帆布包内挂在梁端节点处,一个节点用一个帆布包。
  (6)在梁上装溜绳、扶手绳(待钢梁与柱连接后,将扶手绳固定在梁两端的钢柱上)。
  3.4.3钢梁的附件安装
  (1)钢梁采用两点起吊,以吊起后钢梁不变形、平衡稳定为宜。
  (2)为确保安全,钢梁在工厂制作时,在距梁端0.21-0.36L(梁长)地方,焊好两个临时吊耳,供装卸和吊装用。
  吊索角度选用45-60度。
  3.4.4主梁的起吊、就位与固定
  (1)主梁起吊就位时,严禁与已安装好的钢柱、缆风绳或其它物体碰撞。
  (2)确定好钢梁的安装位置后,将梁吊至安装节点处缓慢下降,由实现通过钢柱上的爬梯上到钢梁就位的钢牛腿的工人,利用挂在梁头的溜绳控制梁的摆动和空间位置,使梁平稳就位,等梁与牛腿对准符合规定后,将梁两端的连接板分别各拆开一块移至节点,并用冲钉穿孔锻造临时就位对中,然后将另一块连接板移至相对位置穿入冲钉中,将梁两端打紧逼正,节点两侧各穿入不少于两套临时螺栓加以筋固。
  (3)每个节点上使用的临时螺栓和冲钉不少于安装孔总数的1/3,临时螺栓不少于两套,冲钉不宜多于临时螺栓的30%。
  (4)调节好梁两端的焊接坡口间隙,并用水平尺校正主梁与牛腿上翼缘的水平度达到设计和规范规定后,拧紧临时螺栓,将安全绳拴牢在梁两端的钢柱上。
  (5)次梁、小梁的吊装
  ①对于与主梁截面、尺寸基本相同,重量较重的次梁,吊装方法与主梁相同;
  ②对于小梁和尺寸较小的次梁,在塔吊吊装允许的情况下,采用串吊方法。(见下图“钢梁的串吊”)
  在塔吊钩头上悬挂三对长度不同的钢丝绳,每对钢丝绳长度相差1.5m。每根钢丝绳上配备一个卡环。每对钢丝绳吊起一个小梁,逐根吊起三根小梁,使小梁處于水平状态。
  (6)次梁、小梁的就位、调整、紧固和焊接
  ①次(小)梁安装时,先从最长的钢丝绳开始安装,用普通螺栓将次梁与主梁、小梁与次梁连接。依将将第二根、第三根次(小)梁安装完毕。一个循环后,吊车回转料场开始第二个循环。
  ②调整次(小)梁的上翼缘面与主梁的上翼缘面标高符合设计要求。
  3.4.5框架柱的校正、固定
  (1)当完成了一个独立单元柱间柱、梁的安装、校正、紧固后,用水准仪和经纬仪复测子的水平标高和垂直度是否符合要求,确认无误后,按先上层梁柱节点,后下层梁柱节点,再中间层梁柱节点的顺序用高强度螺栓全部换掉临时螺栓,随换随紧到初拧值,每个节点由中间向两侧依次对称紧固,一个独立单元间的高强度螺栓全部换完并初拧完成后,再次复测,符合设计要求的偏差值最好达到0值后,按上述顺序进行高强螺栓的终拧。
  (2)三个稳定节间体的校正
  在完成一个独立单元柱间所有的连接并复测符合设计要求后,按上述柱梁的安装方法向左右或前后再各扩展一个节间,形成三个稳定的节间体后,再进行一次总体校正,经复测符合设计和规范规定的最小允许偏差(最好达到0误差)后,即可向两侧扩展,随吊随校正。
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