浅析超高层建筑钢结构吊装施工技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shuimolanting
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:本工程为劲性框架结构,有大量的劲性钢柱、钢梁、压型钢板,且柱梁尺寸较大;同时工期较紧,所以,合理进行塔吊选型、选定最优钢结构吊装方案是工程顺利实施的关键,保证了工程的施工质量。
   关键词:劲性钢柱;吊装;施工质量
  
  1 工程概况
   本工程由地下3层地库、1幢15层甲级办公塔楼和3幢2-4层商业裙房组成,总建筑面积约39454m2,其中地上23887m2,建筑最高69.15 m。地下结构层高3.7m,地上一层、二层层高为5.2m、3.9m,标准层层高为4.1m。
   本工程主楼为劲性框架高层建筑,结构柱为十字钢、箱型钢劲性混凝土柱(地下结构,图1)及混凝土方钢管和圆钢管柱(上部结构),梁为焊接工宇型钢梁,楼板采用自承式组合楼板。钢结构重量约3000t,压型钢板面积1.7万m ,栓钉约10万套。其中钢管柱为900 mm×20mm,框柱為700mm×700mm×30mm×30mm和700mm×700mm×20mm×20mm,内灌C50混凝土。钢柱与钢梁连接采用栓、焊刚性连接,主框梁与次梁连接基本上均采用高强螺栓铰接。
  
  
  
  图1地下室劲性钢柱示意图
  
  2 工程特点及方案选择
  2.1 工程特点
   本工程采用劲性钢混凝土柱/钢管柱+钢梁+压型钢板结构形式,劲性柱和钢管柱作为塔楼的主要竖向承力构件,其装配精度要求非常高,施工中需对钢柱进行校对和调正,同时柱与柱之间、柱梁之间的连接质量也非常重要。因此,钢构件吊装、施工质量保证措施、安装精度控制调正等,是本工程钢结构施工必须要注意的重要内容。
  2.2施工设想
  2.2.1机械选择
   综合分析劲性钢构件的分段长度、平面位置、单件重量、吊装距离、塔吊参数等因素,从合理性及经济性考虑,选择配备一台QTZ315塔吊。塔吊高度92m,首次扶墙高37m,臂长52.5m,最大起重量16t。QTZ315塔吊的不同工作幅度不同起重量及钢柱、梁构件重,基本能满足钢构件2~3层一吊,个别较重构件或离塔吊较远处为一层一吊。
  2.2.2 施工顺序
   (1)施工流程:钢结构进场→钢柱安装→钢梁安装→形成一个稳定体系→钢结构复测→高强螺栓置换→钢结构调整→主体钢结构安装→钢结构焊接→钢结构复测→高强螺栓施工→钢结构复测→压型钢板施工一下→批钢结构施工。
   (2)每层钢结构安装顺序:钢结构的平面吊装由核心筒向周边进行(图2)。
  
  
  
  图2 钢结构安装的平面顺序
   (3)钢柱的安装分段进行,六层以下根据塔吊起重量以及钢柱所在位置,按1~3层一吊进行安装,六层以上结构按照3层一吊进行施工。
   (4)钢梁安装顺序,钢梁按照3层一吊进行吊装,采用从上向下的顺序进行安装。
  3施工技术方案
  3.1 劲性柱施工
  3.1.1准备工作
   柱身弹线:钢柱吊装前,须对钢柱的定位轴线、基础轴线和标高等进行检查和验收,并对钢柱的编号、外形尺寸、连接板方位等进行全面复核,确认符合设计要求后,划出钢柱上下两端的安装中心线和柱下端标高线。
   辅助准备:钢柱起吊前,将吊索具、操作平台、爬梯、溜绳以及防坠器等固定在钢柱上。
  3.1.2 首节柱吊装
   钢柱吊装采用一点吊装,上端连接板上的吊装孔作为吊耳。起吊时钢柱的根部必须垫实,在根部不离地的情况下,通过吊钩的起升、变幅及吊臂的回转,逐步将钢柱扶直,停止晃动后继续提升。
   首节钢柱吊装前,在所有螺栓孔上拧进1个螺母和1块下垫板,调节螺母将下垫板顶标高调至柱底板底设计标高(图3)。钢柱吊装就位后,先把钢柱中心线与基础中心线对准,然后将地脚螺栓的螺母微微拧紧,最后下钩解绳。
   通过微调螺母来调整钢柱垂直度,当钢柱垂直度偏差校正到零时,拧紧螺母,然后焊接螺母垫板。钢柱的标高可能会发生微小变化,但一般情况下不会超过规范规定的±2mm的要求。
  
  
  
  图3 首节钢垂直度调整示意图
  3.1.3上节柱安装
   首节柱以上的其余钢柱基础为已装好钢柱的柱项,安装前先检查柱顶标高、轴线,柱距偏差应严格控制在±3mm范围内。定位轴线的交点是柱基中心点,是钢柱安装的基准点。
   其余钢柱按首节柱方式吊装就位后,先调整标高,再调整扭转,最后调整垂直度。
   首先通过吊钩升降及节点板间隙中打入钢楔进行钢柱标高调整,标高调整后在上、下柱临时耳板的不同侧面加垫板,再夹紧连接板,即可调整钢柱扭转。钢柱垂直度测量使用线坠和经纬仪,分别在相互垂直的两个方向上进行控制。
  
  
  
  图4 柱连接安装顶
  
   垂直度校正依靠柱底千斤顶调节节口间隙进行(图4)。柱项部依靠揽风绳葫芦调整柱项部,在保证单节柱垂直度不超标的前提下,尽可能将柱顶偏向钢柱轴线,然后拧紧临时接头的M20mm×90mm大六角高强度螺栓,紧固力矩取1000 N·m。
  3.2 钢管柱施工
   上部结构框架柱为钢管混凝土柱,共18根,包括10根圆钢管,8根方钢管。
   管柱安装应将下层杯口偏离网络线的位置数据做分析后,确定管柱的偏移和倾斜数据,按此数据进行安装。
   根据钢管柱截面高度变化形式及钢柱的分节长度,每3层浇筑一次,浇筑高度约为12.3 m。混凝土采用立式高位抛落无振捣法,利用混凝土下落时产生的动能达到振实混凝土的目的。当浇捣至8.3 m高度时,上端4 m范围采用振捣器内部振捣振实。一次抛落的混凝土量宜在0.7 m3左右,用料斗装填或设置浇筑漏斗,料斗的下口尺寸应比钢管内径小100-200 mm,以便混凝土下落时,管内空气能够排出。
   现场利用1.2 m3吊斗进行浇筑,并在拟浇筑混凝土的钢柱顶部布置高500m,边长1m的漏斗进行下料,漏斗下口边长为160~180 mm,进入钢柱内的斗口高度约200mm。
   为使上下节钢管接头位置的混凝土密实,可选用下列两种方法:
   (1)当混凝土浇灌到钢管顶端时,可使混凝土稍为溢出后再将留有排气孔的层间横隔板或封顶板紧压在管端,随即进行点焊,待混凝土强度达到设计值的75%后,再将横隔板或封顶板按设计要求进行补焊。
   (2)将混凝土浇灌到稍低于钢管的位置,待混凝土强度达到设计值的50%后再用相同等级的水泥砂浆补填至管口,并将横隔板或封顶板一次封焊到位。
   管内混凝土的浇灌质量,可用敲击钢管的方法进行初步检查,如有异常,则应用超声波检测。对不密实的部位,应采用钻孔压浆法进行补强,然后将钻孔补焊封固。
  3.3钢梁施工
   钢梁吊装采取“两点法”吊装,实施“三梁一吊”。钢梁安装前,必须对钢梁的位置,编号、外形尺寸、连接板的方位等等,进行全面复核,确认符合设计图纸要求后方可施工。
   安装时按照由上至下的顺序,先装上层梁、后装中层梁、再装下层梁。在吊装与柱牛腿连接的梁时,不能对柱有较大的碰撞,微动撬棍使梁螺栓孔、柱牛腿螺栓孔与连接板螺栓孔对正。若螺栓孔错位较大,则复测梁、牛腿、连接板尺寸及柱安装轴线,针对不同情况进行分析处理,严禁强行安装。由于梁与柱牛腿通过两块连接板连接,吊装就位后其上表面往往比牛腿低,因此在牛腿上安置1台千斤顶,其顶部顶在梁端,微升千斤顶使梁上表面与牛腿平齐。
   安装前必须对柱子连接件与混凝土核心筒壁上的埋件以及钢梁进行预检。预检内容包括:梁长度、螺栓孔、磨擦面、剖口要求、梁的挠曲以及埋件的平整度。框架钢梁的连接螺孔的孔洞直径一般比高强螺栓直径大1.5 mm~2.0 mm。
   钢梁安装到位后,先用与螺孔同直径的冲钉作定位,然后用与永久螺栓同直径的普通螺栓作临时固定,普通螺栓的数量不少于节点总螺栓数的三分之一,且不少于二只。临时固定按上述要求完成后,方可拆除吊梁索具。
  3.4 压型钢板施工
   主楼楼板采用压型钢板一混凝土组合楼板。非办公区采用闭口压型钢板上浇混凝土形式,楼板厚150 mm;办公区采用16焊钉将压型钢板焊于钢梁上,上浇混凝土,楼板厚130 mm。压型钢板为镀锌钢板双面镀锌量不少于275 g/m,最小屈服强度不小于300MPa,最小板厚0.75 mm。
   鋪板前,先测出支承压型钢板梁的顶部标高;并对铺板区沿搭接方向在钢梁上翼缘弹出梁的中心线,以确定板的纵向铺放位置,主梁上翼缘中心线是作为铺放压型钢板位置的控制线。铺放完压型钢板后,再将各梁的中心钱,返弹到压型钢板上,同时弹出各梁上翼缘边线,这样才能更清楚了解板的搭接位置和长度,从而保证栓钉焊接位置的正确。
   压型钢板铺放要注意以下点:①要保证板端搭接在梁上的长度;②要保证纵向铺板的2块板中间的搭接长度;③要根据弹好的基准线,进行铺板,保证板侧边尺寸、平整、顺直,位置正确,使压型钢板槽形开口贯通、整齐、不错位;④建筑平面不规则或变截面梁上的压型钢板铺设,应从中间设基准线,向两侧布板铺设,至建筑平面边缘后再调整补缺。
  4质量保证措施
  4.1 高强度螺栓施工
   本工程使用的高强度螺栓均为10.9级扭剪型,规格有M22和M24,总数量约10万套。高强度螺栓安装前,对运抵施工现场的构件磨擦面进行100%检查。构件就位后,用冲子穿入节点的螺栓孔,锤击冲子以使各螺孔对正,冲子数量一般每节点2只。待螺孔对正后,从布袋中取出高强度螺栓,自由穿入螺孔,用梅花扳手将其拧紧。安装高强度螺栓时严禁强行穿入,对于个别不能穿入的采用电动绞刀或圆锉刀扩孔,扩孔后的孔径不得超过1.2d。
   高强度螺栓安装后,立即进行初拧。为了提高劳动效率,初拧采用电动扳手进行,初拧扭矩值应为终拧值的60%~70%。初拧结束半小时后,宜进行终拧,不得拖延到12h以上。终拧采用专用电动扳手,其终拧过程:先将扳手内套筒套入梅花头上,轻压扳手,再将外套筒套在螺母上,晃动扳手,确认内、外套筒是否均已套好,且调整套筒使其与连接板面垂直;按下扳手开关,外套筒旋转,直至切口拧断;扳手开关关闭,将外套筒从螺母上卸下;启动项杆开关,将内套筒中已拧掉的梅花头顶出。梅花头必须收集在专用容器内,禁止随便丢弃,以免高空坠落伤人。无论是初拧还是终拧都应按一定顺序施拧,其顺序:同一节柱,上层梁→下层梁→中层梁;同一层梁,主梁→次梁;同一节点,从中间向四周扩散。
  4.2 焊接施工
   现场焊接主要是柱-柱、柱-梁、梁拼接、支撑、钢楼梯及隅撑焊接,构件材质主要为Q345C。柱-柱接头为I级焊缝,100%超声波探伤;其余熔透焊缝为Ⅱ级焊缝,20%超声波探伤抽查。
   焊接顺序:为减少局部和整体焊接变形,将焊接残余应力降低到最小限度,必须制定并实施合理的焊接顺序。焊接顺序遵循总原则:在平面上,从中心框架向四周扩散焊接;先焊收缩量大的焊缝,再焊收缩量小的焊缝:严格对称焊接;同一根梁、支撑先焊一端,待其冷却后再焊另一端。一个流水段内的焊接顺序:上层梁一柱、梁拼接及支撑→下层梁-柱、梁拼接及支撑→中间梁-柱、梁拼接及支撑→柱-柱节点。单层作业面焊接顺序为:梁-柱、梁拼焊→支撑→隅撑。
  4.2.1钢柱焊接
   钢结构安装焊接关键是柱-柱节点的焊接。箱型/圆管柱-柱焊接工艺:在上下柱无耳板侧,由两名焊工在两侧对称等速焊至板厚1/3,切去耳板;在切去耳板侧由两名焊工在两侧焊至板厚1/3;1名焊工在一面焊完一层后,立即转过9O0接着焊另一面;而另一面焊工在对称侧,以相同的方式保持对称同步焊接,直至焊接完毕;两层间焊道接头相互错开,两名焊工焊接的焊道接头每层也要错开。在焊缝外观检查合格且焊接完成24h后进行超声波检测。
  4.2.2梁、支撑焊接
   梁焊接:先焊下翼板焊缝再焊上翼板焊缝,上下翼板的焊接方向相反。支撑焊接:先焊一侧焊缝,焊完之后再另一侧焊缝。
   焊接前清理坡口及两侧的油污、锈等杂质,点固引、灭弧板和垫板,然后按照焊接工艺卡的参数进行施焊。焊缝厚度达到母材厚度1/2以上时,方可短暂停息。施焊过程中,每一焊层都要进行清渣及层间检查,发现缺陷及时处理后方可继续施焊。焊后清理焊接飞溅,自检合格后在焊缝的左上角打上焊工钢印。
  
  5 结语
   本文通过对工程特点的分析,合理组织,优选方案,同时辅以对钢结构施工技术的综合运用,切实保证了工程的施工质量,赢得了业主、监理、设计各方的一致好评,也为类似全钢结构工程施工提供了经验。
  
  参考文献
  [1]徐伟良.何余良.多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用[J].建筑技术.2009
  [2]路克宽.庞京辉.奥运场馆钢结构工程综合安装技术[J].建筑技术.2008
  
  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
其他文献
关键词: 巴厘岛 休闲度假酒店 建筑 景观    一、“巴厘岛”特色的形成    巴厘岛是印度尼西亚群岛中的一个小岛,它邻近赤道南端,属赤道无风带,无暴风侵扰,气温常年保持在日均27℃左右,最热时也不超过31℃。海湾内波平沙细,适于日光浴;湾外印度洋浪高风清,宜于冲浪浮潜。岛上的地形变化极大,因而形成多样的风景特色:美丽的梯田、苍翠的山林、平静的湖泊、壮丽的火山、宽阔的海岸及悬崖等。巴厘岛的优美环
期刊
摘要:本文作者针对于营销管理过程中管理由于流程不畅或阻塞诸多原因造成线损率不稳定、业扩收费脱节等导致国有资产时常流失,提出在此过程中必须加强电力营销稽查工作。  关键词:供电公司;电力营销;稽查  1 电力营销稽查工作的主要职责  电力营销稽查人员必须熟练掌握营销管理全过程的工作内容并熟悉相关法律、法规,要对营销管理各环节进行认真、细致的稽查,查其是否符合相应的法律、法规、国家政策、管理規范并对稽
期刊
塔式起重机(简称塔吊)作为建筑施工物料垂直运输的主要设备,具有工作范围大、高效快捷等特点,对工程的进度、施工的质量和成本的控制起着至关重要的作用。但同时,由于塔吊的使用引起的人员伤亡和财产的损失也时有发生,塔吊已成为影响建筑施工安全的主要危险源,而造成塔吊事故的因素又有很多,如结构疲劳损坏、超载、操作失误、多塔作业相互碰撞等等。本文从单片机和nRF2401射频收发芯片入手,研究一种防止多台塔吊同时
期刊
摘 要:根据以往施工中的实践经验,分析了管道渗漏堵塞的原因,并采取相应的预防措施。文章结合实际对给排水安装中渗漏产生的原因进行分析,并提出防治控制措施,具有很大的现实意义。  关键词:给排水管道;渗漏;措施    1建筑给排水管道渗漏原因分析  1.1各种管材和设备质量良莠不齐  建筑安装工程原材料的选择决定了施工工艺和施工方法,同时也可能给工程带来先天性的隐患。随着各地不断开发引进了各种新型的给
期刊
摘要:本文分析了园林绿化工程施工阶段施工管理技术难点,并提出解决方法。  关 健 词:园林绿化施工管理绿化工程 园林施工管理    1 园林施工现场管理  现场管理是施工管理的重要组成部分,也是整个施工管理工作的基础。因此,施工现场管理水平的高低,直接影响园林工程的质量和企业的经济效益。从施工现场管理来看,主要反映出施工组织计划性不强,操作不严格执行标准规范,规章制度形同虚设等问题。因此,劳动生产
期刊
一 规划概述  企业战略规划是指企业根据国家政策、国内外环境及行业发展趋势,结合自身人、财、物、信息等资源禀赋,按照企业使命和愿景,定位企业发展方向、目标及分步实施策略计划,对实施过程与结果进行科学分析和评价,并以此調整和制定新的发展战略的过程。它包括两项基本内容:①发展方向定位和目标分级量化;②实施及企业资源配置相关策略。  二国有企业渊源、发展、特性和肩负使命。  国有企业是指有国有资本(中央
期刊
1前言  建立建设监理制度,是提高我国建设水平和投资效益不可缺少的措施,是保证施工质量的重要途径。我国的建设领域,商品经济关系日益突出,市场调节作用逐渐增大,迫切需要加强与之相适应的监督管理。目前,建设项目的决策,已由领导拍板向民主化、科学化转换,产生了评估、咨询办法;工程建设的投资主体,已由国家为主向多元化、经营化为主转换,实行了定期收回、有偿使用制度;工程任务的分配主体,已由政府主管部门为主向
期刊
在当今建筑行业市场竞争日趋激烈,是“僧多粥少”的局面,而工程项目一般通过招标的方式进行,能否中标取决于企业能否具备质量高、工期短、造价低的要求。一旦中标,价格是确定的,这就要求施工企业不但要在规定工期内,以合格质量完成工程项目,而且要求施工企业通过成本管理提高建筑工程项目的经济效益。在保证质量、工期、安全的前提下实现效益最大化, 是每个施工企业所追求的最终目标。因此抓好成本控制,降低工程成本,提高
期刊
摘要:本文作者结合从事房产测绘实践的一些体会, 分析商品房测绘的质量控制点并提出具体的质量控制措施, 供同行参考。  关键词:房产测绘质量控制 措施 内业数据  在房地产测绘管理过程中房产测绘是一项政策性很强的法定测绘工作, 其成果质量关系到房屋权利人的切身利益。房产测绘工作起步较晚, 其发展尚处在专业化和规范化建设的起步阶段。目前, 房产测绘工作中存在的问题较多, 有些问题已经成为消费者的投诉热
期刊
摘要随着网络科技的发展,人们的生活品质不断提高,住房的模式不断进步。本文论述了计算机网络系统在智能小区实现与运用,对智能小区的特点和系统组成进行了阐述,说明了计算机网络在智能小区建设中的重要性。  关键词智能小区;计算机网络;  1 智能小区的特点和系统组成  1.1智能小区的概念  所谓智能化住宅小区是指通过综合配置住宅区内各功能子系统,以综合布线为基础,利用计算机网络实现小区内各种设备管理自动
期刊