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【摘要】本文根据作者多年工作经验,结合南通能达大厦相关工程案例,为施工技术的应用提供借鉴。
【关键词】施工工艺;施工技术;质量腔制
1、工程概述
南通能达大厦位于江苏南通经济技术开发区能达商务区内,采用国际先进的设计元素和规划理念,按照5a级写字楼标准设计建设,定位为高档金融、证券、商务办公中心。
建筑物总体布局分为南北中三区,北区为5层弧形裙楼,主要功能为银行、市民中心、400人报告厅、城市规划展示馆、企业文化展示馆、多功能厅及配套的餐厅和厨房;南区为32层主楼,主要功能为办公及会议中心;中区为一个5层通高的四季大厅,作为主楼和裙楼的共享大厅。
钢结构桁架:如图1、图2,本项目钢结构桁架主要有三部分,位于D区2-C~2-E轴,横跨2-19~2-22轴,共6榀:HJ-1、HJ-2、HJ-3位于三层,跨度33.9m,上下弦中心线高2m,重18.8T;HJ-4,上穿四、五、六层楼面,跨度32.9m,上下弦中心线高9.150m,重75.5T;HJ-5位于六层,顶标高23.400m,桁架高2.2m重32T。
2、工艺原理
在需要安装的混凝土结构上预留足够大的通道(轴线2-F的标高9.65m的混凝土梁需待提升完成后再浇筑施工),钢桁架分段制作,通过汽车吊将构件吊运到混凝土结构楼面上,钢桁架通过自制提升架、提升牛腿,将桁架整体提升就位后与已经就位的钢桁架端部进行空中焊接。同时,用中型汽车吊将小型汽车吊及构件运送到混凝土结构楼面上,在混凝土结构楼面上用小型吊机对小构件进行安装。
3、施工技术
3.1吊装顺序
本项目钢结构桁架共6榀,安装时高空作业多,施工有一定的难度,只有采取合理的安装方案,才能确保施工工期、安全、质量、和经济性。经分析讨论,钢桁架提升次序为:HJ-4单榀提升→+HJ-5整体提升→提升梁顶标高23.15m的钢梁→整体提升HJ-1、HJ-2、HJ-3→提升梁顶标高9.65m的钢梁。这样减少高空拼装和焊接工程量,减少了大量的支撑降低了成本,有效的提高了工作效率,确保总工期的实现。
①HJ-4的吊装
拼装完成后采用钢绞线进行提升,由于HJ-4为弧形桁架,跨中需增设吊点,使桁架侧向稳定,以两端柱子为主吊点,中间在HJ-4与HJ-5的节点附近各增设一个辅助吊点。
桁架先吊装劲性钢柱,并预留牛腿,待劲性柱外包混凝土及周边混凝土梁施工养护后,开始吊装桁架。
HJ-4提升就位后,辅助吊点不卸载,待HJ-5及次梁安装完毕后卸载,为更好的保证HJ-4的平面外稳定,将HJ-4下弦的北侧次梁全部安装,次梁采用汽车吊吊装,次梁的楼承板应同时敷设,即方便工人施工,又能保证安全。
②HJ-5的吊装
HJ-5连接在HJ-4和混凝土柱之间,在HJ-4上要设吊点,利用先前的辅助塔架作为支点,另一端支在混凝土柱上。考虑HJ-5的跨度大,側向稳定性差,采用整体并行吊装的方案,即将两榀HJ-5用次梁连接,形成一个整体,双HJ-5的拼接胎架做成顺台阶坡度的斜面胎架。利用HJ-4的两个辅助塔架整体提升。
将两榀桁架用次梁两成整体吊装,既保证了桁架自身的稳定,又减少了高空焊接作业,做到了安全与质量双赢。
③HJ-1、HJ-2、HJ-3的吊装
HJ-1、HJ-2、HJ-3的跨度都较大,为保证各桁架吊装时的侧向稳定,将此三榀HJ用次梁连为整体,进行整体提升。在各桁架的中间设置辅助吊点。HJ-1的吊装以两端劲性柱为吊点,中间以两榀HJ-5作为辅助吊点;HJ-2的吊装以HJ-4作为辅助吊点;HJ-3靠汽车吊最近,以汽车吊作为辅助吊点HJ-3所在位置的二层楼面的板突出轴线,2-22轴向2-21轴方向突出2.3m,2-19轴向2-20轴方向突出1.7m,导致HJ-3在此位置无法通过。
将无法通过的范围内的HJ截断,做悬臂梁,悬臂梁下用钢支撑支托,在悬臂梁端部设置吊点.
3.2施工工艺
3.2.1钢桁架的截断
6榀钢桁架长度均在30m左右,在提升的时候将桁架截断,截断的钢桁架整体提升就位后与已经就位的钢桁架端部在空中进行焊接。每榀桁架的截断图需要注意的是在切口处并不是将钢梁直接一切到底,腹板与翼缘的断面不应该在同一平面内,保证最后的焊缝不在同一垂直线上,保证剪切承载力。合拢段固定在提升段上,待提升完毕后再焊接到位。
3.2.2钢桁架的分段和拼接
(1)钢桁架分段制作、运输与工地组拼
每榀桁架的拼装顺序:下弦→腹杆→上弦。桁架上下弦分段之间用连接板拼接,桁架下弦设钢板凳支垫点。钢板凳尽量搁置在与柱顶对应的位置,对于非柱顶位置,应进行地下室加固,使大部分荷载由柱直接传递到基础。
(2)桁架杆件拼装
选用70t汽车吊(QY70V)。桁架拼装,汽车吊站位在2-E轴与2-F轴之间。对边坡进行回填、压实,边坡碎石回填土,平整、夯实,其强度达到10t/m2。考虑到地下室剪力墙土压力较大,设置支护结构,支护墙在满堂脚手架穿过位置预留孔洞。
(3)桁架杆件拼装时防倾倒支架
由于支承桁架的柱是劲性柱,外包混凝土,桁架与钢柱相连,桁架的重量大,为保证钢柱的稳定,需先施工劲性柱柱混凝土及相连的混凝土梁,故桁架与劲性柱的节点部位应先挑出牛腿。为保证结构稳定,钢桁架的吊装需等劲性柱的混凝土施工并达到28d后进行。此外,为了不影响汽车吊工作,报告厅F轴的混凝土梁暂不施工,需预留钢筋。
(4)HJ-4弧形桁架拼装
HJ-4为弧形桁架,上下弦弧梁由车间制作好,由于现场起重限制,需预留分段接头,运至现场拼接。
4、质量控制
4.1提升注意事项
(1)为了可以保证钢桁架与安装胎架完全脱离,在提升前要全方位细致地进行检查。
(2)试提升,钢桁架脱离钢板凳200mm后锁定,一整夜或12小时来进行观察,对钢桁架的变形进行测量。
(3)不间断提升到位后,锁定千斤顶,然后进行水平方向的调整并加临时固定,合龙时要先外侧后内侧、先上弦后下弦。
(4)要控制提升速度范围在小于3.0m/h。
4.2整体提升测量控制
(1)试提升时桁架变形的测量
钢桁架拼装、焊接完成以后,在经过检验合格之后,进行试提升。
(2)整体提升过程中各点的监控。为了避免桁架产生比较大的应力集中,试提升时进行分级加载要求采用逐渐上调油缸压力的方法。
在提升过程中,为了保证提升过程的安全,要配备经纬仪、水准仪、全站仪对桁架的位移及标高情况随时进行观测。
4.3整体提升合龙
提升到设计标高后,全部锁定千斤顶的上、下锚盘,进行桁架的台龙工作。在提升到位后,利用倒链固定桁架,再进行合龙,防止由于风的影响水平方向上可能会发生微小的摆动。
桁架合龙时,如果桁架偏移,利用千斤顶调整东西方向的位移,利用倒链调整南北方向的位移。合龙过程中各杆件的松紧程度可以通过倒链来进行调整,现场根据实际长度决定两端的焊缝间隙。桁架合拢后安装斜腹杆,拆除临时支撑。
结语:
框架结构内部大型钢结构桁架吊装,通过自制提升架、提升牛腿及汽车吊的配合使用,将桁架整体提升就位后与已经就位的钢桁架端部进行空中焊接,大型桁架吊装的难题得到解决,工程进度大大提前,明显提高了安装质量,施工过程一直处在安全有序的状态下,得到各方的好评。
【关键词】施工工艺;施工技术;质量腔制
1、工程概述
南通能达大厦位于江苏南通经济技术开发区能达商务区内,采用国际先进的设计元素和规划理念,按照5a级写字楼标准设计建设,定位为高档金融、证券、商务办公中心。
建筑物总体布局分为南北中三区,北区为5层弧形裙楼,主要功能为银行、市民中心、400人报告厅、城市规划展示馆、企业文化展示馆、多功能厅及配套的餐厅和厨房;南区为32层主楼,主要功能为办公及会议中心;中区为一个5层通高的四季大厅,作为主楼和裙楼的共享大厅。
钢结构桁架:如图1、图2,本项目钢结构桁架主要有三部分,位于D区2-C~2-E轴,横跨2-19~2-22轴,共6榀:HJ-1、HJ-2、HJ-3位于三层,跨度33.9m,上下弦中心线高2m,重18.8T;HJ-4,上穿四、五、六层楼面,跨度32.9m,上下弦中心线高9.150m,重75.5T;HJ-5位于六层,顶标高23.400m,桁架高2.2m重32T。
2、工艺原理
在需要安装的混凝土结构上预留足够大的通道(轴线2-F的标高9.65m的混凝土梁需待提升完成后再浇筑施工),钢桁架分段制作,通过汽车吊将构件吊运到混凝土结构楼面上,钢桁架通过自制提升架、提升牛腿,将桁架整体提升就位后与已经就位的钢桁架端部进行空中焊接。同时,用中型汽车吊将小型汽车吊及构件运送到混凝土结构楼面上,在混凝土结构楼面上用小型吊机对小构件进行安装。
3、施工技术
3.1吊装顺序
本项目钢结构桁架共6榀,安装时高空作业多,施工有一定的难度,只有采取合理的安装方案,才能确保施工工期、安全、质量、和经济性。经分析讨论,钢桁架提升次序为:HJ-4单榀提升→+HJ-5整体提升→提升梁顶标高23.15m的钢梁→整体提升HJ-1、HJ-2、HJ-3→提升梁顶标高9.65m的钢梁。这样减少高空拼装和焊接工程量,减少了大量的支撑降低了成本,有效的提高了工作效率,确保总工期的实现。
①HJ-4的吊装
拼装完成后采用钢绞线进行提升,由于HJ-4为弧形桁架,跨中需增设吊点,使桁架侧向稳定,以两端柱子为主吊点,中间在HJ-4与HJ-5的节点附近各增设一个辅助吊点。
桁架先吊装劲性钢柱,并预留牛腿,待劲性柱外包混凝土及周边混凝土梁施工养护后,开始吊装桁架。
HJ-4提升就位后,辅助吊点不卸载,待HJ-5及次梁安装完毕后卸载,为更好的保证HJ-4的平面外稳定,将HJ-4下弦的北侧次梁全部安装,次梁采用汽车吊吊装,次梁的楼承板应同时敷设,即方便工人施工,又能保证安全。
②HJ-5的吊装
HJ-5连接在HJ-4和混凝土柱之间,在HJ-4上要设吊点,利用先前的辅助塔架作为支点,另一端支在混凝土柱上。考虑HJ-5的跨度大,側向稳定性差,采用整体并行吊装的方案,即将两榀HJ-5用次梁连接,形成一个整体,双HJ-5的拼接胎架做成顺台阶坡度的斜面胎架。利用HJ-4的两个辅助塔架整体提升。
将两榀桁架用次梁两成整体吊装,既保证了桁架自身的稳定,又减少了高空焊接作业,做到了安全与质量双赢。
③HJ-1、HJ-2、HJ-3的吊装
HJ-1、HJ-2、HJ-3的跨度都较大,为保证各桁架吊装时的侧向稳定,将此三榀HJ用次梁连为整体,进行整体提升。在各桁架的中间设置辅助吊点。HJ-1的吊装以两端劲性柱为吊点,中间以两榀HJ-5作为辅助吊点;HJ-2的吊装以HJ-4作为辅助吊点;HJ-3靠汽车吊最近,以汽车吊作为辅助吊点HJ-3所在位置的二层楼面的板突出轴线,2-22轴向2-21轴方向突出2.3m,2-19轴向2-20轴方向突出1.7m,导致HJ-3在此位置无法通过。
将无法通过的范围内的HJ截断,做悬臂梁,悬臂梁下用钢支撑支托,在悬臂梁端部设置吊点.
3.2施工工艺
3.2.1钢桁架的截断
6榀钢桁架长度均在30m左右,在提升的时候将桁架截断,截断的钢桁架整体提升就位后与已经就位的钢桁架端部在空中进行焊接。每榀桁架的截断图需要注意的是在切口处并不是将钢梁直接一切到底,腹板与翼缘的断面不应该在同一平面内,保证最后的焊缝不在同一垂直线上,保证剪切承载力。合拢段固定在提升段上,待提升完毕后再焊接到位。
3.2.2钢桁架的分段和拼接
(1)钢桁架分段制作、运输与工地组拼
每榀桁架的拼装顺序:下弦→腹杆→上弦。桁架上下弦分段之间用连接板拼接,桁架下弦设钢板凳支垫点。钢板凳尽量搁置在与柱顶对应的位置,对于非柱顶位置,应进行地下室加固,使大部分荷载由柱直接传递到基础。
(2)桁架杆件拼装
选用70t汽车吊(QY70V)。桁架拼装,汽车吊站位在2-E轴与2-F轴之间。对边坡进行回填、压实,边坡碎石回填土,平整、夯实,其强度达到10t/m2。考虑到地下室剪力墙土压力较大,设置支护结构,支护墙在满堂脚手架穿过位置预留孔洞。
(3)桁架杆件拼装时防倾倒支架
由于支承桁架的柱是劲性柱,外包混凝土,桁架与钢柱相连,桁架的重量大,为保证钢柱的稳定,需先施工劲性柱柱混凝土及相连的混凝土梁,故桁架与劲性柱的节点部位应先挑出牛腿。为保证结构稳定,钢桁架的吊装需等劲性柱的混凝土施工并达到28d后进行。此外,为了不影响汽车吊工作,报告厅F轴的混凝土梁暂不施工,需预留钢筋。
(4)HJ-4弧形桁架拼装
HJ-4为弧形桁架,上下弦弧梁由车间制作好,由于现场起重限制,需预留分段接头,运至现场拼接。
4、质量控制
4.1提升注意事项
(1)为了可以保证钢桁架与安装胎架完全脱离,在提升前要全方位细致地进行检查。
(2)试提升,钢桁架脱离钢板凳200mm后锁定,一整夜或12小时来进行观察,对钢桁架的变形进行测量。
(3)不间断提升到位后,锁定千斤顶,然后进行水平方向的调整并加临时固定,合龙时要先外侧后内侧、先上弦后下弦。
(4)要控制提升速度范围在小于3.0m/h。
4.2整体提升测量控制
(1)试提升时桁架变形的测量
钢桁架拼装、焊接完成以后,在经过检验合格之后,进行试提升。
(2)整体提升过程中各点的监控。为了避免桁架产生比较大的应力集中,试提升时进行分级加载要求采用逐渐上调油缸压力的方法。
在提升过程中,为了保证提升过程的安全,要配备经纬仪、水准仪、全站仪对桁架的位移及标高情况随时进行观测。
4.3整体提升合龙
提升到设计标高后,全部锁定千斤顶的上、下锚盘,进行桁架的台龙工作。在提升到位后,利用倒链固定桁架,再进行合龙,防止由于风的影响水平方向上可能会发生微小的摆动。
桁架合龙时,如果桁架偏移,利用千斤顶调整东西方向的位移,利用倒链调整南北方向的位移。合龙过程中各杆件的松紧程度可以通过倒链来进行调整,现场根据实际长度决定两端的焊缝间隙。桁架合拢后安装斜腹杆,拆除临时支撑。
结语:
框架结构内部大型钢结构桁架吊装,通过自制提升架、提升牛腿及汽车吊的配合使用,将桁架整体提升就位后与已经就位的钢桁架端部进行空中焊接,大型桁架吊装的难题得到解决,工程进度大大提前,明显提高了安装质量,施工过程一直处在安全有序的状态下,得到各方的好评。