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【摘要】大连君悦酒店宴会厅采用钢箱梁混凝土楼板组合结构。钢箱梁跨度长、截面大、钢板厚,而施工场地狭小、工期紧、质量要求高。针对工程施工难点，介绍大跨度箱形钢梁的现场预拼装、预起拱原则、施工工艺流程等，并对焊接顺序和整体吊装进行了研究。结果表明，工程质量符合国家规范要求，保证了施工安全性。
【关键词】大跨度钢梁厚钢板焊接 现场拼接整体吊装
中图分类号：TG4文献标识码： A
一、工程概况
大连君悦酒店位于星海广场西侧，南侧为海滨浴场，东侧为星海广场。项目酒店定位于高级豪华超五星级酒店，建成后将成为当地的地标性建筑。
酒店裙房的主要结构之一是宴会厅组合屋面，为大跨度钢箱梁混凝土楼板组合结构体系，楼板下形成从地下室顶板（-0.12m）到主梁下表面（10.4m）之间的大空间，作为酒店的大型宴会厅。
图1 箱型梁平面布置图
Fig.1 Plane layout of steel box girder
钢梁分布在M轴和P轴，净跨23.13m，断面均为箱型。其中M轴钢梁高1500mm，宽为600mm，壁厚50mm，P轴钢梁高1500mm，宽700mm，壁厚为80mm和100mm。钢梁与两边混凝土柱内钢骨采用高强螺栓及焊接连接，两根钢梁重分别为40t和80t。
二、项目施工特点及难点
（一）安装方法的选择
宴会厅钢梁位于二层顶面（标高为11.9m），两侧与结构柱钢骨连接，现场塔吊不能满足吊装需要，势必要采用大吨位的吊机停机结构外侧进行钢结构吊装。
（二）现场焊接作业环境较差
据气象资料显示，大连沿海每年6级或6级以上大风日数每年90～140天，且本项工程施工在11月至12月间，月平均温度分别为6～-0.5℃，现场焊接作业环境恶劣。
（三）现场焊接位置受转变环境的限制，焊接难度较大
钢箱梁长22.64m，根据加工及运输要求，需要分成2段（13.33m和9.31m两段），运至现场再进行拼装。现场焊接作业不能利用加工厂行车及焊接作业平台对构件进行翻转和就位，构件一旦就位，焊接位置就不能改变。
（四）安装精度控制
由于主梁超大、超长、超重，主梁与柱之间又采用高强螺栓及焊接连接，加之主梁又有“起拱”要求，因此对构件的加工、拼装以及安装的精度要求是相当高的，必须严格按GB50205-2001规范及设计要求进行检测控制，确保最后结构安装的精度要求。
（五）施工阶段结构稳定问题
钢梁施工呈不稳定状态，必须采用一定的支撑保证施工状态的稳定，且结构安装完成后必须满足设计对构件使用状态下的受力要求。
（六）施工工期紧
钢梁加工制作20天，现场安装20天。大型吊车进场后需要组装调试，加之施工现场场地狭小，存在多工种交叉施工情况，为确保工程按期完工，对施工总体规划、施工准备等施工组织管理提出极高的要求及挑战。
三、机械的选择和现场条件要求
（一）拼装机械选择
构件进场时采用100t汽车吊进场卸车，将两段箱型梁卸在钢梁支撑上并铺设防滑垫,用千斤顶跟地坦克进行微调。
（二）吊装机械选择
构件重、安装位置高，吊装如果采用其它土办法吊装，施工效率低，施工风险太大，因此采取大吊机进行整体吊装。经过考察市场情况，大连当地能满足吊装条件的吊机只有450t履带吊。根据作业半径及吊重测算，450t履带吊接145t的超提配重才能满足吊装条件。
（二）吊装机械现场条件要求
在450t履带吊吊机运抵现场前，司吊人员提前进场对场地进行踏勘，并就现场条件提出详细要求：
进入场地道路需要畅通，影响通行的栏杆、架料等障碍需要清除，结构外脚手架顶部需拆改，结构外低洼处用砂石回填并平整压实；
吊机行走区域分层压实；
吊机工作期间该区域进行封闭，并避免交叉施工。
四、主要施工流程及关键控制点
（一） 施工流程
材料采购→构件加工制作→构件进场→焊前准备→预热→焊接→后热保温→外观检查、超声波检查→测量放线、复测→吊机场地准备→吊机进场、组装→箱型梁试吊→箱型梁吊装就位→找正、临时螺栓固定→再次微调→箱型梁与钢柱牛腿焊接→外观检查、超声波检查→箱型梁焊接、吊装完成。
（二） 箱型梁的拼接
1.焊接作业环境
现场焊接作业环境比较恶劣，在组装焊接位置，设置防护棚。防护棚4m×4m，高3m，内壁满挂防火布，并配备灭火器。当室外气温低于0℃时，防护棚内设置电加热管进行保温。
2.焊接工艺
焊接作业前，选用有厚板焊接经验的操作者，并进行针对性的焊接培训，以熟悉现场作业环境及母材的特性。选用与现场作业环境类似的场地用同种母材及焊接材料做焊前工艺评定。
表1焊接工艺参数
Table1 Welding process parameters
焊接工艺参数 道次 焊接方法 焊条或焊丝 焊剂或保护气体 保护气流量 电流（A） 电压（V） 焊接速度 热输入(KJ/cm) 备注
牌号 Φ
1 GMAW ER50-6 Φ1.2 CO2 15 240～260 28～32 15～30 / /
2～5 GMAW ER50-6 Φ1.2 CO2 16 200～260 26～30 15～30 / /
6～7 GMAW ER50-6 Φ1.2 CO2 16 180～240 24～30 10～25 / /
采用二氧化碳气体保护焊，焊丝型号 ER50-6，焊丝直径1.2mm。钢板预热温度200℃，焊接完成后用石棉布对焊缝进行保温，并在防护棚内用电加热器保温4小时，待焊缝冷却后报请监理和专业检测机构进行外观检查和超声波检查。
焊接过程中每道焊缝长焊缝选择2个高级焊工进行换人不换枪的施焊，以保证连续施焊。每层焊完后，及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。
图2 焊前预热
Fig.2 Preheating before welding 图3 焊后保温
Fig.3 Thermal insulation after welding
图4焊接完成
Fig.4 Welding completed 图5 焊缝无损检测
Fig.5 Non destructive testing of weld
3.焊接顺序
箱型梁拼接处焊缝开一个1000×700mm的洞口，焊接时先焊两侧腹板立焊缝，焊接合格后焊接人员由开口处进入箱型梁内部施焊下翼缘板平焊缝，待三面焊接完成后，将盖板盖住。
图6 箱型梁开口示意图
Fig.6 Diagram of steel box beam opening parts 图7 焊接顺序
Fig.7 Welding sequence
4.变形控制
采用对称焊接的方式施工，制作时预留焊接收缩量以及钢柱的自重压缩量，箱型设计梁起拱值96mm。现场施焊顺序为先做钢梁腹板立焊，从上往下由两个焊工同时施焊，焊口即时进行清渣，尽量保证焊接连贯性。焊接合格后，焊工由预先留设开口进入内部进行平焊，最后将开口处板进行平焊盖上。
（三） 箱型梁整体吊装
箱型梁吊装时采用4根绳吊装，采用同心旋转起吊法吊装钢梁，即钢梁组装区域与安装区域中心位置均处于履带吊起吊半径位置，可在不改变起吊角度的前提下起吊安装，确保起吊安安全。
箱型梁吊点的选择为加工厂事先加工的预制吊点。现场根据情况进行焊接。
箱型梁吊装前在钢梁上装上安全绳，钢梁与柱连接后，将安全绳固定在柱上。梁与柱连接用的安装螺栓，按所需数量装入帆布桶内，挂在梁两端，与梁同时起吊。
箱型梁采用四个吊点（吊点采用100mm钢板制作，开坡口全熔透焊接，焊缝长度不小于25cm）进行吊装，四吊点分别在箱型梁中心的两侧。箱型梁在起吊时在箱型梁的两端分别挂两根溜绳，两个人分别拉住两根溜绳，箱型梁开始起吊速度一定要慢。为了保证安全，人员不能站在钢梁的正下方。在箱型梁的两端带上专用放置安装螺栓的布袋，待箱型梁吊至就位位置以上时，开始就位箱型梁，控制箱型梁下落速度，在箱型柱的两端牛腿上上4名安装工，准备安装箱型梁。箱型梁接近就位位置时，四名安装工人要分别用手扶住箱型梁配合履带吊，将箱型梁拖至就位位置。
图8箱型梁吊装示意图
Fig.8 Diagram of steel box girder erection 图9箱型梁临时固定
Fig.9 temporary fixation of steel box girder
图10 箱型梁吊装完成
Fig.10 Steel box girder hoisting finished
箱型梁吊升到位后，正、反方向和钢柱上连接板的方向不可安错。安装螺栓数量不得少于该节点螺栓总数的30%，且不得少于2个。
五、结束语
通过采用箱型梁现场拼接和整体吊装施工技术，在充分满足设计要求的前提下，有效控制构件安装关键点，保证了焊接质量和安装精度。上述技术的实施，保质高效的完成了箱型梁的安装，同时也为其他类似工程提供了经验，实现了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
1、吴慧娟.建筑业10项新技术（2010）应用指南.中国建筑工业出版社，2011（2）：284-296.
2、孫景荣.实用焊工手册.化学工业出版社，2002（3）：34-72.
【关键词】大跨度钢梁厚钢板焊接 现场拼接整体吊装
中图分类号：TG4文献标识码： A
一、工程概况
大连君悦酒店位于星海广场西侧，南侧为海滨浴场，东侧为星海广场。项目酒店定位于高级豪华超五星级酒店，建成后将成为当地的地标性建筑。
酒店裙房的主要结构之一是宴会厅组合屋面，为大跨度钢箱梁混凝土楼板组合结构体系，楼板下形成从地下室顶板（-0.12m）到主梁下表面（10.4m）之间的大空间，作为酒店的大型宴会厅。
图1 箱型梁平面布置图
Fig.1 Plane layout of steel box girder
钢梁分布在M轴和P轴，净跨23.13m，断面均为箱型。其中M轴钢梁高1500mm，宽为600mm，壁厚50mm，P轴钢梁高1500mm，宽700mm，壁厚为80mm和100mm。钢梁与两边混凝土柱内钢骨采用高强螺栓及焊接连接，两根钢梁重分别为40t和80t。
二、项目施工特点及难点
（一）安装方法的选择
宴会厅钢梁位于二层顶面（标高为11.9m），两侧与结构柱钢骨连接，现场塔吊不能满足吊装需要，势必要采用大吨位的吊机停机结构外侧进行钢结构吊装。
（二）现场焊接作业环境较差
据气象资料显示，大连沿海每年6级或6级以上大风日数每年90～140天，且本项工程施工在11月至12月间，月平均温度分别为6～-0.5℃，现场焊接作业环境恶劣。
（三）现场焊接位置受转变环境的限制，焊接难度较大
钢箱梁长22.64m，根据加工及运输要求，需要分成2段（13.33m和9.31m两段），运至现场再进行拼装。现场焊接作业不能利用加工厂行车及焊接作业平台对构件进行翻转和就位，构件一旦就位，焊接位置就不能改变。
（四）安装精度控制
由于主梁超大、超长、超重，主梁与柱之间又采用高强螺栓及焊接连接，加之主梁又有“起拱”要求，因此对构件的加工、拼装以及安装的精度要求是相当高的，必须严格按GB50205-2001规范及设计要求进行检测控制，确保最后结构安装的精度要求。
（五）施工阶段结构稳定问题
钢梁施工呈不稳定状态，必须采用一定的支撑保证施工状态的稳定，且结构安装完成后必须满足设计对构件使用状态下的受力要求。
（六）施工工期紧
钢梁加工制作20天，现场安装20天。大型吊车进场后需要组装调试，加之施工现场场地狭小，存在多工种交叉施工情况，为确保工程按期完工，对施工总体规划、施工准备等施工组织管理提出极高的要求及挑战。
三、机械的选择和现场条件要求
（一）拼装机械选择
构件进场时采用100t汽车吊进场卸车，将两段箱型梁卸在钢梁支撑上并铺设防滑垫,用千斤顶跟地坦克进行微调。
（二）吊装机械选择
构件重、安装位置高，吊装如果采用其它土办法吊装，施工效率低，施工风险太大，因此采取大吊机进行整体吊装。经过考察市场情况，大连当地能满足吊装条件的吊机只有450t履带吊。根据作业半径及吊重测算，450t履带吊接145t的超提配重才能满足吊装条件。
（二）吊装机械现场条件要求
在450t履带吊吊机运抵现场前，司吊人员提前进场对场地进行踏勘，并就现场条件提出详细要求：
进入场地道路需要畅通，影响通行的栏杆、架料等障碍需要清除，结构外脚手架顶部需拆改，结构外低洼处用砂石回填并平整压实；
吊机行走区域分层压实；
吊机工作期间该区域进行封闭，并避免交叉施工。
四、主要施工流程及关键控制点
（一） 施工流程
材料采购→构件加工制作→构件进场→焊前准备→预热→焊接→后热保温→外观检查、超声波检查→测量放线、复测→吊机场地准备→吊机进场、组装→箱型梁试吊→箱型梁吊装就位→找正、临时螺栓固定→再次微调→箱型梁与钢柱牛腿焊接→外观检查、超声波检查→箱型梁焊接、吊装完成。
（二） 箱型梁的拼接
1.焊接作业环境
现场焊接作业环境比较恶劣，在组装焊接位置，设置防护棚。防护棚4m×4m，高3m，内壁满挂防火布，并配备灭火器。当室外气温低于0℃时，防护棚内设置电加热管进行保温。
2.焊接工艺
焊接作业前，选用有厚板焊接经验的操作者，并进行针对性的焊接培训，以熟悉现场作业环境及母材的特性。选用与现场作业环境类似的场地用同种母材及焊接材料做焊前工艺评定。
表1焊接工艺参数
Table1 Welding process parameters
焊接工艺参数 道次 焊接方法 焊条或焊丝 焊剂或保护气体 保护气流量 电流（A） 电压（V） 焊接速度 热输入(KJ/cm) 备注
牌号 Φ
1 GMAW ER50-6 Φ1.2 CO2 15 240～260 28～32 15～30 / /
2～5 GMAW ER50-6 Φ1.2 CO2 16 200～260 26～30 15～30 / /
6～7 GMAW ER50-6 Φ1.2 CO2 16 180～240 24～30 10～25 / /
采用二氧化碳气体保护焊，焊丝型号 ER50-6，焊丝直径1.2mm。钢板预热温度200℃，焊接完成后用石棉布对焊缝进行保温，并在防护棚内用电加热器保温4小时，待焊缝冷却后报请监理和专业检测机构进行外观检查和超声波检查。
焊接过程中每道焊缝长焊缝选择2个高级焊工进行换人不换枪的施焊，以保证连续施焊。每层焊完后，及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。
图2 焊前预热
Fig.2 Preheating before welding 图3 焊后保温
Fig.3 Thermal insulation after welding
图4焊接完成
Fig.4 Welding completed 图5 焊缝无损检测
Fig.5 Non destructive testing of weld
3.焊接顺序
箱型梁拼接处焊缝开一个1000×700mm的洞口，焊接时先焊两侧腹板立焊缝，焊接合格后焊接人员由开口处进入箱型梁内部施焊下翼缘板平焊缝，待三面焊接完成后，将盖板盖住。
图6 箱型梁开口示意图
Fig.6 Diagram of steel box beam opening parts 图7 焊接顺序
Fig.7 Welding sequence
4.变形控制
采用对称焊接的方式施工，制作时预留焊接收缩量以及钢柱的自重压缩量，箱型设计梁起拱值96mm。现场施焊顺序为先做钢梁腹板立焊，从上往下由两个焊工同时施焊，焊口即时进行清渣，尽量保证焊接连贯性。焊接合格后，焊工由预先留设开口进入内部进行平焊，最后将开口处板进行平焊盖上。
（三） 箱型梁整体吊装
箱型梁吊装时采用4根绳吊装，采用同心旋转起吊法吊装钢梁，即钢梁组装区域与安装区域中心位置均处于履带吊起吊半径位置，可在不改变起吊角度的前提下起吊安装，确保起吊安安全。
箱型梁吊点的选择为加工厂事先加工的预制吊点。现场根据情况进行焊接。
箱型梁吊装前在钢梁上装上安全绳，钢梁与柱连接后，将安全绳固定在柱上。梁与柱连接用的安装螺栓，按所需数量装入帆布桶内，挂在梁两端，与梁同时起吊。
箱型梁采用四个吊点（吊点采用100mm钢板制作，开坡口全熔透焊接，焊缝长度不小于25cm）进行吊装，四吊点分别在箱型梁中心的两侧。箱型梁在起吊时在箱型梁的两端分别挂两根溜绳，两个人分别拉住两根溜绳，箱型梁开始起吊速度一定要慢。为了保证安全，人员不能站在钢梁的正下方。在箱型梁的两端带上专用放置安装螺栓的布袋，待箱型梁吊至就位位置以上时，开始就位箱型梁，控制箱型梁下落速度，在箱型柱的两端牛腿上上4名安装工，准备安装箱型梁。箱型梁接近就位位置时，四名安装工人要分别用手扶住箱型梁配合履带吊，将箱型梁拖至就位位置。
图8箱型梁吊装示意图
Fig.8 Diagram of steel box girder erection 图9箱型梁临时固定
Fig.9 temporary fixation of steel box girder
图10 箱型梁吊装完成
Fig.10 Steel box girder hoisting finished
箱型梁吊升到位后，正、反方向和钢柱上连接板的方向不可安错。安装螺栓数量不得少于该节点螺栓总数的30%，且不得少于2个。
五、结束语
通过采用箱型梁现场拼接和整体吊装施工技术，在充分满足设计要求的前提下，有效控制构件安装关键点，保证了焊接质量和安装精度。上述技术的实施，保质高效的完成了箱型梁的安装，同时也为其他类似工程提供了经验，实现了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
1、吴慧娟.建筑业10项新技术（2010）应用指南.中国建筑工业出版社，2011（2）：284-296.
2、孫景荣.实用焊工手册.化学工业出版社，2002（3）：34-72.