建筑工程中鋼框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與管理

葛廣寧, 武 丹

1河北建設(shè)集團(tuán)有限公司鋼結(jié)構(gòu)工程分公司（071000） 2河北農(nóng)業(yè)大學(xué)（071000）

1 工程概況

某集酒店、公寓、寫字樓為一體的現(xiàn)代化高層建筑總建筑面積為 20×105m2，工程占地面積為 20×104m2，由兩棟塔樓及裙樓組成。A座塔樓高160m，為全鋼結(jié)構(gòu)，地下4層，地上42層；B座塔樓高93m，地下四層，地上22層，為鋼骨混凝土混合結(jié)構(gòu)。A塔樓地下室部分和1～6層為勁性混凝土結(jié)構(gòu)，7層以上為全鋼框架結(jié)構(gòu)，平面結(jié)構(gòu)呈回字形，分內(nèi)框架和外框架兩部分。內(nèi)框筒15 m×15 m，外框筒39.5m×39.5 m。A塔樓鋼結(jié)構(gòu)總重量約為1.5×104t，構(gòu)件總數(shù)量約為2萬件；平面內(nèi)鋼柱共42根，有箱型柱12根、工字型柱47 根。 工字型柱規(guī)格主要為 1200×440×50×50 和 900×450×50×50。 鋼梁大部分為 H 型，最大為 1200×500×30×50，少量為箱型，最大截面為800mm×800mm×30mm。

該工程框架梁與框架柱之間的連接一般采用剛接，次梁與主梁之間的連接采用鉸接,鋼柱與鋼柱之間的對(duì)接采用全熔透坡口焊接。高強(qiáng)螺栓地下室有少量大六角型，地上部分全部為扭剪型。鋼材材質(zhì)主要為Q345B、C、D級(jí)，耐火等級(jí)為一級(jí)。

2 鋼框架結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)

1）測(cè)量、定位、放線精度要求高。測(cè)量、定位、放線是貫穿制作和安裝階段的控制重點(diǎn)。構(gòu)件微小的偏移會(huì)造成上部很大的變位，極大地改變結(jié)構(gòu)的受力,影響設(shè)計(jì)效果，甚至造成工程事故。

2）鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中，由于鋼材熱脹冷縮現(xiàn)象突出，天氣、溫度等條件影響大，溫度變化會(huì)對(duì)安裝精度產(chǎn)生較大影響。采取人工措施給焊接創(chuàng)造條件，如焊條的預(yù)熱、鋼板的預(yù)熱加溫等。

3）鋼結(jié)構(gòu)安裝對(duì)起重、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械的性能要求高。由于鋼構(gòu)件重量大、體型大,高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝中高空作業(yè)多，對(duì)吊裝過程中的技術(shù)要求高，鋼構(gòu)件在運(yùn)輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中，要按事先模擬設(shè)計(jì)的條件進(jìn)行。

4）高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝工程量大，構(gòu)件多,現(xiàn)場(chǎng)往往必須設(shè)置臨時(shí)堆放場(chǎng)地及相應(yīng)的中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)才能滿足安裝需要。

3 鋼框架結(jié)構(gòu)主要施工技術(shù)

3.1 施工前期準(zhǔn)備

高層鋼框架結(jié)構(gòu)安裝前，除了一般性的準(zhǔn)備工作，還包括:鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)檢和配套、鋼柱基礎(chǔ)檢查、安裝流水段的劃分、安裝機(jī)械的選擇等。

很多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑都位于城市繁華地帶，建筑四周多為交通要道，施工場(chǎng)地狹小，構(gòu)件堆場(chǎng)的布置、臨時(shí)車道布置以及現(xiàn)場(chǎng)臨建的布置非常重要。

鋼構(gòu)件在加工廠的制作程序?yàn)?首先進(jìn)行編制構(gòu)件制作指示書和原材料的矯正；然后進(jìn)行放樣、下料、切割等施工；制孔并進(jìn)行邊緣加工；經(jīng)過組裝和焊接，仔細(xì)對(duì)端部加工和磨擦面處理并嚴(yán)格執(zhí)行除銹和涂裝步驟，最后驗(yàn)收和發(fā)運(yùn)。

3.2 測(cè)量及控制

鋼框架結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量工作的主要內(nèi)容:①驗(yàn)收土建平面控制基線或紅線界樁點(diǎn)及標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的位置正確,并作好書面記錄；②基礎(chǔ)埋件的放線就位及標(biāo)高等；③設(shè)置并控制好墊板組、構(gòu)件安裝的標(biāo)高和軸線；④主軸線網(wǎng)的合理建立；⑤平面控制網(wǎng)的測(cè)放；⑥標(biāo)高的引測(cè)；⑦H型鋼柱和箱形柱的校正等。

①鋼柱測(cè)控:采取全站儀復(fù)核軸線偏差、經(jīng)緯儀校正垂直度相結(jié)合的控制方法；②高程傳遞:可用大盤尺直接進(jìn)行高程傳遞的常規(guī)測(cè)量方法；③平面控制網(wǎng)的測(cè)放:根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)通視條件,首先測(cè)設(shè)主控制軸線，然后加密各建筑軸線；④平面控制網(wǎng)的垂直引測(cè):使用激光鉛直儀垂直引測(cè)已經(jīng)測(cè)設(shè)好的軸線控制點(diǎn)。

3.3 構(gòu)件運(yùn)輸與堆放

鋼構(gòu)件應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的安裝順序，分單元成套供應(yīng)。運(yùn)輸鋼構(gòu)件時(shí)應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的長(zhǎng)度、質(zhì)量選擇運(yùn)輸車輛，鋼構(gòu)件在運(yùn)輸車輛上的支點(diǎn)兩端伸出的長(zhǎng)度及綁扎方法均應(yīng)保證鋼構(gòu)件不產(chǎn)生變形、不損傷涂層。

運(yùn)輸鋼構(gòu)件宜采用平運(yùn)；堆放場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)、排水良好無積水；構(gòu)件應(yīng)滿足按類型、單元、型號(hào)、安裝順序分區(qū)存放的要求。構(gòu)件底層墊枕應(yīng)有足夠的支承面，并應(yīng)防止支點(diǎn)下沉。相同型號(hào)的鋼構(gòu)件疊放時(shí)，各層鋼構(gòu)件的支點(diǎn)應(yīng)在同一垂直線上，并應(yīng)防止鋼構(gòu)件被壓壞和變形。

按照安裝流水順序由中轉(zhuǎn)堆場(chǎng)配套運(yùn)入現(xiàn)場(chǎng)的鋼構(gòu)件,利用現(xiàn)場(chǎng)的裝卸機(jī)械盡量將其就位到安裝機(jī)械的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。由運(yùn)輸造成的構(gòu)件變形，在施工現(xiàn)場(chǎng)要加以矯正。現(xiàn)場(chǎng)用地雖然緊張,但在結(jié)構(gòu)安裝階段必要的用地還是必須安排的，例如，構(gòu)件運(yùn)輸?shù)缆贰⒌孛嫫鹬貦C(jī)行走路線、輔助材料堆放、工作棚、部分構(gòu)件堆放等。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)安裝

1）施工機(jī)械選擇

鋼結(jié)構(gòu)施工具有工業(yè)預(yù)制化、裝配式的特點(diǎn)，對(duì)起重、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械的性能要求高。而且鋼構(gòu)件往往重量大、體型大，在高層框架施工中高空作業(yè)多，對(duì)吊裝技術(shù)要求高，鋼構(gòu)件在運(yùn)輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中，均要按設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行可行性模擬。

高層鋼結(jié)構(gòu)安裝普遍采用塔式起重機(jī),要求其臂桿長(zhǎng)度具有足夠的覆蓋面；要求有足夠的起重能力，滿足不同部位構(gòu)件起吊要求；鋼絲繩容量要滿足起吊高度要求；起吊速度要有足夠檔次，滿足安裝需要；多機(jī)作業(yè)時(shí)，臂桿要有足夠的高差，避免碰撞。各機(jī)之間要有足夠的安全距離，避免臂桿與塔身相碰。

2）安裝工藝

鋼結(jié)構(gòu)安裝在垂直方向上的目標(biāo)狀態(tài)是:鋼結(jié)構(gòu)一節(jié)安裝完成后,土建單位立即將此節(jié)每一樓層的壓型鋼板吊運(yùn)到位，并立即把最上面一層的壓型鋼板鋪好，從而使上部的鋼結(jié)構(gòu)吊裝和下部的壓型鋼板鋪設(shè)和土建施工過程有效隔離。

3）鋼梁的安裝

①吊裝順序:總體隨鋼柱的安裝順序進(jìn)行，相鄰鋼柱安裝完畢后用鋼梁及時(shí)連接，使安裝的構(gòu)件形成穩(wěn)定的框架，每天安裝完的鋼柱必須用鋼梁連接起來,不能及時(shí)連接的應(yīng)拉設(shè)纜風(fēng)繩進(jìn)行臨時(shí)穩(wěn)固。按先主梁后次梁，先下層后上層的安裝順序進(jìn)行安裝。

②吊點(diǎn)的選擇:鋼梁的吊點(diǎn)一般在離鋼梁兩端 1/3處設(shè)置吊耳。

③鋼梁吊裝、就位。

4）連接工藝

隨著高強(qiáng)螺栓、焊接連接方式的大量采用，工程中對(duì)被連接件的要求越來越嚴(yán)格。如構(gòu)件位移、垂直度、水平度、磨平頂緊的密貼程度、連接間隙、孔的同心度、板疊摩擦面的處理等，都必須經(jīng)過質(zhì)量監(jiān)督部門檢查認(rèn)可，方能進(jìn)行下一步的緊固和焊接，以免留下難以處理的隱患。高強(qiáng)度螺栓是用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼材料制作而成的，具有強(qiáng)度高，施工方便、安裝速度快、受力性能好、安全可靠等特點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、橋梁結(jié)構(gòu)、高層鋼框架結(jié)構(gòu)等的鋼結(jié)構(gòu)工程中。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、塑性好的特點(diǎn)，但鋼結(jié)構(gòu)截面偏小，板厚及壁厚越來越薄。而且高層鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，其變形累加也相當(dāng)大，再加上原材料以及加工、制作、安裝、使用過程中的缺陷和不合理的工藝等原因,高層鋼框架結(jié)構(gòu)的變形問題更加突出，必須給予高度重視，其控制問題有待深入研究。

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[2]陳靖,姜紹文.國(guó)內(nèi)外輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系初探[J].煤炭工程,2003

[3]鮑廣鑑主編.鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與實(shí)例[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005