鋼結(jié)構(gòu)工程施工淺析——蘇州工業(yè)園區(qū)市場大廈為例

王志福

（中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司 ，上海 201900）

1.工程簡介

蘇州工業(yè)園區(qū)市場大廈總建筑面積約25092平方米，大廈高27.2m，本工程中的鋼結(jié)構(gòu)工程是梁柱平臺的框架結(jié)構(gòu)體系，屬于多層建筑。局部四層，最大跨度21米，次梁最大跨度18米，弧形件較多，在多層建筑中也屬少見。鋼結(jié)構(gòu)框架由柱子系統(tǒng)、平臺梁系統(tǒng)、梯子系統(tǒng)、樓承板和屋面系統(tǒng)構(gòu)成。其中柱子從地下室底板一直支撐到屋面，柱子類型有鋼管柱、箱型柱（BOX）、H型柱三種類型，梁有工字型實腹梁和弧形箱型梁兩種。屋面檁條采用高頻焊接H型鋼。

2 工程特點

2.1 結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜

該工程由荷蘭DHV公司設(shè)計，結(jié)構(gòu)形式設(shè)計復(fù)雜。其框架柱為圓管柱及方形柱；屋面為傾斜屋面，局部設(shè)置有圓弧形箱型梁，其跨度達(dá)24米。制作、安裝精度要求高。

2.2 工期緊任務(wù)重

大約2700噸鋼構(gòu)總工期僅為99個工作日；鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝工期特別短，構(gòu)件儲備量大，組織性強(qiáng)。

2.3 多專業(yè)交叉作業(yè)

在安裝鋼結(jié)構(gòu)框架過程中，立柱標(biāo)高±0.000以下需外包混凝土，同時每安裝完一層平臺將交付下道工序鋪設(shè)樓承板，而且D列和1線、8線當(dāng)二層平臺形成整體框架之后土建即施工側(cè)墻；設(shè)計要求鋼柱內(nèi)還需澆灌混凝土。在施工中玻璃幕墻、模結(jié)構(gòu)、土建、機(jī)電管、屋面鋁板敷設(shè)等多專業(yè)交叉施工的局面，勢必給鋼結(jié)構(gòu)安裝增加了難度，必須精心組織，合理配置資源。

表1

2.4 超大構(gòu)件施工難度大

原設(shè)計屋面大梁為工字型實腹梁，斷面為1800x450x25x35,長24095mm。重量為12.320噸，為了滿足玻璃幕墻要求該梁改為箱型梁，重量增加至35.163噸。因此從制作、運輸和安裝等方面原方案均無法滿足施工要求，必須重新制定方案、合理配置資源。

3 工程重點、難點及解決措施

3.1 制作

3.1.1 箱形柱制作過程中的尺寸檢查（見表 1）

3.1.2 厚板焊接。

難點分析：最厚板為45mm；預(yù)熱與焊后熱處理的溫度控制。

對策：合適的焊接工藝；高等級焊工；電腦溫控；針對性強(qiáng)的焊接工藝評定。

3.1.3 焊接殘余應(yīng)力

焊接難點：焊接后焊縫周圍殘余應(yīng)力。

對策：焊接順序合理，先焊自由度大的零件；熱處理消除厚板的殘余應(yīng)力；采用氣保焊，其線能量較小。

3.2 拼裝

3.2.1 拼裝胎架的設(shè)計

3.2.2 重點：胎架的承載力。

3.2.3 解決方法：精確的設(shè)計計算。

3.3 質(zhì)量控制

3.3.1 材料的質(zhì)量控制。

難點分析：不均質(zhì)等因素會明顯影響材料質(zhì)量。

圖1

對策：擴(kuò)大材料理化檢驗的范圍與內(nèi)容，追加Z向性能檢測。

3.3.2 中厚板的切割質(zhì)量。

難點分析：對45mm鋼板進(jìn)行切割，很難保證有高質(zhì)量的切割面。

對策：切割前對材料進(jìn)行預(yù)熱；合適的割嘴、氣壓；機(jī)械化切割設(shè)備

3.4 運輸

3.4.1 難點分析：二次倒運

3.4.2 解決措施

3.4.2.1 構(gòu)件運到施工現(xiàn)場，堆放在固定的構(gòu)件堆場，由專人維護(hù)和管理。

3.4.2.2 構(gòu)件的卸車和裝車均由專人監(jiān)督和指揮。

3.4.2.3 考慮到現(xiàn)場的條件，選用1臺50t履帶吊、一輛30t拖車進(jìn)行卸車、裝車和運輸。

4 施工方案

4.1 運輸

由于設(shè)計變更，屋面大梁改為箱型梁，超長、超重、超高，運輸時對運輸車輛性能、運輸?shù)缆芬蟾摺８鶕?jù)本工程運輸技術(shù)條件，我們選擇德國戈德霍夫（FOLDHOFER）公司生產(chǎn)的THP重型組合式全掛液壓平板系列的6軸＋6軸長貨車組。該型掛車具有多輪軸、有軸間串聯(lián)式獨立平衡液壓懸掛系統(tǒng)，單體掛車可進(jìn)行縱橫向拼接，有較大的承載貨臺和自裝自卸能力。

4.2 方案調(diào)整

原方案利用150噸履帶吊和250噸履帶吊各一臺進(jìn)行吊裝作業(yè)，后經(jīng)過反復(fù)論證，根據(jù)本工程特點以及構(gòu)件單重，改為選用一臺50噸履帶吊和一臺25噸汽車吊作為主導(dǎo)機(jī)械，在吊裝底層柱時選用1臺25噸汽車吊（浦沅CD-25）為主導(dǎo)機(jī)械，吊裝2層梁及以上構(gòu)件時選用1臺50噸履帶吊（KUY150）為主導(dǎo)機(jī)械，在跨內(nèi)進(jìn)行吊裝。選用2臺16噸汽車吊協(xié)助主導(dǎo)機(jī)械進(jìn)行構(gòu)件的倒運、拼裝。從而降低了施工成本并且提高了機(jī)械的使用率、加快了安裝進(jìn)度。

4.3 立體施工

鋼結(jié)構(gòu)安裝為四層，原計劃是鋼結(jié)構(gòu)吊裝一層，混凝土進(jìn)行澆灌一層，由于工期緊，我們采取了立體施工，四層鋼結(jié)構(gòu)吊裝一氣呵成，將市場大廈總工期縮短了兩個月。

5 施工方法

5.1 安裝總體順序：從8線向1線，分區(qū)劃塊進(jìn)行安裝，確保交付下道工序施工。吊裝遵循：先柱后梁；先主后次；先內(nèi)后外，先低后高的原則。

5.2 框架柱施工

5.2.1 施工準(zhǔn)備：

基礎(chǔ)上彈出建筑物的縱、橫定位軸線和框架柱的吊裝準(zhǔn)線，作為對位、校正的依據(jù)；

檢查基礎(chǔ)螺栓位置、標(biāo)高及伸出長度；刷清螺紋；基礎(chǔ)表面找平；基礎(chǔ)面中心標(biāo)記鮮明；基礎(chǔ)墊板配設(shè)；柱四面中心標(biāo)記鮮明；柱上綁扎好高空用臨時爬梯、操作腳手架。

5.2.2 柱的綁扎或吊點的設(shè)置

根據(jù)框架柱的形狀、長度、質(zhì)量、起吊方法及吊機(jī)性能等因素，采用設(shè)置永久吊耳吊裝。

5.2.3 柱的吊裝

框架柱整體出廠，單機(jī)吊裝旋轉(zhuǎn)就位；就位后進(jìn)行初步找正，并系纜風(fēng)繩臨時固定。起吊時不得在地面上拖拉，以免碰壞地腳螺栓絲扣。

5.2.4 框架柱找正

框架柱的找正包括平面位置、垂直位置和標(biāo)高的找正。

標(biāo)高的找正：?根據(jù)框架柱頂板到底板的實際長度，在墊板配設(shè)時進(jìn)行；平面位置的校正：在吊裝就位時進(jìn)行；垂直度的校正，在臨時固定后進(jìn)行。

垂直度的校正直接影響平臺梁和屋面梁等安裝的準(zhǔn)確性，垂直度校正可以采用鋼管撐桿斜頂法或纜風(fēng)繩校正法等方法進(jìn)行。

5.2.5 框架柱剪力釘?shù)男扪a(bǔ)

勁型柱?上剪力釘在工廠施工，吊裝前檢查是否有缺損或運輸、翻身時碰松或掉落，如有則及時修補(bǔ)。

5.3 平臺梁施工

平臺梁在框架柱找正、固定后吊裝。吊裝前再次檢查框架柱的垂直度和柱距。

5.3.1 平臺梁施工工藝流程

平臺梁施工工藝流程見圖1。

5.3.2 平臺梁的安裝

平臺梁的安裝順序：先主梁，再次梁，然后安裝平臺梁。?

吊裝前，應(yīng)對平臺梁的編號、幾何尺寸及牛腿標(biāo)高對照設(shè)計圖進(jìn)行檢查，安裝后及時安裝臨時欄桿或安全繩。吊裝采用4點吊裝，鋼絲繩綁扎在梁上弦節(jié)點上，綁扎點處墊設(shè)橡膠塊或木塊，以防止損壞油漆。吊裝就位后先用普通螺栓臨時固定，在找正后及時固定。

5.3.3 平臺梁的找正

校正前，在框架柱上精確放出平臺梁的安裝標(biāo)高和軸線標(biāo)記，供校正時參考。

標(biāo) 高：兩端高差 10mm；

垂 直 度：H/500；

起 拱 度：不下?lián)希琇/5000 -5mm，+10mm；

側(cè)彎矢高：L/2000 10mm。

5.4 平臺次梁施工

5.4.1 平臺次梁安裝在平臺主梁找正后進(jìn)行，采用綜合安裝法安裝，即：在27m×18m的標(biāo)準(zhǔn)柱距內(nèi)，三榀27m次梁找正后立即安裝次梁之間的平臺梁，在標(biāo)高直線度找正完畢后固定，然后安裝下一柱距內(nèi)的平臺梁和平臺次梁。

5.4.2 因為平臺次梁重量較小，采用一鉤多吊的方法吊裝，以減少吊裝時間。

5.4.3 平臺次梁安裝精度要求：

一根平臺次梁的兩端標(biāo)高：10mm；

平臺次梁與平臺次梁接頭的高差：3mm；

一層平臺上的平臺主梁、平臺次梁在同一軸線的直線度：10mm。

5.5 弧型梁吊裝

采用手拉葫蘆調(diào)平吊裝。

5.6 屋面主結(jié)構(gòu)安裝

屋面次梁在兩榀主梁找正、固定后吊裝。吊裝前再次檢查主梁的垂直度和間距。屋面次梁單榀整體吊裝，四點起吊。

5.7 屋面支撐、屋面檁條安裝

屋面支撐、屋面檁條采用綜合安裝法安裝，即在兩榀主梁找正固定后吊裝此擋的支撐和檁條。由于構(gòu)件較輕，采用一鉤多吊，減少吊機(jī)起吊、落鉤時間，可以加快安裝進(jìn)度。

6 主要安裝節(jié)點

6.1 方柱對接

6.2 圓柱對接

6.3 梁柱對接

7保證安裝構(gòu)件穩(wěn)定性的措施

7.1 平臺體系安裝構(gòu)件穩(wěn)定性措施：

柱子吊裝就位后進(jìn)行測量校正，然后拉纜風(fēng)繩固定，同時在屋面梁柱側(cè)加臨時支撐，并在柱頂部拉臨時連接拉桿。

柱子固定之后，吊裝平臺梁，第一榀平臺梁主梁吊裝好之后，立即加纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，然后吊裝第二榀平臺主梁，用同樣方法固定，最后安裝次梁。

7.2 由于采用跨內(nèi)吊裝，而且是在整體框架安裝之后進(jìn)行地下車庫頂板的施工，為了確保整體框架的穩(wěn)定性，施工過程中采取了加固措施，在每一線柱間安裝支撐，選用∠100x6角鋼，與箱形柱直接施焊，與管柱需增加t=10mm鋼板，鋼板規(guī)格為200x200mm,支撐中心定位為－0.350mm。

8 溫度對鋼結(jié)構(gòu)施工的影響

根據(jù)以往經(jīng)驗公式：△l=α×L×△T得出±10℃時，結(jié)構(gòu)長度方向變形總量約為14mm，在施工允許偏差范圍內(nèi)。但是，柱子垂直度測量要在日照不強(qiáng)的狀態(tài)下進(jìn)行，防止日照對柱子側(cè)彎影響測量結(jié)果。蘇州市日平均氣溫變化曲線見下圖。

該工程在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，由于管理科學(xué)、組織合理，多次受到蘇州市政及園區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的表揚(yáng)，為中冶天工上海十三冶贏得了榮譽(yù)，為進(jìn)一步開拓蘇州區(qū)域市場奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]何小輝.淺談鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制要點[J].民營科技，2012（01）.

[2]白玉梅.淺析對鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量的控制[J].城市建設(shè)理論研究，2012（9）.