鋼框架結構吊裝與焊接施工技術研究

浙江杭蕭鋼構股份有限公司 浙江省 311232

摘要：目前我國的建筑業在經濟的帶動下不斷的發展，其中的鋼框架結構吊裝與焊接施工技術也在不斷的成熟，本文主要結合實際工程對鋼框架結構吊裝與焊接施工技術作了介紹，可供相關工程人士參考。

關鍵詞：鋼框架結構；吊裝與焊接；施工技術

0.前言

隨著我國鋼結構市場的不斷發展，對鋼框架結構施工技術的要求也越來越高，不斷創新技術來提高鋼框架結構施工技術水平已成為行業發展的需要。鋼結構雖然具有強度高、塑性好的特點，但是鋼結構構件截面小，板厚及壁厚偏薄，同時在鋼結構安裝過程中，變形累加也比較大，再加上原材料以及加工、制作、安裝、使用過程中的各種原因，導致鋼框架結構的變形問題更加突出，所以必須給予高度重視，深入研究其施工技術。其吊裝與焊接施工技術的研究有助于優化施工方案、降低施工風險、提高施工質量，更充分發揮鋼結構的優點，推進我國鋼結構應用的發展。

1.技術難點

①測量精度要求高，因為鋼結構在未形成整體結構單元前穩定性較混凝土結構差，這樣使得控制測量有一定的難度。

②工期緊，主、次鋼構共計超過8500t，根據現場情況，除去準備、制作周期，要求在約85d內安裝完成，對現場施工組織要求很高。

③構件的型號、數量多，該工程處于上海寶山鬧市區，白天不允許貨車進入，施工場地狹小無處堆放構件，要求在制作、運輸和安裝過程嚴格管理，制作時按照安裝順序進行制作，按先后順序進場安裝。以免造成不能安裝的構件先進場而要安裝的構件未進場，影響施工進度。

2鋼結構吊裝

2.1吊機選擇

商場鋼柱采用箱型截面鋼柱，最大截面H700x830x30，鋼柱分兩段吊裝，分段點位樓層標高之上1.3m位置，單根鋼柱最大吊裝重量約13t，鋼梁分件吊裝，最大截面H 1450 x 480 x22 x 28，跨度16m，吊裝重量約7.5t，采用1臺R K 100型100t履帶吊吊裝。R K 100型100t履帶吊33.5m臂，吊裝半徑18m時，吊裝高度30m，吊裝重量16.6t，滿足要求。

2.2鋼柱吊裝

鋼柱吊裝應按照各分區的安裝順序進行，并及時形成穩定的框架體系。利用鋼柱的臨時連接耳板作為吊點，吊點必須對稱，確保鋼柱吊裝時為垂直狀。每根鋼柱安裝后應及時進行初步校正，以利于鋼梁安裝和后續校正，鋼柱定位后應及時將墊板、螺帽與鋼柱底板點焊牢固。上層柱的定位軸線應從地面控制線直接從基準線引上，不應該從下層柱的軸線引上。在鋼柱之問連接的連接板待校正完畢，并全部焊接完畢后，將連接板割掉，并打磨光滑，并涂上防銹漆，割除時不要損傷母材。

上層鋼柱的安裝與首段鋼柱的安裝不同點在于柱腳的連接固定方式上不同。鋼柱吊點設置在鋼柱的上部，利用4個臨時連接耳板作為吊點。吊裝前，應當保證上下節鋼柱對接接觸面頂緊。鋼柱吊裝到位后，鋼柱的中心線應與下面一段鋼柱的中心線吻合，活動雙夾板平穩插入下節柱對應的安裝耳板上，穿好連接螺栓，連接好臨時連接夾板，鋼柱焊接完成2 /3后割除安裝耳板。

為了滿足鋼結構安裝施工安全防護需要，在鋼柱與鋼梁交接處、柱與柱對接處搭設可裝配式操作平臺，在梁上裝上裝配式通道。方便作業人員可以安全的到達每個部位進行作業。

2.3鋼梁吊裝

鋼梁的吊裝順序應嚴格按照鋼柱的吊裝順序進行，及時形成框架，保證框架的垂直度。鋼梁安裝完成后應檢查鋼梁與連接板的貼合方向并及時在鋼梁上拉設安全繩，并及時在鋼梁上拉設安全繩，以便施工人員行走時掛設安全帶，確保施工安全。

鋼梁吊裝就位時要注意鋼梁的上下方向及水平方向，確保安裝正確并及時夾好連接板，對孔洞有偏差的接頭應用沖釘配合調整跨問距，然后再用普通螺栓臨時連接。普通安裝螺栓數量按規范要求不得少于該節點螺栓總數的30%，且不得少于2個。

3鋼結構焊接

在鋼結構焊接中為控制局部及整體焊接變形，應在保證焊縫完全熔透的前提下采用小角度、窄間隙焊接坡口，并結合小熱輸入量、小焊道、多道多層焊接方法以減少收縮量。鋼柱沿其高度，鋼梁沿其軸向長度，根據其每道安裝接縫的收縮余量2m m～3m m及其總和，加工時預留焊接收縮余量。同時為了減少焊后殘余應力，應合理的焊接順序，以分散和控制變形與焊后殘余應力。焊接完成后采用錘擊法消除焊縫填充層應力。

在本工程高空焊接時，考慮施工期問恰逢上海市雨季，在現場設置焊接操作平臺。焊接平臺的制作：高空鋼柱的對接是第一次澆筑橫梁底板及腹板后，將內側模板拆除，外側模板不拆；第二次澆筑橫梁頂板。橫梁底模及腹板內、外側模板均采用鋼模。橫梁支架采用“換載法”進行預壓，以消除支架彈性變形和非彈性變形。

⑤塔柱采用卓良生產的爬架及配套的模板體系施工。上塔柱斜拉索錨固區索道管安裝采用定位支架進行，定位支架上設置管位精調裝置。

⑥塔柱施工至上橫梁時，鋼梁開始架設墩頂段，在上橫梁底部及塔柱周圍設置一層防落平臺，接收上塔柱施工時可能掉落的物體，確保下方人員安全。

3.1鋼梁架設方案

橋面離長江水面高度最高可達80m，水上浮吊無法用于鋼梁架設，本橋采用了在墩位處修建鋼棧橋碼頭，配備150t履帶吊機用于鋼梁卸船上岸。上橫梁及塔柱施工開始施工，鋼梁墩頂4節間此時亦需開始架設。

①鋼梁架設前，首先需完成以下工程：墩旁托架拼裝完成并通過驗收；用于墩頂位置鋼梁起吊的D 1100～ 63塔吊完成安裝并驗收。

②鋼梁節間編號為橋臺至跨中分別為EO～E32， 11#墩墩頂編號為E 16。

③具體施工順序為：在墩旁托架上完成E 13-E 18 6個節間的拼裝，然后安裝正式支座；鋼梁調整后臨時鎖定。用墩旁大在鋼梁上弦鋪設架梁吊機軌道，拼裝中跨側吊機，架梁吊機向中跨行走，拼裝E18～E19節間，中跨吊機走行至E 17～E 18節間，繼續拼裝邊跨側架梁吊機。之后橋面鋪設運梁軌道；利用塔吊提梁至橋面，架梁吊機從橋面起梁進行架設，懸臂拼裝。懸臂拼裝完2個節間后，吊機前移到位。拆除D1100-63塔吊。開始利用主塔塔吊和架梁吊機拼裝鋼梁提升站。提升站將鋼梁從棧橋上提起，通過運梁軌道臺車將鋼梁送至架梁吊機下方，以供拼裝。鋼梁兩端懸臂拼裝至E10和E22節點，架梁吊機走行至前端，掛設第二對斜拉索并張拉至監控單位指定拉力（第一對斜拉索待鋼梁拼裝完成后掛設）。則鋼梁架設進入正常鋼梁架設階段，直至E32節點鋼梁合攏。然后拆除架梁吊機及墩旁托架，調整斜拉索索力，完成鋼梁架設。拆除架梁吊機，鋼梁施工完成。

4大型臨時設計及施工監控

4.1施工監控

施工監控的目的是為了確保橋梁在施工過程中的安全穩定，使橋梁建成后滿足設計的要求。通過施工監控，及時發現施工過程中存在的結構安全隱患。當監測發現結構應力、變形超出規范允許的誤差范圍或與理論計算值相差過大等情況時，將及時預警。

本橋施工監控內容包括：①橋塔溫度及應力、變形；②鋼梁桿件應力及鋼梁中心線、高程；③斜拉索張拉過程中橋面標高變化；④斜拉索索力；⑤墩旁托架安全監測。

5結語

綜合本文所訴，本橋采用上橫梁及塔柱與鋼桁梁同步施工，順利完成了塔柱及鋼析梁的架設任務。施工過程中得到了相關專家及橋科院的大力支持和推廣。本橋超高墩旁托架的施工技術，以及塔柱鋼梁同步施工技術措施為以后的類似橋梁施工提供借鑒。

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