鋼框架結(jié)構(gòu)吊裝與焊接施工技術(shù)研究

浙江杭蕭鋼構(gòu)股份有限公司 浙江省 311232

摘要：目前我國的建筑業(yè)在經(jīng)濟的帶動下不斷的發(fā)展，其中的鋼框架結(jié)構(gòu)吊裝與焊接施工技術(shù)也在不斷的成熟，本文主要結(jié)合實際工程對鋼框架結(jié)構(gòu)吊裝與焊接施工技術(shù)作了介紹，可供相關(guān)工程人士參考。

關(guān)鍵詞：鋼框架結(jié)構(gòu)；吊裝與焊接；施工技術(shù)

0.前言

隨著我國鋼結(jié)構(gòu)市場的不斷發(fā)展，對鋼框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要求也越來越高，不斷創(chuàng)新技術(shù)來提高鋼框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平已成為行業(yè)發(fā)展的需要。鋼結(jié)構(gòu)雖然具有強度高、塑性好的特點，但是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面小，板厚及壁厚偏薄，同時在鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)。其吊裝與焊接施工技術(shù)的研究有助于優(yōu)化施工方案、降低施工風險、提高施工質(zhì)量，更充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，推進我國鋼結(jié)構(gòu)應用的發(fā)展。

1.技術(shù)難點

①測量精度要求高，因為鋼結(jié)構(gòu)在未形成整體結(jié)構(gòu)單元前穩(wěn)定性較混凝土結(jié)構(gòu)差，這樣使得控制測量有一定的難度。

②工期緊，主、次鋼構(gòu)共計超過8500t，根據(jù)現(xiàn)場情況，除去準備、制作周期，要求在約85d內(nèi)安裝完成，對現(xiàn)場施工組織要求很高。

③構(gòu)件的型號、數(shù)量多，該工程處于上海寶山鬧市區(qū)，白天不允許貨車進入，施工場地狹小無處堆放構(gòu)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(gòu)件先進場而要安裝的構(gòu)件未進場，影響施工進度。

2鋼結(jié)構(gòu)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(qū)的安裝順序進行，并及時形成穩(wěn)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(xù)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(shè)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(jié)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(wěn)插入下節(jié)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(jié)構(gòu)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(shè)可裝配式操作平臺，在梁上裝上裝配式通道。方便作業(yè)人員可以安全的到達每個部位進行作業(yè)。

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(shè)安全繩，并及時在鋼梁上拉設(shè)安全繩，以便施工人員行走時掛設(shè)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(diào)整跨問距，然后再用普通螺栓臨時連接。普通安裝螺栓數(shù)量按規(guī)范要求不得少于該節(jié)點螺栓總數(shù)的30%，且不得少于2個。

3鋼結(jié)構(gòu)焊接

在鋼結(jié)構(gòu)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(jié)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(jù)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(xiàn)場設(shè)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(nèi)側(cè)模板拆除，外側(cè)模板不拆；第二次澆筑橫梁頂板。橫梁底模及腹板內(nèi)、外側(cè)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(chǎn)的爬架及配套的模板體系施工。上塔柱斜拉索錨固區(qū)索道管安裝采用定位支架進行，定位支架上設(shè)置管位精調(diào)裝置。

⑥塔柱施工至上橫梁時，鋼梁開始架設(shè)墩頂段，在上橫梁底部及塔柱周圍設(shè)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(shè)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(shè)，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(jié)間此時亦需開始架設(shè)。

①鋼梁架設(shè)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(jié)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(jié)間的拼裝，然后安裝正式支座；鋼梁調(diào)整后臨時鎖定。用墩旁大在鋼梁上弦鋪設(shè)架梁吊機軌道，拼裝中跨側(cè)吊機，架梁吊機向中跨行走，拼裝E18～E19節(jié)間，中跨吊機走行至E 17～E 18節(jié)間，繼續(xù)拼裝邊跨側(cè)架梁吊機。之后橋面鋪設(shè)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(shè)，懸臂拼裝。懸臂拼裝完2個節(jié)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(jié)點，架梁吊機走行至前端，掛設(shè)第二對斜拉索并張拉至監(jiān)控單位指定拉力（第一對斜拉索待鋼梁拼裝完成后掛設(shè)）。則鋼梁架設(shè)進入正常鋼梁架設(shè)階段，直至E32節(jié)點鋼梁合攏。然后拆除架梁吊機及墩旁托架，調(diào)整斜拉索索力，完成鋼梁架設(shè)。拆除架梁吊機，鋼梁施工完成。

4大型臨時設(shè)計及施工監(jiān)控

4.1施工監(jiān)控

施工監(jiān)控的目的是為了確保橋梁在施工過程中的安全穩(wěn)定，使橋梁建成后滿足設(shè)計的要求。通過施工監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的結(jié)構(gòu)安全隱患。當監(jiān)測發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)應力、變形超出規(guī)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(jiān)控內(nèi)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(jiān)測。

5結(jié)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(shè)任務(wù)。施工過程中得到了相關(guān)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(shù)，以及塔柱鋼梁同步施工技術(shù)措施為以后的類似橋梁施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]李偉男. 復雜鋼結(jié)構(gòu)吊裝及施工仿真技術(shù)研究[J].中冶集團建筑研究總院，2012，01：1-96.

[2]謝靜. 鋼框架結(jié)構(gòu)的焊接模擬與施工工藝研究[J].浙江工業(yè)大學，2013，05：1-82.

[3]沈國裕. 體育館鋼結(jié)構(gòu)屋蓋焊接施工技術(shù)的研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，（35）：27-28.

[4]方增榮. 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)的研究[J].科技與企業(yè)，2014，03：182.