淺談某工程鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯施工工藝

李志全

摘要：文章通過對旋轉(zhuǎn)樓梯的造型考慮和受力分析從而選擇合理的機械設(shè)備，并對整個旋轉(zhuǎn)樓梯進行合理分節(jié)處理，在樓梯拼裝焊接過程中，采用全站儀進行精準(zhǔn)定位，確保了旋轉(zhuǎn)樓梯拼裝時的拼接點精確無誤。

關(guān)鍵詞：建筑工程；旋轉(zhuǎn)樓梯；鋼結(jié)構(gòu)；拼裝焊接；全站儀 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU352 文章編號：1009-2374（2016）01-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.058

1 設(shè)計出圖

借助三維輔助軟件TEKLA軟件建立三維立體模型，考慮生產(chǎn)加工及現(xiàn)場安裝方便性，采用分段加工方法，為保證車間制作好的鋼旋轉(zhuǎn)樓梯運輸方便，將旋轉(zhuǎn)樓梯分段，但同一個旋轉(zhuǎn)樓梯必須整體拼裝后分段，盡量不要同一旋轉(zhuǎn)梯段中不同運輸和吊裝分段單獨放胎架制作，這樣很難保證梯段間光順過渡，分段選在休息平臺處斷開分4段，以方便現(xiàn)場安裝時胎架牛腿設(shè)置。根據(jù)深化圖紙尺寸將外旋水平段箱型鋼梁焊接在箱型柱上——箱型柱牛腿，將整體模型分割成多段，旋轉(zhuǎn)樓梯除鋼柱外分為4片，確定每段構(gòu)件的尺寸、扭曲角度等，并將三維立體模型轉(zhuǎn)化為三維CAD模型指導(dǎo)加工生產(chǎn)及后期

施工。

2 旋轉(zhuǎn)樓梯的制作

2.1 箱型平臺的制作

箱型平臺分為水平平臺和螺旋上升平臺，截面尺寸均為800mm×300mm×20mm的箱型，采用鋼板焊接而成，箱型平臺的腹板下料為直條，根據(jù)模型展開圖的角度，利用卷圓機滾彎，腹板直條在卷彎前表面每300mm的距離畫上與滾軸平行的直線，在卷彎過程中時刻控制平行線與滾軸平行，以保證旋轉(zhuǎn)樓梯的外形尺寸。

箱型的蓋板均下料成弧形板，制作箱型時，利用千斤頂將弧形蓋板壓到螺旋上升的腹板上去，部分位置采用火烤校正，火焰溫度不得超過650℃。以上在制作前先搭好胎架，內(nèi)旋胎架所選取的點及坐標(biāo)尺寸要合理，要保持各胎架受力均勻控制變形均勻。

內(nèi)旋支設(shè)4組胎架，胎架頂標(biāo)高分別為608mm、1216mm、1824mm、2432mm（相對于構(gòu)件底）；外旋支設(shè)6組胎架，胎架頂標(biāo)高分別為304mm、608mm、912mm、1216mm、1824mm、2432mm（相對于構(gòu)件底）。制作胎架用于構(gòu)件制作及檢測。

2.2 鋼柱的制作

鋼柱截面是600mm×300mm×20mm，采用鋼板焊接而成，鋼柱主焊縫牛腿區(qū)及上下600mm的范圍內(nèi)全熔透一級探傷，其余區(qū)域主焊縫按半熔透制作。

2.3 構(gòu)件的預(yù)組裝

所有的箱型平臺先在地面上搭好的胎架上制作好，然后再根據(jù)模型及圖紙預(yù)組裝。

3 工廠涂裝

鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯外部不澆筑混凝土部位要進行防腐涂裝，與上下兩層樓板接觸部位不得進行涂裝。所有鋼構(gòu)件在涂裝前需進行表面噴砂除銹處理，并在鋼結(jié)構(gòu)上設(shè)置涂裝邊線，防止將與混凝土接觸部位涂裝上油漆。

4 運輸

為保證車間制作好的鋼旋轉(zhuǎn)樓梯運輸方便，將旋轉(zhuǎn)樓梯分段。在運輸過程中應(yīng)予以加固，控制變形，不得損壞構(gòu)件。

5 安裝

工藝：施工準(zhǔn)備→吊裝機械的選擇→放線定位→旋轉(zhuǎn)樓梯安裝。

5.1 施工準(zhǔn)備

類似于本工程旋轉(zhuǎn)樓梯施工時現(xiàn)場樓板已封閉，無法使用塔吊或大型汽車吊整體吊裝，經(jīng)分析探討認(rèn)為單純使用電動葫蘆進行鋼構(gòu)件吊裝存在施工周期長、安裝速度慢、吊運過程中安全隱患大且人工花費高等問題。在經(jīng)專家論證之后為保證在業(yè)主要求的施工節(jié)點內(nèi)完成旋轉(zhuǎn)樓梯施工，現(xiàn)場采取鋼構(gòu)件分節(jié)優(yōu)化、樓板支撐加固等措施后，使用輕型汽車吊，同時輔以電動葫蘆鋼構(gòu)進行安裝校施工。

5.2 吊裝機械的選擇

利用汽車吊進行鋼結(jié)構(gòu)吊裝方便快捷，可大大提高工作效率，也是鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝中最常見的吊裝機械，故此先考慮利用汽車吊，根據(jù)最重構(gòu)件的重量來選擇汽車吊的型號。如若汽車吊支腿在樓板上，則需要考慮樓板的承載力是否滿承載力要求。

5.3 放線定位及空間坐標(biāo)的測量

安裝前將場外主控點引入大堂內(nèi)，復(fù)核旋轉(zhuǎn)樓梯鋼梁與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點位置。在施工現(xiàn)場建立三維坐標(biāo)系，以旋轉(zhuǎn)樓梯圓心作為坐標(biāo)原點，根據(jù)CAD模型及已經(jīng)制作完成的旋轉(zhuǎn)樓梯實際尺寸，測算出各個節(jié)點在現(xiàn)場的實際位置坐標(biāo)（x、y、z）。在施工現(xiàn)場中可以確定旋轉(zhuǎn)樓梯鋼梁與主體結(jié)構(gòu)連接的節(jié)點位置坐標(biāo)（與CAD模型中A點位置坐標(biāo)相同），利用全站儀通過旋轉(zhuǎn)樓梯鋼梁與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點可以精確測出現(xiàn)場實際旋轉(zhuǎn)樓梯各個節(jié)點實際坐標(biāo)（x、y、z）。最終測量出鋼柱牛腿與旋轉(zhuǎn)樓梯節(jié)點（3處），后擴底錨栓的孔位（兩處）以及胎架與旋轉(zhuǎn)樓梯各節(jié)點坐標(biāo)（x、y、z）。

5.4 旋轉(zhuǎn)樓梯安裝

5.4.1 按設(shè)計意圖，旋轉(zhuǎn)樓梯除鋼柱外分為4片，自下而上編號分別為5H-ST-1、5H-ST-2、5H-ST-3、5H-ST-4，可設(shè)置支撐胎架進行整片安裝。但實際旋轉(zhuǎn)樓梯均散件進場，現(xiàn)場只能設(shè)置支撐胎架進行散件安裝，旋轉(zhuǎn)樓梯散件安裝的施工工藝流程：對穿錨栓安裝→后置埋件安裝→樓梯立柱安裝→支撐胎架安裝→外旋箱型曲梁安裝→內(nèi)旋箱型曲梁安裝→樓梯踏步槽鋼安裝→樓梯踏步及休息平臺安裝。

首先使用水鉆在已定位的樓板上進行打孔，安置埋件，并且予以固定。將汽車吊站位至指定位置首先進行立柱吊裝，整個吊裝過程中使用全站儀進行精準(zhǔn)定位并予以校正。完成立柱安裝后進行支撐胎架安裝，過程中依然使用全站儀進行定位。完成胎架安裝后使用汽車吊與手動葫蘆相配合方式依次進行外旋箱型曲梁安裝與內(nèi)旋箱型曲梁安裝。曲梁安裝完成后依次進行樓梯踏步槽鋼、樓梯踏步及休息平臺安裝。整個過程使用精密儀器進行控制，保證安裝的精度。

5.4.2 旋轉(zhuǎn)樓梯胎架均與樓梯鋼柱對應(yīng)設(shè)置，樓梯鋼柱設(shè)置于旋轉(zhuǎn)樓梯外旋，旋轉(zhuǎn)樓梯胎架對應(yīng)樓梯鋼柱設(shè)置于旋轉(zhuǎn)樓梯內(nèi)旋，旋轉(zhuǎn)樓梯進行第1片及第2片散件安裝的胎架設(shè)置位置為胎架設(shè)置位置2，旋轉(zhuǎn)樓梯進行第2片及第3片散件安裝的胎架設(shè)置為胎架設(shè)置位置1，旋轉(zhuǎn)樓梯進行第3片及第4片散件安裝的胎架設(shè)置為胎架設(shè)置位置2，以上胎架與樓梯鋼柱或胎架間兩側(cè)均設(shè)置L75×5的等邊角鋼焊接固定，角鋼沿胎架支撐或樓梯鋼柱豎向間距500mm均布。

5.4.3 胎架基礎(chǔ)的做法。測量放線距離箱型鋼梁端部或者對接口200mm處，對應(yīng)支撐胎架底部在負(fù)1層樓板上設(shè)置鋼板，采用6顆M20化學(xué)螺栓臨時固定。鋼板規(guī)格PL30*600*400。H型鋼胎架底部與鋼板采用角焊縫焊接。

表1 旋轉(zhuǎn)樓梯需設(shè)置胎架的構(gòu)件

序號 構(gòu)件號 支撐胎架類型 胎架

數(shù)量 構(gòu)件狀態(tài)

1 5H-ST-1/5H-ST-2

5H-ST-3/5H-ST-4 H400×200×8×13 1 旋轉(zhuǎn)樓梯內(nèi)旋鋼梁

2 5H-ST-2/5H-ST-3 H400×200×8×13 1 旋轉(zhuǎn)樓梯內(nèi)旋鋼梁

旋轉(zhuǎn)樓梯支撐胎架標(biāo)高統(tǒng)計如表2：

表2 胎架牛腿標(biāo)高及高度

序號 胎架號 牛腿頂

標(biāo)高/m 曲梁截面高度/mm 胎架頂標(biāo)高/m 胎架底標(biāo)高/m 胎架高度/m H型鋼總長度/m

1 胎架1 3.608 800 4.5 -0.12 4.62 4.59

2 胎架2 1.176 800 -0.12

6.04 800 6.88 -0.12 7 6.97

總計 11.56

5.4.4 旋轉(zhuǎn)樓梯鋼構(gòu)件的安裝。旋轉(zhuǎn)樓梯鋼構(gòu)件的安裝采用16t汽車吊作為起吊設(shè)備將鋼構(gòu)件安裝就位，鋼構(gòu)件安裝就位后利用連接板或靠山板臨時固定，然后進行鋼構(gòu)件的焊接。

5.4.5 樓梯踏步及休息平臺安裝。梯段安裝時先進行休息平臺安裝，自休息平臺處自下往上安裝樓梯踏步。安裝前先將踏步及休息平臺定位線放于曲梁上，焊接支撐槽鋼再進行踏步鋼板焊接。

6 旋轉(zhuǎn)樓梯安裝的精度控制

6.1 旋轉(zhuǎn)樓梯組對間隙控制技術(shù)

設(shè)計階段：設(shè)計前考慮現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)的誤差以及安裝后樓板與鋼梁節(jié)點的變形影響。加工階段：根據(jù)以往經(jīng)驗，考慮旋轉(zhuǎn)樓梯加工后的變形收縮量，預(yù)先掌握對接后鋼梁整體長度的實際偏差值。埋件的偏差值：事前考慮埋件位置偏差以及安裝后的實際誤差。焊接收縮值：預(yù)先掌握焊接收縮理論值；預(yù)先掌握焊接收縮成熟經(jīng)驗值。總體考慮安裝偏差、構(gòu)件尺寸偏差、焊接收縮對安裝精度的影響，根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)合相關(guān)規(guī)范、以往類型工程的施工的成熟經(jīng)驗進行綜合分析對比，確定鋼結(jié)構(gòu)對接的組對間隙，將各種影響因素提前消化。具體做法為：組對間隙=設(shè)計間隙+構(gòu)件本身長度方向的偏差+埋件的偏差值+焊接收縮值。

6.2 偏差調(diào)整措施

測量放樣實測已施工砼體偏差→鋼構(gòu)件根據(jù)實際測量放樣結(jié)果進行微調(diào)→旋轉(zhuǎn)樓梯第一段外旋及內(nèi)旋箱型曲梁安裝→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進行調(diào)整→箱型曲梁焊接→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步槽鋼的安裝→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步槽鋼的焊接→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步、休息平臺安裝→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步、休息平臺焊接→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進行調(diào)整。

構(gòu)件安裝過程中做到步步復(fù)核、步步調(diào)整，構(gòu)件安裝拼接前，應(yīng)做臨時固定，進行坐標(biāo)、標(biāo)高、水平垂直度復(fù)核，滿足要求后進行最終拼接；若存在誤差，切割臨時固定點，重新對坐標(biāo)、標(biāo)高、水平垂直度等進行調(diào)整，再進行臨時固定、復(fù)核、焊接。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）