高層鋼結構轉換層桁架施工技術應用

1.郭小貞 2.張艷梅 3.任艷華

1.河南國龍礦業(yè)建設有限公司 2.焦作億建建材有限公司 3.河南五鋒建筑工程有限公司

高層鋼結構轉換層桁架施工技術應用

1.郭小貞 2.張艷梅 3.任艷華

1.河南國龍礦業(yè)建設有限公司 2.焦作億建建材有限公司 3.河南五鋒建筑工程有限公司

轉換層桁架施工技術因其特有優(yōu)勢在鋼結構建筑中得到廣泛應用，它具有作業(yè)效率高、投入成本低以及施工進度快等特點，它不但使建筑能夠承受較大載荷量，而且能夠使建筑工程的整體協(xié)調性大幅提升。同時，鋼桁架結構具有較輕的結構自重、便捷的結構開洞、明確的傳力途徑以及優(yōu)越的受力性能等優(yōu)點，能夠使建筑功能的需要得到滿足，具有廣闊的發(fā)展前景。

高層鋼結構；轉換層；桁架施工

隨著城市的發(fā)展，對高層建筑要求有多用途，往往底層用作商場、餐館等，中間層用作寫字間，上層用作住宅或者旅館。這種布局要求在底層布置大空間，頂層布置小空間，這恰恰與結構布置的常規(guī)方式相反，為了保證結構構件傳力的合理，要在結構體系變換的樓層處設置轉換層。常見的轉換層結構形式有梁式轉換，桁架式轉換，空腹桁架式轉換，箱形轉換，板式轉換，轉換拱，組合柱等。對于高層建筑尤其是超高層建筑，由于轉換層上部樓層較多，荷載較大，近年來，高層鋼結構轉換層桁架施工技術得到了廣泛應用。

一、高層鋼結構轉換層桁架施工技術原理

在施工過程中，面對眾多數量的轉換層鋼構件，在協(xié)調吊裝時可以通過大型汽車吊配合多臺塔吊的方式來完成，同時要利用計算機對大型構件的吊裝進行預先計算設計，將一鉤多吊技術應用于中小型構件吊裝中，安裝順序要保持為從中間向兩邊逐次對稱安裝，同時綜合分析處理安裝現場測量所得出數據，并進行實時的調整和校正。施工人員需要將一系列糾偏和抗變形措施應用于安裝焊接過程中，通過有效措施綜合處理因構建自重產生的變形。另外，施工人員可以將平行監(jiān)測驗收方法應用到焊接超聲波探傷檢測中，最大限度的降低人為因素造成的檢測結果偏差問題，從而使鋼桁架工程的安裝質量得到保障。在工程中使用鋼結構轉換層桁架施工技術，不能夠保障順利完工，而且具有顯著的效益和明顯的施工效果。

二、高層鋼結構轉換層桁架施工流程

轉換層施工前，需根據現場土建施工工序、加工工藝、構件運輸、安裝方法等要求，對桁架層進行合理的分段，出具詳細的深化圖紙、加工工藝方案、現場安裝方法。針對桁架層牛腿的復雜性，對其制作部分進行實體預拼裝和計算機模擬雙項對比驗收，檢驗構件加工精度，滿足現場要求。同時，對比驗證計算機模擬驗收的可操作性。現場安裝采用先核心筒后外筒的施工方法。根據土建施工進度和設計要求，對構件合理的分步驟、分區(qū)域、分工序的安裝，保證施工質量。

1、預拼驗收檢驗。本工程伸臂桁架由筒外圓管柱及筒內方管柱相連接，構件連接牛腿較多，且安裝精度要求高，為控制伸臂桁架的工廠制作誤差、工藝檢驗數據等誤差，保證構件的安裝空間位置、減小現場安裝產生的積累誤差，應對首制作進行必要的工廠預拼裝。以通過實樣檢驗預拼裝各部件的制作精度，修整構件部位的界面，定出構件的實際尺寸，復核構件各類標記。

伸臂桁架首制件的實體預拼裝和電腦模擬預拼裝同時進行，如若實體拼裝和電腦模擬預拼裝的效果相同，后續(xù)伸臂桁架可不進行實體預拼裝，僅進行電腦模擬預拼裝，其所有構件均嚴格按照首制件的制作工藝及精度要求進行加工制作，以滿足設計、相關規(guī)范和現場安裝要求。同時為現場按時吊裝節(jié)省了寶貴的工期。

2、桁架層安裝。桁架層安裝分為核心筒和外筒桁架兩部分。當核心筒混凝土澆筑至36層時，開始插入暗埋桁架施工，在36層標高處預埋箱型柱腳埋件，同時預埋臨時加固措施用鋼埋件，核心筒36～37層暗柱安裝、測量校正完成后，立即對桁架層暗柱進行臨時加固固定，然后安裝下弦桿。下弦桿安裝完成后，爬模架爬升1層，澆筑36層混凝土，最后安裝37～38層暗柱、上弦桿和斜腹桿。53～54層桁架層的安裝類似。外框桁架層安裝施工步驟：鋼結構施工至36層時，安裝腰桁架和外伸臂桁架，先安裝角部鋼管柱，再安裝下弦桿、水平弦桿和斜腹桿，形成局部穩(wěn)定單元，然后對稱地向中間擴展安裝，最后安裝樓層鋼梁。

三、高層鋼結構轉換層桁架施工質量控制

1、在施工過程中，為確保質量，鋼筋連接采用閃光對焊現場幫條焊連接，對于ф28Ⅲ級鋼筋閃光對焊，選定專人施焊，焊前利用短鋼筋頭進行多次工藝試驗，焊接質量穩(wěn)定后進行正式施工。電弧焊選E5003型焊條。鋼筋撐腳按設計要求采用ф25“Z”字形Ⅲ鋼筋撐腳，@500×500mm墊塊采用30mm厚花崗巖塊@500×500mm.綁扎要求同一方向同一層的梁、板鋼筋要在同一空間高度位置，以保證梁板有效高度。

2、高空安全防護。第一，高空安全網掛設高空散件安裝時，施工下方必須采用軟性安全防護。桁架安裝前，在懸挑桁架正下方處拉設安全兜網，通過塔樓4根結構柱綁扎10mm的鋼絲繩作為安全兜網主筋繩，將安全網鋪設在主筋繩上，再通過倒鏈進行調節(jié)，達到安全防護的要求；在首層處設置警戒區(qū)，施工期間派專人看護，嚴禁人員進入。第二，大斜撐模塊式腳手架吊裝初期，首先安裝的部分為大斜撐，操作空間極其有限，且風險較大，為此設計模塊式腳手架，在地面組裝成門字形后可直接吊裝至高空已焊接完成的大斜撐上，并箍緊鋼構件。第三，桁架懸掛腳手架為保證安裝及涂裝過程有安全的操作空間，需隨桁架安裝進度，搭設懸掛于鋼構件之上的懸掛腳手架，實現封閉安全防護。

3、同步補償系統(tǒng)。同步補償系統(tǒng)由測量、控制、動力和可伸縮柱腳等組成。測量系統(tǒng)采集轉換桁架和上部結構標高變化信息，為控制系統(tǒng)運行提供依據。控制系統(tǒng)在比較控制目標與監(jiān)測信息的基礎上，做出控制決策，并發(fā)布控制指令。動力系統(tǒng)根據控制指令動作，補償轉換桁架下?lián)弦鸬纳喜拷Y構標高變化。

四、結束語

綜上所述，高層住宅的結構轉換層是一個住宅建筑物中不同結構形式相連結的關節(jié)點，它既是下部結構的封頂，又是上部結構的“空中基礎”，在整個建筑物結構體系中起著至關重要的連結紐帶作用。在具體的施工中，為了保證超高層建筑結構的穩(wěn)定性，需要根據豎向結構以及具體的軸線形式來提升整體功能的需求。另外，從轉換桁架的結構形式上看，主要是以大跨度的轉換桁架的形式來提升空間感。這種施工形式不僅工藝比較簡單，成本相對較低，其可控性還比較強，因此，在目前我國的多數建筑工程中都得到了高效應用。

[1]宋金祥，劉曉莉.重慶石橋廣場轉換桁架結構初步方案[J].山西建筑，2011(15).