高層鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層桁架施工技術(shù)

【摘要】高層建筑在建筑施工中占據(jù)著絕對的主體地位，由于其樓層高，轉(zhuǎn)換梁截面大等特點，鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層桁架施工的廣泛應(yīng)用，為建筑物質(zhì)量提升提供了強有力的支撐。本文以某高層單體鋼結(jié)構(gòu)建筑為例，圍繞高層鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層桁架施工準備工作，重點分析了鋼桁架結(jié)構(gòu)施工工藝，以期能為有關(guān)方面提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】高層鋼結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)換層桁架；施工技術(shù)

1、 工程案例

某建筑工程其建筑面積為80000m2，地下3層，裙房地上4層，東塔樓地上55層，196m為其結(jié)構(gòu)高度。工程總體為混合結(jié)構(gòu)，由地上5層為鋼結(jié)構(gòu)，核心筒內(nèi)設(shè)置有勁性型鋼柱，矩形鋼柱、樓層鋼梁為構(gòu)成外框架構(gòu)成部分，鋼筋桁架樓承板為樓板類型，轉(zhuǎn)換桁架設(shè)置于5～6層外圍，且將伸臂桁架設(shè)置于第15，26，37層內(nèi)。15t為1根構(gòu)件重量最大值，8000t為鋼結(jié)構(gòu)總重量，Q345B為鋼構(gòu)件材質(zhì)類型。選取栓焊鋼接方式作為鋼柱、框架鋼梁連接節(jié)點形式，高強螺栓10.9級，主要以一級、二級為焊縫類型。Sa2.5級為鋼筋除銹規(guī)定，且進行無機富鋅涂料噴灑。轉(zhuǎn)換桁架、伸臂桁架及鋼柱防火涂料耐火極限為3h，鋼梁防火涂料耐火極限為2h，樓板為1.5h。

2、 高層鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層桁架施工技術(shù)

2.1建立測量控制網(wǎng)

1）測放基準點。在工程施工以前，要將測量控制點布設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)中，所布設(shè)的控制點一般為永久性水平基準點樁和長期性的坐標樁，想要避免受到破壞，需要通過相應(yīng)的保護措施來實現(xiàn)。施工單位在測量和放線鋼結(jié)構(gòu)軸線以及基準線時，需要按照所提供的基準點進行。

2）建立平面控制網(wǎng)。一是建立標高控制網(wǎng)，在地上結(jié)構(gòu)的首層標記出外圍高程基準點引測至核心筒外墻面的四角位置，使閉合的標高控制網(wǎng)在地上結(jié)構(gòu)中形成，結(jié)構(gòu)的標高起始基準點可以根據(jù)該控制網(wǎng)進行確定；二是建立平面控制網(wǎng)，平面控制網(wǎng)的建立可以將提前計算好的控制網(wǎng)坐標數(shù)據(jù)有效結(jié)合建筑物的軸線點，從而完成測放鋼結(jié)構(gòu)平面控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)的建立需要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點和施工要求完成。一般情況下，將內(nèi)控法應(yīng)用于地上鋼桁架轉(zhuǎn)換層，即把兩個矩形控制網(wǎng)建立在樓層內(nèi)或者首層，從而實現(xiàn)復(fù)測軸線偏差，測量校正鋼柱；三是對控制網(wǎng)的垂直傳遞進行測量，將30cm×30cm預(yù)留洞留設(shè)在首層以上控制點位置，并將激光板放置在首層預(yù)留洞口，引測工作可以通過激光鉛錘儀完成。

2.2鋼結(jié)構(gòu)框架施工

按照中間-周圍、下面-上面、柱-梁、主-次的順序進行施工。在吊裝各層柱梁時，中間位置將有一個標準剛性框架形成，且根據(jù)節(jié)間不斷向外擴展。鋼結(jié)構(gòu)在豎向平面內(nèi)安裝需根據(jù)單元結(jié)構(gòu)層進行。為保證吊裝施工質(zhì)量，必須確保框架具有較高穩(wěn)定性，且做好校正工作，完成鋼柱吊裝作業(yè)后，需防止出現(xiàn)獨立柱問題，樓層相同平面內(nèi)吊裝鋼柱應(yīng)與吊裝鋼梁同步進行。

2.3安裝鋼架結(jié)構(gòu)

1）鋼架結(jié)構(gòu)安裝順序。在安裝鋼結(jié)構(gòu)框架時，需要按照先主后次、先上后下以及先柱后梁的順序完成施工。在吊裝每層柱梁時，首先有一個標準剛性框架在中間形成，隨后往外拓展時按節(jié)間依次進行。鋼結(jié)構(gòu)在豎向平面內(nèi)安裝需要根據(jù)單元結(jié)構(gòu)層進行施工，為了使吊裝質(zhì)量得到保障，便于校正和穩(wěn)定框架，需要按照由下向上的順序吊裝同一跨內(nèi)鋼梁。施工單位要盡可能的避免有獨立柱在吊裝完鋼柱后形成，同一樓層平面內(nèi)依次跟隨相應(yīng)鋼柱對鋼梁進行吊裝。

2）設(shè)置鋼柱吊點。在設(shè)置鋼柱吊點時需要對吊裝的穩(wěn)定性和簡便性進行綜合考慮，防止鋼構(gòu)件變形情況的出現(xiàn)。施工人員要在鋼柱的頂部設(shè)置鋼柱吊點，將吊裝孔預(yù)留在臨時連接板上。為了使吊裝保持平衡，需要將四根足夠強度的單繩掛設(shè)在吊鉤下，施工人員還要將足夠數(shù)量的枕木鋪墊在鋼柱下方，防止起吊時地面或鋼柱因地面拖拉出現(xiàn)損傷。

3）吊裝第一層鋼柱。將每組不超過4塊的墊塊設(shè)置在鋼柱下部，使柱地面與基礎(chǔ)面緊密接觸墊塊。使用塔吊將鋼柱吊裝到指定地點以后，首先需要將底腳螺栓穿入鋼柱地板，確保基礎(chǔ)放線中心線對齊柱的四面中心線，隨后用雙層螺栓擰緊穿上的壓板，使鋼柱完成就位。當校正完鋼梁與鋼柱吊裝后，需要二次灌注地腳，將混凝土澆灌在鋼柱內(nèi)。

4）吊裝大噸位鋼柱。由于大噸位鋼柱的截面一般都不對稱，而且極其復(fù)雜，因此在吊裝大噸位異型柱時對選擇、起吊以及就位構(gòu)件吊點重心都有較高的要求。吊裝以前需要認真計算每根異型鋼柱，將吊耳設(shè)置牢固，從而確保能夠垂直調(diào)整高空就位后的鋼柱。

2.4鋼桁架轉(zhuǎn)換層鋼梁安裝

與鋼柱數(shù)量相比，轉(zhuǎn)換層內(nèi)安裝鋼梁的數(shù)量要多出許多，伴隨建筑物高度的不斷增加，起重吊鉤每次上下時間也不斷增多，因此綁扎、提升及卸鉤施工方式是否合理有效，將對吊裝效率起到直接重要的作用。吊裝就位鋼梁后，需進行臨時連接作業(yè)，選取的工具一般為普通螺栓。安裝鋼梁時要求先通過臨時螺栓對腹板連接板進行規(guī)定，隨后做好調(diào)整、校對工作，并進行高強螺栓的更換，要求嚴格按照施工規(guī)定，擰緊高強螺栓及焊接好鋼梁。

2.5焊接鋼桁架

作為高層建筑鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，其具有較大的安裝難度和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一般施工人員采用CO2氣保焊和手工電弧焊的方式進行現(xiàn)場焊接，焊接時要以節(jié)點為中心向外擴散，而且需要按照“立焊、仰焊、平焊”的順序，立焊時要讓2名焊工通過相同的焊接速度和電流進行對稱焊接，從而確保焊縫收縮的均勻性。其中，“退焊”“錘擊”“加圓鋼固定”等工藝應(yīng)用于焊接過程中，能夠使焊接變形和應(yīng)力有效減少。在焊接節(jié)點時需要隨時進行觀測，防止有節(jié)點桁架在焊后出現(xiàn)超偏的現(xiàn)象。

結(jié)語：

轉(zhuǎn)換層桁架施工技術(shù)因其特有優(yōu)勢在鋼結(jié)構(gòu)建筑中得到廣泛應(yīng)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(diào)性大幅提升。同時，鋼桁架結(jié)構(gòu)具有較輕的結(jié)構(gòu)自重、便捷的結(jié)構(gòu)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求得到滿足，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]楊耀輝，李世鯤，等.超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)[J].建筑技術(shù)，2008，39（4）：247-253.

[2]王忠，崔基，等.異型截面柱與腰桁架的制作工藝[J].建筑技術(shù)，2008，39（4）：254-260.

作者簡介：

梁旭 ，1986年11月，山東濟寧嘉祥，本科，土木工程。

李溯，1972年2月，山東濟寧，本科，土木工程。