中國建筑第八工程局有限公司西南分公司 成都 610041

1 工程概況

重慶江北國際機場新建T3A航站樓建筑造型整體采用流暢的曲線設(shè)計，總面積為5.30×105m2，東西寬約750 m，南北長約1 060 m，屋面最高處為49 m，由E區(qū)主樓及兩側(cè)A、B、C、D指廊5部分組成。T3A航站樓結(jié)構(gòu)形式復雜，主體結(jié)構(gòu)體系采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，大跨度鋼屋蓋采用焊接球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架支承柱采用鋼管混凝土柱，其中室外鋼管柱通過連接件與混凝土結(jié)構(gòu)形成整體。連接件包含2部分，一部分為M形埋梁，預埋在混凝土結(jié)構(gòu)中；另一部分為V形支撐系統(tǒng)，通過銷軸連接在室外圓管柱上；M形埋梁與V形支撐系統(tǒng)采用T形焊縫連接，其整體分布及細部節(jié)點如圖1、圖2所示。

圖1 連接件布置示意

圖2 連接件節(jié)點示意

2 連接件現(xiàn)場施工技術(shù)

現(xiàn)場連接件安裝按施工階段不同，劃分為M形埋梁施工、V形支撐系統(tǒng)安裝、M形埋梁端板與V形支撐系統(tǒng)T形焊縫焊接。其中，M形埋梁施工應重點關(guān)注與土建施工單位的密切配合；V形支撐系統(tǒng)施工中，關(guān)節(jié)軸承安裝是關(guān)鍵控制點；M形埋梁端板與V形支撐系統(tǒng)T形焊縫焊接則應著重控制厚板焊接工藝，防止層狀撕裂[1,2]。

2.1 M形埋梁施工

為避免現(xiàn)場施工過程中工序穿插不當，造成M形埋梁安裝時不必要的鋼筋切割，以及結(jié)構(gòu)使用過程中，連接件處混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋，必須對鋼結(jié)構(gòu)M形梁施工質(zhì)量進行控制。

2.1.1 施工準備

施工前，做好M形埋梁施工的組織、管理與技術(shù)準備。組建以項目工程師為第一責任人的M形埋梁施工管理小組；組織建設(shè)單位、設(shè)計單位及鋼結(jié)構(gòu)等相關(guān)施工單位進行圖紙會審；配合土建單位編制專項技術(shù)方案，委派專人到現(xiàn)場進行技術(shù)交底，并及時和總包協(xié)調(diào)施工計劃和優(yōu)化施工，全天候承擔預埋件安裝的指導、檢查和驗收工作。

2.1.2 M形埋梁安裝的技術(shù)措施

1）為解決原有閉合箍筋施工操作不便且會產(chǎn)生不必要的鋼筋切割問題，施工過程中采用“門”字形箍筋取代原有的箍筋，如圖3所示。鋼骨梁吊裝完成后，綁扎梁鋼筋，閉合上下開口“門”字形箍筋，對于有損害的箍筋進行重新修復；梁綁扎完成后，組織驗收，檢查細部節(jié)點質(zhì)量。

2）施工時，先鋪設(shè)梁底鋼筋及下部預留“門”字形箍筋，再進行鋼骨梁安裝，同時預留梁兩側(cè)模板，方便后期腰筋及箍筋綁扎，如圖4所示。

圖3 開口“門”字形箍筋示意

圖4 底梁主筋鋪設(shè)

3）鋼骨梁定位放線、完成吊裝后，進行上排梁筋、腰筋、上部開口“門”字形箍筋與下部預留開口“門”字形箍筋的綁扎、焊接，M形埋梁的鋼梁定位、安裝如圖5所示；梁鋼筋骨架綁扎完成后封梁側(cè)模板，之后再鋪設(shè)平板并綁扎板筋，如圖6所示。

圖5 M形埋梁定位、安裝

圖6 M形埋梁上部鋼筋綁扎

4）混凝土的澆筑與振搗。在澆筑混凝土前，應重點對埋梁處的鋼筋墊塊進行檢查，確?；炷帘Ｗo層厚度達到設(shè)計要求；在混凝土澆筑過程中，應加強埋梁節(jié)點處的振搗，確?；炷翝仓軐?。

2.2 V形支撐系統(tǒng)施工

V形支撐系統(tǒng)由鋼柱側(cè)中耳板（抱箍、焊接于鋼柱上）、M形埋梁側(cè)中耳板（焊接于M形埋梁端板上）、支撐構(gòu)件（雙夾板系統(tǒng)）通過銷軸連接而成。V形支撐系統(tǒng)如圖7所示。安裝過程中需重點控制銷軸的安裝精度。

圖7 V形支撐系統(tǒng)構(gòu)成

2.2.1 施工準備

施工前，搭設(shè)好支撐胎架，支撐胎架必須通過驗算，保證其具有足夠的承壓性和穩(wěn)定性。支撐胎架采用鋼管腳手架的形式，其中支撐胎架1用于放置中耳板，支撐胎架2用于放置支撐構(gòu)件。支撐胎架1為可滑動腳手架，在底部安裝滑輪并通過可調(diào)節(jié)撐桿與上部連接；支撐胎架2為固定腳手架，上部放置可調(diào)節(jié)撐桿，如圖8所示。

圖8 V形支撐系統(tǒng)安裝胎架示意

2.2.2 V形支撐系統(tǒng)安裝技術(shù)要點

V形支撐系統(tǒng)采用分條安裝的方法進行安裝，即先安裝一側(cè)單V，校正完畢后再安裝另一側(cè)單V構(gòu)件。

1）鋼柱側(cè)中耳板及M形埋梁側(cè)中耳板軸承安裝：將向心關(guān)節(jié)軸承安裝在鋼柱中耳板的軸承座孔中，注意軸承的開縫線必須與加載方向垂直。向心關(guān)節(jié)軸承安裝所施加的力不能直接通過球形滑動面進行傳遞，應使用輔助安裝工具，如套筒等，把外界所施加的安裝力直接、均勻地施加于配合的套圈上，軸承安裝方法如圖9所示。

圖9 軸承安裝方法

2）裝好軸承后，再裝配墊塊和軸承壓蓋：安裝時應使墊塊端面與向心關(guān)節(jié)軸承外圈端面緊貼在一起，使軸承壓蓋端面緊貼在墊塊另一端面上，并用高強螺栓鎖緊固定。

3）M形埋梁側(cè)裝好軸承的中耳板與支撐構(gòu)件間的銷軸連接固定：先在球形滑動面及墊塊處安裝定位套→滑動胎架使中耳板連同軸承推進支撐外耳板中→穿插銷軸→安裝銷軸蓋板→鎖緊螺栓。為防止軸承在吊裝中轉(zhuǎn)動及保護耳板，連接固定時在中耳板與支撐外耳板之間加塞木楔，如圖10所示。

圖10 中耳板與支撐構(gòu)件銷軸連接

4）吊裝、調(diào)平：將上述安裝完畢的單V構(gòu)件吊裝至鋼柱中耳板處，安裝鋼柱側(cè)銷軸并鎖緊固定后，調(diào)平M形埋梁側(cè)支撐及中耳板，將該處中耳板與埋梁端板點焊固定，取出木楔，緩慢松開手拉葫蘆，使M形埋梁側(cè)軸承下降15 mm，發(fā)生預角變形，以利于焊接。就位后利用手拉葫蘆將該處軸承與外架相連，避免繼續(xù)下?lián)希詈笏摄^完成一側(cè)單V構(gòu)件安裝。如圖11所示。

圖11 V形支撐吊裝與調(diào)平

2.3 M形埋梁端板與V形支撐系統(tǒng)T形焊縫施工

埋梁端板為超厚板（80 mm/130 mm），關(guān)節(jié)軸承連接板與埋梁端板焊接為厚板T形接頭焊接，此處焊接節(jié)點必須采取特殊的施工措施，以減小層狀撕裂風險。一般來講，消除T形接頭層狀撕裂主要應從母材本身、焊接工藝等方面考慮并通過工藝試驗進行輔助驗證[3-5]。

2.3.1 母材方面

構(gòu)件加工完畢后，鋼結(jié)構(gòu)加工廠針對埋梁端板做UT探傷二次復查檢測，確保構(gòu)件母材內(nèi)部質(zhì)量。

2.3.2 焊接工藝方面

1）合理坡口形式：采用雙面K形坡口改變焊接拉應力方向，使焊縫內(nèi)應力均勻化，同時減小了焊接填充量，達到了減小焊接收縮應力的目的。坡口加工與裝配時，嚴格按照圖紙尺寸施工，避免裝配間隙太大。同時，板件坡口加工完畢后，焊接前打磨去除切割面的淬硬層和鐵銹等雜物，保證坡口面干燥無水分。

2）焊前預熱：銷軸板與埋梁端板焊接前，必須做好預熱處理，改善焊縫組織，減小焊縫內(nèi)應力。預熱時采用電加熱毯或烤槍火焰對坡口及其兩側(cè)100 mm 區(qū)域進行加熱處理，并做好溫度檢測工作。預熱溫度控制在120～200 ℃，冬季施工時，預熱溫度可提高20 K。

3）焊接材料：選用采用低氫型、超低氫型焊材，與母材強度匹配，使焊縫區(qū)具有較高塑性和韌性。銷軸板焊接時，若使用焊條焊接則選用堿性焊條（如J506或J507），同時做好焊條烘干保溫措施；若選用氣保焊，則盡量使用藥芯焊絲（E501T-1），適用于全位置焊接，減小因仰焊位置而產(chǎn)生的焊接缺陷，降低焊縫返修率，同時藥芯焊絲的微量元素對焊縫金屬有提高韌性和抗裂性作用。

4）焊接參數(shù)：嚴格根據(jù)工藝評定結(jié)果，合理選擇焊接參數(shù)，采用小線能量、小電流多層多道焊接，減小焊接熱輸入量，以提高焊縫的韌性和塑性，減小焊接應力。

5）焊接順序：采用合理的焊接順序，進行對稱施焊，從而減小焊接變形與焊接內(nèi)應力。針對超厚銷軸板的焊接順序為：焊工先完成坡口正面深度的t/2焊縫①的前3道→在背面進行清根處理，注意清根深度與寬度應盡量減小，但焊縫缺陷必須清除干凈→焊接背面坡口焊縫②的前4道→焊接焊縫①的后續(xù)2道→以每2道為1個循環(huán)完成焊縫①、②→冷卻后進行焊縫①、②的探傷檢測并測量中耳板的角變形→經(jīng)檢測無缺陷后依次完成正反面焊縫③、④的填充蓋面，如圖12所示[6-8]。

圖12 施焊順序

3 結(jié)語

大型公用工程鋼屋架與框架混凝土連接件施工，涉及土建施工、鋼結(jié)構(gòu)安裝、鋼結(jié)構(gòu)焊接等多專業(yè)協(xié)同配合。連接件施工過程中，第1階段為埋件施工，此過程土建專業(yè)、鋼構(gòu)專業(yè)均應指派專人負責協(xié)調(diào)配合，嚴格落實工序交接制度；第2階段為鋼構(gòu)件安裝施工，此過程應根據(jù)工程特點擬訂專項施工方案，重點關(guān)注影響安裝精度的關(guān)鍵工序；最后為預埋件與外伸構(gòu)件的焊接連接，此過程除應擬訂可行的焊接工藝外，還應注意工藝紀律的執(zhí)行，嚴格過程控制。

盡管大型公用工程鋼屋架與框架混凝土連接件施工是一項復雜而細致的工作，但只要采取有效的管理和技術(shù)措施，工程是能夠按時、按量、保質(zhì)完成的。