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        超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)研究

        2018-03-13 04:22:31
        關鍵詞:鋼柱塔樓十字

        武 林

        (華電重工機械有限公司,天津 300400)

        1 工程概況

        該項目具體位于上海陸家嘴濱江金融城上海船廠2E5-1塊地,該塊地建筑面積為0.434km2,該塊地上擬建兩座塔樓及若干座裙樓,其中地下面積合計為1.119km2。一號塔樓地上部分面積約為0.156km2,二號塔樓地上部分面積約為0.113km2,其余裙樓地上面積約為0.044km2。一號塔樓共55層,二號塔樓共52層,包括地下四層,結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、型鋼混凝土柱。鋼材材質(zhì)為Q345B和Q345G型,柱形為H、T以及十字形柱。

        該項目最大亮點在于工程結(jié)構(gòu)上,采用混凝土梁與鋼骨柱形成混合結(jié)構(gòu),將一部分鋼筋通過穿越孔正交穿越過鋼柱腹板,利用接駁器將混凝土鋼筋與鋼柱、鋼柱牛腿三者進行錨固焊接,該工程及該類型結(jié)構(gòu)存在不少難點,如表1所示。

        表1 工程難點

        2 建模、制造及安裝新工藝

        2.1 BIM建模技術(shù)

        BIM技術(shù)可以應用到工程項目的不同階段,運用BIM繪制深化結(jié)構(gòu)施工階段的圖紙來對鋼結(jié)構(gòu)柱的制造加工進行指導。該模型可直觀地展示混凝土梁與鋼柱的位置關系,大大提高了施工的準確率與效率,減少了返工率、工期及成本。

        2.2 十字鋼柱加工技術(shù)

        十字鋼柱板的厚度、重量、體積大,加工、焊接的精度標準高,加之其作為整個工程的重要受力部分,其加工質(zhì)量的優(yōu)劣關系到整個工程的質(zhì)量與安全。在該項目工程中,把十字鋼柱的制造加工分為三部分:制作H型鋼(在拼裝流水線上進行)、制作T型鋼、組立十字鋼柱。制作H型鋼時,用斜撐可減少焊接中的變形,斜撐間距根據(jù)鋼板厚度合理設置。H型鋼的拼焊過程:零件下料→H型鋼拼裝機自動組立→自動埋弧焊接→火焰校正→鋸頭、制孔、鎖口→焊接栓釘。

        T型鋼的制造加工工藝和H型鋼的制造工藝一致,將2個T型鋼背靠背固定之后再焊接,可減少T型鋼焊接中的變形。T排的拼焊如圖1所示,十字柱焊接順序如圖2所示,十字柱加工工藝如圖3所示。

        十字柱組立之前,先在端部腹板上確定基準線,后期均以該基準線來加工穿筋孔。為了使十字柱的長度及端部尺寸符合要求,在腹板和翼板為刨銑和焊接坡口各留出30mm的余量。通過刨銑加工,人們不僅可以控制十字柱的長度精度,還可以控制焊縫質(zhì)量,提高后期的吊裝精度。

        圖1 T排的拼焊

        圖2 十字柱焊接順序

        圖3 十字柱加工工藝

        2.3 中厚板焊接工藝

        該工程主要運用埋弧自動焊和二氧化碳保焊兩種焊接方法,采用多層多道接頭錯位焊接工藝。為了杜絕焊接過程中出現(xiàn)裂紋,經(jīng)過多次試驗,人們對焊接預熱溫度、層間溫度、焊后保溫溫度及保溫時間進行精確控制。

        合理選用焊接坡口,采用合理的焊接順序,不強行裝配,先對收縮應力大的構(gòu)件分段對稱焊接,這樣可以降低焊接接頭的拘束應力,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件合格率高達98%。

        2.4 高層安裝技術(shù)

        高層鋼結(jié)構(gòu)的安裝,塔吊是最理想的選擇,在綜合考慮塔吊的吊裝能力與焊接施工難易程度后,確定將鋼結(jié)構(gòu)分節(jié)位置定在樓面以上1m處。通過查閱所選塔吊的技術(shù)參數(shù),根據(jù)所分節(jié)鋼柱的質(zhì)量等,人們計算繪制出鋼柱分節(jié)明細表。

        鋼柱與混凝土梁結(jié)構(gòu)是交織于一體的,兩者的施工必然存在交叉,施工順序若安排不好,必然導致只能單方面施工,耽誤工期。該工程采用分階段施工工藝,最大限度地優(yōu)化了施工交叉問題,提高了施工進度。

        該項目分階段施工分為2個階段:第一階段為鋼柱吊裝階段,當前一節(jié)鋼柱所在的樓層完成鋼筋施工及混凝土模板施工后,開始吊裝工作;當?shù)跹b完成且完成焊接工作后,再對混凝土模板進行澆筑施工,直到剛吊裝的鋼柱所在樓層主體工程完成模板及鋼筋施工,然后繼續(xù)重復第一階段。

        3 結(jié)語

        本文研究了上海金融城超高層塔樓鋼結(jié)構(gòu)制造及安裝中遇到的主要難題,為我國超高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的制造與安裝指明了方向。該建筑具有很高的借鑒價值,是我國建筑史上的一座里程碑。

        [1]朱冠軍.全逆作法施工在深基坑工程中的應用[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2012,(5):49-51.[2]張弘弢,梁進.從北京BIM標準編制看中國BIM的快速發(fā)展[J].建筑新工藝,2014,(2):30-32.

        [3]萬祖勇,吳耀隆.BIM在商業(yè)地產(chǎn)項目中的實踐——以南京證大大拇指項目為例[J].建筑技藝,2014,(2):45-48.

        [4]景泉,吳錫嘉.流動的綠色建筑,綻放的城市之花——BIM在長春市規(guī)劃展覽館及博物館中的應用[J].當代建筑,2014,(2):50-53.

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