【摘要】高層建筑在建筑施工中占據(jù)著絕對(duì)的主體地位,由于其樓層高,轉(zhuǎn)換梁截面大等特點(diǎn),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(qiáng)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(zhǔn)備工作,重點(diǎn)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(diǎn)形式,高強(qiáng)螺栓10.9級(jí),主要以一級(jí)、二級(jí)為焊縫類型。Sa2.5級(jí)為鋼筋除銹規(guī)定,且進(jìn)行無(wú)機(jī)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(cè)量控制網(wǎng)
1)測(cè)放基準(zhǔn)點(diǎn)。在工程施工以前,要將測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)中,所布設(shè)的控制點(diǎn)一般為永久性水平基準(zhǔn)點(diǎn)樁和長(zhǎng)期性的坐標(biāo)樁,想要避免受到破壞,需要通過(guò)相應(yīng)的保護(hù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。施工單位在測(cè)量和放線鋼結(jié)構(gòu)軸線以及基準(zhǔn)線時(shí),需要按照所提供的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行。
2)建立平面控制網(wǎng)。一是建立標(biāo)高控制網(wǎng),在地上結(jié)構(gòu)的首層標(biāo)記出外圍高程基準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)至核心筒外墻面的四角位置,使閉合的標(biāo)高控制網(wǎng)在地上結(jié)構(gòu)中形成,結(jié)構(gòu)的標(biāo)高起始基準(zhǔn)點(diǎn)可以根據(jù)該控制網(wǎng)進(jìn)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(jì)算好的控制網(wǎng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)有效結(jié)合建筑物的軸線點(diǎn),從而完成測(cè)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(diǎn)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(gè)矩形控制網(wǎng)建立在樓層內(nèi)或者首層,從而實(shí)現(xiàn)復(fù)測(cè)軸線偏差,測(cè)量校正鋼柱;三是對(duì)控制網(wǎng)的垂直傳遞進(jìn)行測(cè)量,將30cm×30cm預(yù)留洞留設(shè)在首層以上控制點(diǎn)位置,并將激光板放置在首層預(yù)留洞口,引測(cè)工作可以通過(guò)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(jìn)行施工。在吊裝各層柱梁時(shí),中間位置將有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)剛性框架形成,且根據(jù)節(jié)間不斷向外擴(kuò)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(jìn)行。為保證吊裝施工質(zhì)量,必須確??蚣芫哂休^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(dú)立柱問(wèn)題,樓層相同平面內(nèi)吊裝鋼柱應(yīng)與吊裝鋼梁同步進(jìn)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(shí),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(shí),首先有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)剛性框架在中間形成,隨后往外拓展時(shí)按節(jié)間依次進(jìn)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(jìn)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(dú)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(duì)鋼梁進(jìn)行吊裝。
2)設(shè)置鋼柱吊點(diǎn)。在設(shè)置鋼柱吊點(diǎn)時(shí)需要對(duì)吊裝的穩(wěn)定性和簡(jiǎn)便性進(jìn)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(diǎn),將吊裝孔預(yù)留在臨時(shí)連接板上。為了使吊裝保持平衡,需要將四根足夠強(qiáng)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(shí)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(guò)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(diǎn)以后,首先需要將底腳螺栓穿入鋼柱地板,確?;A(chǔ)放線中心線對(duì)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(dāng)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(duì)稱,而且極其復(fù)雜,因此在吊裝大噸位異型柱時(shí)對(duì)選擇、起吊以及就位構(gòu)件吊點(diǎn)重心都有較高的要求。吊裝以前需要認(rèn)真計(jì)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(shí)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(duì)吊裝效率起到直接重要的作用。吊裝就位鋼梁后,需進(jìn)行臨時(shí)連接作業(yè),選取的工具一般為普通螺栓。安裝鋼梁時(shí)要求先通過(guò)臨時(shí)螺栓對(duì)腹板連接板進(jìn)行規(guī)定,隨后做好調(diào)整、校對(duì)工作,并進(jìn)行高強(qiáng)螺栓的更換,要求嚴(yán)格按照施工規(guī)定,擰緊高強(qiáng)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接,焊接時(shí)要以節(jié)點(diǎn)為中心向外擴(kuò)散,而且需要按照“立焊、仰焊、平焊”的順序,立焊時(shí)要讓2名焊工通過(guò)相同的焊接速度和電流進(jìn)行對(duì)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(guò)程中,能夠使焊接變形和應(yīng)力有效減少。在焊接節(jié)點(diǎn)時(shí)需要隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè),防止有節(jié)點(diǎn)桁架在焊后出現(xiàn)超偏的現(xiàn)象。
結(jié)語(yǔ):
轉(zhuǎn)換層桁架施工技術(shù)因其特有優(yōu)勢(shì)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(jìn)度快等特點(diǎn),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(shí),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(kāi)洞、明確的傳力途徑以及優(yōu)越的受力性能等優(yōu)點(diǎn),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(xiàn):
[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(jiǎn)介:
梁旭 ,1986年11月,山東濟(jì)寧嘉祥,本科,土木工程。
李溯,1972年2月,山東濟(jì)寧,本科,土木工程。