楊忠山
摘 要:高層建筑是指20層以上的住宅以及總高度超過24米的公共建筑和綜合性建筑。隨著我國經(jīng)濟突飛猛進的快速發(fā)展,我國的鋼產(chǎn)量和鋼材產(chǎn)量都突高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展已有一個世紀(jì)的歷史,在這種情況下,我國政府及時調(diào)整政策,建設(shè)部在修訂我國《建筑業(yè)推廣應(yīng)用10項新技術(shù)》中,首次列入了鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù),完成了在建筑業(yè)從“限制使用鋼結(jié)構(gòu)”到“大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)”的政策轉(zhuǎn)變。
關(guān)鍵詞:高層; 鋼結(jié)構(gòu); 施工; 技術(shù); 建議
1 前言
在現(xiàn)代建筑中,高層建筑工程大量增加。本文主要闡述高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及建議。
2 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
結(jié)合高層鋼結(jié)構(gòu)的工藝流程與特點(構(gòu)件驗收→吊裝→螺栓→焊接及檢測→壓型鋼板與栓釘),現(xiàn)對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進行簡要總結(jié)。超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要包含如下幾方面內(nèi)容:①塔吊的選擇、布置及裝拆;②構(gòu)件進場、驗收與堆放;③吊裝;④測量控制;⑤焊接;⑥工期及質(zhì)量控制;⑦安全施工。
2.1 塔吊的選擇、布置及裝拆
塔吊是超高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設(shè)備,其施工,對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。另外,采用附著塔吊的造價要遠高于同類型起重能力稍小的內(nèi)爬式塔吊,比如本工程設(shè)計高度為150m,采用附著式塔吊的塔身高度約180m,加上地下部分高度共200m,而采用內(nèi)爬式塔吊的塔身約為40~50m。附著塔吊的租賃成本要大于內(nèi)爬式塔吊。因此,從經(jīng)濟上考慮,為節(jié)約成本,優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進行鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑的施工。
2.2 吊裝
吊裝是鋼結(jié)構(gòu)施工的龍頭工序,吊裝的速度與質(zhì)量對整個工程起著舉足輕重的作用。鋼結(jié)構(gòu)吊裝前應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)平面和立面形狀、結(jié)構(gòu)形式、塔吊的數(shù)量和位置、現(xiàn)場施工條件等因素確定吊裝分區(qū)與吊裝順序。本工程劃分為東、西兩個作業(yè)區(qū),由兩個作業(yè)分別完成各自范圍內(nèi)的構(gòu)件吊裝。吊裝的總原則為:
平面內(nèi)均從中心核心筒向四周擴展,即從中間的一個單元開始,先組裝成一個穩(wěn)定的剛度柱網(wǎng)單元,先吊柱后吊梁,一個柱網(wǎng)單元吊裝并臨時固定后,再在其左右或前后吊裝兩個單元,待3個單元構(gòu)件全部吊裝完成后,進行全面的校正。
豎向吊裝順序(以一柱三層為例):先安4根鋼柱→下層框架梁→測量校正→螺栓初擰→中層框架粱→上層框架粱→測量校正→螺栓初擰→測量校正→終擰高強螺栓→焊接→焊縫檢測→散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接→下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接→下、中、上層鋼梯、平臺吊裝→樓蓋鋼筋混凝土樓板施工。
焊接高層鋼結(jié)構(gòu)具有工期緊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程量大、質(zhì)量要求高的特點,而焊接作為鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工序,其焊接順序與工藝參數(shù)的選擇與施焊水平對工程的“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”的完成影響重大。本工程約15000工鋼結(jié)構(gòu)安裝施工任務(wù),月施工最快完成9層;采用CO2氣體保護半自動焊完成了超厚鋼板焊接的施工(最厚達100mm),整個工程的焊縫100%超聲波探傷,100%合格,一次探傷合格率達98%;在鋼結(jié)構(gòu)吊裝方面,經(jīng)過項目技術(shù)人員不斷探索與總結(jié),解決了超高層鋼結(jié)構(gòu)空間定位及折線形鋼結(jié)構(gòu)箱型柱吊裝技術(shù)問題,且整體垂直度最大偏差9mm。
確定焊接順序①平面內(nèi):應(yīng)從建筑平面中心向四周擴展,采取結(jié)構(gòu)對稱、節(jié)點對稱和全方位對稱的順序焊接。②豎向上:L層框架梁→壓型鋼板支托→下層框架梁→玉型鋼板支托→中層框架梁→壓型鋼板支托→焊接檢驗(柱柱焊接可在梁焊接前進行,也可于之后進行)。③柱一柱焊接應(yīng)由兩名焊工相對,兩面等溫、等速對稱施焊。④柱梁節(jié)頭的焊接,一般先焊H型鋼的下翼緣板,再焊上翼緣板。一根梁的兩個端頭應(yīng)先焊一個端頭,待其冷卻至常溫后,再焊另一端。
確定焊接工藝中關(guān)村金融中心工程鋼結(jié)構(gòu)焊接施工難度較大,不僅鋼板厚,而且由于結(jié)構(gòu)為雙曲面,設(shè)計中采用了大量的斜撐及斜柱,造成立焊、斜立焊較多,此類結(jié)構(gòu)不僅處于結(jié)構(gòu)的重要部位,而且大多處于外向、斜向,安全操作與施工防護都比較困難。尤其是緊迫的工期與較大的焊接工程量之間的矛盾,我們采用CO氣體保護半自動焊應(yīng)用于立焊、斜立焊和俯角焊的工藝,從根本上解決手工電弧焊速度慢影響進度的問題,滿足了焊接施工的需要。
確定焊接參數(shù)選定工藝后,焊接QC小組在項目組的帶動下通過工藝評定,編制出一整套切實可行的適用本工程特點的CO氣體保護半自動焊接方法及參數(shù)。首先確定攻關(guān)目標(biāo),用ABC法找出影響質(zhì)量的原因.并進行系列分析,針對這些問題找出相應(yīng)的對策措施;建立了有效的質(zhì)量保證體系,制定完善的工藝指導(dǎo)書。經(jīng)過反復(fù)試驗,確定了運用于橫焊、平焊、立焊、斜立焊的丁藝參數(shù);通過對焊絲的伸出長度、焊縫層問清理,焊槍施焊角度反復(fù)摸索,形成了一整套的施工要領(lǐng);為使焊接環(huán)境處于相對穩(wěn)定狀態(tài),加強了施工防護措施和輔助措施。
安全施工安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要環(huán)節(jié),超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點是高空、懸空作業(yè)點多。在施工過程中,僅螺栓就有40萬顆,這些零件雖小,但如果從l00m以上的高空掉下去,后果可想而知。針對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點,采取事前與過程控制相結(jié)合的方法,即事先采取防護措施(如防墜板、防墜器、安全梯、纜風(fēng)繩等),并加強對施工人員的安全教育,堅持安全巡視制度。本工程在吊柱子時外墻設(shè)安全網(wǎng),吊框架梁時架設(shè)臨時活動式走道,并隨框架吊裝逐層升高;擰螺栓時在梁端掛設(shè)吊籃,焊接時搭設(shè)操作平臺,另外做到及時鋪設(shè)樓層壓型板以確保施工安全。
3 對高層鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點建議
(1)充分理解節(jié)點深化圖,合理制定施工工藝。
(2)根據(jù)工程特點合理選用機械設(shè)備,特別是塔式起重機的選用,并要考慮其裝拆的可行性。
(3)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點、焊接形式及氣候條件選用合理的焊接工藝及參數(shù),不能一概而論,盲目照搬。
(4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工順序及進場數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場堆放條件及吊裝設(shè)備的吊運能力。
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