周貞勇 蘇東穎 肖志中 孫江濤

1. 中建四局第一建筑工程有公司珠海分公司 廣東 珠海 519000;

2. 中國建筑第四工程局有限公司 廣東 廣州 510630

隨著國家建筑業(yè)的技術創(chuàng)新與轉型升級，箱形鋼梁作為大跨度空間建筑物的結構構件已日趨成熟。鋼結構以其特有的質量和性能，能有效節(jié)省建造時間、提高生產(chǎn)效率，滿足客戶使用需求，具有廣闊的應用領域。然而，傳統(tǒng)的箱形鋼梁在拼裝焊接施工過程中易出現(xiàn)焊接效果不佳及焊縫強度不足等結構安全問題，同時傳統(tǒng)的焊接工藝在人力成本及進度要求上已不能滿足項目生產(chǎn)需要。如何提高鋼結構建筑的整體性、安全性，降低箱形鋼梁的吊裝、焊接難度，確保箱形鋼梁的焊接質量，縮短箱形鋼梁的吊裝及焊接時間等，成了影響產(chǎn)業(yè)化工程發(fā)展的主要因素。

為解決上述難題，結合項目實際應用經(jīng)驗，總結出一種箱形鋼梁內腹式焊錨連接施工技術[1-4]。該技術提高了箱形鋼梁的吊裝施工進度，有效保證了鋼結構連接焊縫的質量要求，確保了鋼結構及建筑的整體性和安全性。

1 工程概況

綠洋灣花園項目位于廣東珠海，總建筑面積約為97 000 m2，建筑高度148 m。純地下室部分為框架結構，基礎為錘擊預應力混凝土管樁及灌注樁。該項目超高層住宅室內采用大型箱形鋼梁，最大跨度達12 m，受高度超高的制約及垂直運輸設備的限制，單構件鋼梁的最大質量不得超過1.5 t，即12 m長跨的箱形鋼梁需分段吊裝并確保有效連接。

2 工程重難點的解決思路

1）通過收集類似工程案例、國內外文獻成果及施工規(guī)范，分析施工過程中的吊裝準備工作、吊裝工作、連接方法、焊接等相關工藝，從理論方面研究箱形鋼梁拼接焊接技術的優(yōu)化措施。

2）結合現(xiàn)場鋼結構施工的實際情況，當箱形鋼梁支座部位滿足吊裝條件或箱形鋼梁支模架搭設完成后，利用大型吊裝設備或工具，將2節(jié)待拼裝焊接的箱形鋼梁吊裝至需安裝位置，根據(jù)設計標高調整好2節(jié)箱形鋼梁的位置，在2節(jié)箱形鋼梁交接處內側豎向放置節(jié)點板，使節(jié)點板上的螺栓孔與待拼裝的箱形鋼梁拼接處的螺栓孔一致，采用等強拼接，用高強螺栓連接、固定節(jié)點板與箱形鋼梁，使得箱形鋼梁與節(jié)點板初成整體。待2節(jié)箱形鋼梁位置及標高最終調整無誤后，再牢固固定高強螺栓，使得箱形鋼梁與節(jié)點板終成整體，順利完成鋼梁施工。

3 施工工藝流程

箱形鋼梁內腹式焊錨連接施工技術的工藝流程為：先對需拼裝鋼梁進行吊裝、對接，通過節(jié)點板進行初步固定安裝；再對下翼緣和腹壁拼縫進行焊接；最后放置上翼緣蓋板并焊接，從而完成箱梁內腹式焊錨連接。

3.1 箱形鋼梁吊裝技術

當箱形鋼梁支座部位滿足吊裝條件或箱形鋼梁支模架搭設完成后，可對需連接的箱形鋼梁進行吊裝。使用塔吊繩索鎖扣與箱形鋼梁吊環(huán)連接，平穩(wěn)起吊后，直接吊運至安裝樓層，再緩慢、平穩(wěn)地放置于鋼梁梁底支模架上，并利用塔吊調整待連接箱形鋼梁的拼接口及鋼梁支座處，使待連接箱形鋼梁連接處對齊（圖1）。

圖1 箱形鋼梁塔吊吊裝

3.2 高強螺栓的安裝

箱形鋼梁拼接對齊后，在箱梁交接口內側，放置豎向同翼緣厚度的節(jié)點板，使節(jié)點板上的螺栓孔與待拼裝的箱形鋼梁拼接處的螺栓孔一致。確保孔徑對齊后，將φ22 mm高強螺栓穿過節(jié)點板與箱形鋼梁的螺栓孔，使用扭力扳手將螺栓扭緊，固定節(jié)點板與箱形鋼梁，使得箱形鋼梁與節(jié)點板初成整體。待2節(jié)箱形鋼梁位置、標高及起拱度最終調整無誤后，再調緊、固定高強螺栓，使得箱形鋼梁與節(jié)點板終成整體（圖2）。其中，跨度≥12 m的兩端鉸接梁均須按1/600進行預起拱。

圖2 箱形鋼梁連接節(jié)點剖、立面

高強螺栓安裝注意事項：

1）摩擦型高強螺栓連接處摩擦面處理方法為：噴砂（丸）后涂無機富鋅漆。

2）不得用高強螺栓兼作臨時螺栓，以防損傷螺紋引起扭矩系數(shù)的變化。

3）高強螺栓應在結構構件中心位置調整后進行安裝，穿入方向應以施工方便為準，并力求一致。高強螺栓連接副組裝時，螺母帶圓臺面的一側朝向墊圈有倒角的一側。

4）安裝高強螺栓時，嚴禁強行穿入螺栓（如用錘敲打）。不能自由穿入需擴孔時，應用鉸刀進行修整，修整后孔的最大直徑應小于1.2倍螺栓直徑。修孔時，為防止鐵屑落入板疊縫中，鉸孔前應將四周螺栓全部擰緊，使板疊密貼后再進行。嚴禁氣割擴孔。

5）高強螺栓施工所用的扭矩扳手，班前必須校正，其扭矩誤差限值為±5%，合格后方準使用。校正用的扭矩扳手，其扭矩誤差限值為±3%。

6）對于大型節(jié)點處，高強螺栓施工時一般分為初擰、復擰、終擰。初擰或復擰后的高強螺栓用顏色在螺母上涂上標記，然后按規(guī)定的施工扭矩值進行終擰。終擰后的高強螺栓用另一種顏色在螺母上涂上標記。

3.3 箱形鋼梁焊接技術

3.3.1 下翼緣拼縫焊接

節(jié)點板與箱形鋼梁連接牢固后，使用二氧化碳氣體保護焊，在拼縫底部放置同箱形鋼梁翼緣寬、厚8 mm的鋼墊片，從內部對底部拼縫采用全截面熔透焊，直至拼縫焊接飽滿為止（圖3）。從內部對大型箱形鋼梁底部拼縫進行單面熔透焊，突破了傳統(tǒng)鋼梁底面拼縫部位只能進行仰焊的施工工藝限制，降低了焊縫探傷檢測的不合格風險，快捷高效地完成了底部拼縫的焊接，保證了大型箱形鋼梁的整體性、穩(wěn)定性、安全性。

圖3 箱形鋼梁節(jié)點下翼緣拼縫焊接

3.3.2 腹壁拼縫焊接

對腹板兩側的拼接處再進行全截面熔透焊，直至拼縫處的焊縫飽滿（圖4）。

圖4 箱形鋼梁節(jié)點腹壁拼縫焊接

3.3.3 上翼緣蓋板拼縫焊接

最后在箱形鋼梁頂部拼接口的橫向兩端各放置1片同翼緣寬、厚8 mm的鋼墊片，并蓋上同翼緣厚度的箱形鋼梁蓋板，對上翼緣2處拼縫進行全截面熔透焊焊接（圖5）。其中，上翼緣蓋板與腹板交接處無需進行焊接。

圖5 箱形鋼梁節(jié)點上翼緣蓋板放置及拼縫焊接

4 結語

箱形鋼梁內腹式焊錨連接施工技術主要是在鋼梁吊裝和鋼梁焊接兩方面進行重點研究和改進。在大型箱形鋼梁拼接處預留上翼緣等強蓋板，使在吊裝完成后可先通過節(jié)點板及螺栓進行等強拼接，后續(xù)再人工微調，從而縮短了吊裝、焊接時間。上翼緣蓋板的預留，便于在鋼梁內腹進行高強螺栓連接的同時，也能直接從內部對大型箱形鋼梁底部拼縫進行單面熔透焊，有效保證了大型箱形鋼梁的整體性，創(chuàng)造了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

箱形鋼梁內腹式焊錨連接施工技術可以提高鋼梁吊裝的安全性和平穩(wěn)性，確保鋼結構的焊接質量，解決了傳統(tǒng)底面仰焊施工進度慢、無法實現(xiàn)穿插施工的問題，不僅改善了作業(yè)人員的作業(yè)環(huán)境，而且加快了施工進度，具有廣泛的應用和推廣前景。