薛二俊 山西陸海路橋市政工程有限公司

1 工程概況

某人民醫(yī)院門(mén)診急診醫(yī)技樓項(xiàng)目，建筑物總高22.40m。門(mén)診急診醫(yī)技樓東側(cè)及南側(cè)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)柱廊，采用H 型鋼與管柱組合結(jié)構(gòu)；主要結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接為栓焊組合形式，單元傘蓋柱廊高20.1m，平面8.4m×10.2m；柱直徑Φ700mm，柱帽最大處直徑Φ3100mm，喇叭口鋼柱重9t；柱帽頂部設(shè)置24 根輻射梁，鋼梁型材為HN400mm×200mm×8mm×13mm；共21 個(gè)單元，總重量約300t，最大連接跨度13.8m；最大懸挑跨度10.75m。

2 工藝原理

（1）大型喇叭口柱帽與柱身在加工廠(chǎng)預(yù)拼裝，對(duì)中定位設(shè)置連接鋼板，散裝運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后組裝焊接連接成型喇叭口鋼柱。

（2）現(xiàn)場(chǎng)采取主、副吊吊運(yùn)喇叭口鋼柱就位；利用連接主梁定位。

（3）傘蓋內(nèi)側(cè)梁采用搭腳手架，塔吊、汽車(chē)吊配合安裝輻射梁。

（4）傘蓋外側(cè)梁采取地面拼裝單元框架，懸空拼裝的方法。

3 施工工藝

3.1 吊裝工藝流程

（1）腳手架搭設(shè)→（2）柱身、柱帽預(yù)拼裝→（3）現(xiàn)場(chǎng)拼裝→（4）測(cè)量放線(xiàn)及柱腳螺絲安裝→（5）喇叭口柱安裝→（6）傘蓋內(nèi)側(cè)鋼梁安裝→（7）傘蓋外側(cè)鋼梁安裝。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 操作腳手架

鋼柱與結(jié)構(gòu)墻之間搭設(shè)通長(zhǎng)到頂?shù)哪_手架，用于喇叭口柱吊裝定位和與結(jié)構(gòu)墻之間輻射梁的安裝。此部分架體寬度為柱帽寬度中線(xiàn)外擴(kuò)1m，本例中寬度為6.1m；高度為柱帽下1m，本例中為19.4m，采用扣件式鋼管內(nèi)外雙排架組合聯(lián)拉的方案，較滿(mǎn)堂腳手架費(fèi)用大幅降低。在柱體部位空出作業(yè)面，架體至柱邊0.5m為宜。雙排腳手架之間按照連墻件要求采用連接大橫桿和連續(xù)剪刀撐相互連接，在柱廊頂搭設(shè)雙層聯(lián)通大橫桿，頂部作業(yè)范圍內(nèi)鋪腳手板；編制專(zhuān)項(xiàng)方案搭設(shè)，在鋼柱進(jìn)場(chǎng)前完成。

3.2.2 柱身、柱帽預(yù)拼裝

柱身、柱帽分別制用，鑒于施工現(xiàn)場(chǎng)條件，達(dá)不到柱帽柱身拼裝精度要求；柱帽、柱身尺寸大，整體運(yùn)輸難度大，因此采取加工廠(chǎng)預(yù)拼裝工藝，在工廠(chǎng)預(yù)拼定位，散裝運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接組裝的方案。

在廠(chǎng)內(nèi)搭設(shè)拼裝胎架，拼裝胎架上放樣喇叭口形鋼柱中心線(xiàn)并精準(zhǔn)抄平，利用廠(chǎng)內(nèi)起吊行車(chē)將喇叭口柱帽和鋼柱身吊放至拼裝平臺(tái)，對(duì)中調(diào)平定位后，在柱帽和柱身上畫(huà)出0°、90°、180°、270°點(diǎn)，距連接焊縫60mm 處分別畫(huà)出連接耳板位置。每塊16mm 厚耳板開(kāi)3 個(gè)Φ22 連接螺栓孔。用8mm 厚連接夾板拴接耳板后，調(diào)整柱帽與柱身位置，采用激光垂準(zhǔn)儀水平垂直兩方向檢查無(wú)誤后，將耳板分別焊接與柱帽、柱身相應(yīng)位置。焊接完成后，再次核查柱帽柱身同心對(duì)中位置，符合要求后對(duì)應(yīng)編號(hào)，分拆運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。

3.2.3 柱身、柱帽現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接

施工現(xiàn)場(chǎng)采用18#槽鋼搭設(shè)簡(jiǎn)易拼裝胎架。喇叭口柱帽和柱身分批運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，按照廠(chǎng)內(nèi)編號(hào)一一對(duì)應(yīng)由汽車(chē)吊吊裝至簡(jiǎn)易拼裝胎架，利用連接板螺栓連接柱帽與柱身為一體，從柱帽與柱身0°、90°、180°、270°標(biāo)記點(diǎn)分別量距，經(jīng)過(guò)焊縫處鋼楔微調(diào)，使四邊距離相等，擰緊連接板連接螺栓。由兩名焊工在鋼柱兩側(cè)對(duì)稱(chēng)施焊，轉(zhuǎn)動(dòng)鋼柱連續(xù)焊接完成。

連接焊縫焊接完成24h 后，采用超聲波探傷檢測(cè)，滿(mǎn)足二級(jí)焊縫合格要求后方可涂刷防銹漆。

現(xiàn)場(chǎng)采取就近組裝的原則，卸貨點(diǎn)為組裝點(diǎn)，緊鄰鋼柱吊裝就位區(qū)。組裝點(diǎn)及鋼柱起吊位置均在雙機(jī)抬吊的作業(yè)半徑之內(nèi)。盡量避免二次搬運(yùn)。

3.2.4 測(cè)量放線(xiàn)及柱腳螺母墊板安裝

應(yīng)用全站儀在鋼柱廊柱腳地面、屋頂框架邊梁上彈出控制軸線(xiàn)；應(yīng)用水準(zhǔn)儀，鋼卷尺在柱腳螺栓及屋頂框架邊梁上彈出標(biāo)高控制線(xiàn)。清理地腳螺栓和框架邊梁上預(yù)埋鋼板和預(yù)留孔，測(cè)出相對(duì)于軸線(xiàn)、標(biāo)高的偏差，編號(hào)記錄。

根據(jù)鋼柱腳放樣的定位軸線(xiàn)，逐根清理校正預(yù)埋地腳螺栓，在各個(gè)螺栓上抄平，根據(jù)水平線(xiàn)安裝螺母和墊板，并編號(hào)記錄各柱腳每根螺栓的相對(duì)偏差數(shù)據(jù)，形成地腳螺栓偏差記錄。按照地腳螺栓偏差記錄表，依次確定鋼柱腳板方向并修正預(yù)留螺栓孔，對(duì)各喇叭口鋼柱編號(hào)，使其與現(xiàn)場(chǎng)柱腳一一對(duì)應(yīng)，保證鋼柱順利就位安裝。

3.2.5 喇叭口柱安裝

喇叭口鋼柱現(xiàn)場(chǎng)組焊完成檢測(cè)合格后，方可就位起吊。采取主副汽車(chē)吊雙機(jī)抬吊方式，就位后鋼柱和鋼柱、柱與砼框架間連接H 型鋼梁。從兩側(cè)臨結(jié)構(gòu)的角部開(kāi)始一柱一機(jī)位，依次吊裝。

根據(jù)構(gòu)件重量、尺寸，停機(jī)位選擇吊車(chē)，案例中柱高20.1m，重量9t，起吊距離最大15m，選擇主吊75t，副吊25t。

主汽吊由柱帽處四點(diǎn)起吊喇叭口鋼柱，副吊點(diǎn)在柱身下端，主吊起臂，副吊轉(zhuǎn)臂，鋼柱緩緩起立，柱身垂直后，副吊解開(kāi)鋼絲繩，由主吊獨(dú)自吊裝，轉(zhuǎn)臂、起臂緩慢移動(dòng)至柱腳螺栓處，按照柱腳板編號(hào)，緩慢旋轉(zhuǎn)柱身一一對(duì)應(yīng)落入柱腳螺栓上，及時(shí)安裝墊板及緊固螺母。主吊不能卸勾，由塔吊起吊連接H型鋼梁至柱帽處，作業(yè)人員位于操作平臺(tái)，進(jìn)行螺栓連接和焊接作業(yè)，喇叭口鋼柱兩個(gè)方向均連接。

采用經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直度觀(guān)測(cè)，并吊線(xiàn)進(jìn)行復(fù)核，調(diào)整鋼柱及柱頂鋼梁使其垂直度符合規(guī)范要求，及時(shí)擰緊柱腳螺母并安裝柱頂高強(qiáng)螺栓定緊固，再次復(fù)核垂直度滿(mǎn)足要求后，焊接柱頂鋼梁連接剛節(jié)點(diǎn)，形成傘蓋式鋼柱廊框架。主吊方可解鉤、收臂。

柱腳灌漿：鋼柱吊裝完成后，柱底板和地面混凝土之間用高等級(jí)無(wú)收縮細(xì)石混凝土填塞，圍著柱底板支設(shè)定型模板，留3個(gè)填塞口，從一邊灌入另一邊流出為止并適當(dāng)超灌注一定高度，振搗密實(shí)，及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.2.6 傘蓋內(nèi)側(cè)鋼梁安裝

按照鋼柱廊H 型鋼梁加工拆分圖，分編號(hào)先安裝邊框梁再安裝中間輻射梁。由塔吊兩點(diǎn)起吊，操作工人位于鋼管腳手架平臺(tái)上逐根對(duì)位拼裝，高強(qiáng)螺栓緊固連接，保證高強(qiáng)螺栓扭緊力矩，設(shè)計(jì)剛節(jié)點(diǎn)處及時(shí)拴接后焊接形成整體。

3.2.7 傘蓋外側(cè)輻射鋼梁安裝

大面外側(cè)輻射鋼梁安裝：標(biāo)準(zhǔn)型傘蓋式鋼柱廊處輻射梁安裝，首先在現(xiàn)場(chǎng)地面將單根梁小拼裝為“F”框架單元，由塔吊四點(diǎn)起吊至鋼柱帽位置，對(duì)位安裝框架單元，抄平起拱測(cè)量后高強(qiáng)螺栓緊固連接，剛節(jié)點(diǎn)處及時(shí)焊接形成傘蓋式柱廊外輪廓，最后依次逐根鑲裝輪廓內(nèi)輻射梁。

圖1

圖2

轉(zhuǎn)角處非標(biāo)準(zhǔn)傘蓋式鋼柱廊處輻射梁安裝：首先在現(xiàn)場(chǎng)地面將單根梁小拼裝為兩個(gè)“T”框架單元。其次由塔吊和汽吊配合三點(diǎn)起吊其中一個(gè)“T”單元至鋼柱帽位置，對(duì)位安裝框架單元，抄平起拱測(cè)量后高強(qiáng)螺栓緊固連接，剛節(jié)點(diǎn)處及時(shí)焊接；塔吊解鉤，汽吊不解鉤臨時(shí)固定大轉(zhuǎn)角懸挑端。再由塔吊兩點(diǎn)起吊45°對(duì)角鋼梁，與先前安裝的“T”形外輪廓梁和鋼柱間連接鋼梁連接形成框架單元，依次逐根鑲裝單元內(nèi)輻射梁，拴接焊接成為整體。最后再次由塔吊和汽吊配合三點(diǎn)起吊另一“T”單元至鋼柱帽處，抄平校正后拴接焊接形成封閉傘蓋式柱廊外輪廓，依次逐根鑲裝輪廓內(nèi)輻射梁，完成傘蓋式鋼柱廊輻射梁安裝。

圖3

3.2.8 柱墩混凝土澆筑

鋼柱廊吊裝完成后，綁扎柱墩螺旋箍筋，柱腳外側(cè)支設(shè)定型的模板，灌注細(xì)石混凝土，分層澆筑，分層振搗密實(shí)。拆模后，及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4 實(shí)施效果

門(mén)診急診醫(yī)技樓東側(cè)及南側(cè)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)柱廊，采用H 型鋼與管柱組合結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接為栓焊組合形式，柱廊高20.1m，寬10.2m，總重量約300t。

該鋼結(jié)構(gòu)工程搭設(shè)雙聯(lián)雙排腳手架1172.4m2（折合34.7t鋼管）相較于搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架2071.24m2（折合74.96t鋼管），省工省料，大大降低措施費(fèi)用，加快施工進(jìn)度，縮短工期15d，綜合預(yù)計(jì)節(jié)約費(fèi)用28萬(wàn)元。采用該工法順利完成高大傘蓋式鋼結(jié)構(gòu)外廊2071.24m2，安全可靠，安裝費(fèi)用低，速度快，安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求及相應(yīng)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐證明，應(yīng)用該施工方法解決了大型鋼構(gòu)件在不同工況下，組合優(yōu)化應(yīng)用各種安裝方法，操作有序，安全可靠，安裝質(zhì)量好、速度快，節(jié)約費(fèi)用，對(duì)類(lèi)似工程推廣應(yīng)用前景良好。