劉永勝

長沙市軌道交通集團有限公司，湖南 長沙 410000

近年來，建筑行業(yè)已經(jīng)成為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品運用最廣泛的領(lǐng)域，國家與地方政府推出了大量支持政策，引導(dǎo)建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)革新與推廣，鼓勵鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。根據(jù)調(diào)查顯示，建筑鋼結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)逐步覆蓋高層建筑、工業(yè)廠房、基建（包括橋梁、機場、高鐵站、地鐵站）等領(lǐng)域，因此進一步完善相關(guān)施工技術(shù)體系具有重要意義。

1 我國建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展背景

目前，在我國的建筑市場中，鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量快速增加，主要受益于產(chǎn)業(yè)政策的支持、裝配式建筑的推廣以及鋼鐵產(chǎn)能的不斷增大，這些均為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)提供了良好的發(fā)展機遇。根據(jù)統(tǒng)計，2018年鋼結(jié)構(gòu)建筑完工項目用鋼量達到276萬t，建筑面積達到2450萬m2，占當(dāng)年全國房屋竣工面積（41.35億m2）的0.6%。與發(fā)達國家相比，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展與運用存在相對滯后的情況，鋼結(jié)構(gòu)建筑在全部建筑中的占比較低，而發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)建筑約占其總建筑面積的50%。

基于此，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，尤其是隨著各種高層、超高層、大規(guī)模建筑的發(fā)展，廣大群眾對建筑品質(zhì)的要求不斷提高，使得建筑市場對鋼結(jié)構(gòu)的需求不斷增加。對此，文章主要圍繞建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)展開分析，以實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的快速、安全、高效安裝，同時有效降低施工成本，為我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供可靠的技術(shù)保障。

2 長沙火車南站站前東廣場項目鋼結(jié)構(gòu)工程概況

2.1 工程基本情況

長沙市火車南站站前東廣場工程項目位于長沙火車南站東側(cè)，支路二與支路三之間。該項目南北長464m，東西寬156m，總建筑面積為169326.56m2，其中地下層建筑面積為153518.36m2，地上建筑面積為15808.16m2。地下三層（自下而上，樓地面標(biāo)高分別為22.70m、26.90m、31.50m）；地上二層（分南棟、北棟），最大建筑高度為14.2m。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)分布情況

該項目鋼結(jié)構(gòu)工程主要分布在地上部分，分為南、北、中3個區(qū)域。南、北兩棟結(jié)構(gòu)主體為屋面梁體系，每個區(qū)域分為3個南北方向小分區(qū)，分區(qū)之間通過屋面天橋相連；中區(qū)為少量輕鋼框架結(jié)構(gòu)?？傮w施工區(qū)域南北長約470m，東西長約120m，總面積約為56400m2，鋼結(jié)構(gòu)總體量為2320t。

由于南區(qū)、北區(qū)為對稱結(jié)構(gòu)，僅對南區(qū)鋼結(jié)構(gòu)進行說明。南區(qū)鋼結(jié)構(gòu)長108m，寬75.6m，其平面布置圖如圖1所示。

圖1 南區(qū)屋面鋼結(jié)構(gòu)示意圖

3 長沙火車南站站前東廣場項目鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點

該項目鋼結(jié)構(gòu)施工面積大、工期緊張、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要從鋼結(jié)構(gòu)制作、現(xiàn)場安裝出發(fā)，闡述具體施工技術(shù)要點。

3.1 鋼結(jié)構(gòu)加工制作

該項目大量弧形梁腹板為弧形，下料必須通過編程使用數(shù)控切割，增加了下料階段的作業(yè)量，對此需合理調(diào)配下料資源，投入足量下料機；大部分弧形梁截面高1200mm，最大板厚30mm，無法通過常規(guī)H型鋼組立機進行裝配，需要采用搭設(shè)胎架人工組裝。為了保證構(gòu)件裝配效率，在車間劃出多塊裝配區(qū)域，并在各個區(qū)域制作胎架等，調(diào)配裝配工人進行多人多點裝配。

弧形梁焊縫為弧形，無法使用專用T型埋弧焊機進行焊接，為了保證焊縫效率和外觀質(zhì)量，使人工打磨工作大量增加，從而增加焊工數(shù)量、班次、作業(yè)面等資源投入。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝

（1）施工區(qū)域及流水段劃。該項目鋼結(jié)構(gòu)主要分布于南、北屋面及中區(qū)廣場，因此將整個鋼結(jié)構(gòu)施工劃分為南區(qū)、中區(qū)、北區(qū)3個區(qū)域。其中，南棟、北棟屋面鋼結(jié)構(gòu)間斷分布銜接于混凝土結(jié)構(gòu)中，將南、北棟屋面分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段鋼結(jié)構(gòu)屋面安裝。

（2）施工總體思路。該項目所有鋼結(jié)構(gòu)采用原位支撐散件安裝，根據(jù)總包整體施工部署，結(jié)合工期要求及現(xiàn)場道路交通條件，南區(qū)與北區(qū)屋面鋼結(jié)構(gòu)平行施工，分別采用2臺150t履帶吊進行吊裝，2臺50t汽車吊輔助轉(zhuǎn)料卸車，150t履帶吊共計4臺，50t汽車吊4臺。中區(qū)廣場鋼結(jié)構(gòu)雨棚、觀光電梯采用1臺25t汽車吊進行構(gòu)件卸車轉(zhuǎn)運、吊裝。

由于南區(qū)與北區(qū)結(jié)構(gòu)基本對稱，以南區(qū)為例對其施工思路進行說明。如圖2所示，1#履帶吊覆蓋Ⅰ、Ⅱ段鋼結(jié)構(gòu)吊裝，2#設(shè)備覆蓋Ⅲ、Ⅳ段鋼結(jié)構(gòu)吊裝，并沿箭頭所示方向行進完成鋼結(jié)構(gòu)屋面安裝。

圖2 南棟屋面安裝思路

（3）施工關(guān)鍵點。①鋼曲梁、鋼框梁分段：根據(jù)結(jié)構(gòu)桿件、節(jié)點特征，結(jié)合設(shè)備選型及鋼結(jié)構(gòu)施工安全高效的原則，對屋面鋼曲梁進行分段；根據(jù)屋面鋼框梁深化結(jié)果，每根框架梁長度為14.4m，重量約為5t，150t履帶吊在行走路線上站位時，軸線K至軸線G之間框架梁超過設(shè)備性能，需將其分成2段，分別重2.3t、2.7t。②屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝：選用150t履帶吊60m主臂+19m副臂、主副臂夾角15°塔式工況，站位于距結(jié)構(gòu)邊沿12.8m行車路線上進行吊裝作業(yè)。建立三維模型，根據(jù)每個吊裝段控制點三維坐標(biāo)，在起吊前采用倒鏈調(diào)節(jié)弧形梁吊裝就位姿態(tài)，準確就位。③屋面預(yù)埋件施工：該項目屋面預(yù)埋件主要分布在鋼曲梁下部混凝土結(jié)構(gòu)、懸挑梁、混凝土柱等節(jié)點處。為了保證預(yù)埋件的安裝精度，埋件安裝完成后將錨筋直接在鋼筋籠上電焊加固；混凝土工程澆筑、養(yǎng)護、拆模后，清理預(yù)埋件板面，并復(fù)核其位置，最后測量放線，精確定位鋼梁連接板、底座位置，并在埋件上劃出控制線。④散件吊裝過程中采用下部臨時支撐，吊裝完成后整體校正、焊接，最后整體卸載的方法。為了保證各段曲梁在安裝過程中的穩(wěn)定性，安裝從標(biāo)高一側(cè)開始，不斷擴大安裝單元，減少構(gòu)件安裝失穩(wěn)風(fēng)險。鋼曲梁在吊裝過程中采用兩點吊裝，為了保證構(gòu)件安裝效率及精度，在鋼梁一段設(shè)置倒鏈調(diào)節(jié)好空中姿態(tài)，再進行吊裝就位。⑤Ⅰ、Ⅳ段安裝方法：安裝第一根框架梁，就位后對其進行臨時加固，避免構(gòu)件傾倒，并設(shè)置第一段鋼曲梁臨時支撐；從框梁中部向兩側(cè)對稱安裝第一段鋼曲梁，曲梁腹板采用臨時螺栓與框架梁連接，另一端焊接臨時碼板連接；安裝小連系梁，就位后采用臨時安裝螺栓連接成穩(wěn)定單元，然后插入高強螺栓施工，用高強螺栓置換掉安裝螺栓；按照散件原位支撐安裝所有屋面結(jié)構(gòu)，鋼曲梁之間采用雙夾板進行臨時連接，完成吊裝后進行整體校正，并及時插入高強螺栓安裝及焊接作業(yè)，最后進行整體卸載。⑥Ⅱ、Ⅲ段安裝方法：安裝首榀鋼曲梁，下部設(shè)置臨時支撐措施，臨時加固后，及時安裝Y向連系梁，增強單個鋼曲梁穩(wěn)定性，以免發(fā)生失穩(wěn)事故；此區(qū)域內(nèi)鋼框梁分為2段，安裝時，鋼框梁下部設(shè)置臨時支撐措施；安裝X、Y向系桿，形成穩(wěn)定整體；以上述方法安裝剩余屋面鋼結(jié)構(gòu)，完成吊裝后進行整體校正，并及時插入高強螺栓安裝及焊接作業(yè)，最后進行整體卸載。⑦項目遵循“整體校正、整體焊接”原則，在吊裝段處于支撐狀態(tài)下整體校正，完成后采用合理的焊接順序及工藝，減小累積誤差及焊接變形的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)在我國現(xiàn)代建筑建設(shè)中的地位日益突顯，具有工期短、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)勢，符合建筑行業(yè)綠色、生態(tài)發(fā)展趨勢。為了實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑穩(wěn)步推廣，加強施工技術(shù)研究具有重要意義。因此，工程實踐中必須根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)布置情況合理選擇施工工法，做好深化設(shè)計、加工制作與現(xiàn)場安裝，有效提高施工效率，保障工程質(zhì)量，并不斷總結(jié)施工經(jīng)驗，持續(xù)推進新材料、新技術(shù)的研究與推廣，促進鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)體系的完善。