王志強(qiáng)，尹華松，郭 斌

（中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西太原 030000）

0 引言

近年來，隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，高層建筑快速崛起。在高層建筑中，通常會設(shè)有若干道伸臂桁架[1-6]。伸臂桁架具有尺寸大、節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜、內(nèi)外筒間沉降壓縮變形值存在差異等特點。因此，伸臂桁架的安裝難度較大[7]。

鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體結(jié)構(gòu)鋼柱上設(shè)有大量的支撐牛腿，具有構(gòu)件復(fù)雜、制作安裝精度要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般高層建筑等特點[8-9]。因此，亟須一種安裝精度高、施工效率高的筒體桁架體系安裝施工方法，以此來保證鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體結(jié)構(gòu)體系的制作、安裝精度問題[10-12]。

本文以新疆寶能城二期二標(biāo)段公寓、酒店、商業(yè)主體工程實際背景為依托，對傳統(tǒng)筒體桁架體系制作、安裝施工存在的諸多問題進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，采用桁架廠內(nèi)預(yù)拼裝技術(shù)、鋼管柱附牛腿桁架安裝支架體系、桁架單元式整體吊裝安裝技術(shù)、伸臂桁架腹桿后裝技術(shù)、無線監(jiān)測技術(shù)等。形成了一整套“鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架體系安裝技術(shù)”。

1 工程概況

新疆寶能城二期二標(biāo)段公寓、酒店、商業(yè)主體工程位于烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)玄武湖路666號，北臨萬壽山街，東臨衛(wèi)星路，南臨南站前路。寶能城二標(biāo)段2-02#服務(wù)型公寓17.15萬m2（地下0.98萬m2、地上16.17萬m2），2-03#商業(yè)樓16.12萬m2（地下2.01萬m2、地上14.11萬m2）。塔樓施工階段，先進(jìn)行核心筒部位鋼柱、鋼梁安裝，待核心筒鋼結(jié)構(gòu)全部校正完畢，并焊接完成形成穩(wěn)定的框架后再施工外框架部位鋼結(jié)構(gòu)。核心筒鋼結(jié)構(gòu)與外框鋼結(jié)構(gòu)施工層差不超過3層，且現(xiàn)場防腐應(yīng)及時與安裝作業(yè)同步。各層樓承板、二次結(jié)構(gòu)、ALC輕質(zhì)隔墻板等適時插入，由下至上逐層組織施工。

2 技術(shù)原理

根據(jù)工程所出現(xiàn)的問題，翻閱相關(guān)文獻(xiàn)提出了鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架體系安裝技術(shù)，主要包括：桁架廠內(nèi)預(yù)拼裝采用復(fù)雜節(jié)點卡具定位預(yù)拼裝胎架，鋼管混凝土柱牛腿連接的快速裝拆抱箍柱臨時支架體系，鋼柱附牛腿桁架安裝支架體系，桁架單元式整體吊裝安裝技術(shù)（設(shè)計位置輔助專向與臨時固定調(diào)整裝置、桁架節(jié)點單側(cè)可調(diào)式后緊固連接技術(shù)），桁架安裝定型化操作架采用抱箍固定于鋼管柱技術(shù)，水平桿精確安裝技術(shù)采用固定于鋼管柱臨時定位調(diào)整裝置，伸臂桁架腹桿后裝技術(shù)采用固定于鋼柱與水平桿操作平臺，無線監(jiān)測技術(shù)采用多維度機(jī)器人監(jiān)控桁架合龍時機(jī)精確確定。鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架層斷面結(jié)構(gòu)如圖1所示、多維度機(jī)器人監(jiān)控如圖2所示。

圖1 鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架層斷面結(jié)構(gòu)

圖2 多維度機(jī)器人監(jiān)控

3 工藝流程與操作要點

3.1 工藝流程

鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架體系安裝施工工藝流程如圖3所示。

圖3 鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架體系安裝施工工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 鋼管混凝土外框施工

（1）在方鋼管柱內(nèi)設(shè)有加勁板，柱在與梁翼緣對應(yīng)位置設(shè)置的內(nèi)隔板，內(nèi)隔板四角應(yīng)設(shè)透氣孔，孔徑為25mm，水平隔板下方柱身上應(yīng)留置20mm透氣孔。

（2）利用內(nèi)爬式布料機(jī)，采取串筒澆筑自密實混凝土輔助機(jī)械振搗的方法進(jìn)行施工。對加勁板處混凝土加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實度。

（3）鋼管柱澆筑頂部時離柱子頂部下料50cm處停止?jié)仓罄m(xù)留置毛面、剔鑿浮漿在進(jìn)行焊接上一節(jié)鋼柱和混凝土澆筑[13]。

（4）當(dāng)留施工縫時，每次澆筑混凝土前應(yīng)先澆一層厚度50～100mm的與混凝土強(qiáng)度等級相同的水泥砂漿。

（5）在鋼管內(nèi)澆注混凝土，應(yīng)切實采取措施，保證混凝土的密實度和強(qiáng)度。

3.2.2 預(yù)埋件安裝

（1）在混凝土澆筑前應(yīng)再次復(fù)核埋件位置，復(fù)核無誤后方可進(jìn)行混凝土澆筑。

（2）安裝完成后經(jīng)檢驗合格后，在錨栓絲扣表面涂黃油保護(hù)，并用油紙包裹好，防止?jié)仓炷吝^程中污染和碰傷螺紋。

3.2.3 鋼柱安裝

根據(jù)鋼構(gòu)件的重量及吊點設(shè)置情況，準(zhǔn)備足夠不同長度、不同規(guī)格的鋼絲繩和卡環(huán)，并準(zhǔn)備好倒鏈、爬梯、工具包等機(jī)具，在柱身上綁好爬梯，并焊接好安全環(huán)，確保鋼柱安裝質(zhì)量及安全。

3.2.4 鋼梁安裝

（1）次梁與小梁的吊裝采用串吊來減少吊次，加快安裝速度[14]。

（2）型鋼梁采用鋼絲繩捆扎時須采用護(hù)角器作保護(hù)以防止鋼絲繩割傷。

（3）鋼梁安裝前應(yīng)對鋼柱上的連接件或混凝土核心筒壁上的埋件進(jìn)行預(yù)檢。

（4）鋼梁起吊前，在沿鋼梁通常梁面安裝扶手桿及安全繩，將腹板的連接板用兩顆普通螺栓連接在腹板相應(yīng)的位置，并與梁齊平不能伸出梁端[15-16]。

（5）就位時嚴(yán)禁與已安裝好的鋼柱發(fā)生碰撞。鋼梁安裝就位如圖4所示。

圖4 鋼梁安裝就位

3.2.5 鋼結(jié)構(gòu)焊接

（1）H型鋼與H型鋼栓焊對接，焊接結(jié)束，待翼緣板焊縫冷卻之后，再對腹板高強(qiáng)螺栓進(jìn)行終擰，焊接過程采用多層多道焊。H型鋼栓焊連接坡口形式如圖5所示。

圖5 H型鋼栓焊連接坡口形式

（2）箱型、矩形柱梁對接。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點，焊接時采取組合式焊接方式，焊接過程中要始終進(jìn)行結(jié)構(gòu)標(biāo)高、水平度、垂直度的監(jiān)控[17-19]。

3.2.6 高強(qiáng)螺栓安裝

（1）對每一接頭，采用臨時螺栓沖釘定位，嚴(yán)禁把高強(qiáng)螺栓作為臨時螺栓使用。

（2）嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓，若不能自由穿入，可用絞刀進(jìn)行修整。

（3）螺栓孔連接面應(yīng)平整，不得有污物及不需要的涂料，摩擦面上不允許存在鋼材卷曲變形及凹陷變形等現(xiàn)象，要考慮摩擦面的處理及污染保護(hù)。

（4）高強(qiáng)螺栓的緊固。

①扭剪型高強(qiáng)螺栓施工。

施工扭矩值和檢查扭矩值的確定。初擰：初擰扭矩值應(yīng)在400～600N·m（根據(jù)復(fù)驗所得數(shù)據(jù)計算）。終擰：扭剪型終擰以擰掉螺栓尾部的梅花頭為準(zhǔn)。

②大六角高強(qiáng)螺栓施工。

初擰：初擰扭矩值應(yīng)在200～300N·m（一般使連接板縫密貼為準(zhǔn)）。初擰檢查：用敲擊法，即用小錘敲擊逐個檢查，防止螺栓漏擰。劃線：初擰后對螺栓逐個進(jìn)行劃線。終擰：用專用扳手使螺母再旋轉(zhuǎn)一個額定角度，緊固順序同初擰。

4 優(yōu)勢及特點

（1）鋼支撐筒體桁架采用桁架廠內(nèi)預(yù)拼裝技術(shù)，利用復(fù)雜節(jié)點卡具定位預(yù)拼裝胎架，有效提高鋼支撐筒體桁架的廠內(nèi)拼裝效率。

（2）本研究采用鋼管柱附牛腿桁架安裝支架體系，現(xiàn)場鋼支撐筒體桁架安裝充分利用鋼管柱牛腿支架輔助安裝。

（3）本研究采用桁架單元式整體吊裝安裝技術(shù)，在設(shè)計位置輔助專向并設(shè)置臨時固定調(diào)整裝置，桁架節(jié)點單側(cè)可調(diào)式后緊固連接，有效保證桁架單元式整體吊裝的安全、高效。

（4）本研究采用伸臂桁架腹桿后裝技術(shù)，利用固定于鋼柱與水平桿的操作平臺，保證伸臂桁架腹桿安裝質(zhì)量。

（5）本研究采用無線監(jiān)測技術(shù)，通過多維度機(jī)器人監(jiān)控鋼支撐筒體桁架，確定合攏時機(jī)，保證鋼支撐筒體桁架的精確安裝。

5 結(jié)語

本文結(jié)合新疆寶能城二期二標(biāo)段公寓、酒店、商業(yè)主體工程，提出的鋼管混凝土外框-鋼支撐筒體桁架體系安裝施工技術(shù)，有效保證了鋼支撐筒體桁架的安裝施工質(zhì)量，提高了鋼管混凝土柱及鋼支撐筒體桁架施工效率，降低了鋼支撐筒體桁架安裝風(fēng)險，提高了桁架安裝精度。本技術(shù)能充分發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，對類似工程具有很好的推廣應(yīng)用前景。