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鋼結(jié)構(gòu)連廊整體吊裝的設(shè)計與施工

作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間:2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    摘要:本文以長沙市中天廣場鋼結(jié)構(gòu)連廊整體吊裝工程為例,詳細介紹了其設(shè)計主旨及施工方案,對施工技術(shù)特點進行了分析,并結(jié)合作者自身對該工程的實際監(jiān)督管理經(jīng)驗,對施工過程中出現(xiàn)的問題及其整改結(jié)果進行了論述,對類似工程的推廣及施工有很強的參考價值。
      關(guān)鍵詞:大跨度鋼結(jié)構(gòu); 連廊; 吊裝; 液壓同步整體提升; 質(zhì)量問題
      
      1問題由來
      
      鋼結(jié)構(gòu)因其自重輕、施工周期短、抗震能力強等優(yōu)勢和特點被人們廣泛應(yīng)用于高層建筑中。在長沙市中天廣場高層建筑工程中,連廊鋼結(jié)構(gòu)安裝標(biāo)高為+80.7m~98.5m,總高度為18.15m,軸線寬度為18.3m,總跨度為46.2m。連廊鋼結(jié)構(gòu)在80.7m~屋頂之間將公寓區(qū)與辦公區(qū)兩幢主樓連接為一體(圖1)。連廊鋼結(jié)構(gòu)主要由結(jié)構(gòu)層四榀鋼桁架(+80.7m~+84.1m)和上部鋼框架結(jié)構(gòu)(+84.1m~98.5m)組成(圖2)。其中,鋼桁架為平行布置單層型鋼平面桁架,分別位于2-A~2-D軸線上。鋼材主框架采用Q345B,其余次構(gòu)件采用Q235B。鋼構(gòu)件總噸位約430t。連廊鋼結(jié)構(gòu)共設(shè)有八個承載支座(設(shè)置在80.7m主樓框架大梁上)和八個穩(wěn)定支座(設(shè)置在87.720m和94.900m主樓框架大梁上),支座采用球型橡膠支座,按鉸支座連接點計算,該連廊單體規(guī)模和節(jié)點復(fù)雜程度國內(nèi)罕見(圖3),其整體吊裝問題的解決牽涉到許多方面,對類似工程的指導(dǎo)意義非常突出。
      
      2鋼結(jié)構(gòu)吊裝
      
      2.1 吊裝條件分析
      連廊鋼結(jié)構(gòu)安裝高度達+80.700m~+98.500m,自重較大,且桿件眾多。若采用分件高空散裝,不但高空組裝、焊接工作量巨大,而且存在較大的質(zhì)量、安全風(fēng)險。施工的難度也可想而知,對后續(xù)專業(yè)施工和整個工程的工期影響很大。
      根據(jù)以往類似工程的成功經(jīng)驗,若將鋼連廊在地面拼裝成整體后,利用“超大型液壓同步提升技術(shù)”將其一次提升到位,將大大降低安裝施工難度,于質(zhì)量、安全和工期等均有利。
      雖然連廊鋼結(jié)構(gòu)的主體長度略小于主樓間的凈距,但由于1/1-13 線與1-E 軸、2-7 線與1-E 軸交點處的兩根砼立柱以及聯(lián)系梁、幕墻結(jié)構(gòu)的平面位置占用了鋼連廊垂直方向的組裝和安裝位置,使得鋼連廊從幾何尺寸上無法整體安裝至設(shè)計位置。也就是說,鋼連廊必須采用分段吊裝的方式完成安裝。
      2.2 吊點選擇與布置
      根據(jù)工程特點和現(xiàn)場情況,連廊采用地面拼裝,整體提升,高空延伸安裝的方法施工。即在設(shè)計位置正下方,將鋼連廊整體吊裝的部分在地面拼裝成整體,由分別安裝在兩側(cè)主樓框架柱頂上箱型斷面提升梁端的6套200t液壓提升設(shè)備將鋼連廊同步提升至設(shè)計高度,高空延伸安裝完成鋼連廊,液壓提升設(shè)備同步卸載后連廊進入設(shè)計受力狀態(tài)。(圖4)
    摘要:本文以長沙市中天廣場鋼結(jié)構(gòu)連廊整體吊裝工程為例,詳細介紹了其設(shè)計主旨及施工方案,對施工技術(shù)特點進行了分析,并結(jié)合作者自身對該工程的實際監(jiān)督管理經(jīng)驗,對施工過程中出現(xiàn)的問題及其整改結(jié)果進行了論述,對類似工程的推廣及施工有很強的參考價值。
      關(guān)鍵詞:大跨度鋼結(jié)構(gòu); 連廊; 吊裝; 液壓同步整體提升; 質(zhì)量問題
      
      1問題由來
      
      鋼結(jié)構(gòu)因其自重輕、施工周期短、抗震能力強等優(yōu)勢和特點被人們廣泛應(yīng)用于高層建筑中。在長沙市中天廣場高層建筑工程中,連廊鋼結(jié)構(gòu)安裝標(biāo)高為+80.7m~98.5m,總高度為18.15m,軸線寬度為18.3m,總跨度為46.2m。連廊鋼結(jié)構(gòu)在80.7m~屋頂之間將公寓區(qū)與辦公區(qū)兩幢主樓連接為一體(圖1)。連廊鋼結(jié)構(gòu)主要由結(jié)構(gòu)層四榀鋼桁架(+80.7m~+84.1m)和上部鋼框架結(jié)構(gòu)(+84.1m~98.5m)組成(圖2)。其中,鋼桁架為平行布置單層型鋼平面桁架,分別位于2-A~2-D軸線上。鋼材主框架采用Q345B,其余次構(gòu)件采用Q235B。鋼構(gòu)件總噸位約430t。連廊鋼結(jié)構(gòu)共設(shè)有八個承載支座(設(shè)置在80.7m主樓框架大梁上)和八個穩(wěn)定支座(設(shè)置在87.720m和94.900m主樓框架大梁上),支座采用球型橡膠支座,按鉸支座連接點計算,該連廊單體規(guī)模和節(jié)點復(fù)雜程度國內(nèi)罕見(圖3),其整體吊裝問題的解決牽涉到許多方面,對類似工程的指導(dǎo)意義非常突出。
      
      2鋼結(jié)構(gòu)吊裝
      
      2.1 吊裝條件分析
      連廊鋼結(jié)構(gòu)安裝高度達+80.700m~+98.500m,自重較大,且桿件眾多。若采用分件高空散裝,不但高空組裝、焊接工作量巨大,而且存在較大的質(zhì)量、安全風(fēng)險。施工的難度也可想而知,對后續(xù)專業(yè)施工和整個工程的工期影響很大。
      根據(jù)以往類似工程的成功經(jīng)驗,若將鋼連廊在地面拼裝成整體后,利用“超大型液壓同步提升技術(shù)”將其一次提升到位,將大大降低安裝施工難度,于質(zhì)量、安全和工期等均有利。
      雖然連廊鋼結(jié)構(gòu)的主體長度略小于主樓間的凈距,但由于1/1-13 線與1-E 軸、2-7 線與1-E 軸交點處的兩根砼立柱以及聯(lián)系梁、幕墻結(jié)構(gòu)的平面位置占用了鋼連廊垂直方向的組裝和安裝位置,使得鋼連廊從幾何尺寸上無法整體安裝至設(shè)計位置。也就是說,鋼連廊必須采用分段吊裝的方式完成安裝。
      2.2 吊點選擇與布置
      根據(jù)工程特點和現(xiàn)場情況,連廊采用地面拼裝,整體提升,高空延伸安裝的方法施工。即在設(shè)計位置正下方,將鋼連廊整體吊裝的部分在地面拼裝成整體,由分別安裝在兩側(cè)主樓框架柱頂上箱型斷面提升梁端的6套200t液壓提升設(shè)備將鋼連廊同步提升至設(shè)計高度,高空延伸安裝完成鋼連廊,液壓提升設(shè)備同步卸載后連廊進入設(shè)計受力狀態(tài)。(圖4)




    ② 電焊條未按焊接工藝文件的規(guī)定進行烘焙和存放,導(dǎo)致個別焊條藥皮脫落、焊芯生銹(違反GB50205-2001第4.3.4條);
      ③ 廠家加工的個別桿件(東西兩端加強桁架及其它部分個別桿件)在工廠加工時偏差較大,嚴重影響高強螺栓安裝,部分高強螺栓連接副終擰后絲扣外露達5扣以上(違反GB50205-2001第6.3.5條);
     ?、?個別桿件或節(jié)點局部防腐涂料在運輸及安裝過程中涂層已損壞(違反GB50205-2001第14.2.3條);
     ?、?拼接焊縫及角焊不飽滿,且焊縫高度不符合設(shè)計及規(guī)范要求,個別立柱垂直度偏差較大(違反GB50205-2001第5.2.6條);
     ?、?吊點3、6提升界面加強桁架未按設(shè)計圖紙施工,吊點4位置移動且未提交設(shè)計方進行圖紙變更;
      ⑦ 本工程所用廂梁需要先將鋼板吊裝到位后在樓頂進行二次加工,所用20mm厚鋼板有一部分未按要求在其表面開坡口,導(dǎo)致無法焊透;
      ⑧ 部分球型支座結(jié)點保護不到位,存有少量雜物且未及時清理;
      ⑨ 住宅樓鋼板吊裝處混凝土構(gòu)件不密實,存在露筋現(xiàn)象。
      以上幾個方面的質(zhì)量問題均已在吊裝工程正式開始前由施工單位按有關(guān)要求進行了徹底的返工整改,監(jiān)理單位旁站監(jiān)理并驗收合格。(圖6)
      
      6結(jié)語
      
      6.1 在吊裝工作開始前的專家論證會上,設(shè)計單位曾提出對該鋼連廊的卸載過程參照“鳥巢”方案進行電腦數(shù)字化操控,但由于資金和場地條件的限制該提議沒有實現(xiàn),給卸載過程中鋼結(jié)構(gòu)正常的沉降和扭曲變形程度的觀察及計算結(jié)果帶來一定的不確定性。
      6.2 在吊裝開始前的現(xiàn)場檢查中,質(zhì)監(jiān)人員發(fā)現(xiàn)本工程的個別焊縫外觀質(zhì)量較差,達不到設(shè)計及規(guī)范要求,給連廊吊裝的順利進行帶來質(zhì)量隱患,后委托長沙市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心對焊縫內(nèi)在質(zhì)量進行檢測(二級焊縫采用超聲波探傷檢測,比例為20%,三級焊縫只做外觀檢測),對有缺陷者全部進行返工整改,并經(jīng)監(jiān)理驗收合格,出具了書面整改報告。
      6.3 本工程吊裝期間天氣晴好,溫度適宜,風(fēng)速很低,過程順利(沒有使用攔風(fēng)索),但對于類似情況的操作我們建議同樣應(yīng)該關(guān)注施工時的天氣情況,避免在惡劣的天氣情況下進行提升操作,對提升過程中可能出現(xiàn)的意外情況(大風(fēng)、雷雨、停電等)要做到未雨綢繆,并制定切實可行的應(yīng)急預(yù)案。
      6.4 本鋼結(jié)構(gòu)所采用的球型橡膠支座在未來的工作過程中將面臨橡膠老化的現(xiàn)象,這就需要在未來的使用過程中加強觀察和檢測,并參照設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實際情況制定切實可行的定期維護及更換措施。
      6.5 本工程有部分鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂裝及防銹處理施工由于場地原因甩項,需待幕墻工程全部完工后再繼續(xù)進行,故建議在裝飾階段繼續(xù)加強對鋼結(jié)構(gòu)連廊的成品保護,同時各方責(zé)任主體對該鋼連廊整體吊裝工程也暫未作出結(jié)論性的驗收意見。
      
      參考文獻:
      [1] 范基,路克寬,張繼承.1 800t鋼結(jié)構(gòu)液壓千斤頂同步整體提升施工技術(shù).施工技術(shù),1995(11).
      [2] 郭彥林,崔曉強.大跨度復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的若干技術(shù)問題及探討.工業(yè)建筑,2004,34(12).
      [3] 冶金工業(yè)部建筑研究總院主編.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2001.

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