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鋼結(jié)構(gòu)連廊整體吊裝的設(shè)計(jì)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(xì)介紹了其設(shè)計(jì)主旨及施工方案，對施工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合作者自身對該工程的實(shí)際監(jiān)督管理經(jīng)驗(yàn)，對施工過程中出現(xiàn)的問題及其整改結(jié)果進(jìn)行了論述，對類似工程的推廣及施工有很強(qiáng)的參考價(jià)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(qiáng)等優(yōu)勢和特點(diǎn)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(diǎn)計(jì)算，該連廊單體規(guī)模和節(jié)點(diǎn)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(dá)+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(xiǎn)。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(yàn)，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(diǎn)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(jì)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(diǎn)選擇與布置
    　　根據(jù)工程特點(diǎn)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(jì)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(jì)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(jìn)入設(shè)計(jì)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(xì)介紹了其設(shè)計(jì)主旨及施工方案，對施工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合作者自身對該工程的實(shí)際監(jiān)督管理經(jīng)驗(yàn)，對施工過程中出現(xiàn)的問題及其整改結(jié)果進(jìn)行了論述，對類似工程的推廣及施工有很強(qiáng)的參考價(jià)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(qiáng)等優(yōu)勢和特點(diǎn)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(diǎn)計(jì)算，該連廊單體規(guī)模和節(jié)點(diǎn)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(dá)+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(xiǎn)。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(yàn)，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(diǎn)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(jì)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(diǎn)選擇與布置
    　　根據(jù)工程特點(diǎn)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(jì)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(jì)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(jìn)入設(shè)計(jì)受力狀態(tài)。（圖4）




    ② 電焊條未按焊接工藝文件的規(guī)定進(jìn)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）；
    　?、?廠家加工的個別桿件（東西兩端加強(qiáng)桁架及其它部分個別桿件）在工廠加工時偏差較大，嚴(yán)重影響高強(qiáng)螺栓安裝，部分高強(qiáng)螺栓連接副終擰后絲扣外露達(dá)5扣以上（違反GB50205-2001第6.3.5條）；
    　　④ 個別桿件或節(jié)點(diǎn)局部防腐涂料在運(yùn)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(jì)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(diǎn)3、6提升界面加強(qiáng)桁架未按設(shè)計(jì)圖紙施工，吊點(diǎn)4位置移動且未提交設(shè)計(jì)方進(jìn)行圖紙變更；
    　?、?本工程所用廂梁需要先將鋼板吊裝到位后在樓頂進(jìn)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；
    　?、?部分球型支座結(jié)點(diǎn)保護(hù)不到位，存有少量雜物且未及時清理；
    　?、?住宅樓鋼板吊裝處混凝土構(gòu)件不密實(shí)，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(jìn)行了徹底的返工整改，監(jiān)理單位旁站監(jiān)理并驗(yàn)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(jì)單位曾提出對該鋼連廊的卸載過程參照“鳥巢”方案進(jìn)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(shí)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(jì)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(dá)不到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，給連廊吊裝的順利進(jìn)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(jìn)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(jìn)行返工整改，并經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格，出具了書面整改報(bào)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(jìn)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(shí)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(qiáng)觀察和檢測，并參照設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場實(shí)際情況制定切實(shí)可行的定期維護(hù)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(xiàng)，需待幕墻工程全部完工后再繼續(xù)進(jìn)行，故建議在裝飾階段繼續(xù)加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)連廊的成品保護(hù)，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(yàn)收意見。
    　　
    　　參考文獻(xiàn)：
    　　[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(qiáng).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(yàn)收規(guī)范GB50205-2001.

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