钢结构欧式苍穹顶施工技术与研究

郑淑平 郭家云 邢振铎

随着建筑设计的不断进步,欧式苍穹顶技术越来越多的应用于建筑物。其中,钢结构苍穹顶施工技术因施工测量、施工设备、吊装次序、人员组织要求高而存在很多的技术难点。天津音乐厅钢结构欧式苍穹顶施工,根据现场实际情况,设计了合理的施工方案,解决了这些施工技术难点。

1 工程概况

天津音乐厅工程位于天津市和平区南京路、建设路与浙江路交口环岛处,工程位于地下商场顶板上,±0.00相当于大沽高程5.07 m,室内外高差0.75 m。首层:建筑面积1 403 m2,层高6.30 m;2层:建筑面积1 615 m2,794个座位,层高 3.90 m;3层:建筑面积694 m2,3.30 m;4层:建筑面积150 m2(设备层),穹顶:15.18 m2,标高31.98 m,穹顶功能是造型要求(见图1)。结构形式:框架形式,局部屋顶钢结构(⑧轴～○12轴,Ⓔ轴～Ⓗ轴)。外檐作法:石材墙面,石材浮雕,铝合金门窗,穹顶金属瓦屋面;墙体:内墙150厚加气混凝土砌块,外墙200厚加气混凝土砌块。

2 钢结构欧式苍穹顶施工工艺

2.1 吊装方案制定原则

1)安全可靠的原则。根据苍穹顶结构设计,工程特点,现场条件及设备装备情况,要选择安全可靠,技术可行的方案实施。

2)工期满足整体工期的要求。由于该工程的整体工期较紧,苍穹顶的安装直接影响工程的使用时间,因此选择的方案必须在规定的时间内完成。

3)技术适度先进的原则。苍穹顶高度较高,吊装难度大,高处作业多,为保证安全和工期,应尽量采用成熟的先进技术。根据以往的施工经验,一般采取大型吊车分段组装法、整体吊装法,整体吊装施工由于场地狭小,作业困难,无法提供两台主吊车作业和一台辅吊作业的场地,因此需采取分段预制组装法实施。

2.2 吊装方案的确定

根据现场场地及施工进度情况,采取“先吊装A部分钢桁架,再吊装B部分装饰架,最后吊装C单元轻型钢屋面”的总吊装步骤。

A部分钢桁架的吊装:用塔吊将每榀钢桁架采用“分段制作、现场拼装、整体吊装”的安装方法。B部分装饰架的吊装:用塔吊将钢装饰架采用“分段制作、局部吊装”的安装方法。C部分钢屋面的吊装:用塔吊将钢屋面采用“分部制作、散件吊装、现场焊接”的安装方法。

2.3 安装设备及安装人员

ST5515塔吊 1部,10 t运输车辆2部,电焊机6台,经纬仪2台,水准仪2台,扭矩扳手2个,气割2套,其他工具及吊装索具若干。管理人员 5人,测量员3人,铆工10人,焊工6人,安全员2人。

2.4 安装过程

2.4.1 “A部分钢桁架”安装过程

⑧轴钢架的吊装:由于钢桁架长约 25.2 m,重约 8 t,为满足构件运输,现场制作时将整榀桁架分为GJ1与GJ2两部分,运至现场后将其组装再整体吊装(见图2)。

按照⑧轴钢桁架的吊装方法,将⑨轴钢桁架吊装至相应位置上。吊装⑧轴～⑨轴钢桁架间的连梁、支撑,将⑧轴～⑨轴间的连梁依次利用两点起吊的方法采用现场的塔吊慢慢将其吊起放在其相应位置上,与钢桁架连接。连梁与钢桁架用高强螺栓连接。钢梁与混凝土梁采用下埋件连接的方式,安装完毕后⑧轴～⑨轴之间形成了一个稳定的空间体系。按照⑧轴～⑨轴钢桁架及连梁的安装方法将剩余轴钢构件安装完毕。钢桁架上压型承重板及栓钉的铺设。

2.4.2 “B部分钢装饰架”安装过程

根据现场塔吊的一次起重能力及现场施工条件,将B部分装饰架分为吊装A单元及B单元:A单元为标高16.8 m～26.28 m间的钢构件、B单元为标高26.28 m～31.98 m处的弧形钢构件。A单元钢构件采用“构件散装”的吊装方法,B单元钢构件采用“现场整体拼装、分段吊装”的吊装方法。

吊装A单元见图3。

吊装B单元:B单元钢构件采用“现场整体拼装、分段吊装”的吊装方法。吊装前在拼接平台上将B单元构件组装成一个整体尺寸,核实无误后将B单元分成3个吊装子单元1/2/3部分(见图4),子单元现场安装图见图5。

2.4.3 “C部分钢屋面”的安装过程

3 结语

合理的施工方案、良好的制作工艺、严密的现场组织、合理的人员安排是解决施工技术难点的关键。经过精心组织和合理的筹划,整个吊装安装过程安全高效,施工中没有发生安全事故和质量事故,并比预期的工期提前完成。

[1] GB 50300-2001,建筑工程施工质量验收统一标准[S].

[2] JGJ 33-86,建筑机械使用安全技术规范[S].

[3] JGJ 80-91,建筑施工高空作业安全技术规范[S].

[4] 钟智广.浅谈建筑施工中的质量管理与控制[J].山西建筑,2007,33(2):244-245.