浅谈钢结构建筑施工技术和管理

2010-12-31熊建国

中国新技术新产品 2010年2期

关键词：压型塔吊校正

熊建国

（浙江荣阳工程监理有限公司，浙江杭州 310007）

1 超高层钢结构施工技术

高层钢结构的工艺流程与特点：构件验收→吊装→高强螺栓→焊接及其检测→压型钢板与栓钉。结合本流程和特点，现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。

超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容：吊的选择、布置及装拆；构件进场、验收与堆放；吊装；测量控制；焊接；工期及质量控制；安全施工。

2 塔吊的选择、布置及装拆

2.1 塔吊的选择、布置及装拆

塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。另外，采用附着塔吊的造价要远高于同类型起重能力稍小的内爬式塔吊，比如某工程设计高度为200m，采用附着式塔吊的塔身高度约230m(其中考虑钢结构3 层柱12m，吊索4m～6m，吊钩滑轮及小车全高4m，安全操作距离2m 等)，加上地下部分高度共250m，而采用内爬式塔吊的塔身约为40m～50m。附着塔吊的租赁成本要大于内爬式塔吊。因此，从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。

2.2 吊装

吊装是钢结构施工的重要工序，吊装的速度与质量对整个工程起着举足轻重的作用。钢结构吊装前应根据结构平面和立面形状、结构形式、塔吊的个数和位置、现场施工条件等因素确定吊装分区与吊装顺序。某工程划分为东、西两个作业区，由两个作业组分别完成各自范围内的构件吊装。

吊装的总原则为：

(1)平面内均从中心核心筒向四周扩展，即从中间的一个单元开始，先组装成一个稳定的刚度柱网单元，先吊柱后吊梁，一个柱网单元吊装并临时固定后，再在其左右或前后吊装两个单元，待3 个单元构件全部吊装完成后，进行全面的精确校正。

(2)竖向吊装顺序(以一柱三层为例):先安4 根钢柱→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架粱→上层框架粱→测量校正→螺栓初拧→测量校正→终拧高强螺栓→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接→下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接→下、中、上层钢梯、平台吊装→楼盖钢筋混凝土楼板施工[1]。

在某工程主体钢结构施工中，通过采取“区域吊装”及“一机多吊”技术这样解决了工期紧与工程量大的矛盾，从钢结构施工流程明显看出，各工序既相互联系又相互制约，测量控制方法的选择直接影响到工程的测量精度与进度。在某工程测量施工中，我们采取“预先控制”与“跟踪校正”相结合，即在吊装前对楼层柱标高及定位进行初步测量，并对构件进行标线控制，吊装后在柱梁框架形成前将柱子初步校正并及时纠偏，形成单元体后进行最后校正，这样大大减轻了校正难度，并实现了区域施工各工序间良性循环的目标。在结构整体测量控制方面，根据结构无一标准层及空间双曲面的特点，摸索出一整套采用激光铅直仪与全站仪进行“空间坐标点定位”与“双系统复核控制”的测量方法，很好地解决了双曲面结构定位难题，保证了项目质量控制目标的实现。

2.3 焊接

2.3.1 确定焊接顺序

①平面内:应从建筑平面中心向四周扩展，采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接。②竖向上:上层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→压型钢板支托→中层框架梁→压型钢板支托→焊接检验 (柱一柱焊接可在梁焊接前进行，也可于之后进行)。③柱一柱焊接应由两名焊工相对，两面等温、等速对称施焊。④柱一梁节头的焊接，一般先焊H 型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头，待其冷却至常温后，再焊另一端。

2.3.2 确定焊接工艺

某工程钢结构焊接施工难度较大，不仅钢板厚，而且由于结构为双曲面，设计中采用了大量的斜撑及斜柱，造成立焊、斜立焊较多，此类结构不仅处于结构的重要部位，而且大多处于外向、斜向，安全操作与施工防护都比较困难。对于紧迫的工期与较大的焊接工程量之间的矛盾，我建议采用CO2气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。

2.3.3 确定焊接参数

选定工艺后，焊接QC（QC 是“Quality－Control”的缩写,意为质量控制）小组在项目组的带动下通过工艺评定，编制出一整套切实可行的适用本工程特点的CO2气体保护半自动焊接方法及参数。首先确定攻关目标，用ABC 法找出影响质量的原因，并进行系列分析，针对这些问题找出相应的对策措施；建立了有效的质量保证体系，制定完善的工艺指导书。经过反复试验，确定了运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的工艺参数；通过对焊丝的伸出长度、焊缝层间清理，焊枪施焊角度反复摸索，形成了一整套的操作要领；为使焊接环境处于相对稳定状态，加强了施工防护措施和辅助措施。经过项目组和焊接QC 小组全体人员的不懈努力，很好地解决了CO2气体保护焊应用在超厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。

2.4 安全施工

安全施工是钢结构施工中的十分重要环节，超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中，仅高强螺栓就有40万颗，这些零件虽小，但如果从100m 以上的高空掉下去，后果可想而知。针对超高层钢结构施工的特点，采取事前与过程控制相结合的方法，即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等等)，并加强对施工人员的安全教育培训，坚持日安全巡视制度。某工程在吊柱子时外墙设安全网，吊框架梁时架设临时活动式走道，并随框架吊装逐层升高；拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮，焊接时搭设操作平台，另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。