浅谈钢结构工程安装施工

张 伟

(浙江精工钢结构集团有限公司-项目管理部，浙江 杭州 310000)

浅谈钢结构工程安装施工

张 伟

(浙江精工钢结构集团有限公司-项目管理部，浙江 杭州 310000)

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史；本文结合作者实践经验，就某高层建筑钢结构采用《高层建筑钢结构安装的施工方法》专利技术进行现场安装，施工方便，安全可靠，质量、进度易于保证，施工效果良好。

高层建筑 钢结构 安装施工

1工程概述

该高层建筑主楼地下3层，地上30层，檐高108.800m，总建筑面积102392m2。建筑结构为内筒外框，内筒为钢筋混凝土(内设暗钢柱和钢梁)；外框柱为型钢混凝土组合柱；楼板结构为压型钢板组合楼盖，外框架梁和楼层梁均为钢梁(如图1)。

图1 钢结构示意图

本工程钢构件总重量为4700t，全部采用国产钢材。节点形式为柱与柱接头全熔透焊接(图2a)，外钢框架梁与外框钢柱间的连接均为全熔透坡口焊缝(图2b)。楼层梁与外框钢柱、核心筒为铰接，梁腹板采用10.9级摩擦高强螺栓连接(摩擦面采用喷砂处理，抗滑移值为0.50)。楼层梁上铺设厚0.75mm镀锌压型钢板(波高50mm)，其与钢筋混凝土共同作用，形成120mm厚的组合楼盖。

本工程钢结构安装采用《高层建筑钢结构安装的施工方法》专利技术，专利证书号：第87429号（以下简称《工法》）。

2钢构件制造控制和安装机械

(1)根据《工法》要求，焊接连接的钢柱加工放样以柱顶为基准，长度用负公差(-5～+1)mm控制。焊接连接的钢梁制作长度用正公差(-1～+5)mm控制。

(2)本工程边柱中心东西向最大距离为45.5m，南北向最大距离为42m，构件最重为10.9t。根据工程需要，在核心筒内布置1台H3/36B内爬式塔吊、楼北侧选用50m臂长MC30作为整个办公楼钢构件的吊装机械。现场构件卸车整理用另一台塔吊。

图2 钢结构连接构造

3测量工艺

(1)钢结构安装前要对建筑物的定位轴线进行复验，柱中心距长度偏差应小于2mm，封闭夹角偏差小于6″。

(2)钢结构安装平面控制网采用内控法。随楼层增加，平面控制网不断上投测。

(3)用设计标高安装，每安装一节柱复核一次标高。

(4)必须在柱顶柱和主梁的焊缝焊完后，再将下一节柱的定位轴线引至高空，进行柱的定位轴线放线。每安装一根柱子均独立进行校正。

(5)在安装柱和柱、柱和核心简之间的主梁时用经纬仪对柱子进行跟踪监测，产生偏差要再校正一次。第二次校正比第一次校正更为重要，除按轴线要求，还要考虑焊缝收缩的预留量，并适当考虑温度变化对高层钢结构产生的影响。

(6)钢柱安装时均以当时经纬仪的垂直平面进行测量校正，这样环境温度变化将会使柱子顶部产生一个位移值。这些偏差在安装柱间的主梁时可用外力强制复位，使柱顶回到设计位置，固定结构的几何形状。此时柱子断面内可产生3MPa～4MPa的温度应力，比校正构件加工偏差与安装累积差时产生的内应力小得多。

4钢结构柱梁的安装

4.1 钢柱吊装

按安装顺序图逐件安装钢柱，吊点设在柱连接耳板螺栓孔的位置，采用专用吊索吊装。柱吊装前准备好校正用的垫板和钢楔，并将临时高强螺栓等拴牢在柱底连接耳板处。垂直起吊至安装位置后，拧紧临时连接板的M22大六角头高强螺栓，达到0.6kN·m扭矩。对正时先调标高，然后调整上下柱接头错边(扭转)，最后由2台经纬仪从两个不同方向校正柱子垂直度，最终偏差控制在±2mm内。

柱-柱临时接头用高强螺栓，在调整标高和垂直度后紧固。安装过程中，一节柱全部构件的重量和施工附加荷载均由柱的临时接头承担，不用缆风绳，不用支撑。

4.2 钢梁吊装

钢梁吊装前须将核心简周边的外架提升到待施工楼层。下部不能影响该层压型钢板安装。测量核心简预埋件的位置标高线并放线，利用角钢设置梁的临时支承点。在地面上将节点板及高强螺栓的工具袋带绑在梁两端(距梁端不大于1m)，按各层钢梁吊装顺序安装。为提高塔吊的垂直运输效率，一次串吊2根～3根梁。顺序为下层主梁→中层主梁→上层主梁。为加快起吊速度，可用2副吊索。

梁起吊就位，用撬棍、冲钉(或冲头)调整构件的准确位置，螺栓孔全部对正后放入高强螺栓临时固定。待主梁全部吊装完毕后，进行高强螺栓的初拧和终拧。安装时应预留经试验确定的焊缝收缩量(2mm～3mm)。安装主梁时用3台经纬仪跟踪检查柱垂直度和倾斜度。若安装过程中柱发生较大偏差，应重新校正。

5高强螺栓安装

本工程钢结构现场安装使用的高强螺栓为10.9S扭剪型高强螺栓，规格为M20、M22两种。

5.1 准备工作

高强螺栓摩擦面采用喷砂法处理，抗滑移系数μ=0.50(钢材Q345B)。加工摩擦面时同时加工抗滑移系数试验的试件，以钢构件同等条件运到工地，在安装前复验抗滑移系数。

5.2 高强螺栓安装

钢梁吊装就位后每个节点用2只过镗冲对齐节点板上的上下螺栓孔，使螺栓能从孔内自由穿入，对余下的螺栓孔直接安装高强螺栓，用扳手拧紧后，拔出过镗冲，再安装该处高强螺栓。

由于扭剪型高强螺栓是利用螺尾梅花头切口的扭断力矩来控制紧固钮矩的，所以用专用扳手进行终拧时，螺母须处于转动状态，即在螺母转动一定角度后扭断切口，才能起控制终拧扭矩的作用;否则由于初拧扭矩达到或超过切口扭断扭矩或出现其他不正常情况，终拧时螺母不再转动切口即被拧断失去了控制作用，螺栓紧固状态成为未知，会造成安全隐患。

5.3 高强螺栓的终拧顺序

先拧上层梁，再拧下层梁，最后拧中层梁，每个节点处的高强螺栓须按由中央向四周的顺序进行终拧。

6压型钢板安装和栓钉焊

本工程使用的压型钢板，既是楼板的组成部分又是现浇楼板的永久性模板，由于它满铺在钢梁上又用电焊点焊牢固，故又可以作为安装人员的脚手板。

本工程平面复杂，压型钢板规格多，故应编制平面布置图，排出施工顺序。在地面按图纸要求编号，割缺口，再按不同部位进行分区，这样可免去高空水平运输和加工工作，加快安装速度，保证安装质量和安全施工。

压型钢板和钢结构要同步安装，注意若有悬臂梁时，压型钢板要和楼层其他梁在一个平面内，过高则压型板与梁不密贴，过低压型板檐头会出现缝隙。

栓钉焊分普通栓钉焊接和穿透栓钉焊接两种。施焊前，应根据试验确定焊接工艺参数。

7结束语

本工程钢结构采用《高层建筑钢结构安装的施工方法》专利技术进行现场安装，施工方便，安全可靠，其主要特点如下:

(1)以柱顶为基准，控制每节柱的柱顶在同一标高上，可控制高层建筑钢结构的标高。

(2)每节柱的轴线均从地面引上，可保证定位同步线准确;每节柱均调整标高，不用构件厂处理安装造成的标高偏差。

(3)焊接连接的钢柱制作长度采用负公差，钢梁制作长度采用正公差。

(4)柱-柱接头临时连接板的高强螺栓孔比螺栓杆扩大3mm～5mm，可调整柱标高，不用缆风绳或支撑，操作方便，效果良好。

(5)编制构件的安装顺序图及表，在现场施工时可以不用图纸，做到上百种构件型号、上万个构件、几十种高强螺栓正确无误配套安装，现场安装秩序井然。

(6)构件安装位置校正正确后直接放入高强螺栓，在保证工程质量的前提下，简化了施工，加快了进度。

(7)适当考虑温度对高层钢结构安装的影响，简化了柱子校正工序。

TU75

B

1007-6344（2015）04-0098-01