倾斜劲性组合桁架柱施工技术研究

汪治中 胡文涛 李帅 唐春杰 黄铁汉

【摘要】建筑工程的美观、造型、风格能否完成主要取决于建筑结构受力体系的支撑，传统的建筑结构无法满足各种异型结构。钢结构作为灵活、轻便的新型结构，能满足各种受力体系。本文介绍的倾斜钢柱是支撑结构受力体系的重要组成部分，如何安全、高效的施工是本次研究的重点。

【关键词】异型结构；倾斜钢柱；劲性；施工

建筑的发展随着科学技术的进步变得越来越高、越来越大，越来越有特点，要想完成各种风格迥异的建筑就必须先完成受力结构体系的设计。一般来说弯矩越大的建筑受力体系就越复杂，施工难度越大，采用钢结构作为主要受力结构能满足大部分结构要求。任何结构的支撑体系主要是竖向柱，因此钢柱的结构稳定就代表钢结构建筑的稳定。研究倾斜钢柱的施工方法对指导现场施工提高工作效率有较大意义。

1. 钢结构体系

观音圣坛主体工程位于舟山市普陀区朱家尖香莲路，中国佛学院普陀山学院西侧，包括圣坛、善财楼和龙女楼以及广场，总建筑面积66058㎡。其中地上建筑面积63363㎡，地下建筑面积约2695㎡。

圣坛结构体系采用现浇混凝土框架剪力墙结构，钢结构部分主要包括劲性钢骨柱、五层的转换桁架、六层到九层的次框架结构、框架钢梁以及单层金属网壳结构圆通大厅，其中六层到九层的次框架结构有圆管钢柱作为支撑。

2. 巨柱受力体系

本项目钢结构五六层以上受力支撑主要在五六层转换桁架，整体结构受力体系则依托于四个钢结构现浇混凝土巨柱。同时整个结构向内收缩导致支撑体系受弯矩较大，因此没有采用传统的单根钢柱来支撑结构受力，采用的是组合桁架柱来满足结构要求。桁架柱包现浇混凝土增强结构的抗剪、抗压能力，因此桁架柱的施工工艺在整个工程施工中举足轻重。

3. 倾斜组合桁架柱施工重难点分析

斜柱组合柱安装施工难度较大，单根斜柱最重达6.6t，最大長度达7.6m，最大角度达45°，并且穿插钢筋影响施工焊缝变形除了对竖直方向产生影响外，其残余应力引起的变形同样对构件的水平坐标产生重大影响，导致构件倾斜，坐标偏差。因此主要安装难点如下：

（1）斜柱的安装怎样就位；

（2）斜柱怎样防倾斜；

（3）怎样控制斜柱间的距离以便斜梁就位；

（4）构件之间的临时连接怎样稳定可靠；

（5）校正调整怎样进行。

4. 倾斜组合桁架柱施工工艺

4.1施工前准备

（1）连接板：临时固定钢构件，连接板应选择长孔型；

（2）耳板：为构件之间提供连接点；

（3）等芭：临时限制钢构件的倾斜、下落等相关位移；

（4）扁铁：提供钢构件之间的必要间隙；

（5）钢丝绳：拉结各连接点的受力工具；

（6）缆风绳：调整构件空中位移；

（7）手拉葫芦：调整钢构件的重心；

（8）千斤顶：塔吊卸载后主要调整工具。

4.2 安装施工工艺

4.2.1起吊过程

（1）调整连接板螺栓孔（两端开长孔）；

（2）提前在构件上焊接等芭；

（3）安装爬梯、安全绳、防坠器、扶手绳等安全措施；

（4）穿钢丝绳（斜柱应穿在一边，斜梁应一段钢丝绳一段手拉葫芦连接）；

（5）起吊至连接板高度后，悬挂临时连接板。

4.2.2落钩过程

（1）将影响吊装的钢筋提前掰弯，防止机械伤害；

（2）分开连接板防止阻碍落钩。

4.2.3安装过程

（1）缓慢落钩，至可以穿外侧连接板下螺栓孔，先穿最下面螺栓孔，限制钢柱一端位移；

（2）下螺栓孔穿好后，继续下钩将构件缓慢倾斜，将上耳板连接孔穿好；

（3）调整的构件斜度，对齐下部分构件将螺栓孔依次穿好，拧紧；

（4）在构件之间垫扁铁，使构件之间的距离往大的方向有个偏差，（在构件的相对内口位置放扁铁，使构件往外偏），在连接板螺栓拧紧后下钩摘钩；

（5）用手拉葫芦拉结斜柱；

（6）用同样的办法安装另一根斜柱；

（7）斜梁起吊前调整好钢丝绳以及手拉葫芦；

（8）调整过程中应使斜梁角度偏大，方便落钩，落钩过程中将主筋从斜梁预留洞穿过，先将斜梁下端顶住牛腿；再调整手拉葫芦将上端落至斜柱牛腿搭接板上；

（9）安装好衡量立杆、扶手绳、缆风绳后，吊至指定位置；

（10）若斜柱间距离过小，横梁难以下落，可以将两根斜柱用手拉葫芦连接，送一根斜柱的连接板，使斜柱往下倾斜，增大距离。在横梁安装完成后，在拧紧螺栓拆除钢丝绳。

4.2.4安全保障

（1）验收各类施工机具（钢丝绳、手拉葫芦、临时拉结点、爬梯、缆风绳、立杆、防坠器），使用达到要求；

（2）安装登高、水平位移安全保证措施，保证高空作业安全带有拉结点；

（3）将钢丝绳临时连接到强度达到要求的混凝土柱上；

（4）调整过程中严禁两端都不固定，必须保证构件的拘束度。

5. 倾斜组合桁架柱施工技术分析

5.1钢构件重量

主要针对措施有：连接板吊耳、高强螺栓、钢丝绳。

5.2塔吊吊装时间有限

主要针对措施有：等芭、手拉葫芦、千斤顶、卷扬机。

5.3大量高空作业

主要针对措施有：操作平台、吊笼、立杆扶手绳、爬梯、防坠器。

5.4钢筋影响构件的位移

主要针对措施有：提前吊装钢结构或者更吊装前将钢筋处理。

此项研究对斜钢柱安装有较大的指导意义，提高工程项目的施工效率以及安全保障。

参考文献

[1]《钢结构焊接规范》（GB50661-

2011）.北京：中国建筑工业出版社，2011

[2]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.北京：中国计划出版社，2001

[3]《钢结构工程施工规范》（GB50755-

2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012

（作者单位：中国建筑第八工程局有限公司钢结构工程公司）

【中图分类号】TU378.6

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2018）12-0060-02