某会议文体活动中心钢结构施工技术

2019-07-10吕善勇庄小杰刘洪刚崔延珑赵吉英庞戈

安徽建筑 2019年6期

吕善勇，庄小杰，刘洪刚，崔延珑，赵吉英，庞戈

（中国建筑一局（集团）有限公司，北京 100161）

0 前言

与传统的混凝土相比，钢材具有强度大、韧性高、延展性好等特点，这将带来钢结构建筑在结构性能、经济性能、环保性能等领域的显著优势，特别是环保方面的优势与我国倡导建筑节能环保的想法不谋而合。在政策的大力支持下，绿色建筑和保障房建设对住宅钢结构的需求日益增长，钢结构行业正处于蓄力爆发的时点。

1 工程概况

会议文体活动中心地上部分采用钢框架-中心支撑（防屈服耗能支撑)结构，两座塔楼在3～屋面层的位置采用钢桁架连体，钢桁架层为运动场，两座塔楼分别向三个方向悬挑8.4m～12.6m。

钢结构构件主要采用焊接箱型截面、焊接H型钢、热轧H型钢及热成型方管，部分采用热轧角钢、槽钢以及圆钢管。钢柱最大截面规格为□2350×900×50×50，板厚最大达到50mm，钢梁最大截面规格为□1000×500×35×35，材质为Q345B，40及以上为高建钢。

2 主要施工特点

①最厚钢板为70mm，为高建钢，z向性能要求高。构件的截面大，节点部位焊接量大，焊缝集中，控制焊接变形、消除残余应力、防止层状撕裂是本工程钢结构焊接的重点内容。

图1 会议文体活动中心钢结构轴侧示意图

②钢结构构件截面复杂多样，部分结构无法整体性校正，钢柱、钢梁测量校正点较多，整体标高轴线及垂直度调整难度大。

③构造型复杂，构件多，形式多样，且节点繁杂，连接多为采用高强螺栓连接后焊接，这就要求构件必须有较高的加工精度和安装精度。此外本工程会议文体活动中心桁架重量大，且桁架悬挑长度大。

④钢桁架现场拼装工作量多、焊接量大，钢桁架上下弦杆及腹件构件都是以散件的形式发往现场。

3 钢结构施工方法与顺序

钢柱、钢梁、钢桁架使用K5060塔吊、Q6015塔吊吊装，不在塔吊起重范围的则采用150T履带吊、160T汽车吊吊装，周边悬挑桁架安装时设支撑架。连廊主钢桁架则采用双机抬吊的方法安装，会议文体中心地下室钢柱施工时25t汽吊由坡道开行至地下基坑内，用25t汽吊进行吊装。

首先设立东、西塔楼的临时格构式支撑架，接着施工安装东、西塔楼的悬挑结构和边桁，架然后施工安装中间2榀HJ2a及相连的次梁、水平支撑杆，最后施工安装中间两边的HJ1及相连的次梁、水平支撑杆。

4 钢结构施工技术准备

4.1 钢结构安装区域分区

根据结构特征分析，施工时分三个区块，先施工东塔楼（3区）、西塔楼（1区）两座多层钢框架结构，然后施工东、西塔楼悬挑结构，最后施工钢桁架连廊（2区）的桁架和次梁、水平支撑杆。具体施工区域划分如下。

施工1区：标高为-5.6m～26.0m范围，主要为西塔楼框架梁、柱和悬挑结构。

施工2区：标高为15.4m～23.0m范围，主要为大跨度桁架和次梁。

施工3区：标高为-5.6m～26.0m范围，主要为东塔楼地下室钢柱和梁，地上框架梁、柱和悬挑结构。

4.2 临时格构式支撑架设置安装

边桁架和悬挑桁架安装时设临时支撑架支撑，临时支撑架待全部桁架安装好后拆除，组合式临时支承体系由预先焊接好的四片平面桁架组成，现场安装时主要采用螺栓连接，可以灵活进行组合，同时运输方便，标准节尺寸为 2.0m（长）×2.0m（宽）×1.5m（高），立杆采用Ф89×4.0圆管，腹杆采用Ф60×3.5钢管。

4.3 钢梁分段

根据框架梁的布置情况和运输条件分析，东、西塔楼二层、夹层结构的框架梁不用分段加工、安装，三层、屋面结构的东塔楼5-6、5-7、5-8轴线上的钢梁长度为21.0m，共6根，其中三层结构有3根钢梁GKL9，截面规格为□1000×500×35×35，分 2段加工、安装，分段后最大长度11.0m，重9.8t，安装时设临时支撑架。屋面结构GKL7有3根，截面规格为□900×400×20×35，分2段加工、现场整根吊装，重11.1t。

4.4 钢桁架和悬挑结构安装分段

①连廊处主桁架 HJ2a，2榀，跨度 42.0m，高7.45m，上、下弦杆分段加工好运至现场，在现场拼装成整榀后，采用双机抬吊的方法，抬吊吊装机械为2台150t履带吊。

②悬挑桁架和边桁架施工时采用单根安装，即先安装下弦杆接着安装直腹杆然后安装上弦杆最后安装斜腹杆。

悬挑段桁架HJ2，2榀，高7.45m，悬挑8.4m，上、下弦杆单根吊装，其长度8.4m，重4.9t。

悬挑段桁架HJ4、HJ5，各2榀，高7.45m，悬挑10.6m，上、下弦杆单根吊装，其长度10.6m，重6.2t。

悬挑段桁架HJ6、HJ2a，各2榀，高7.45m，最大悬挑12.6m，上、下弦杆单根吊装，其长度12.6m，重7.3t。

边桁架HJ1（2榀）、HJ3（1榀）、HJ8（1榀），高7.45m，沿纵、横向通长布置。边桁架上、下弦杆根据结构设计和临时格构式支撑架位置进行分段吊装。上、下弦杆吊装分段长度、重量具体如下。

5 关键施工技术

5.1 钢梁安装

图2 边桁架上、下弦杆吊装分段长度、重量统计图

①东塔楼框架梁吊装施工方向同柱子施工方向一样。

②西塔楼框架梁吊装施工方向由中间向两边进行施工，160t汽车吊行走、停放在西塔楼周边位置。

5.2 屈曲支撑安装

本项目屈曲约束支撑不可采用普通钢结构支撑替代，由专业厂家为产品供货。屈曲约束支撑芯材采用Q100LY的特种钢制成，支撑外观为矩形，外观尺寸最大为450×450mm，芯板厚度最大为30mm，屈服承载力最大为3600kN。

屈曲支撑安装应梁、柱已安装好的前提下进行吊装，屈曲支撑吊装时采用单根吊装，并逐个逐层的安装就位。其安装工艺为绑扎→起吊→临时固定→校正→固定。

5.3 钢桁架现场拼装

第一步：胎架设置，按划线草图划出底线,在地面上划出预拼构件的节点线、中心线、分段位置线；

第二步：拼装桁架弦杆；

第三步：拼装桁架直腹杆；第四步：拼装桁架斜腹杆；

第五步：检测检验，测量验收应贯穿各工序的始末，对各工序的施工测量、跟踪检测全方位进行监测。

5.4 钢桁架吊装

主桁架HJ2a用双机抬吊，为保证钢桁架腾空后基本处于垂直状态，在钢桁架两端用麻绳绑好（为了避免吊起的门梁自由摆动）作为牵制溜绳的调整方向。吊装前的准备工作就绪后，指挥者发出试吊信号，由2台150t履带吊将钢桁架进行试起吊，吊起一端高度为200～300mm时，发出停止信号，再对构件和各部位环节进行检查，特别是各吊具的安全性及牢固性是否安全可靠，无问题后再继续进行。到达安装位置上空时，指挥者发出信号指挥汽吊缓慢下降、就位，调整、固定，达到安全方可摘除吊钩，继续按此法吊装下一榀钢桁架。