受限空间大跨度劲性钢结构施工技术

石梦琪 曾德龙 姜红平 钱 晨 宋满林 谢伏彬

中建一局集团第一建筑有限公司 江苏 南京 210019

一般的大跨度劲性钢结构施工难度并不大，可以采用胎架焊接后滑移到位或高空散拼。但是这2种方式对场地需求很高，高空散拼还具有一 定的危险性，拼装完成后梁底钢筋焊接较为困难，焊接质量难以保证[1-7]。

1 工程概况

南京新媒体大厦项目地处江苏省南京市建邺区，总建筑面积155 022.94 m2。地下室主要功能为汽车库，共3层，平均层高3.9 m。地上3栋主楼，A栋为35层塔楼，框架-核心筒结构，高149.6 m，标准层层高4 m。B栋为24层塔楼，框架-抗震墙体系，高101.8 m，标准层层高4 m。C栋为5层裙楼，框架结构，高44.7 m，平均层高8 m（图1）。

图1 项目效果图

C栋主要建筑功能为剧场、排练厅，3—5层顶及屋面梁均包含大量大跨度钢骨混凝土结构，多数跨度达25 m，构件最大质量为9.2 t。现场环形道路在C楼东侧，而紧邻结构有1台塔式起重机，吊装场地附近为南北贯通的多道降板。

2 施工难点

1）现场场地紧张，C楼西侧仅有单向道路，宽不足15 m，无法进行分段加工和高空散拼作业。

2）本工程受塔吊选型限制，无法满足大质量构件吊装要求，C栋楼部分钢结构单根截面尺寸大、质量较大，加上高度最高达40.55 m，分段制作后塔吊也不能满足起吊条件，须选择大起重量的汽车吊吊装。

3）钢构件类型繁多，最大质量达9.2 t，吊装阶段部分构件悬挑距离较大，稳定性差，极易产生变形，且受现场及气候条件的限制，吊装难度很大。

3 施工技术要点

为解决现场场地狭小、拼装困难的问题，将大跨度劲性钢梁在工厂内一次性加工成形，钢梁进场后直接进行吊装安装工作，避免现场拼装与高空散拼作业。施工工艺流程为：施工准备→钢梁制作→汽车吊准备→钢梁进场→钢梁吊装→钢梁校正→高强螺栓安装→拼缝安装→钢筋绑扎。其中着重关注施工准备、钢骨梁安装、高强螺栓安装和焊接这几个步骤。

3.1 施工准备

根据工程结构特点及钢构件的单根长度质量，选择合理的起重设备，劲性钢梁普遍长约25 m，最大质量约9.2 t，故采用QY200型汽车吊进行劲性钢结构吊装工作。

先规划好现场汽车吊、钢结构运输车辆通行道路和材料堆放场地，然后在钢结构进场前对安装场地做好踏勘和复核，并做好道路清理工作，确认现场道路及场地已具备钢结构安装的条件。

对钢结构轴线控制点、高程控制点进行复核及控制。按照钢柱的位置、轴线、标高、尺寸做好放线工作等。

构件出厂前应检测验证构件的质量，当变形超过允许偏差时，应及时修正。

充分考虑与土建及其他专业施工的协作条件，如楼板是否已浇筑完成、排架是否已搭设、流动配电箱是否已从电源点接出。

根据图纸计算好安装所需的高强螺栓、梁板钢连接板等备件的数量。同时准备好各种规格的垫铁和焊条等辅助性材料。

3.2 钢骨梁安装

3.2.1 钢骨梁吊装

在吊装前，必须对钢骨梁进行处理，既满足在安置时不倾倒，又要在吊装中不失稳。在出厂前在钢骨梁上焊好吊耳板作为吊装点位，将钢骨梁进行两点绑扎。正式吊装前要进行试吊，钢骨梁上的吊耳板和起重机索具的配置要满足钢骨梁吊装平衡和稳定要求。

钢骨梁吊起后，要缓缓移动，在目标位置上空进行空中旋转，由工人牵拉牵引溜绳控制方向，并协同控制汽车吊的操作人员就位钢梁。先吊南北方向钢骨梁，后吊东西方向钢骨梁，直至钢骨梁全部对准安装位置。

3.2.2 钢骨梁校正

钢骨梁可通过现场指挥协调，一次将其放置到位，无需二次校正平面位置；将钢骨梁安装到位后，需要立即进行调整，主要是检查钢骨梁中心相对于定位轴的偏移量，钢骨梁的横向弯曲以及中跨的垂直度。钢骨梁的校正主要控制平面位置、垂直度以及高程。安装前已将高程调整到位。因此，钢骨梁的校正工作主要是校正中间跨的垂直度。跨中的垂直度校正需要使用测量工具进行，用线坠观察垂直度偏差。两边各安排2名工人配备好对讲机，另外安排一名指挥，指挥工人松紧缆风绳和手动葫芦配合矫正钢骨梁垂直度。

3.3 高强螺栓安装

在钢骨梁校正到位，钢骨梁螺栓孔与钢骨柱法兰板螺栓孔对准后，用钢穿杆对准孔位，用临时螺栓固定钢结构，每一个节点至少放入2根临时螺栓，然后松脱吊钩，将高强螺栓自由穿入，使用电动扳手紧固。

施工中还应注意以下几个要点：加工时按连接板厚度定制高强螺栓长度，通常选用5 mm的整倍数。螺栓拧紧后，梅花头应能自然脱落，外露丝扣不宜少于2扣。

装配前应清除钢结构连接部位的浮锈和油污。为保证摩擦面紧贴，钢板的边缘、螺栓孔的边缘以及连接处的孔内部不应有毛刺。当接头翘曲甚至变形时，应及时用工具进行校正，并且不能处理过度，以免影响摩擦性能。

安装高强度螺栓时，垫圈应放置在螺母一侧，不得装反。从中间向四周安装，防止应力过于集中。

3.4 焊接

现场钢骨梁焊接主要采用二氧化碳气体保护半自动焊和手工电弧焊这2种方法。钢梁上下翼缘应同步进行焊接施工，减少焊接过程中的变形误差。施焊前，认真清除坡口内渣皮，清除衬板与坡口的锈蚀和污物。冬季低温季节施焊前要进行预热。

4 结语

南京新媒体大厦项目劲性钢梁整根加工及吊装，不仅保证了钢梁整体性，节约了工期，还避免了高空散拼，减少了现场焊接工作量，在节约成本的同时可保证钢梁安装的质量。钢梁在吊装前进场即可，随进随吊，大幅降低了对场地的需求。经过在本工程的应用，证明了该施工技术拥有便捷、可操作性强、安全可靠等特点，产生了较好的社会和经济效益，希望后续类似工程可以参考。