浅谈受限空间螺旋钢楼梯施工技术

2021-11-24

商品与质量 2021年6期

关键词：立杆放线螺旋

中国建筑第八工程局有限公司上海 200000

近年来，随着各地大型公共建筑的崛起，越来越多的异型钢结构被应用到建筑中，其中螺旋钢楼梯被普遍使用在大型剧院、商场等建筑中。

螺旋钢楼梯现场安装有两大技术难题，一是螺旋构件高空定位问题，二是焊接应力和变形控制问题。为保证钢楼梯施工质量及加快施工进度，最终采用螺旋钢构高空定位技术及螺旋钢构焊接变形综合控制技术解决以上困难。

目前，该技术已两次应用于工程实体当中，保证钢楼梯施工质量、缩短工期，应用结果均得到各方的认可。

1 技术特点

1.1 保证质量

解决螺旋钢楼梯定位问题，避免出现安装尺寸偏差过大现象。同时可解决螺旋钢楼梯焊接应力和变形问题[1]。

1.2 缩短工期

可实现螺旋钢楼梯焊接安装一次施工成型，提高施工效率。有效的控制焊接应力变形，减少不必要的返工。

1.3 节约成本

节省维修、返修成本，节省人工费及管理成本。

2 技术关键

2.1 螺旋构件高空定位技术

主要是利用自制龙门架做可移动式胎架，配合吊葫芦吊装钢构件，将目标点投影的水平位置投放在地面上并做标示，利用自制垂直可伸缩不锈钢立杆，立杆对准水平点位，调好垂直度，利用水准仪和塔尺测出高程，调整可伸缩立杆顶端与测量高程一致，从而进行空间三维定位。

2.2 钢结构焊接应力和变形控制

钢结构焊接应力和变形控制，主要采取设计措施、工艺措施来进行控制应力和变形。

（1）钢结构深化设计阶段，设计钢构件时，预留收缩量，尽量采用较小的焊缝尺寸，减少不必要的焊缝。尽量采用坡口焊，减少角焊缝。合理安排焊缝位置，焊缝尽可能对称于截面中性轴或更接近于中性轴。

（2）钢结构安装焊接阶段。①采用刚性固定组装法，即钢构件定位后，利用自制钢龙门架进行刚性固定，构件底部设置18 号工字钢做临时支柱并牢固固定在楼板上，龙门架两侧各焊接两个钢管和U 型顶托固定构件。确认固定牢固后再施焊。②施焊前将构件进行热处理。③焊接过程中，两名焊工同时对称焊接，先施焊完整个结构节点的打底焊，再施焊整个结构节点的填充焊，最后施焊节点的盖面焊，使各层应力有一个自由释放的过程。一层打底焊，为使根部熔透，应适当采用大电流焊接。一层焊缝焊完后，将其溶渣、飞溅、焊瘤清除干净，并检査其焊缝质量，待无缺陷后，再焊第二层焊缝，依此类推。严格控制焊接电弧在某一点（处）的停留时间。两层间的焊接接头错开2-3mm，不能重叠。④合理安排焊接顺序，由于钢楼梯的两端支座的地脚螺栓方便固定构件，而中间构件悬空难以固定，因此采取从两端往中间焊接的顺序，可抑制变形[2]。

3 施工工艺

3.1 施工流程

第一块构件平面放线定位→第一块构件在支座处固定→第一块构件另一端定位→刚性固定构件→预热处理→对称焊接→第二块构件平面放线→………。

3.2 操作要点

3.2.1 平面放线定位

根据深化图纸，将每个构件底部对应的四个角的平面位置放出，并醒目标记在构件正下方的楼板上。

3.2.2 构件在支座处固定

第一块构件可在支座处可直接放线定位在地脚螺栓上，点焊固定。由于另一端有临时柱支撑，后面的构件在与前一构件连接处也可直接放线定位。

3.2.3 构件在另一端定位

将自制的可伸缩不锈钢垂直立杆根部对准构件在水平楼板上的点位，根据水平仪调整立杆垂直，将塔尺紧挨立杆放置，利用水准仪抄出构件该点位的高程，调节可伸缩不锈钢立杆，使之顶部与该高程齐平，此时立杆顶中心即为构件该点位的空间位置[3]。

3.2.4 刚性固定构件

在构件的另一端架好龙门架，采用吊葫芦调节构件位置使目标点落在不锈钢立杆顶部的中心，保持构件不动，构件正下方放置18 号工字钢并调节高度，点焊临时固定构件，同时调整龙门架两侧预制的四根顶托，挤紧钢构件。

3.2.5 构件预热处理

采用电加热器做预热处理并配备测温计随时测量温度。预加热的区域在焊接坡口两侧，预热宽度为施焊处厚度的1.5 倍以上且不小于100mm，预热温度在焊件的反面测量。

3.2.6 对称焊接

两名焊工同时对称焊接，先施焊完整个结构节点的打底焊，再施焊整个结构节点的填充焊，最后施焊节点的盖面焊，使各层应力有一个自由释放的过程。一层打底焊，为使根部熔透，应适当采用大电流焊接。一层焊缝焊完后，将其溶渣、飞溅、焊瘤清除干净，并检査其焊缝质量，待无缺陷后，再焊第二层焊缝，依此类推。严格控制焊接电弧在某一点（处）的停留时间。两层间的焊接接头错开2-3mm，不能重叠。

受限空间螺旋钢楼梯安装技术对于房屋建筑工程螺旋钢楼梯的施工质量控制方面及缩短工期方面起到了推动作用。其多项优点及产生的多项效益得到参建单位及社会一致认可。