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钢结构安装技术要点开云体育 开云平台十篇

2023-09-24 阅读次数:

  开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口1.1 材质比较均匀。从钢材的机械功能来分析,钢材的材质是与力学假定条件的计算相符合的;由于钢材的内部结构是接近于各向同性的,其材质情况的波动范围也比较小,只要保持在一定应力的幅度内都能有较好的弹性:其实际的受力状态与工程力学计算的结果是较为接近的,所以材质方面较好。

  1.2 塑性和韧性好。在一般的压力的作用下,钢材是不会因为超载而引起各种断裂和损害的。钢材可以分配建筑内部各局部的作用力,这样就能让建筑结构整体的应力变得平衡,而这样的结果也只是增加了应变值而已。总的来说,钢材结构的塑性和韧性都较好,这让钢材适应荷载的能力比较强,特别是在强震作用下,钢材结构都能保持较好的整体性,相较于用其它材质结构做建设的建筑物的抗震能力要强很多。

  1.3 强度高,自重轻。钢材强度高,这是众所周知的。钢材结构与钢筋混凝土结构相比,钢结构建筑的竖向构件截面面积小,这样就有效的增加了建筑的使用面积。而且钢结构建筑的自身重量也是比较轻的,就拿同样高度的建筑来说,钢材结构是钢筋混凝土结构建筑自重的1/2,因此,在遇到地震外力作用时,建筑内部的设计内力有所减小,保证了建筑的稳定性,同时还能有效降低建筑物的施工造价。

  2.1.1 构件吊装要遵循的顺序。(1)平面构件的吊装顺序。主要以形成建筑空间结构体系的稳定性为基本原则来进行吊装。(2)施工过程的最佳方法。施工过程中要先吊装竖向构件,其后吊装平面构件,这样施工的主要目的是减少建筑的纵向长度安装累积所产生的误差,从而有效保证建筑工程质量。(3)建筑竖向构件的吊装顺序。柱(包括:钢、混凝土)连接梁体(钢、混凝土)柱间的钢支撑吊车梁(混凝土、钢)制动桁架托架(混凝土、钢)等,单种构件吊装流水作业,既保证体系纵列形成排架,稳定性好,又能提高生产效率。

  2.1.2 标准样板间安装。由于柱与柱之间已形成排架,所以在工程施工过程中要选择有柱间支撑的钢柱,屋盖系统的安装完毕后要形成空间结构稳定体系,各项安装误差都应该控制在允许的范围之内或者更小,依据一定顺序来进行安装,只要制作孔位合适,安装效率是非常高的。安装过程中要控制好间距的尺寸,相隔几间,复核屋架垂偏即可。

  2.2.1 总平面体系规划设计。总平面规划包括起重机的布置、纵横轴线的尺寸、排水系统以及构件对方位置、机械开行路线等,这些主要因素都决定多高层建筑的结构体系,在施工现场,如果在场地不足的情况下,对于已堆放的构件,就可以选择中转场地。

  2.2.2 钢框架吊装的基本顺序。众所周知,在建筑工程中最重的构件一般为竖向结构标准层的钢柱体,其制作通常为一节2~4层,其吊装要受到起重机能力等条件的制约。

  对于建筑结构框架的平面,在工程实践中不仅要考虑建筑物结构本身的刚度,还要充分的考虑在塔吊爬升过程中的框架稳定性及吊装进度要求。在进行流水段划分的过程中,要先组成标准的框架体系结构,科学的划分流水作业段,向四周发展。

  2.2.3 高层和多层钢结构的安装工艺。(1)在工程施工的过程中,在起重机起重能力允许的情况下,施工单位要采取有效的措施确保安装质量、减少高空作业、安全生产、减少吊次、提高生产率,在地面组拼的过程中要尽量在地面组拼好,如层间柱与钢支撑、钢柱与钢支撑、钢桁架组拼等要一次性吊装就位。(2)构件竖向安装的顺序应该采用由下向上的逐件安装顺序,平面上应该从中间核心区及标准节框架向四周逐步发展。(3)安装流水段。建筑结构流水段的安装要依据建筑物自身的结构、平面形状及工期、现场试验条件要求,要充分考虑机械数量等因素条件。(4)工程流水区段的确定。在工程实践中的构件安装过程中,不仅要校正、固定好,还要考虑构件的接头顺序,要将平面从中部对称的逐步向四周发展,竖向的也要有利于工艺间的充分协调,要最大程度的方便工程施工。所以,在施工之前确定了焊接顺序,就可以有效的保证工程中的焊接质量。(5)经过以上的工程实践环节,节柱的一层梁安装完毕后,要立即安装本层的压型钢板和楼梯。并要保证楼面上所堆放的物料不能超过压型钢板和钢梁的承载力。(6)在建筑工程钢构件的安装和楼层钢筋混凝土楼板的施工过程中,两项作业不能超过5层;施工过程中要注意当必须超过5层时,要由工程主管设计而定。

  3.1.1 钢结构的组装工艺。(1)要保证每个组装零件的尺寸精度。(2)工装精度要高,组装时要看准图纸要求,合理编制组装工艺,并经常检查工装精度,严格执行首件必检制。

  3.1.2 钢结构的焊接技术。(1)焊接前要制定焊接工艺指导书,所选焊材、焊剂及配套气体要和母材相适应。(2)因焊接而变形的构件,可用机械(冷矫)或有严格控制温度的条件下加热(热矫)的方法进行矫正。有条件的可采取焊前反变形措施。(3)焊条、焊剂和粉芯焊丝在使用前,必须按产品说明书及有关工艺文件规定的技术要求进行烘干。(4)对于首次施工焊接的钢种,一定要进行焊接工艺评定,并制定相应的焊接工艺。(5)在焊接的过程中为减少焊接所带来的应力,要防止工程中所产生焊接裂纹,要按照工程标准规定对焊接部位进行充分的预热处理,在焊接的过程中应该随时的进行加热处理,从而有效的保证焊缝道间温度,并能够一次性的焊接完成一条焊缝。同时,在焊接完成之后,我们不要忘记,要及时的按标准要求进行后热处理。

  (1)首先要保证连接件本身的质量符合相关国家标准,并在安装之前进行高强性的螺栓摩擦面的抗滑移系数试验,要仔细检查高强螺栓批号、出厂证明,对出现的不同批号高强螺栓要做轴力试验,符合要求才能使用。(2)对于通过高强性螺栓进行连接的钢结构体,在制作过程中必须要注意摩擦面的加工质量,防止污染、锈蚀,保证抗滑移系数。(3)高强螺栓安装要求自由穿入,不得敲打和扩孔。

  总之,在建筑工程实践中,钢结构施工在我国还刚刚的起步,在钢结构工程施工控制的过程中,我们要真正的发挥工程控制管理的作用,这就要求我们在施工过程中要严格的控制好进度管理,同时我们还要控制好质量,这样才能有效的保证钢结构工程的施工质量。

  钢结构作为主要骨架的建筑,其安装过程简单,钢材运输和装卸所需要的成本也更低,相较于传统的钢筋混凝土建筑具有更大的优势,有更良好的抗震性能,能满足人们对建筑日益提高的要求。

  钢结构的优点主要有以下几方面:第一,钢材的抗弯能力及抗压强度都要优于混凝土,从这个角度出发,相同情况下的钢材能大大减小截面积,提高空间利用率。第二,利用钢结构制造高层建筑时,可以减少设置脚手架。在具体的安装中,压型钢板可以用来作为混凝土楼板的永久性模板。除此以外,在高层建筑施工中混凝土施工与钢结构可以进行交叉安装,不仅保证了强度,还可以大大减少工期。第三,钢结构建筑主要使用的是钢材,是一种可以再生利用的材料。在施工建材中可以不浪费材料,减少建筑垃圾,这是符合市场经济的要求的,这个优点是其他结构的建筑不具备的。

  钢结构建筑通常来说施工实际情况非常复杂的特点,所以钢结构的工程开展技术的有效改善无疑是可以确保钢结构建筑的能够顺利开展作业和保证工程质量的重中之重。施工技术在钢结构建筑的作业过程中发挥关键作业主要体现在下面几个方面:第一,钢结构建筑工程作业方面的技术使得建筑工程的竣工时间的能够显著的缩短创造了非常关键的前提基础;第二,钢结构建筑的工程作业技术给建筑的地基以及框架方面的作业开展指出了方向;第三,钢结构建筑工程作业技术给建筑工程质量的确保创造了可靠的保障条件;第四,钢结构建筑工程作业技术的改善有效的缩短了工程完工时间,增加了空间的使用情况;第五,钢结构建筑的工程作业技术也为绿色施工创造了重要条件。

  钢结构使用钢材品种比较,常用品种(Q235)和国外常用品种相比较,设计参数存在一定的差距,接轨性较差;经济断面钢材(H型钢、管材等)规格不全,配套性弱;特效钢材(耐大气腐蚀钢、耐火钢等)应用尚不广泛。为此要求相关技术人员对钢材的种类和规格进行开发,提高钢产品的质量,引进或学习国外先进技术,缩小差距,促进和推动我国钢结构的健康快速发展。

  在现阶段的钢结构制作中仍然存在一些问题,其中突出表现在:第一,制作过程不规范。切割、下料过程中,翼缘板尺寸不一,造成安装尺寸有错位现象;切割边缘切痕过深,钢材大的形变,锯齿印痕过大,切割表面粗糙度超标、板材拼接垂直度不够、错边等缺陷;组装过程,腹板偏离中心,对接焊缝未矫平,焊接后板材凹凸不平;焊接作业中,焊接质量差,未熔合、咬边、有气孔、含夹渣等;防腐方面,除锈不达标、漆膜厚度不均、漆面流挂等。第二,从事钢结构构件的制作队伍,技术力量较弱,能承接大型、负责钢结构的单位不多;设备落后,技术水平不高,套用资质的不规范队伍较多,致使钢结构制作过程中存在安全隐患,影响钢结构的发展。

  针对上述问题可以从以下方面进行解决:第一,严格控制作工序。对于变形钢材要先进行校正,然后才可进入下一工序。提高焊接人员的技能水平,进行必要的培训工作;除锈尽可能采取抛丸或冲砂处理;防腐完成后标注构件的中心线、大质量构件还应标注起重重心点。第二,对钢结构单位的焊接人员、制作人员、技术人员进行定期的培训、考核,成绩合格者持证上岗。

  钢结构安装问题突出表现在:第一,安装无顺序,指挥不明确,容易造成错装、返工,甚至安全事故。第二,图纸审阅不仔细,造成安装质量缺陷,使得后期采用不当的应急举措,造成钢结构安装缺陷;安装中焊接质量不高,比如刚性连接衬垫焊间隙过小,不易焊透;焊缝成形差,高低不平、宽窄不均、气孔和夹渣较多;衬垫版规格不达标,不符合要求,甚至用钢筋等材料替代。

  为解决上述问题:第一,严格控制钢结构构件的安装顺序。首先对所有需要吊装的钢结构组件进行编号,如果先安装整体框架结构,则依据编号依次吊装框架构件,直至安装完毕,待整体框架结构完工之后再进行其它结构的吊装。只有保证所有的安装过程井然有序才能保证施工的效率,降低安全事故发生的几率。第二,主次横梁的安装分析。一般钢结构建筑都是在安装完钢柱之后再进行主次梁的吊装,这是钢结构建筑中比较重要的阶段,如果主次梁的安装不准确很可能导致整个建筑物出现严重的安全和质量问题。对此在整个主次梁安装的过程中需要进行精密的计算,先拧入临时螺母,待确认整个梁的安装精度达到了预期设计的要求时再用高强度螺母进行永久性的固定。拧紧的过程中也应当从中心位置向着四周不断的延伸,一般拧紧可以分为两种:一种是初级拧紧,另一种是终极拧紧。初拧时的扭矩一般是终拧的一半。第三,焊接。梁和柱安装完成,并且精度达到要求之后,要采用手工电弧来进行焊接,焊接应当遵循节点对称、结构对称以及全方位对称焊接的基本原则。在进行连续焊接的时候,在焊接完上一条焊道之后,需要对焊道进行检查和清理,检查焊接是否牢固,是否存在裂痕,清理焊道中的各种杂质,再继续下一步的焊接。最后将中间部分的梁节点和柱进行焊接。焊接的质量对钢结构的建筑物影响重大,虽然不同的钢结构组件之间由高强度螺母进行连接,但焊接工作提供了另一道保障。

  当前钢结构在我国建筑的施工中应用越来越广泛,因为钢结构具有许多钢筋混凝土不具备的优良特征,虽然钢结构建筑在我国的建筑中的应用较多,但对于钢结构的应用仍旧处于起步阶段,所以,相关的施工人员应当不断探究钢结构的应用方法,并把握住应用要点,以此提高钢结构的施工水平。

  [1]魏帅,任伟,陈强.钢与混凝土组合结构在高层建筑中的应用[J].安徽建 筑,2014(06).

  钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保及工业化程度高等特点,是我国十五期间重点推广项目之一。随着城市建筑业的迅速发展,高层钢结构工程应用越来越多,合理确定钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。一旦钢结构在施工过程中出现了问题,就会带来许多后患。轻者会影响工期,破坏结构外观,浪费材料等;重者则可能会造成人员的伤亡,甚至给社会带来严重的不良影响。因此,对于钢结构工程的施工必须严格控制,防患于未然。

  钢结构工程施工中产生的问题,是由于施工单位施工不善而造成的。主要问题有以下几点:

  (1)不熟悉图纸,盲目施工,图纸未经会审,仓促施工;未经设计部门同意擅自修改图纸。

  钢结构构件主要制作工艺流程为:放样下料电脑编程拼板CNC切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。钢材不易久放露天,造成母材锈蚀过度而不合格;焊接材料受潮后不能施焊等;构件严格按照操作流程制作。

  钢结构厂房施工技术:综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,选择合适的吊装设备、安装设备等。

  (1)地脚螺栓的安装:地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度,地脚螺栓的埋设精度:轴线)钢架安装顺序:钢柱钢梁吊车梁连系梁水平支撑檩条拉杆隅撑。

  (3)钢柱吊装:钢柱安装前应测出钢柱牛腿面的标高,以此标高反算到柱脚及基础支承面标高,并予以调整支承面。

  (4)钢梁的安装:首先在地面胎架上拼接成整体,同时在钢梁上架设好生命线,安装檩条时可以在钢梁上来回走动,吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢梁的平面外的稳定,然后吊装下一跨间钢梁,待下一跨间钢梁安装完成后,在此跨间安装檩条,固定钢梁,保证钢梁不会倾斜扭曲。

  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,并在设计和施工中积累了不少经验,我国已自行编制了《高层民用建筑钢结构技术规程》。针对高层建筑钢结构安装构件数量多和施工技术复杂的特点,对关键工序进行了研究,通过编制各种专项施工技术方案及质量控制措施,实现高精度安装、快速完成工期的目标。

  (1)地脚螺栓预埋:地脚螺栓预埋位置的准确程度对钢结构工程整体的安装质量至关重要,为保证地脚螺栓的定位准确,采用适宜厚度的钢板制作加工成定位钢板,进行地脚螺栓的定位固定。

  (2)钢柱的安装:钢柱标高的控制一般有两种方式:一是,按相对标高制作安装钢柱的长度误差不得超过3mm,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格;二是,按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高,每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸,每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中。

  (3)钢梁的安装:钢梁安装的重点在于控制钢梁与钢柱连接形成整体后的轴线位置及垂直度,可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。

  (4)焊接:高层钢结构的现场焊接顺序应按照力求减少焊接变形和降低焊接应力的原则加以确定。在平面上,从中心框架向四周扩展焊接。

  (5)高强螺栓施工技术:对于通过高强螺栓进行连接的钢结构,制作时必须首先注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护,并应按标准要求对每两千吨每种规格每种加工工艺的高强螺栓摩擦面进行抗滑移系数试验。钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率。构件的扭曲会影响连接面间的间隙,因此在钢结构制作时应准备。一定的胎架模具以控制其变形,并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。钢结构安装单位在安装高强螺栓摩擦面前,必须将摩擦面保护好,防止污染、锈蚀并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验,检查高强螺栓出厂证明批号,对不同批号的高强螺栓定期抽查并做轴力试验,对高强螺栓安装工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧,进行严格控制检查,拧螺栓的扭力扳手应进行标定等。

  安全施工是钢结构施工中的十分重要环节,高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中,仅高强螺栓就有40万颗,这些零件虽小,但如果从100m 以上的高空掉下去,后果可想而知。针对超高层钢结构施工的特点, 采取事前与过程控制相结合的方法,即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等等),并加强对施工人员的安全教育培训,坚持日安全巡视制度。某工程在吊柱子时外墙设安全网, 吊框架梁时架设临时活动式走道, 并随框架吊装逐层升高;拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮,焊接时搭设操作平台, 另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。

  5.2 根据工程特点合理选用机械设备 ,特别是塔式起重机的选用, 并要考虑其装拆的可行性。

  5.3 根据不同的结构特点 、 焊接形式及气候条件选用合理的焊接工艺及参数, 不能一概而论,盲目照搬。

  5.4 结构构件的加工顺序及进场数量要充分考虑现场堆放条件及吊装设备的吊运能力。

  5.6 测量控制要做到分区段 、分层次 、分阶段进行闭合、校正,防止累计误差的产生。

  钢结构项目施工过程中的问题非常复杂,主要是由于引发质量问题的因素繁多,产生质量问题的原因也复杂,即使是同一性质的质量问题,原因有时也不一样。因此,在钢结构的施工中应严格按照施工程序和施工规程进行,不得无图施工和随意修改设计图纸。

  钢结构建筑体系自重轻,约为混凝土结构的一半,可以大大减少基础造价。钢材的塑性和韧性好。钢结构的延性好、塑性变形能力强,使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。钢材在潮湿环境中,特别是处于有腐蚀介质的环境中容易蚀,必须刷涂料或镀锌,而且在使用期间还应定期维护。

  钢材是一种高强度高效能的材料,循环使用价值很高,边角料不需要制模施工,也有很高的价值。目前我国已引入国际上引人瞩目的新型产品,与砖混结构比较,节约所需能源,减小维护费用,具有环保节能的特点。

  钢材组织均匀,其密度与强度的比值远小于砖石、混凝土、木材,并且强度高,弹性模量亦高。在受力相同情况下钢结构自重小,从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。

  本工程主楼为230米的超高层建筑,是苏州吴中区第一高楼。本工程主楼结构已基本施工完毕,主楼主要施工机械为一台TC7035塔吊。主楼屋顶是由钢管桁架柱、H型钢梁和钢管桁架梁组成的框架结构体系。屋顶钢架起始标高为188.6m,顶部标高为228.228m,总高度约40m。主楼核心筒顶标高为201.8m,屋顶钢架从188.6m到200.45m有3层钢结构,屋顶钢架从200.45m到228.2m为倾斜的钢管桁架造型结构。钢结构工程量约810t。

  本工程施工是在230m高的主楼屋顶施工,存在大量的高空安装和焊接,如何解决高空安装安全、焊接的防风防雨以及防止高空坠物是本工程的难点。解决措施:

  (1)钢柱分吊装单元加工,钢梁分块加工,整体安装的方法,减少高空安装和焊接。

  (2)钢结构安装时搭设操作平台和安全通道,在焊接位置搭设防风防雨棚,并设置接火盘,防止焊接火星飘落,确保安全。

  本工程钢结构为倾斜造型结构,钢柱多为格构式,安装对接口多,制作精度要求高,测量定位难度大,如何保证钢结构的最终外形是本工程的难点。解决措施:

  (1)格构式钢柱在加工厂制作时,要求两个分段在工厂预拼装后,再拆开运往现场。

  (2)利用软件做出本工程钢结构安装的三维坐标,在结构上做出特征点,利用全站仪精确控制安装精度。

  (3)利用软件得出每个分段变形情况,在安装时采用临时支撑等反变形措施来解决钢柱的定位问题。

  本工程构件最高安装高度约230m,主楼原有塔吊TC7035安装位置影响钢结构201.8m以上钢结构就位,需要重新安装一部塔吊,用于201.8m以上钢结构安装,塔吊的安装、拆除是本工程一个难点。解决措施:

  (1)合理选择塔吊安装位置和型号,并通过计算和增加临时加固措施确保塔吊影响到的混凝土结构和钢结构满足设计要求。

  3.1施工技术路线根据本工程结构特点和作业环境,利用原主楼机械TC7035塔吊安装201.8米标高以下屋面钢架并安装塔吊TCT7032。

  3.1.3屋面钢结构钢柱分段制作,相邻两段在工厂预拼装,钢梁分层、分块安装。

  3.1.4为保证施工的质量和安全,钢结构安装时需要安装和焊接操作平台,在焊接时需要注意防风和防雨。在结构搭设脚手架防护措施,防止高空坠物。

  3.2.1本工程钢结构安装以一节柱所包含的结构作为一个流水单元,一个流水单元主要包括一节柱内的梁、柱的安装调整、最终就位等。

  前一单元轴线、标高复测柱顶标高处理钢柱安装安装主梁二次校正钢柱安装次梁柱、梁节点焊接焊接节点无损检测钢结构分层验收下一节流水单元施工

  单根钢梁重量较轻,不分段。格构式钢柱和桁架式钢柱之间的钢梁要求在加工厂加工成吊装单元运往现场安装。

  吊装前,应对钢柱的长度、断面、侧弯以及牛腿面的标高进行预检,发现问题即向技术部门报告,以便及时采取措施。

  3.3.2钢柱吊点设置在钢柱顶部,直接利用临时连接板,工厂制作时在临时连接板上已经预留吊装孔。其中单根圆管和单片桁架式钢柱采用两点吊装,格构式钢柱采用四点吊装。

  吊装前将爬梯安装在钢柱的一侧,钢爬梯与钢柱点焊固定。钢爬梯与安全绳,自锁器配合使用。格构柱爬梯绑在柱子内部。单片桁架式钢柱和格构式钢柱在钢柱吊装就位后,使用挑板搭设操作平台,其余钢柱应与钢平台一起吊装。为防止吊耳起吊时的变形,采用单机回转法起吊。

  3.4.1钢梁安装前必须对柱子牛腿以及钢梁进行预检。预检内容:梁长度、螺栓孔、摩擦面、剖口要求、梁的挠曲等。

  3.4.2 H型钢梁安装到位后,先用与螺孔同直径的冲钉作定位,然后用与永久螺栓同直径的普通螺栓作临时固定,普通螺栓的数量不少于节点总螺栓数的三分之一,且不少于二只。

  加工时,建议在钢柱上做牛腿与圆管梁连接,在牛腿和钢梁应安装连接耳板。为减少高空安装和焊接,可以将钢柱之间的主次梁在加工厂加工成整体运往现场,然后使用塔吊吊装,吊装就位使用牛腿和钢梁上的连接板临时固定。

  3.4.4楼层钢梁与核心筒预埋件节点的构造处理:楼层钢梁一端连接在钢柱上,一端连接在核心筒预埋件上,由于预埋件埋设后,受混凝土浇筑影响,偏差较大,会影响钢梁的安装。

  3.4.5为节省塔吊吊装提升和下落所需的时间,采用一次吊装多根方法,吊装小型的次梁等构件,为确保安全,防止开云 开云体育官网钢梁锐边割断钢丝绳,要对钢丝绳在翼板绑扎处进行防护。

  综上所述,以上针对高层建筑钢结构吊装施工技术要点进行分析,在工程实践中,钢结构吊装施工中由于现场情况复杂,如何安排钢结构吊装与混凝土结构施工在空间和时间上避免相互立体交叉,加强统筹安排和施工的整体协调性,解决工程中的难题并按工期完成吊装任务是在实践中需要不断探讨研究的问题。

  高层建筑中钢结构的施工过程是非常复杂的,相关技术要求也比较的高,本文将通过高层建筑中钢结构的施工过程来展现其施工技术要求。

  由于高层建筑中的钢结构施工具有复杂性和不可逆性,因此,施工前应做好准备工作。从实践来看,钢结构施工前的准备工作主要包括三个方面:

  1、吊装准备。目前来看,高层建筑钢结构施工中所选用的吊装机械主机,主要还是自升式、塔式起重机。塔式起重机的性能一定要满足施工工程的需求, 包括吊机的最大起重量、起重力矩以及半径值。尤其要注意的是,随着起重提升高度的增大,其可提器的重量也会减小。

  2、施工现场与技术的准备。高层建筑钢结构施工前,施工现场准备工作非常重要,总结之,主要包括以下内容:钢构件及其配套零部件和连接件的验收、丈量器具以及测量仪器的准备、构件的运输、基础的复测、构件的堆放、设备工具材料的安排和施工力量的组织等。要编制钢结构施工组织设计方案,并将设计的思想理念贯穿到实际施工过程之中;要确定和完善钢结构施工和验收标准,对市场进行规范、对各方的行为进行规范;要做好工艺试验和评定,为后续的钢结构施工提供技术支持。

  在高层建筑钢结构的施工过程中,由于吊装与制造的需要,要对整个高层建筑进行流水段划分,一般是以钢柱分段作为每一节的划分依据。在高层建筑施工吊装时,除了要保证每一节框架的刚度外,还要保证起重机在爬升的过程中框架的稳定性。因此,在对高层建筑立面施工中的流水划分时,必须注意以下三个方面:1、起重机的性能应当满足该流水段内最重物体的吊装要求;2、重机机爬升的高度要能满足下一节流水段构件的起吊高度;3、每节流水段的内柱长度应当能满足构件的制作条件以及运输堆放的条件。

  在对流水段内的标准框架进行施工时,总体上要划分成一些节框架,在这些节框架之中,多数节框架的结构类型存在着大致的相同情况。由此而言,只要做好了标准节框架施工工作, 基本上就控制住了高层钢结构框架的施工质量。特殊节框架施工,主要是指那些与标准节框架不同的框架,比如底层大厅、结构水平加强以及屋顶花园层等特殊框架。由于特殊节框架建筑与结构上的特殊要求,在实际施工中有着特殊的要求,因此,应当制定一套或者数套特殊构件吊装施工技术方案。只有这样,才能保证高层钢结构框架全面安装。

  在对钢柱安装之前,应当对钢柱的标高和轴线进行全面而严格的复验,一旦发现有问题应及时的予以修正。安装之前,应当在地面上就把钢梯等设备安装在钢柱之上,以便登高作业。钢柱对接完成且经过验收合格以后,将附着的耳板彻底割除。钢梁安装之前,必须预检钢柱连接件和混凝土核芯筒壁上的埋件。预检的内容包括:连接件的平整度、螺栓孔和摩擦面;检查埋件的位置、平整度以及清洁度。起吊之前,要在梁面上安装好一些扶手杆、扶手绳或者扶手管,尤其在主梁和主桁架上一定要安装,对于次梁和小梁可以依据实际需要决定是否安装。钢梁与钢桁架的安装,一般是采用两点吊的施工方法。钢梁和钢桁架的吊装方法一般是捆扎法、梁上设置钢吊耳法以及工具式的吊具法等。

  1、特殊钢结构安装。对于特殊钢结构而言,它们总是以组合的形式表现出来,具有体积大和重量重的特点;特殊钢结构组合的连接形式比较复杂多样, 而且连接的要求特别高。在整个工程建筑中,特殊钢结构又起到了非常重要的作用。对于不同的工程项目而言,特殊钢结构一般不会相同,因此,特殊钢结构的安装不可能构建一套统一的、固定的安装工艺和安装模式,这也是高层钢结构施工中的难点之一。

  2、外伸桁架与天桥类工程的安装方法。由于此类建筑结构具有重量重、大型的吊机难以靠近吊装等特点,一般这类结构所采用的是“地面拼装、整体提升的施工技术和工艺。对于提升设备而言,通常我们要选择钢索式的液压提升装置, 尤其是距离长、吨位大结构的提升,该套设备和施工工艺就非常合适,安全性和可操作性有保障。

  1、对于高层建筑中的钢结构施工而言,水平通道的设施可选用工具式的脚手通道、装配式的通道板、钢管脚手通道以及扶手绳等。其中,扶手绳主要是在没有安全通道情况下设置的,它是在距钢梁某个高度钢柱的表面焊接的连接件, 利用钢丝绳或者尼纶绳穿过其间,从而形成了扶手绳。钢结构施工人员可以在钢梁上行走,安全带和扶绳可确保其安全性。

  2、在从钢柱 安装至柱顶拆除吊索一系列的施工上,安装之前要在地面上通过捆扎固定的方法将工具式的爬梯临时地固定在钢柱的侧面,只有使用完毕之后方可拆除。在接柱操作平台与钢柱之间的连接过程中,所采用的主要是焊接紧固之方法,必须设置一些安全可靠的操作平台,以供焊接工人随时使用。采取以上措施,主要是为了保障高层建设钢结构施工中的安全性。

  结语:总而言之,高层建筑中钢结构的施工是一个复杂的工程,其施工技术关系到这个建筑结构的安全性与可靠性,因此,必须将其施工技术的创新。

  [1]马德力.高层建筑中钢结构施工技术的探讨[J] .科技与生活,2011(01).

  [2]方忠福.浅谈高层建筑中钢结构施工技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011(21).

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  [4]于炎鑫 王英杰 荣帆.试论高层建筑的钢结构施工技术 [J] .企业技术开发(学术版),2009(08).

  某高层建筑采用钢结构施工技术进行施工,地上26层,地下1层,总施工面积为62011m2,分别由开云 开云体育官网连廊、配楼、塔楼三个部分构成,工程施工任务重,外轮廓使用折线柱构成了双曲面,增加了测量工作的难度,使用Q345GJC材料,板厚为100mm,增加了焊接工作的难度。

  (1)高层钢结构具有施工时间短特点,施工中所需的结构部件都可以由工厂进行加工制作,同时在现场实施安装,在安装的过程中,减少了脚手架支撑的束缚,并使用压型钢板固定建筑混凝土楼板形成模板。混凝土施工和钢结构安装交叉实施进行,能够极大的减少工程施工的时间。(2)建筑施工空间大。对于钢材来说,其抗压、抗弯强度远远大于混凝土,所以在同等条件下,通过缩小钢材截面能够极大的增大施工利用空间。(3)材料能够循环利用。与其他建筑材料相比,钢结构施工材料能够循环再生利用,从而减少了资源浪费。

  (1)高层钢耐火性能较差。高层建筑采用的钢材导热性能相对于钢筋混凝土大,即钢材的耐火性相对于钢筋混凝土差,当遇到火灾钢材的强度与弹性会逐渐降低,而温度在350-500℃范围时,钢材的强度也随之降低30%-50%,而温度上升至600℃以上时,钢材的强度与弹性可能消失,甚至导致钢材结构无法承载建筑重量,钢材出现急剧变形,致使高层建筑结构出现倒塌现象。基于此,对钢结构建筑进行设计时,应当重视钢结构耐火性的研究。(2)高层钢耐腐蚀性能较差。钢材表面产生的铁离子和空气中的氧离子在一定的条件下生成氧化铁产物并形成锈蚀,而锈蚀容易使应力显著增大,极大的影响钢结构的正常使用,导致钢结构产生破坏[1]。因此,在设计钢结构建筑时,应当实施合理的方式措施,从而保证钢材的安全使用,延长钢材的使用年限。

  对于高层钢结构建筑工程施工来说,塔吊是建筑实施的重要施工设备。与附着式塔吊相比,超高层钢结构施工对于塔吊的起重力与幅度要求不高。除此之外,附着塔吊相对于起重力不强的内爬式塔吊的成本高,例如工程设计的基本高度是150m,附着式塔吊塔身的基本高度大约为180m,再算上低下部分高度大约为200m,内爬式塔吊塔身的基本高度大约为40-50m。因此得知,附着式塔吊的成本比内爬式塔吊大。基于此,为了减少施工成本支出,超高层建筑施工时可以采用内爬式塔吊实施施工。3.2吊装的方法在超高层建筑施工过程中,吊装技术起着重要的作用,其速度和质量直接影响着工程的施工质量。在钢结构进行吊装之前,对材料的形状与结构、塔吊的位置与数量、工程施工气候进行分析,并进行吊装排序。上述工程分为东作业区与西作业区,同时这两个作业组应当完成各部分的结构吊装。为了有效的解决工程施工周期短,施工任务量大等问题,可以采用生产区域吊装和一机多吊的吊装技术。根据钢结构工程的施工步骤得知,钢结构施工各个施工工序密切联系又互相制约。基于此,为了保证工程测量的准确度与进程就需要选择合理的测量控制方法。在建筑工程测量实施过程中,首先初步测量楼层柱的高度与位置,然后再对构件进行标线控制,在楼层柱形成模型之前,对楼层柱子进行严格校正,从而降低建筑施工难度。测量结构整体时,应当结合钢结构特点选择合适的方法进行测量,确保建筑施工的质量,提高经济效益。

  工程建筑特殊钢结构具有多种形式,例如:工程建筑中的天桥与天线杆、外伸桁架、转换柱、转换桁架等。3.3.1安装转换柱、转换桁架类的操作方法转换柱、转换桁架类等结构的特殊钢,由于该类结构主要应用于工程建筑结构的中部,因此,主要采用散装法、吊装法、提提升法进行安装。例如,位于上海的某超高层建筑设置了3道跨度为43m的大型桁架,而桁架的最大重量大约为120t。超高层建筑第1道桁架的安装方法为:首先采用两台型号为M440D动臂式的塔机,同时将跨度43m的桁架划分为3段,并进行分段安装。然后安装重量30t左右的桁架两端头,利用两台M440D动臂式的塔机抬吊桁架的中间段,控制质量为55t范围内,可以通过图1进行表示。超高层建筑第2、3道桁架的安装主要是采用原结构作为支承平台,同时利用顺作散装法进行安装。可以通过图2进行表示。图1超高层建筑第一道桁架分段安装图图2超高层建筑第2、3道桁架分段安装图3.3.2安装外伸桁架、天桥类的操作方法对于外伸桁架、天桥类等结构的特殊钢来说重量较重,难以使用大型吊机进行吊装,主要使用“地面拼装,整体提升”的施工操作方法。一般情况下,使用钢索式液压提升装置进行设备提升,用于提升大吨位、长距离结构设备。该装置的主要特点为安全性高、操作性强和精度高[2]。重量较小的钢天桥可以使用“地面拼装,整体吊装”的施工操作方法。

  高层钢结构的主要特点为:施工周期短、钢结构复杂、建筑工程施工量大、施工质量高。钢结构焊接作为钢结构施工的重要制作步骤,钢结构焊接的顺序、合理的施工参数、高水平的焊接技术直接影响着建筑工程的施工质量。基于此,在进行钢结构焊接时,应当严格检验钢铁焊条材料的合格证,施工人员应当严格按照说明书操作。焊接钢结构要求焊缝表面没有缝隙以及裂痕,并且一级焊缝不允许出现咬边现象。同时一、二级焊缝要求不允许出现气孔、裂纹以及夹渣等现象。除此之外,钢结构焊接严格要求无损检测,严格检查钢结构的焊缝以及部位,对于检测不合格的焊缝重新进行修改处理,并且同一位置的焊缝返修次数至多两次[3]。当进行涂刷钢结构时,需要保证涂刷构件表面清洁,不能出现毛刺、水油污以及焊渣等残留物,涂刷技术需要严格按照设计要求进行操作。

  综述,在钢结构高层建筑施工时,要严格按照施工规范要求以及施工图纸进行施工,合理的安排施工工序,重点做好特殊结构的安装工作,确保工程的施工质量可以达到设计要求。

  [2]邹小舟.高层建筑钢结构的施工技术探讨[J].建筑安全,2015(07):39-41.

  随着城市的发展,城市中的不断出现大型高层建筑,钢结构在建筑领域中的应用范围越来越广,特别是钢结构在高层建筑的应用。钢结构具有整体结构性强、抗震性能好、施工周期短、造价低廉、环保等特点,不但可以提高施工的效率,而且也大大降低了施工成本,但钢结构在施工过程中需要制作高精度构件,安装过程易受外界的影响, 钢构件大多数使用手工作业,从而增加高层建筑钢结构的施工难度,施工中极易发生安全事故。因此,采取有效施工措施对于高层建筑钢结构工程质量进行严格的管理与控制,才能确保建筑工程质量。

  由于钢结构的抗压、抗侧弯强度很大,是混凝土强度的1.5倍,因此钢结构所占用的建筑空间就要远远小于混凝土所占用的空间,这样就增大了使用空间。

  钢结构的构件都是经过工厂精密制作后才能在现场进行安装。与普通混凝土建筑相比,在施工中避免了脚手架的大量搭设,同时利用压型钢板代替混凝土楼板,还有钢结构的安装与混凝土的施工可交叉进行,这样就提高了工程进度。

  钢铁具有重复利用的特性,因此钢结构同样可回收再生利用,比其他建筑材料的成本较低,而且不会产生大量的建筑垃圾,对环境更环保。

  如果在发生火灾的情况下,钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数大得多,其耐高温性比钢筋混凝土的结构低得多,随温度持续升高,钢结构的屈服强度与弹性模量将急剧下降。若钢结构处于温度300℃~500℃的环境中时,其强度下降40%至50%。若温度超过550℃,钢结构就会完全丧失刚度和强度,变形快速增大,拉力与承载能力完全丢失,导致钢结构倒塌。因此,在建筑设计钢结构的过程中钢结构防火措施是非常重要的一个环节。

  由于钢材本身具有易氧化的特性,这样就决定了钢结构的表面容易生成氧化铁锈,且锈蚀会引起应力集中,影响钢结构的安全,导致钢结构提前受损,因此,做好高层钢结构的有效防腐工作才能有效保证其使用年限。

  施工前,工程监管机构必须组织监管人员掌握工程图纸与、工艺技术条件及工程标准。认真组织施工单位专业技术人员对建筑工程图纸会审,通过会审充分掌握施工方案中的重点与难点。制定相关的管理制度与办法,有针对性地制定保证工程质量的控制措施。

  通过企业资质、规模大小、机械设备情况、技术人员的职称及履历情况、业绩情况等级等规范标准,严格考察和选择高层钢结构制作工厂与安装单位,把好钢结构构件的制作工序、技术质量标准、工艺措施、关键零件的加工方法等各项制作内容,从而保证钢结构构件的整体质量。

  塔吊作为高层钢结构建筑工程的核心设备,必须根据建筑物的位置情况、现场条件及钢结构的重量等因素进行科学选择与布置,有效保证塔吊装拆的安全可靠。而内爬式塔吊在高层钢结构施工中应用较为广泛,在选择塔吊时可优先选择。因为内爬式塔吊不必对楼层加固,并且能自由布设起重机位置。另外在吊装施工时,对塔吊起重能力和幅度要求没有附着式塔吊苛刻。

  吊装是高层钢结构施工的一项重要工序,吊装的质量与速度直接影响着整个工程。高层钢结构在吊装前必须分析结构平面与立面形状、结构形式、塔吊的位置及数量、现场施工条件等因素后,再布设吊装分区和顺序。

  焊接对高层钢结构的施工起着关键作用,施焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。选择合理的焊接顺序:原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接;多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊;焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点;在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差;焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。

  在超高层钢结构施工中,垂直度、轴线和标高的偏差是衡量工程质量的重要指标,采用“整体校正”和“跟踪测量”的方法进行过程控制,确保安装质量。

  在高层钢结构施工中有效做好安全措施的非常重要的,高空作业、悬空作业点多是高层钢结构施工主要特点。为此,必须建立相关的安全措施以保证施工人员的安全与工程的整体质量。

  首先,建立安全管理组织体系。拟定专人负责工程有关安全防火工作,制定安全生产各级岗位责任与定期安全检查制度。施工前加强对施工人员的安全教育培训力度,坚持做好每日安全巡视工作。

  其次,工程人员进入施工场地时必须佩戴安全帽,若进行高空作业时必须系好安全带。另外,冬天钢构件的表面容易结霜,若在构件上行走必须穿防滑鞋。

  综上所述,在高层钢结构建筑的施工过程中,必须严格按照施工图纸及统一的标准规范,合理制定工艺,科学有效地使用施工技术,才能保证高层钢结构建筑的施工质量,从而给大家提供一个更加安全可靠的使用环境。

  [1]张海升,王康强.高层办公楼钢结构安装的施工方法[J].建筑技术,2004(2).

  [2]齐明,杨海光.北京电视中心综合业务楼超高层钢结构施工安全防护技术[J].建筑技术,2005(2).

  [3]焦民顺.浅谈高层建筑钢结构的应用[J].中国建设信息,2009(12).

  [4]熊建国.浅谈钢结构建筑施工技术和管理[J].中国新技术新产品,2010(2).

  [5]闫万民.论钢结构建筑的防火保护措施及工程质量控制[J].科技咨询导报,2007(12).

  某建筑项目结构为大跨度复杂空间结构,地上四层,建筑高度为58米,为钢结构工程。工程结构形式复杂多样,主体结构形式为多支撑筒体大悬挑大跨度复杂空间结构体系,钢结构系统包括竖向型钢框架钢骨结构与独立钢柱、楼层桁架结构、幕墙弯扭结构屋盖空间网格结构和空中连廊等部分。每一部分的结构特点不同,有的构件尺寸很大、重量重,有的悬挑很长,有的跨度很大,而且现场施工条件复杂,施工难度很大。见图1:

  确定施工方案必须综合考虑结构特点、现场施工条件和施工工期等各种因 素,并进行施工全过程计算机仿真分析,确保施工过程安全可靠。钢结构施工主要包括竖向筒体型钢框架钢骨结构与独立钢柱、楼层桁架结构、幕墙结构、空中连廊和屋盖结构等5部分,采用的主要施工技术如下。

  竖向筒体型钢框架钢骨结构和独立钢柱如图2所示,型钢框架钢骨结构的4个角各有一个700×700×30×30(mm),的箱型钢柱中间分布350×350×12×19(mm)的型H钢柱连接箱型钢柱和型钢柱的水平及斜向杆件为的型钢,如图3所示。根据钢骨结构的特点和现场的施工设备,竖向型钢框架钢骨结构采用分节分段吊装的方法进行施工。

  ①型钢框架钢骨结构底部设计标高为-9.1m,但现场施工情况是基坑底标高为-13.1m,相当于首节钢骨结构的安装要悬在半空,中因此首节型钢框架钢骨结构的安装是施工的重点和难点。

  ②为了安装型钢框架钢骨结构,必须在深基坑内设计4.0m高的支撑 架系 统,用以支撑首节型钢框架钢骨结构。合理设计支承架系统,保证施工阶段支承体系和型钢框架钢骨结构整体稳定性和安全是施工的重点。

  ③吊装构件重,安装就位难,焊接量大,控制好安装精度,保证钢骨柱垂直度、各层牛腿标高及开云 开云体育官网对接焊缝的焊接质量是施工的重点。

  ①为了解决首节钢骨结构的安装难题,在深基坑内设计4.0m高的支撑架系统,首节型钢框架钢骨结构安装在支承架上。首节钢骨结构安装完成后支承架不拆除,与钢骨结构一起浇筑于大体积底板混凝土内。

  ②通过对施工过程中各工况下的计算分析支,承架设计为格构柱形式,如 图3所示支承架柱肢采用12#槽钢,横梁采用14#工字钢,斜撑采用90×6和100×8角钢。支承架整体安装完成后,下端横梁与锚杆焊接牢固并且将各支承架相互间使用100×8角钢作斜支撑连接并焊接牢固,使支承架整体形成一个稳固的支承体 系。

  ③每节型钢框架钢骨结构采用的吊装顺序为:先吊装一端的2个箱型钢柱型钢柱安装水平支撑斜支撑;完成后吊装另一端的2个箱型钢柱H型钢 柱水平支撑斜支撑;然后吊装两侧H型钢柱安装水平支撑斜支撑整 体检测高强螺栓紧固焊接。

  ④钢骨柱安装精度控制措施。A.钢骨柱吊装前在钢柱4个立面画中心线,作为钢柱安装时垂直度的控制线,即从钢柱地脚板下端面上返2000mm,在钢柱4个立面画水平线、作为钢柱安装时的标高控制线。下节钢柱所画中心线、标高线既可作为本节钢柱的控制线又可给上节钢柱安装提供基准点。B.钢柱校正。使用水准仪检测钢柱标高调整时以钢柱柱脚底标高为准动调整螺母以调整钢柱标高,允许偏差≤2mm。使用两台经纬仪从钢柱的两个相互垂直方向对准预先画好的中心线进行 测 量,旋动调整螺母调整垂直度,允许偏差≤10mm(图4)。大悬挑大面积楼层桁架群塔安装技术楼层桁架投影面积近 万 主要包括 标高平台桁架 标高平台桁架和大中型会议厅桁架 楼层桁架周边均为悬挑结构最大悬挑长度达桁架厚度约 采用的主要型钢规格有HW200×200×8×12、HW2500×9×14、HW300×10×15、HW400×400×13×21、HW350×10×16等。

  针对楼层桁架的特点及现场施工条件,楼层桁架采用工厂分段拼装好后,运至现场进行分段吊装的方案进行施工(图5)。由于楼层桁架投影面积大、桁架下有地下室顶板影响,使得吊机无法进入到平台桁架下进行吊装,所以现场采用6台大型塔吊进行桁架吊装施工。考虑到塔吊配合施工,边台塔吊采用平衡臂式塔吊,中心区域3台塔吊采用动臂式塔吊。

  楼层桁架投影面积近2.5m万最大悬挑长度达40m,为大悬挑大面积楼层桁架结构,在施工中需重点考虑以下几点:

  (1)做好现场施工的组织和协调。楼层桁架面积大,包括10.20m标高平台桁架、15.3m标高平台桁架和15.3~28.5m大中型会议厅桁架等复杂结构施工中涉的工种和专业施工人员多,必须制定科学合理的施工组织、做好协调工作,才能保证施工的有效、有序行。

  (2)划分合理的施工分区,保证施工进度,同时尽量减少安装误差,避免安装误差累积。

  (3)确定科学合理的吊装顺序,确保承力点和支撑系统稳定,尽快形成稳定的结构体系,确保施工安全可靠。

  (5)选择合理的卸载方案,施工完成后,使结构安全顺利的转变为自承重状态。

  (1)施工分区和施工合拢。为了加快施工进度,便多个作业面同时展开施工,把楼层桁架划分为A、B、C、D4个分区,每一分区再分为5~7个小区,如图6所示,4个分区同时进行施工。由于总投影面积近2.5m万楼 层桁架,设计上并未设置温度缝,为了减少施工过程温度变形、焊接 变 形、安装误差等,在楼层平台桁架的4个分区交界处设置4条施工合拢缝(图6在 进行合珑施工,时应选择适宜的合拢温度同时尽量避免阳光、差等带来的影响根据工程设计的平均使用温度合温度选在10~15℃之 间根 据大连市9月底至10月初气 候温度,选择在早上太阳还没有出来前进行合拢施工,并在太阳出来前全部合拢施工完毕。施 工合拢时,先接安装10.20m标高平台桁架杆件,再焊接安装15.3m标高平台桁架杆件

  大跨度钢结构是指跨度等于或大于60m的结构,主要用于体育场馆、展览馆、影剧院、候车厅等屋盖结构之中,近年来,各类大跨度钢结构在欧美及日本等发达国家得到了迅速发展,呈现出跨度、规模越来越大,新材料、新技术应用越来越多,结构形式越来越丰富的特点。相对来说,我国大跨度空间钢结构施工技术基础较为薄弱,但在近年来随着经济的发展和社会需要,我国大跨度空间钢结构施工技术也得到了较大的发展,尤其是2008年奥运场馆的建设,为我国大距度空间钢结构施工技术的发展提供了巨大的机遇,但同时也给我国施工行业带来巨大的挑战。下面,本文结合相关工程实例,就目前国际常用的几种大跨度钢结构施工技术进行一番浅要的探讨,以供国内同行借鉴。

  高空散装法是直接在高空设计位置将结构杆件和节点拼成整体的安装方法,有全支架法和悬挑法两种。这种施工方法不需要采用大型起重设备,仅需要一般起重设备和脚手架就即可进行施工,施工、设计均无特殊要求,但这种施工方法需要大量脚手架,现场高空作业多

  ,工期较长,且对于拼装节点的坐标控制有一定难度。为此,需要确定合理的拼接顺序,控制好基准轴套线位置,在脚手架的选材和安装上也要特别注意,保证其荷载能力和拼装精度,以保证安全施工。

  北京某大学综合游泳馆工程中篮球馆屋面钢结构即采用了高空散装法,该屋面结构采用螺栓球连接形成正四角锥钢网架,南北跨度47.6m,东西跨度60m,最高标高23.8m,最低标高18.65m,由22个混凝土柱支撑,采用弹性支座,网格尺寸4x4m,采用Q235B钢材制作杆件,最大规格219×10,最小规格60×4,有效的构建出了奇特形似鹰头的造型,自2008年12月8日开工,到1010年10月31日完工,耗时近两年。

  高空滑移法是指将结构事先分割成条状网架单元,通过预铺好的滑移轨道上,采用单条滑移至设计位置再拼接成为整体的网架施工方法,这种施工方法可应用于建筑平面为矩形、梯形或多边形的平面,当跨度较大时,可以通过增设滑轨实行三点或四点牵引的方法解决。高空滑移法具体又可分为单条滑移法和逐条累计滑移法两种。采用高空滑移法进行网架施工时,在安装前必须对管、球成品加工质量进行检验,如果采用高强度螺栓连接需要检查其出厂合格证、扭矩系数、紧固轴套力等。本施工方法也不需要太多大型吊装设备,但需要架设脚手架作为拼装支架。

  上海世博会重要场馆之一的世博主题馆即采用了屋架累积滑移施工技术,整个工程地上建筑面积8万平米,地下建筑面积4万平米,东展厅长180m,宽108m,地下采用劲性钢柱,地上采用钢框架结构,2层采用桁架、井格染结构,屋盖则为管桁架结构;西展厅长140m,宽144m,屋盖采用大跨度弦管桁架结构;休息服务区长180m,宽36m,屋盖采用弦管桁架结构。屋盖累积滑移法是在完成框架之后进行的,属于架空作业,施工过程对建筑物的内部施工不会造成影响,因此可以同下部结构工程同时施工平行作业。由于主题馆安装高度高,杆件多,如果采用分件高空散装的方法将会存在大量质量、安全风险,难以保证工期,因此所有桁架均在工厂分段制作、预先拼装,现场设置了4条滑移轨道,并使用轨道附着式液压爬行器,由计算机控制同步滑移,从而实现高空总装、累积滑移,最终既节省了大型起重设备的使用费用,还减少了工程辅助设施的材料使用,保质保量的完成了整个工程,取得了良好的经济效益和社会效益。

  整体提升法被国外誉为空间网络结构最先进的安装方法之一,该方法先将结构在地面拼装成为整体后,再采用起重设备,通过吊杆将总拼成整体的结构提升至设计位置。这种施工方法不需要大型起重设备,仅需要采用起重比高的专用用提升设备即可。由于主要工作都在地面进行,包括结构制作、装饰、电气设备安装、结构拼装等都可在地面进行,高空作业量较少,其工作效率和安全性都远高于高空散装法和高空滑移法,是一种极经济的安装方法。但是由于采用整体提升法只能垂直提升,结构上升所经过的地方不能有障碍物,如各种梁板构件等都要断开,而且在地面拼装时是在建筑物室内进行的,因此对室内其它工程有影响,其它工程必须等结构提升完成后才能继续施工。

  上海世博会世博中心片架式钢桁架即采用了整体提升法施工,该工程地下1层,地上7层,地上工程采用全钢结构,其主体钢结构采用54m大跨型桁架系统作为整个空间体系的主要承重结构,桁架共有33榀,分布于22根轴套线上,以H型钢作为主要构件,单榀桁架最大高度6.6m,最长54,最重160t。考虑到场地施工条件、现场机械性能、施工成本、施工工况等方面的原因,采用了“就地拼装,整体提升”的技术路线,对整个桁架进行合理分段后整体拼装或分区间整体拼装的办法,利用桁架两端钢结构作为支承安装提升设备,将桁架一次性提升到设计位置。

  整体顶升法是事先在结构各个支点下面安装千斤顶,在地面将结构拼装为整体,利用柱作为滑道,逐步将结构顶升到设计位置的施工方法。整体顶升法同整体提升法有一定相似之处,共别在于提升设备的安装位置不同,整体提升法提升设备位于结构支点上面,而整体顶升法则将设备安装于结构支点下面,两者的受力原理完全相反。整体顶升法进行大跨度钢结构施工,需要PLC液压同步控制技术的支持,目前常用的有直接顶升法和断柱顶升法两种。

  深圳某体育中心工程屋盖即采用了液压顶的方式,将屋盖网架在馆内组装成为整体后,整体顶升,整个顶升装置采用顶升胎架、液压顶升装置构成,其中液压顶升装置包括液压千斤顶群、油泵、油管、计算机等组成,利用计算机控制整个顶升系统的同步进行, 以实现整个屋盖网架各点的同步顶升。

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  安装中更应该根据工程的特点,制定合理专项方案,精心组织安装施工,保证钢结构的施工质量,从而确保整个工程的质量。因此,要深入研究高层建筑钢结构安装的关键技术。高层建筑钢结构安装中的地脚螺栓预埋和钢柱、钢梁安装,还有焊接、螺栓连接等关键技术都是研究重点。

  高层建筑钢结构工程主要用在贸易展厅、办公大厦和汽车卖场等,大多地处繁华都市之中。往往是建筑站地面小、构件多、工程复杂及现场物品堆放位置小等相对复杂的情况。施工过程中所涉及的各种原因很多,自然条件允许情况下的变化将会使材料出现压缩、焊接变形和钢结构与土建部分的连接质量等等问题。高层建筑安置需要有很高的标准。立体交叉施工方式,这就是钢结构建筑的主要特征,过程中混凝土结构与钢框架结构在并行作业的同时也会相互干扰。因此,充分预料与合理调度这些问题才能让钢框架结构技术得到发挥。

  首先要强化施工图纸会审工作,工程施工是以图纸为依据的,施工前项目监理机构必须要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关联的规范标准、工程工艺技术条件,充分领会建筑物的设计意图。并且,需组织施工专业技术相关人员对图纸进行反复会审,检查施工图纸中“错、漏、碰、缺”等问题是否存在,争取把问题解决在施工前,尽量避免因图纸问题造成对工程质量、工程进度的影响。另外就是认真审核钢结构安装施工组织设计。施工组织设计将是施工单位指导工程实施全面的技术性文件,施工组织设计完善程度是工程的质量、进度的保障。因而,安装工程施工组织设计审核必须要有针对性和重点,主要内容是:质量保障体系及技术管理体系的建立;特殊工种所持有的培训合格证和上岗证;先进工艺、先进技术、先进设备的应用;工程施工质量、进度控制的措施;施工计划及期限的安排。

  因高层钢结构建筑施工技术和复杂性和安置的构件多,我们在关键点针对部分关键的工序进行分析。经过质量控制对策和各种专项的施工技术,立足实现高层建筑钢结构高精度、高效率的完成施工。

  钢结构工程整体安置质量很大程度取决地脚螺栓的预埋位置。为了实现高标准的施工质量,可以用6-10mm厚的钢板制作成定位钢板,然后进行地脚螺栓定位。制作后的定位钢板尺寸要与钢柱底垫板的尺寸吻合,然后在钢板底部螺栓上加添止退调节螺栓,相应上部的螺栓能固定调节螺母,另外钢板上设置直径为150mm的浇捣孔,方便钢板下部绑扎梁钢筋,并且能将地脚螺栓焊接在柱筋之上,以实现两者的一体性。在相对左右部件的位置查对无误之后,便可以落实混凝土的浇筑施工了。同时要将暴露在地面的地脚螺栓用塑料布等物包起来防止生锈。相对来说这种方法比较的简单实用,能充实保障预埋螺栓位置的精确性。

  2、钢柱安置技术 高层建筑刚机构钢柱安置的关键点将是确保每一节柱的标高、垂直度与定位轴线的偏差度如何形成。另外,首先一节柱与其次一节柱的控制关键点并不相同,首先一节柱是控制其标高和定位轴线,其次一节柱的关键点是垂直度、轴线位置与标高;同时能实现的方式也不一样,首先一节柱是通过调节定位钢板与螺母实现的,而其次一节柱是通过调节丝杠来完成。

  首先一节的钢柱起吊后,在本地脚螺栓与柱脚相距30-40cm时通过人工保管的螺栓与安置孔相对接而成。初步校正后垂直偏差在20mm以内方能拧紧螺栓、做临时固定并脱钩。首先一节柱的标高能通过设置在交底的地脚螺栓实施精确调节。

  其次一节柱和钢柱的安置方法基本与首先节一柱一样,钢柱标高与垂直度通过调节丝杠来落实:通过控制上下节钢柱的焊接缝隙宽度确保楼层的标高,要通过四个方位的调节丝杠确保钢柱的垂直度。轴线位置的确定可通过左右操纵确保其精确性:厂家有出厂时钢柱梁段冲好轴线的标志;当落实上下节柱间的对接时,要把下一节柱的轴线位置设定为基准点,通过调节至同一轴线之后再行固定上节钢柱;轴线上的标志点一定要伴随着钢柱而变化,同时要做好标志,以此作为上节钢柱的基准点。

  钢梁安置的关键点是为了通过限位钢板临时固定与数次反复的校正,用以达到控制钢梁与钢柱相连接的垂直度及轴线)钢梁吊装临时固定方法

  钢梁吊装可通过在钢梁上安放吊装耳板,并在其上部两端分别焊接一块安置限位钢板做对策实现临时固定。吊装耳板可在L/4处分别设置一个,吊装耳板的规格要能承受钢梁的重量,其吊装耳板厚度达到10-16mm方可。限位钢板在钢梁的上部分别设置一块,厚度为10-16mm,当钢梁安置时可以将安置限位钢板设定在钢柱的“牛腿”位上,令其起到临时固定钢梁的作用。安置限位钢板和吊装耳板能极大的提升安置的精度与速度,能确保施工的质量及安全。

  吊装刚就位的钢梁必须要继续进行变更和校正,直到钢梁框架符合设计要求。校正可以通过倒链和千斤顶来完成,通过反复的校对钢柱的垂直度与钢梁的轴线、焊接及螺栓连接技术

  钢结构的连接方法基本上是以螺栓连接与焊接来完成。螺栓连接普遍为先安置临时螺栓,然后安置高强度的螺栓以达到安置螺栓的质量。焊接质量控制的关键点为按照科学合理的焊接顺序,与可行的得到通过的控制焊接策应力和能应对焊接变形难题方法。

  首先要安置临时螺栓进行钢梁的临时固定,螺栓个数为螺头的1/3,并且每个接头都要大于2个。组装时用冲钉来瞄准孔位,然后在适当的位置放入临时螺栓,并用扳手拧紧。高强度螺栓安置时确保螺栓以相同的方向穿入孔内,一直到高强度螺栓安置完成后再卸下临时螺栓。

  高层建筑钢结构焊接依照的主要原则是:减少焊策应力和减少焊接变形。在详细的操纵过程中可以通过以中心的框架向四边扩展焊接,首先要焊接收缩量大的焊缝,并焊接一根梁的两端、要注对称焊接等基本事项。另外钢柱之间大多为坡口焊接;柱与柱之间的接头连接在梁柱的位置完成后方可进行。梁柱间的焊缝适合先行焊接梁的下翼缘板后再焊接上翼的缘板。

  钢窗安装质量控制的重点有两点,第一,钢窗进场合格证入产品试验报告和外观的检查。第二,钢窗与固定钢窗立柱间的间隙控制。如果先施工固定钢窗立柱,很可能出现钢窗与立柱间缝隙过大或者钢窗安不上去。在控制过程中,需要施工者首先固定钢窗一边的立柱,等钢窗完全固定到位之后,再焊接另外一边的立柱,如此才能确倮钢窗与立柱间没有缝隙。

  总之,我们国家目前正大力发展钢结构高层建筑,为满足住宅建筑物在适用性、环境性、经济性、安全性能、耐久性等方面的综合要求,我们应总结已往的经验,并发展新的思路,逐渐形成完善的高层建筑钢结构安装关键技术体系,

  [1]郝广华 骆法成,高层建筑工程钢结构安装技术的关键工序与质量控制措施