高耸长细型钢结构安装柔度及垂直度控制.pdf

第1 O 期 2 O 0 5 年1 O 月 广东土 木与建 筑 GU ANGD0NG AR CHI T E CT URE C I V I L EN GI N EE RI NG N o ． 1 0 0 C T 2 0 0 5 高耸长细型钢结构安装柔度及垂直度控制 许海峰 t ， 2 1 、 广 州珠 江 工程 建设监 理公 司 广 州 5 1 0 0 6 0 林才 t 2 、 华南理工大学建筑学院 广州5 1 0 6 4 1 摘要 柔度控制及垂直度控制 一直是钢结构安装的主要 难题 ， 对 于独立柱形式的高耸长细型钢结构来说 ． 其精 度控 制难度更 大， 本文通过 工程 实例介绍其成功的施工经验 ， 供 同行参考。 关 键 词 大 长 细 比 ；钢 结构 ；柔 度 ；垂 直 度 l工程概 况 钢结构 因自身材料特性及焊接工艺等因素的影 响 ， 其安装精度控制一直 以来都是安装施工 中的一 大难题 ， 尤其是采用独立柱形式 的高耸长细型钢结 构 ，其安装难度就更大。广州某超高层全钢结构大 厦， 由“ L ” 型超高层钢结构和一座独立钢结构观光塔 如图 1 组成 ， 其中观光塔平面尺寸为 8 mx 8 m． 从首 层地面直达 3 2层 ， 高 1 2 0 m。 在 1 O 0 ． 8 m处才通过空 中连廊与主体结构相连， 属高耸大长细比的独立钢 柱类型， 其设计造型亦为国内首创。由于观光塔 内 设有 2部高速 电梯 ， 故对垂直度要求更加严格 。 如何 确保观光塔钢结构在安装过程中减少焊接引起的温 度应力及风力等横向作用力等不利作用 的影响 ， 保 证其安装精度 ， 是本工程施工 中的一大难题 。 本工程钢结构结构体系较特殊 ， 且工程量大， 施 工面狭小且空间交叉作业多 ． 加上工期要求相当紧． 故施工难度较大。因此 ， 各参建单位相互协调配合 ， 一 需 千 r r [ 1| _ 一 一 l 锄 l l 蚴l 8 啦 0 I 锄 l 幽 l 8 衄 J ①② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 图 l结 构 平 面 图 注 该观光塔位于④～ ⑩ ⑥～ ⑦轴 边施工边摸索 ， 对各种不利因素进行详尽分析， 在借 鉴同类建筑施工成功经验 的基础上 。 针对本工程实 际情况 ， 创造性地提出了不少合理措施 ， 以保证项 目 管理有条不紊 ， 工程施工顺利进行。 控制观光塔安装变形是本工程的施工难点 ． 经 各方商讨研究 ， 决定在观光塔安装过程中采用多种 控制手段 ， 减少焊接温度应力的影响， 当观光塔 吊装 至 1 8层时不再继续上 吊， 在 1 6层处东、 南两面与主 楼各增加一条临时桁架梁将塔体 固定 ， 以提高其稳 定性 ， 防止吊装过程 中出现摇摆现象 ， 以便施工顺利 进行， 在 2 8层连廊施工完成后再将临时桁架梁拆除。 2 观光电梯井 高耸独立柱 垂直度控制技术 观光电梯井高度为首层地面以上 1 2 0 m． 由 1 6根 箱形柱组成 ， 外围 1 2根截面为 6 0 0 x 6 0 0， 中间 4根 截面 为 4 o 0 4 o 0 ， 壁厚 均 为 2 0 mm。4层 以下 的井 筒 外包钢筋混凝土剪力墙 。 用于抵抗水平力 4层 以上 则每层平 面设计有剪刀撑 ， 立面则不设剪刀撑 。根 据 设计 图纸 。 钢柱 对 接接 头为 焊接 ． 梁 与钢柱 的节 点 采 取先 栓后 焊 的形式 。 观光 电梯 井 的 施工 难 点 是 控制 焊 接 变形 ． 以 防 止 因焊接顺序不正确而造成独立柱 的偏斜 。 其控制 关键是安装工艺 、 焊接工艺 与焊接顺序 。 具体如下 1 每节钢柱 吊装后 ， 要求 在 自由状态下 。 垂直 度偏 差 校正 到 O 。 2 吊装顺序是先内筒钢梁 。 后斜支撑钢梁 ． 最 后 为 外筒 钢 梁 。在 外筒 钢 梁 吊 装 时 ， 每一 个 立 面必 须先吊装中间的钢梁 ， 其吊装顺序如图 2所示。 3 钢梁 吊装就位时 ． 钢柱垂直度可能会发生变 化 ． 要求单节钢柱垂直度控制在 O ． 5 ‰ 以下 。 比规范 提高 1 倍 。 给焊接变形预留变化的余地 。 4 5 维普资讯 2 帅5 年1 0 月 第1 0 期 许海峰 等 高耸长 细型钢 结构安 装柔度 及垂直 度控制 O C T 2 O o 5 N 0 ． 1 0 ⑨ ◎ 图 2钢 梁 吊 装顺 序 图 图 3独 立 柱 焊 接 施 工 方 向 4 钢 柱钢 梁节 点焊 接 时 ， 要求 严 格进 行对 称焊 接 ， 做到 焊 接位 置 、 焊 接 方 向和 焊 接速 度 的对 称 ． 独 立柱的焊接位置及其方向如图 3所示。 5 焊接 时 尽量减 少 焊接 能量 ， 采用 3 ． 2焊条 ， 焊接 电流取 下 限。 3 钢 结构安 装 柔度控 制 技术 本工程 观光塔 为 8 ． 0 m x 8 ． O m钢框 架结构 ， 相 当于 一 独立钢柱 ，在 2 8层通过空中走廊与主楼相连接。 在 2 8层 以下安 装过 程 中 ， 观光塔 可看 作是 一 巨型悬 臂结构 ， 长细比大 ， 自身柔度较大 ， 侧向刚度较小， 安 装过 程 中在 风 荷 载 以及 非轴 心 荷 载 等外 力 作 用 下 ． 极易引起侧 向摆动 ， 十分不利于钢构件的安装矫正。 为了有效控制构件在安装过程 中的摆 动， 保证观光 塔部分钢结构的安装精度 ， 本工程对独立柱采取分 段 利用 空 中连廊 加强 的 临时稳 固措 施 。 本加 固方式参考大跨度 吊车桁架 的结构形式 ， 采 用 在 1 6层 5 7 ． O m 处 用 工 字 梁 6 0 0 x 3 0 0 x 8 x 1 4 将观光塔与主楼两侧相连进行一次加强的方法 ， 降 低T 字梁 支撑 件 的挠度 ， 在 主 梁下 增 加抗 挠 桁 架 支 撑 7 0 x 6角钢 ， 并在每侧 2道加 固支撑桁架下部 弦 杆 处加 连接 拉 杆 。钢 桁 架 上 部铺 设 脚 手架 管 ， 并 在 主桁 架梁 上设 置 8 0 0 mm宽 的 安全通 道 ， 每道 钢 桁 架梁上各铺设一道 。 加 固桁架 梁 的 劲性 上 弦 采 用焊 接 工 字形 截 面 ， 其 高 度 取 6 0 0 mm， ． 桁 架 总 高 度 取 3 ． 0 m， 下 弦 杆 采 用 双角钢组合截 面 ， 量 如 图 4所 示 。 由 于 支 撑 件 整 体 重 量 在 5 t以 内 ，跨 度 较 大 ， 故 46 ／ l l 卜j 一 图 4 加 固桁 架 梁 大 样 图 考虑利用塔吊配合专用平衡梁进行整体吊装。在地 面组装时尽量摆放到吊装位置 附近 ， 就位时先定位 主楼一侧然后再连接观光塔一侧。构件的加工精度 要求控制在 0 ～ 2 0 m m， 以便于构件就位 ， 中间间隙利 用高强度螺栓连接加垫板调整 ， 以确保支撑件就位 后观 光塔 整体垂 直 度不超 标 。 待 主楼 封顶 后 ， 所 有 空 中连 廊 全 部 安 装就 位 即 可安 排拆 除该 支撑 件 ， 拆 除 时可 利 用 空 中 连廊 在 其 上挂两副 5 t 滑轮组进行拆除 ， 首先使滑轮组稍微受 力 ， 然后拆除支撑件牛腿连接处 切割或松螺栓 ． 最 后割除钢柱上牛腿并打磨平整。支撑件与主楼完全 分离后， 开启卷扬机徐徐下放 。拆除时根据现场情 况进行技术核算 ， 以确定具体措施。 加 固支撑结构及 其大样如图 5所示 ，脚手平台上设横杆 3 0根 ． ， J 9 ． O m8 0 0 ； 竖 杆 6道 ， L 2 4 ． O m 每 根 桁 架 梁 上设 1 道 8 0 0 m m通道 ，两侧设围护立杆高 1 ． 5 m 1 ． 2 m， 接 近柱头部位按现场实际设置转向通道。 17 观光塔加同支撑 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 _ _ 。 。 _ _ _ _ ／ ＼ ＼l ／ ＼l／＼ l／ ＼l／ ／ ＼ 观 ／ ＼ ＼ 主 梁 ＼ ／ ＼ f f 4结语 该观光塔钢结构安装 完成后 ， 我们对钢结构安 装精度进行了统计测量 ，柱顶标高偏差一 1 ～ 3 ram， 柱顶轴线偏差_ 6 mm， 累计垂直度偏差 7 mm， 均远小 于规范要求 。经过各单位的共 同努力 ， 该观光塔 的 施工任务顺利完成并达到预期 目标， 安装质量良好 ， 获得 了业主及当地质监部 门的好评。 维普资讯