多層部分鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)

1、多層部分鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)闞衛(wèi)軍南通建筑工程總承包有限公司摘 要：本文講述了南京宣傳中心辦公大樓鋼結(jié)構(gòu)工程制作和安裝的施工技術(shù)，著重介紹了施工前的深化設(shè)計(jì)、制作工藝、吊裝方法等，為以后在全鋼建筑方面的施工提供參考。關(guān)鍵詞：全鋼結(jié)構(gòu) 鋼柱 鋼梁 組合樓面 1、概述近年來，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的廣泛應(yīng)用以及人們對(duì)建設(shè)周期、室內(nèi)功能等方面要求的不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)依靠其優(yōu)勢(shì)得到了越來越廣泛的推廣和應(yīng)用，也逐漸從一些大型場(chǎng)館運(yùn)用到多層或高層商住樓中來。南京宣傳中心辦公大樓位于鬧市區(qū)，受其周圍環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的限制，采用了一至五層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不但節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)用地，縮短了施工工期，而且外形美觀，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，

2、得到了業(yè)主、監(jiān)理的一致好評(píng)。本次工程雖然規(guī)模有限，但經(jīng)我公司研究圖紙發(fā)現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)施工方面其具有一定的代表性，及時(shí)總結(jié)將對(duì)以后此種全鋼結(jié)構(gòu)的施工提供一定的參考價(jià)值和借鑒意義。下面就此工程施工做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。2、工程概況南京宣傳中心辦公大樓位于南京市人民路1335號(hào)，建筑面積約34000m2。采用部分鋼框架結(jié)構(gòu)，地下三層，地上三十一層。豎向結(jié)構(gòu)為焊接鋼柱，按制作形狀可分為焊接H型鋼柱和焊接矩型鋼柱兩種，按外形尺寸可分為三種，其中：H型鋼柱Z1共13 根，H型鋼柱Z2共6 根，矩型鋼柱Z3共1根。各層樓面剛架主要由H型鋼梁制成，其中主梁為焊接H型鋼，次梁為軋制的成品H型鋼，在鋼梁形成的梁面系統(tǒng)上鋪

3、設(shè)樓面壓型鋼板。全鋼框架結(jié)構(gòu)中的鋼柱對(duì)接采用全熔透焊連，鋼柱與主梁連接節(jié)點(diǎn)采用栓焊混合連接，主梁與次梁連接節(jié)點(diǎn)主要采用栓連，局部節(jié)點(diǎn)采用焊連。本工程的鋼構(gòu)件均采用Q235級(jí)鋼材，鋼梁連接采用10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓。3、施工安排本次工程體量大，工期短，且現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小。為保證構(gòu)件施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，減少施工現(xiàn)場(chǎng)用地和各工序交叉作業(yè)的影響，充分發(fā)揮本公司廠內(nèi)現(xiàn)有成套H型鋼加工設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，故決定采用：（1）中標(biāo)后立即組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審及施工深化大樣圖的編繪。（2）施工過程中，邊制作邊安裝，所有構(gòu)件的制作均在廠內(nèi)完成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，將鋼柱、鋼梁，按分層、分批的安裝數(shù)量及時(shí)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，分類堆放，以

4、減少堆放場(chǎng)地和二次轉(zhuǎn)運(yùn)。（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度的要求，同時(shí)考慮運(yùn)輸?shù)纫蛩?，將鋼柱逐層分段預(yù)制，鋼梁按分層、分區(qū)的相應(yīng)長(zhǎng)度，整段加工。（4）所有鋼柱、鋼梁的附件在工廠內(nèi)完成與鋼柱、鋼梁組拼焊接。（5）采用現(xiàn)場(chǎng)安置的40tm塔機(jī)進(jìn)行鋼柱與鋼梁的逐層分區(qū)吊裝，對(duì)于部分塔吊不能覆蓋的區(qū)域，由25t汽車吊負(fù)責(zé)安裝。（6）為了加快安裝進(jìn)度，現(xiàn)場(chǎng)安排2個(gè)作業(yè)小組同時(shí)進(jìn)行鋼柱與鋼梁的安裝、校正和焊接。（7）鋼柱安裝時(shí)，為了減少塔機(jī)作業(yè)時(shí)間，鋼柱逐根吊裝就位后即用附加連接板固定，再逐根進(jìn)行校正和焊接。（8）各層安裝的主要順序?yàn)椋轰撝跹b鋼柱調(diào)校、固定（焊接）鋼主梁吊裝鋼主梁調(diào)校、連接固定（焊接）鋼次梁吊裝鋼次梁

5、調(diào)校、連接固定（焊接）鋼樓承板鋪設(shè)鋼樓承板調(diào)校、焊釘連接施焊混凝土澆筑。4、施工前深化設(shè)計(jì)本次工程鋼結(jié)構(gòu)共五層，外形呈扇形，主體構(gòu)件形式多樣，構(gòu)件間連接節(jié)點(diǎn)較多且不規(guī)則，給本次施工帶來較大難度，如仍采用以往的手工放大樣，不但施工精度低，會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)帶來很大不便，而且對(duì)施工進(jìn)度的也有一定的影響。我公司技術(shù)部門集中所有技術(shù)力量，參考了各類相關(guān)圖集和資料，通過與設(shè)計(jì)院積極溝通后，憑借計(jì)算機(jī)等科技手段，邊深化設(shè)計(jì)邊施工，為本次工程繪制了全套深化圖紙（含鋼柱施工圖、二五層鋼梁施工圖、屋面層鋼梁施工圖、各層鋼梁與鋼柱連接節(jié)點(diǎn)圖、鋼梯施工圖、樓承板排板圖、構(gòu)件焊縫大樣圖等），不但節(jié)約了時(shí)間，而且提高了工

6、效，得到了施工班組、設(shè)計(jì)院、業(yè)主、監(jiān)理的認(rèn)可。5、鋼構(gòu)件制作5.1焊縫等級(jí)劃分因本次工程為部分鋼結(jié)構(gòu)，大部分荷載由鋼構(gòu)件承擔(dān)，所以鋼構(gòu)件的制作質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量十分重要，不能忽視。我公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，參照了建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002、多、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接03SG519-1等多類圖集，專門編制了本工程的焊縫施工大樣圖，對(duì)各類焊縫均進(jìn)行了定義，并在施工前對(duì)施工班組進(jìn)行了技術(shù)交底，保證了施工的質(zhì)量。5.1.1廠內(nèi)制作焊縫等級(jí)劃分如下：（1）鋼板對(duì)接為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。（2）H型鋼柱、梁：翼板與腹板的T型縱向焊縫為部分熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)；柱翼板與柱底

7、板的焊縫為半熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)。（3）矩型鋼柱：鋼柱側(cè)板與柱底板的焊縫為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)；側(cè)板與側(cè)板的縱向V型焊縫為部分熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)。（4）成品H型鋼梁對(duì)接：翼板與翼板對(duì)接為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)；腹板與腹板對(duì)接為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。（5）其余焊縫為角焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)。5.1.2現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫等級(jí)劃分如下：（1）H型鋼柱：翼板與翼板對(duì)接為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)；腹板與腹板對(duì)接為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。（2）矩型鋼柱：側(cè)板與側(cè)板對(duì)接為全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。（3）其余焊縫為角焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)。5.2

8、制作工藝流程鋼柱、梁制作工藝流程：施工圖放大樣下料坡口加工表面處理型鋼組對(duì)拼接焊接校正無損檢測(cè)標(biāo)識(shí)制孔附件安置拋丸除銹涂裝驗(yàn)收出廠5.3主要制作工序技術(shù)措施5.3.1下料鋼板氣割前應(yīng)將氣割區(qū)域表面的鐵銹、污物等清除干凈。放樣、號(hào)料應(yīng)根據(jù)要求預(yù)留制作和安裝的焊接收縮量和切割等的加工余量。切割鋼板采用直條多頭切割機(jī)或半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行切割，從而保證切割后的板材變形較小。切割后清除熔渣和飛濺物，零件要矯正其平直度，其質(zhì)量要求為：在1m范圍內(nèi)，局部撓曲矢高的允許偏差值為1mm。（表1）下料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表1項(xiàng) 目允 許 偏 差 (mm)零件長(zhǎng)、寬度3.0切割面平面度1.5割 紋 深 度0.2局部缺口深度1.

9、05.3.2表面處理將鋼柱、梁的翼、腹板需焊接的區(qū)域（3050mm）進(jìn)行打磨，并不得有1mm的局部缺口。高強(qiáng)螺栓連接面應(yīng)采用拋丸機(jī)進(jìn)行處理，處理好的摩擦面不得有飛邊、毛刺、污損等。5.3.3型鋼的組對(duì)拼接 將焊接H型鋼的三塊鋼板按照?qǐng)D紙的要求加工完成后， H型鋼的組對(duì)拼接在H型鋼自動(dòng)組立機(jī)上進(jìn)行，以保證構(gòu)件的精度。拼裝的幾何尺寸經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行定位點(diǎn)焊，定位點(diǎn)焊的焊縫長(zhǎng)度為110mm，焊縫的間隔為200mm，未注明焊縫高度7mm。焊條的選用根據(jù)母材確定。保證焊接母材一致，同時(shí)打上臨時(shí)支撐，確保構(gòu)件在吊運(yùn)、卸模時(shí)不產(chǎn)生變形。（矩型鋼柱參照此法施工。）在焊接組合H型鋼梁時(shí)宜采用翼緣板與腹板拼接

10、截面錯(cuò)位的形式，腹板與翼板焊縫錯(cuò)開距離不小于200mm。5.3.4型鋼的焊接（1）H型鋼焊接時(shí)采用龍門式H型鋼自動(dòng)焊機(jī)進(jìn)行焊接。（2）焊接時(shí)應(yīng)在其焊縫的兩端頭配置引入板、引出板，引入板、引出板的坡口型式應(yīng)與被焊工件的坡口型式相同，其長(zhǎng)度不應(yīng)小于60mm，寬度不應(yīng)小于50mm，焊縫引入、引出的長(zhǎng)度不應(yīng)小于25mm，焊縫焊接完畢后必須用氣割割除，并修磨平整，不得用錘擊落。（3）焊接時(shí)需在專用的焊接胎模上做船形位置全自動(dòng)埋弧焊，按焊接工藝要求的焊接順序進(jìn)行施工，減少焊接變形，使焊縫質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。5.3.5矯正（1）焊接H型鋼坡口焊縫施焊后產(chǎn)生的翼緣變形，采用H型鋼翼緣矯正機(jī)進(jìn)行矯正。（2）焊接H

11、型鋼坡口焊縫施焊后產(chǎn)生的彎曲變形和矩型鋼焊接后產(chǎn)生的變形，采用300t四柱油壓機(jī)進(jìn)行矯正。（3）焊接H型鋼坡口焊縫施焊后產(chǎn)生的扭曲變形、節(jié)點(diǎn)板的焊后變形采用熱矯正的方法進(jìn)行矯正，溫度控制應(yīng)小于900，熱矯正后要緩慢冷卻。5.3.6焊縫無損檢測(cè)工件施焊后，按鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001的規(guī)定對(duì)焊縫的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行超聲波檢測(cè)，二級(jí)焊縫檢測(cè)比例為20%。5.3.7標(biāo)識(shí)鋼柱在按施工圖加工時(shí)應(yīng)在鋼柱翼板的外表面上彈放出四個(gè)方向的中心軸線，標(biāo)高參照線，并在線的兩端部打樣沖孔標(biāo)識(shí)。以作為安裝鋼柱時(shí)調(diào)?；鶞?zhǔn)。其他鋼構(gòu)件按施工圖完成加工后，必須逐根做其軸線號(hào)等參數(shù)的標(biāo)識(shí)，以便分類堆放、發(fā)貨和

12、現(xiàn)場(chǎng)安裝。5.3.8制孔制孔時(shí)使用專用鉆孔模定位加工高強(qiáng)螺栓孔（M24螺栓制孔為26），嚴(yán)格按圖紙要求控制制孔的孔距、公差，確保達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的要求。（表2）高強(qiáng)螺栓孔距內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn) 表2序號(hào)項(xiàng) 目允 許 差 值50050012001200300030001同一組內(nèi)兩組相鄰孔距0.72同一組任意兩孔距1.01.23相鄰兩組的端孔距1.21.52.03.05.3.9鋼柱、梁與節(jié)點(diǎn)板的組拼（1）各分段鋼柱、鋼梁與節(jié)點(diǎn)板的定位、焊接在按其全長(zhǎng)形狀預(yù)制的專用臥式組拼胎模上進(jìn)行。（2）節(jié)點(diǎn)板與H型鋼的相對(duì)位置由定位緊固裝置控制，以保證其形位尺寸的精度。5.3.10鋼構(gòu)件的除銹、涂裝施工流程：施工圖斷料去熔渣、

13、毛刺拋丸除銹檢查合格涂裝檢查轉(zhuǎn)下道工序（1）下料后的桿、板件采用拋丸機(jī)進(jìn)行除銹處理，噴丸處理好的桿、板件表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等物。底材顯露部分的表面應(yīng)具有金屬光澤。（2）對(duì)噴丸除銹后的桿、板件，應(yīng)及時(shí)涂刷防腐底漆，距焊縫150mm區(qū)域內(nèi)待焊接后進(jìn)行補(bǔ)刷，涂層應(yīng)均勻飽滿，不得漏涂、誤涂，表面不應(yīng)有起泡、脫皮和返銹，并應(yīng)無明顯皺皮、流墜等缺陷。前一涂層干燥后方可涂下一道涂層，當(dāng)漆膜局部損傷時(shí)，應(yīng)清理損傷的漆膜，按原涂裝工藝進(jìn)行補(bǔ)涂。（3）涂裝完畢后，應(yīng)在構(gòu)件上標(biāo)注構(gòu)件的原編號(hào)。5.3.11驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)鋼構(gòu)件制作完畢后，驗(yàn)收依據(jù)為設(shè)計(jì)圖紙及鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)

14、收規(guī)范GB50205-2001。6、鋼構(gòu)件安裝6.1鋼結(jié)構(gòu)安裝流程施工流程：鋼柱吊裝鋼柱調(diào)校、固定（焊接）鋼主梁吊裝鋼主梁調(diào)校、連接固定（焊接）鋼次梁吊裝鋼次梁調(diào)校、連接固定（焊接）鋼樓承板鋪設(shè)鋼樓承板調(diào)校、焊釘連接施焊。鋼柱、鋼梁采用二點(diǎn)綁扎法,使用40tm塔機(jī)進(jìn)行分件吊裝作業(yè)，對(duì)于塔機(jī)無法覆蓋的區(qū)域由25t汽車吊吊裝。6.2、鋼柱安裝6.2.1鋼柱安裝流程（1）基礎(chǔ)層鋼柱安裝流程施工圖測(cè)量放線分別安裝、調(diào)校、固然埋件錨桿土建施工測(cè)量放線分別吊裝基礎(chǔ)層鋼柱并臨時(shí)連接、支撐分別調(diào)校各鋼柱垂直度、標(biāo)高、間距分別將各鋼柱柱底與埋件連接固定。（2）二層以上柱安裝流程（以二層為例）施工圖測(cè)量放線分別吊

15、裝各柱，用附加節(jié)點(diǎn)板臨時(shí)連接并支撐分別調(diào)校各柱垂直度、標(biāo)高、間距焊接柱間的連接焊縫對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢測(cè)檢驗(yàn)并交付土建施工6.2.2鋼柱安裝技術(shù)措施（1）復(fù)測(cè)土建提供的柱腳尺寸、標(biāo)高，指引出柱相交軸線，放置地腳螺栓，定位，固定，澆砼。（2）鋼柱起吊前搭好上柱頂?shù)闹迸捞?，鋼柱采用二點(diǎn)綁扎吊裝，扎點(diǎn)應(yīng)選擇在柱頂?shù)醵?，綁點(diǎn)處應(yīng)設(shè)軟墊。（3）鋼柱采用旋轉(zhuǎn)法吊升，吊升時(shí)在柱腳底部拴好拉繩并墊以墊木，防止鋼柱起吊時(shí)，柱腳拖地和碰壞地腳螺栓。（4）鋼柱對(duì)位時(shí)，使柱子中心線對(duì)準(zhǔn)基礎(chǔ)頂面安裝軸心線，并使地腳螺栓對(duì)孔，注意鋼柱垂直度，在基本達(dá)到要求后，方可落下就位。經(jīng)過初校，待垂直度偏差控制在20mm以內(nèi)，擰上四角

16、地腳螺栓臨時(shí)固定，方可使起重機(jī)脫鉤。（5）鋼柱就位后，用墊塊或用柱底板下增設(shè)的埋件螺母調(diào)整標(biāo)高。用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在軸線的相鄰兩側(cè)同時(shí)對(duì)準(zhǔn)鋼柱兩個(gè)側(cè)面上的中心標(biāo)記，同時(shí)檢查鋼柱的垂直度，如有偏差，可用千斤頂、斜頂桿等方法校正。（表3）柱安裝允許偏差 表3國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng) 目允 許 偏 差允 許 偏 差柱 垂 直 度1/1000H且10mm1/1000H且8mm柱 軸 線 位 移1/1000h且6mm1/1000h且5mm柱 水 平 標(biāo) 高5mm3mm注：H為構(gòu)件高度，h為截面尺寸。（6）校正合格后，將地腳螺栓固定，并將墊板與預(yù)埋件及柱腳底板焊接固定。焊接時(shí)實(shí)施對(duì)稱定位點(diǎn)焊，焊接時(shí)原則上采用對(duì)

17、稱焊接，盡可能減小變形和焊接殘余應(yīng)力。 （7）鋼柱就位后應(yīng)設(shè)置兩道以上剛性支撐，從而防止鋼柱的變位走動(dòng)。6.2.3鋼柱對(duì)接焊（1）鋼柱對(duì)焊接是本工程安裝連接的關(guān)鍵工序之一，對(duì)工程質(zhì)量起決定性作用。（2）鋼柱對(duì)接焊使用BX500型電弧焊機(jī)，進(jìn)行手工電弧焊焊接。鋼柱對(duì)接焊時(shí)焊條采用E50。封底焊接用3.2焊條,電流100130A；中間層、面層焊接采用4（或5）焊條，電流160 210A。（3）在柱與柱對(duì)接焊時(shí)，采用兩個(gè)焊工同時(shí)對(duì)稱、反向焊接法施焊的工藝，并保證焊接參數(shù)相同，焊接速度相一致，施焊時(shí)先焊腹板再焊翼板以減少焊接變形和焊接殘余應(yīng)力的影響，保證焊縫質(zhì)量。（4）焊接時(shí)，還應(yīng)根據(jù)柱子產(chǎn)生的垂偏值

18、來調(diào)整施焊順序，利用焊后收縮來校正偏差6.3、鋼梁安裝6.3.1鋼梁安裝流程施工流程：鋼主梁吊裝鋼主梁與鋼柱臨時(shí)連接鋼主梁調(diào)校、固定（焊接）鋼次梁吊裝鋼次梁調(diào)校、連接固定（焊接）6.3.2鋼梁安裝技術(shù)措施安裝時(shí)先將分段主鋼梁吊至所安裝的軸線處與鋼柱進(jìn)行組對(duì)連接、調(diào)校和固定,再將兩主梁間的次梁吊至所安裝的軸線處與鋼主梁進(jìn)行組對(duì)連接、調(diào)校和固定。吊裝前設(shè)好安全繩，方便施工人員高空操作。鋼梁吊裝宜緩慢進(jìn)行，吊升過鋼柱頂后由操作人員扶正就位，用螺栓穿過連接板與節(jié)點(diǎn)臨時(shí)固定，并進(jìn)行校正鋼梁的校正主要是垂直度檢查，鋼梁跨中垂直度偏差不大于H/250（H為變截面H型鋼梁高），并不得大于20mm。鋼梁校正后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行高強(qiáng)螺栓緊固， 在進(jìn)行連接固定時(shí)，嚴(yán)禁將高強(qiáng)螺栓用錘打入孔中，應(yīng)用過渡銷先進(jìn)行過渡，再安裝高強(qiáng)螺栓，使用專用工具將高強(qiáng)螺栓緊固。高強(qiáng)螺栓擰緊順序：從節(jié)點(diǎn)中心向邊緣依次緊固，使所有的螺栓都能有