鋼結(jié)構(gòu)型鋼柱精確定位技術(shù)

1、鋼結(jié)構(gòu)型鋼柱精確定位技術(shù)1、工程概況本工程兩塔樓之間在標(biāo)高74.64m 位置有一咖啡連廊，連廊上頂標(biāo)高為86.07m，總高度 11.43m，寬度 9.2m，總長度為 33. 6m ，鋼結(jié)構(gòu)部分總重 164 噸，其中主體桁架部分66 噸，在 21 層位置貫穿兩塔樓。連廊的主要受力部位為由上下弦組成的主體桁架，桁架長 30.560m、 寬 9.2m、高 3.6m，桁架主梁與次梁之間由大六角頭m20高強(qiáng)螺栓連接，兩塔樓間四根型鋼混凝土柱（型鋼尺寸： 7004001630）外伸焊制牛腿， h型桁架主鋼梁與牛腿腹板用 m20高強(qiáng)螺栓連接， 翼板焊接連接。 因此型鋼柱及牛腿預(yù)埋的精確定位是確保連廊桁架順利

2、安裝的前提條件。柱1柱1柱1柱12、影響型鋼柱施工偏差的原因（1） 型鋼柱安裝產(chǎn)生的偏差安裝偏差安裝過程中測量偏差吊裝過程中的撓度吊點(diǎn)選擇不合理測量儀器的偏差讀數(shù)不準(zhǔn)確測量人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高儀器自身偏差和誤差堆放過程中的撓度支墊方式不合理溫度風(fēng)力造成的偏差未采取有效措施澆注砼時(shí)發(fā)生偏差固定方式自身問題工人野蠻操作（2） 型鋼柱制作產(chǎn)生的偏差（3） 平面控制網(wǎng)和豎向控制網(wǎng)偏差3、控制措施本工程由兩塔樓組成，鋼結(jié)構(gòu)部分施工高度74.64m-85.94m，裙房以下部分的平面控制可用同一控制軸線；裙房以上兩塔樓， 每一塔樓的水平和豎向控制可自成體系，結(jié)合這一特點(diǎn)我們選擇如下測量放線方案：3.1 水平軸線

3、控制在零層板上，設(shè)置 8 個(gè)豎向控制點(diǎn)，每塔樓四個(gè)，如圖示。以8 個(gè)基點(diǎn)為控制點(diǎn)，采用激光鉛直儀進(jìn)行豎向投點(diǎn)，控制水平軸線。因高度越高，激光鉛直儀所發(fā)出的激光束擴(kuò)散越大。因此，在十層平臺(tái)上，相同位置設(shè)置8 個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)行豎向投點(diǎn)的接力傳遞。測量人員質(zhì)量意識(shí)差型鋼柱于十九層開始埋設(shè)， 十九層軸線放好以后， 采用全站儀對兩塔樓的軸線進(jìn)行復(fù)核，如圖示。將全站儀立于b 塔樓十九層 a 點(diǎn)，將反射棱鏡放于a 塔樓十九層 a1 點(diǎn)，側(cè)得 a、a1 兩點(diǎn)的距離，用同樣方法，測得b、b1 兩點(diǎn)的距離，調(diào)整 5 軸和 9 軸之間的距離，使其距離偏差為零。將全站儀旋轉(zhuǎn) 90 度，檢測直線 ab 是否垂直于直線aa

4、1。測得線段 ab 之間的距離，調(diào)整c 軸和 d 軸之間的距離，使其距離偏差為零。3.2 豎向標(biāo)高控制每座塔樓的標(biāo)高控制沿其核心筒引測。兩塔樓均引測至十九層時(shí)， 將水準(zhǔn)儀立于 b 塔樓上，測量 b 塔樓的標(biāo)高控制線，然后將標(biāo)尺立于a 塔樓測量 a 塔樓的標(biāo)高控制線，然后對其進(jìn)行調(diào)整，使標(biāo)高控制線的相對高差h=0。3.3 焊接變形控制本工程中的 h 型鋼柱采用埋弧自動(dòng)焊， h 型牛腿采用手工焊，牛腿與鋼柱的連接也采用手工焊。 h 型鋼柱采用機(jī)械焊接，焊接完后機(jī)械矯形，偏差不會(huì)很大；手工焊制牛腿及與鋼柱的連接將可能出現(xiàn)比較大的焊接變形。焊縫的橫向收縮值可按下式計(jì)算：s=ka/t 其中： t：焊縫高

5、度； a：焊縫橫斷面積； k：常數(shù)，取 0.1。為此我們采取如下措施：1、將 16m 長型鋼柱焊制完畢后進(jìn)行矯形，然后固定在焊接平臺(tái)上，之后將同根鋼柱上的四個(gè)牛腿一一點(diǎn)焊固定。2、將牛腿點(diǎn)焊固定后，在牛腿之間用兩根14 號槽鋼連接， 防止因牛腿發(fā)生焊接變形牛腿間距無法保證。3、采用等溫同速對稱施焊的焊接順序。兩牛腿同時(shí)焊接，兩牛腿間焊接的構(gòu)件一致，同一構(gòu)件兩側(cè)焊縫同時(shí)施焊。同一牛腿先焊接與槽鋼相連的翼板，再焊接腹板，最后焊接加勁板。3.4 臨時(shí)固定控制鋼柱的臨時(shí)固定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度不夠，則會(huì)引起固定結(jié)構(gòu)的變形和位移，將直接影響型鋼柱的預(yù)埋精度，為此我們采取如下固定方式：1、在十八層頂平臺(tái)預(yù)埋20

6、020010 鋼板，用于臨時(shí)固定架生根； 在柱頂位置預(yù)埋 4 塊 10010010 鋼板，用于固定型鋼柱。2、臨時(shí)固定用鋼性骨架由14 號工字鋼焊制，尺寸為200020007500，并在 74.91m 和 74.64m位置即型鋼柱兩側(cè)鋼牛腿位置焊制橫向龍骨，鋼牛腿擱置在橫向龍骨上，控制鋼牛腿的標(biāo)高。3、鋼柱垂直度及標(biāo)高調(diào)整完畢后，將鋼柱與鋼骨籠子用槽鋼焊接固定，并將鋼柱底端與預(yù)埋鋼板固定，之后進(jìn)行支設(shè)模板。4、模板支撐體系與固定型鋼柱體系不得相連，應(yīng)獨(dú)立成受力體系。為防止兩鋼骨架發(fā)生相對變形，用腳手鋼管焊接連接。3.5 溫度變形控制本工程中單根鋼柱長度8m，為長細(xì)構(gòu)件，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，鋼柱也

7、因熱脹冷縮而變形，并在體內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。根據(jù)理論值，溫度應(yīng)變：l=a tl溫度應(yīng)力： =a te 其中： a 材料的線膨脹系數(shù)，鋼材取12.510-61/；e材料的彈性模量，鋼材取0.2106；t溫差變化，取晝夜溫差15 ；型鋼柱牛腿固定牛腿用槽鋼消除焊接變形措施圖l構(gòu)件長度，取 8m。帶入數(shù)據(jù)得：l=1.5mm對于本工程中的鋼柱，校正完畢，未固定之前，在一天內(nèi)早晨、中午兩次對柱子垂直度進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)，兩次測量值相差5mm，此部分偏差不可忽視。為消除溫度偏差采取如下措施：1、增加鋼柱的鋼性固定點(diǎn)，即增加其約束，強(qiáng)制其不發(fā)生變形；2、澆注該部位混凝土?xí)r必須選擇在凌晨，這時(shí)白天的變形已消除，下一次的

8、變形還沒開始。4、實(shí)施效果我們對已隱蔽施工完畢的型鋼柱牛腿，進(jìn)行測量。將全站儀和水準(zhǔn)儀架于b塔樓二十層 o 點(diǎn)，測量 a、b、c、d 點(diǎn)，如圖示：鋼結(jié)構(gòu)連廊順利提升到頂，隨即成功進(jìn)行了牛腿螺栓連接，經(jīng)過反復(fù)測量，型鋼柱牛腿預(yù)埋誤差僅為3mm 和 4mm。并取得了地方主管部門的質(zhì)量優(yōu)良和過程安全鑒定證明書。牛腿間距最標(biāo)高最大偏型鋼柱及角度距離測量數(shù)據(jù)如下6.5311m線段oa34.7387m線段ob34.3446m線段od54 39? 21?boa14 37? 58?bod4.0589m線段oc40 46? 17?cod經(jīng)計(jì)算8.786m線段 ac8.803m線段 bd31.3990m線段 cd31.4052m線段 ab大偏差為4mm，符合規(guī)范規(guī)定。標(biāo)高測量數(shù)據(jù)如下78.737md牛腿78.739mc牛腿78.743mb牛腿78.742ma牛腿差3mm外伸牛腿的施工精度符合規(guī)范規(guī)定規(guī)范： 5規(guī)范： +8，-55、技術(shù)總結(jié)（1）鋼結(jié)構(gòu)的施工中加工制作、安裝和測量必須三位一體，以測量為控制中心，密切配合，相互制約，三者的控制缺一不可。本工程型鋼柱的施工過程中，就嚴(yán)格的貫穿了這一原則。（2） 對于長細(xì)構(gòu)件，在安裝過程中，溫度變形不可忽視。本工程中8m 長型鋼柱，按理論計(jì)算，其變形量為1.5mm，實(shí)際變形量最