超大平面鋼桁架高空散裝安裝工藝

超大平面鋼桁架高空散裝安裝工藝研究XX1XX1XX11.XX有限公司上海200125摘要：對于截面尺寸和單榀重量都較大的鋼結(jié)構(gòu)平面桁架，桁架分為若干段后分段重量仍然較大，無法整體吊裝；又因桁架截面為桿件組合截面，構(gòu)件寬度較大，運(yùn)輸會(huì)極為困難。因此，將大型平面鋼桁架構(gòu)件在工廠制作時(shí)分解為若干節(jié)下弦桿、若干節(jié)上弦桿、若干腹桿和連接節(jié)點(diǎn)，分別運(yùn)輸至現(xiàn)場后高空散拼安裝。超大平面鋼桁架散拼各構(gòu)件在組裝完成后，根據(jù)不同厚度的鋼板理論焊接收縮值，對焊接部位進(jìn)行“預(yù)偏”，以抵消焊接收縮量；在桁架下弦桿下的框架柱上使用可調(diào)式柱頂馬凳，并將每個(gè)馬凳與桁架下弦桿的框架柱一一對應(yīng)，控制標(biāo)高誤差；弦桿就位過程中使用公母接頭防止側(cè)翻，并加快摘溝時(shí)間關(guān)鍵詞：超大平面鋼桁架；高空散拼；焊接收縮；可調(diào)式柱頂馬凳；公母接頭Thetechnologyresearchbasedonthesteeltrusshigh-altitudebulkinstallationofsuper-planeYangShiYu1HanPei1QinBin11.ConstructionEighthEngineeringBureauLtdofchinaShanghai200125Abstract:Forthesectionsizeandsingleframeofweightlargesteelstructureplanetrussandthetrussisdividedintoseveralsegments,buttheweightisstillbigandcan'tintegrallifting.Becausethetrusssectionisbarsectionandthewidthofthecomponent,sothatthetransportationwillbeextremelydifficult.Asaresult,inthefactorythesteeltrussofsuper-planeduringtheproductiondecomposedintoseveralbottomchordbars,severaltopchordbars,severalwebmembersandconnectionjoints,respectivelybulkspellinstallinthehigh-altitudeaftertransporttothescene.Accordingtothetheoryofdifferentthicknessofsteelplateweldingshrinkagevalue,theweldingpartsforits"partial",tooffsettheweldingshrinkageafterthesteeltrusshigh-altitudebulkinstallationofsuper-planeassembled.Onthetrussframecolumnunderthelowerchordusingadjustablepillarshorsestool,andeachhorsestoolofbottomchordandthetrussframecolumn-correspondandcontroltheelevationerror.UsingamalefemaleconnectortopreventsidetumblingduringtheprocessofChordinplaceandacceleratetopickaditch.Keywords:steeltrussofsuper-plane;high-altitudebulkinstallation;weldingshrinkagevalue;adjustablepillarshorsestool;malefemaleconnector1結(jié)構(gòu)與體系1.1項(xiàng)目概況XX中心·XXST1塔樓是XXXX項(xiàng)目的最高建筑，地下四層，地上八十層，建筑高度383.45m；總建筑面積17.5萬㎡。主要建筑功能為高檔寫字樓和超五星級酒店。1.2結(jié)構(gòu)體系主體結(jié)構(gòu)形式為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)主要分布于塔樓的外框，外框結(jié)構(gòu)由巨型柱、轉(zhuǎn)換大桁架、斜向大支撐、框架柱與框架梁共同組成。其中，巨型柱分布于塔樓的五個(gè)角，轉(zhuǎn)換大桁架每隔15層一道，將上面14個(gè)樓層的荷載傳遞到周邊巨型柱上，每兩道桁架之間設(shè)置斜向大支撐，組成結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系?？傆娩摿考s3.45萬噸。圖1ST1塔樓結(jié)構(gòu)體系透視圖本工程共20榀的超大轉(zhuǎn)換平面鋼桁架，轉(zhuǎn)換大桁架最長40.3m、高8.5m，單榀重量最重291t。圖2超大鋼桁架立面布置圖圖3超大鋼桁架弦桿剖面圖2工藝流程及操作要點(diǎn)2.1工藝流程施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備安裝桁架牛腿、臨時(shí)支撐安裝柱頂馬凳桁架吊裝桁架測量校正桁架焊接圖4施工工藝流程圖2.2操作要點(diǎn)1、施工準(zhǔn)備1）現(xiàn)場制作臨時(shí)支撐使用的H型鋼、鋼板等材料準(zhǔn)備齊全。2）塔吊、千斤頂、電焊機(jī)、焊條烘干箱、吊索具等機(jī)具設(shè)備準(zhǔn)備齊全、狀態(tài)完好。3）信號(hào)工、鉚工、電焊工等人員經(jīng)過交底和培訓(xùn)，并且持證上崗。2、安裝桁架牛腿、臨時(shí)支撐1）在安裝桁架前，先要將與巨型柱相連的桁架連接牛腿和支撐桁架下弦桿的臨時(shí)支撐安裝完畢。本工程臨時(shí)支撐選用H型鋼。圖5桁架牛腿及臨時(shí)支撐安裝示意圖2）臨時(shí)支撐的頂部處理臨時(shí)支撐的長度確定根據(jù)桁架下弦桿底面與下一層鋼框梁上表面的高差確定。支撐頂部處理措施，如下圖所示。圖6臨時(shí)支撐頂部理措施3、安裝柱頂馬凳根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在桁架下弦桿底面與框架柱之間有部分的下?lián)献冃握{(diào)節(jié)空間。桁架安裝時(shí)，在框架柱頂需要增加馬凳用以調(diào)節(jié)。馬凳高度則根據(jù)現(xiàn)場每個(gè)框架柱的柱頂標(biāo)高與桁架下弦桿底面的設(shè)計(jì)標(biāo)高高差確定，這就要求對每一個(gè)框架柱及其對應(yīng)的馬凳一一編號(hào)對應(yīng)。馬凳與框架柱頂?shù)倪B接方式如下圖所示。圖7框架柱頂馬凳處理措施4、桁架吊裝1）桁架弦桿的組對就位由于桁架弦桿截面、重量大，為了防止安裝過程中平面內(nèi)失穩(wěn)，保證安裝的安全并縮短吊裝及校正的時(shí)間，在桁架弦桿與連接牛腿、桁架弦桿與弦桿的對接位置設(shè)置公母接頭進(jìn)行組對后就位，如圖8所示。圖8公母接頭拼接圖2）桁架安裝流程a、吊裝下弦桿。同時(shí)吊裝下弦桿連接的相關(guān)平面梁，確保該構(gòu)件在空間上形成穩(wěn)定體系。校正后焊接與牛腿相連的下弦桿，如圖9。圖11b、下弦桿安裝完畢后，依次安裝豎腹桿，校正后，依次焊接，如圖10。圖10c、豎腹桿安裝完畢后，在每一個(gè)豎腹桿兩側(cè)各懸掛一個(gè)倒鏈，用于斜腹桿的調(diào)整。而后，依次安裝斜腹桿，并分別與相應(yīng)的倒鏈連接，初步校正后，緊固連接耳板，如圖11。圖11d、安裝連接牛腿及上弦桿，與之相連接的平面梁同步安裝。校正固定后，焊接上弦桿之間的對接焊縫，如圖12。圖125、桁架測量校正1)下弦桿的測量控制a、根據(jù)A’、B’點(diǎn)的標(biāo)高連線設(shè)置臨時(shí)支撐。同時(shí)，測出A、B點(diǎn)的標(biāo)高。圖13下弦桿安裝測量示意圖（一）b、安裝第一段下弦桿，根據(jù)A、B點(diǎn)標(biāo)高連線，復(fù)測C點(diǎn)標(biāo)高。與設(shè)計(jì)標(biāo)高有偏差時(shí)，微調(diào)臨時(shí)支撐上的千斤頂確定C點(diǎn)標(biāo)高?？紤]到焊接收縮變形，在A點(diǎn)處組對時(shí)，軸線相對于設(shè)計(jì)位置預(yù)偏4mm。用全站儀控制弦桿水平位置。圖14下弦桿安裝測量示意圖（二）c、同樣的方法確定第二、第三段下弦桿軸線及標(biāo)高位置。圖15下弦桿安裝測量示意圖（三）2)豎腹桿的測量控制在豎腹桿安裝前，對各腹桿的設(shè)計(jì)標(biāo)高坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算；復(fù)測下弦桿上各腹桿的標(biāo)高，并對各腹桿加工尺寸進(jìn)行復(fù)核。若腹桿高度與下弦桿上的腹桿底標(biāo)高之和大于設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，在安裝之前對腹桿進(jìn)行處理后再吊裝。3)上弦桿的測量控制同樣的下弦桿測量方法，控制上弦桿。圖16上弦桿安裝測量示意圖（二）6、桁架焊接1）焊接工藝流程a、K型節(jié)點(diǎn)牛腿、下弦桿、豎腹桿的焊接分別根據(jù)其安裝流程，各對接焊口逐步焊接，如下圖17所示。圖17桁架焊接順序示意圖b、連接節(jié)點(diǎn)及上弦桿的焊接也分別根據(jù)其安裝流程。圖18桁架焊接順序示意圖（三）c、最后，焊接斜腹桿各對接焊縫。（圖19中焊口15~16）。圖19桁架焊接順序示意圖（四）2)焊前預(yù)熱施焊前用電加熱板對焊縫兩側(cè)2倍板厚范圍進(jìn)行加熱，加熱溫度140℃以上。對于加熱溫度達(dá)不到要求的區(qū)域，用火焰加熱進(jìn)行補(bǔ)償。3)焊接后熱及保溫焊接完成后，立即將加熱板覆蓋焊縫并通電，對距焊縫中心線50mm位置進(jìn)行溫度測量，溫度達(dá)到250℃時(shí)，停止通電。外覆保溫棉，使焊縫自然冷卻至常溫。4)焊接檢驗(yàn)及返修焊接完畢以后外觀質(zhì)量檢查應(yīng)無裂紋、氣孔、夾渣，焊縫兩側(cè)比坡口略寬0.5～2mm，焊縫要按規(guī)范規(guī)定及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)返修。焊縫返修時(shí)，應(yīng)對照缺陷位置，采用砂輪機(jī)或碳弧氣刨將缺陷除掉。若采用碳弧氣刨處理時(shí)，氣刨完畢后須用砂輪機(jī)打磨刨口至刨口平滑后，方可進(jìn)行補(bǔ)焊。3質(zhì)量保證措施在低溫環(huán)境下，保證桁架大量100mm厚鋼板的焊縫一次性檢測合格是質(zhì)量控制中的重中之重，在施工的施工過程中采用如下措施保證焊接質(zhì)量。1、層間溫度控制焊接開始后，將電加熱板移至焊縫一側(cè)，繼續(xù)通電，保證焊接過程溫度。焊接過程中定時(shí)對層間溫度進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)層間溫度過低，應(yīng)馬上停止施焊，并用火焰烤槍進(jìn)行熱補(bǔ)償，測溫達(dá)到200℃左右后，方可繼續(xù)施焊。2、焊接小錘的應(yīng)用每層焊接結(jié)束后，用自制焊接小錘均勻敲打焊縫，既清除焊渣，又消除焊接應(yīng)力。與傳統(tǒng)的超聲波振搗消除焊接應(yīng)力的方法，簡便易行，成本低。3、焊接過程記錄在防護(hù)棚內(nèi)懸掛溫度濕度計(jì)、紅外測溫儀、風(fēng)速儀等實(shí)時(shí)對焊接環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，焊接過程中對焊接參數(shù)定時(shí)記錄，保證焊接環(huán)境符合要求。4適用范圍適用于單層、多層、高層中平面鋼桁架的安裝，通用性較好。尤其適用于高層建筑中受到塔吊吊重限制而不得不解體吊裝的超大平面轉(zhuǎn)換鋼桁架。5結(jié)語超大平面鋼桁架高空散裝安裝工藝具有構(gòu)件分段標(biāo)準(zhǔn)化，安裝過程安全可靠，便于制作、運(yùn)輸及現(xiàn)場生產(chǎn)等特點(diǎn)。該施工工藝將工程施工難點(diǎn)一一分解并有效解決，有效的提高了大型平面鋼桁架的安裝質(zhì)量，且該工藝對于大型平面鋼桁架施工有較強(qiáng)的通用性，是大型鋼結(jié)構(gòu)工程施工工藝及質(zhì)量保證措施的有效探索成果。6實(shí)施照片圖20下弦桿吊裝就位圖21下弦桿安裝完成圖22豎腹桿安裝完成，腳手架搭設(shè)圖23斜腹桿安裝完成圖24上弦桿吊裝就位圖25弦桿公母頭對接第一作者：XX，XX有限公司，發(fā)稿日期：2014-05-25參考文獻(xiàn)：[1]秦賓，韓佩.超高層鋼結(jié)構(gòu)異形組合截面巨型柱現(xiàn)場組裝焊接工藝研究[J].鋼結(jié)構(gòu)，2013，增準(zhǔn)字第(192)：35-38.[2]趙東明，王鵬，張欣，等.超高層鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2014，