【文章內容簡介】 第五章 鋼結構安裝方案 鋼結構工程特點 深圳市某少年宮作為少年兒童大型活動基地，在建筑設計上具有造型復雜、空間跨度大，地下室面積大，層高較高等突出的特點。 為了滿足建 筑造型的要求，本工程鋼結構類型繁多，主要包括有：斜墻巨型 H 型鋼組合桁架；水晶石、球幕影院空間管結構；水晶石下部支撐勁性梁柱結構；少年山三層大空間大跨度厚壁 H 型鋼柱梁結構；飛艇桁架結構等。 本工程地下一層，地上由少年山、科學山、水晶石大廳三個部分組成，三部分都包括有鋼結構部分，鋼結構布點多，兩千多噸鋼結構分為 8 個大部分，散布于整個 129m 126m 的混凝土結構中，構件數(shù)量少，單體重量大。 從施工角度來看： 水晶石大廳鋼結構在本工程中占有著極其重要的地位，整個大廳分為外筒與內核兩部分，外筒由按 R= 圓周設置的 16 根鋼管柱 (STZ1STZ10)、外圍弧型梁系統(tǒng)與支撐于內核的屋面鋼梁系統(tǒng)組成，柱距為 ，最大單柱總重為 ，設計分為三段（不包括地下室）。內核由三根厚壁鋼管柱及頂端橢球體組成。 少年山東面局部的外墻為一巨型斜墻，標高 墻體內有鋼骨架 , 鋼骨架為型鋼巨型組合桁架，長度 57211mm，傾斜 176。，投影高度 7178mm，垂直高度 6976mm，桁架重量 ，因此必須重點解決好：腳手架的搭設，鋼骨架的安裝與穩(wěn)定措施等幾個問題。 少年山 三層展廳在（ H）、（ J）、（ K）軸內有四根十字型鋼骨柱，支撐著 7 根大截面工字型鋼骨梁，其中四根鋼骨梁與斜墻桁架相連。 在（ 0A） — （ F）軸，（ 16） （ 1/17）軸各向外 設有 7 榀 24m 跨鋼桁架 ,組成飛艇 ,飛艇的安裝高度為 ，桁架中部高為 ，單榀飛艇桁架最重達 。 吊裝對策 針對 節(jié)中鋼結構的分布特征和標書中業(yè)主的有關要求，我們認為鋼結構的施工應按以下原則進行： 1 與土建共享作業(yè)區(qū)域，交叉施工的原則，獨特的結構類型，很短的施工期均要求我們充分利用作業(yè) 空間資源，提高時間和空間利用率，縮短日歷工期。 2 施工過程應隨時深化已完成工程形成結構穩(wěn)定體并足以支持下一步的施工，這個工程大部分是 SRC 結構，僅是鋼結構應不足以支持全部施工荷載，因此，勁性結構施工進度不應把土建甩得很遠，最多只能有一個節(jié)間的距離，在某些關鍵的節(jié)點還應保持同步或先后施工，如▼ 平臺大梁安裝與 SGTZ1 和 SGTZ SGKZ2a 砼澆筑和平臺大梁下的木模板支承體系，在施工過程中，你中有我，我中有你，相互支承，共同工作。 3 工序安排符合整體工程進度安排的原則；工程施工有主有次， 主次之分應按整個工程的安排（業(yè)主的或總包的安排）進行安排，不允許片面強調某單項的特殊。 基于以上幾點原則，我司初步擬定了以下吊裝方案方案一：把 110t 汽車吊開進作業(yè)面上，對吊車吊裝站位和行駛線路進行加固，按這種思路幾乎整個水晶石大廳和三層展廳部分的地下室頂板均要加固（如圖 5— 1），而且給處于吊裝位置的吊車供料也非常困難。 方案二：用大噸位吊車在地下室外進行吊裝， M250 型履帶式起重機具有極好的遠距起重性能，作業(yè)半徑可達到 82m，最遠點吊重達 （見 M250 履帶吊起重性能表）。利用這臺大型吊車可 滿足水晶宮和三層展廳施工，而且不用進行任何加固，有利于提高施工作業(yè)面上空間的利用率，更有利于交叉施工的開展，可大大縮短工期。 基于以上兩個方案的費用比較，資源占用等各方面的考慮，我司認為選用方案二（即利用M250 履帶吊場外吊裝）是較為理想的施工方案。 在這種方案之下的總體思路是：利用 M250 履帶吊和總包單位已安裝于北側的 K50/50 塔吊進行水晶宮的鋼結構安裝，而后轉場至建筑東側進行少年山鋼結構的安裝后即撤場，由汽車吊 110t 一臺， 70t 一臺， 40t 一臺和總包單位北側的 K50/50、南側 QTZ125 塔吊進行其他鋼構件的安裝，少年山三層展廳鋼柱利用總包單位將要安裝在建筑物東側的 K50/50 塔吊進行吊裝。這樣可大大提高在場設備的使用效率，避免在現(xiàn)場閑置， 施工準備 準備工作的好壞直接關系到整個工作的成敗，對鋼結構施工而言，施工準備工作尤為重要。施工準備工作流程圖如下： M250 履帶吊起重性能表 吊臂總長 (m) 最大吊重 (t) 半徑 (m) 仰角 (176。 ) 吊點高 (m) 吊重 (t) 300 14 15 16 18 20 施工準備工作流程圖 工藝與技術準備 本工程鋼結構選用的結構（或構造）形式有桁架、實腹鋼梁、鋼管混凝土、 SRC 體系、球殼、鋼管結構等，類型之多，在一般工程中較為罕見，本工程中所采用的結構類型，我司在以往的工程中均已分別有成功的安裝經驗，針對本工程的特點，我們將以下列問題作為工藝熟悉圖紙、會審圖紙、計算工程量、現(xiàn)場 編制施工機具設備需用計劃 工藝流程及作業(yè)要領書 編制勞動力需用量 編制施工進度 編制材料、構件、成品需用計劃 安全、技術交底 臨時供水、供電 計劃 編制施工準備工作計劃 施工總平面布置 經濟承包與核算 審批 和技術準備的 重中之重，加以控制： 1. 三維結構焊接熱收縮對球殼結構幾何尺寸的影響，重點在水晶石上半球鋼管球殼結構。 2. 鋼結構安裝過程中（特別是勁性結構）施工順序和焊接工藝產生的應力對結構的影響，突出表現(xiàn)在▼ 的平臺鋼結構安裝。水晶石球殼結構無論是采用分片安裝還是采用高空單件拼裝，焊接熱收縮和運輸?shù)淖冃尉鶚O難控制和校正。如采用分片安裝，即使在工廠預拼裝驗收合格，運輸?shù)淖冃危ㄤ摻Y構的徐變可持續(xù)兩年之久，主要的變形集中在前 60 天以內發(fā)生，如受外力影響，例如運輸?shù)念嶔?、碰撞可導致變形在瞬間發(fā)生，這就是為什么 預拼裝合格的構件運到現(xiàn)場以后往往又會有新的偏差的原因。分片安裝也將有一部分現(xiàn)場焊接，再加上運輸?shù)脑蚝头制旧淼膸缀纹?，將最終導致球殼成為一個“癟”的球殼，且無法校正，如采用高空散件拼裝的方法進行球殼的安裝，焊接時全面、對稱施焊，可有效減小球殼變形。但是又會帶來新的問題：球殼頂點的高度將變小，從焊接工藝的角度講這是一個兩難的選擇。 但是通過進一步的分析，我們認為分片安裝導致球殼變癟是不可預估的，而高空散裝導致高程變化的趨勢卻是可以預估的，即高空變化的量可以通過提前給予補償?shù)姆椒ㄒ缘窒负蟮淖冃?，這個辦法可 有效避免球變“癟”或高程變低，但實施這個方案卻有一個難題：即是這個“提前量”的數(shù)值確定。 第 2 個問題典型的體現(xiàn)在▼ 平臺鋼結構施工過程中，如按常規(guī)的方式進行施工：先安裝鋼管柱并澆筑砼，后安裝平臺梁并施焊，這種方式符合構件安裝常規(guī)，卻可能因厚 50mm 鋼板焊接產生的熱收縮對鋼管砼柱產生影響。即使控制焊接熱輸入（如填充層熱輸入不得大于 ）一道焊縫可讓母材收縮 12mm。如此大的側向變形產生的應力足以使鋼管砼柱的外包混凝土開裂。為避免這種情況的出現(xiàn)，如按設計圖紙要求的節(jié)點方式進行施工，則 應調整施工順序為：安裝鋼管柱（給出反變形） 安裝平臺鋼梁 澆筑砼。通過以上分析，使我們找到解決這兩個問題關鍵所在：解決第一類的關鍵是找出“提前量”的計算方法或量的大小，對于第二類問題如果總包的方案和計劃中規(guī)定須在支撐柱澆筑砼后安裝▼ 平臺鋼結構，將只能改變節(jié)點的做法，即把平臺大梁與鋼管砼柱間的節(jié)點做法由栓焊型改為全螺栓連接型。如下圖所示： 原設計的做法 建議修改的做法 （螺栓數(shù)僅為示意） （螺栓數(shù)僅為示意） 焊接準備 工藝評定計劃 針對本工程組合鋼柱、箱型鋼柱、柱與柱、柱與梁和球殼鋼管結構的焊縫接頭形式，根據(jù)《 JGJ— 91 建筑鋼結構焊接規(guī)程》第五章“焊接工藝試驗”的具體規(guī)定，在施工前進行焊接工藝評定，評定的目的是針對各種類型的焊接節(jié)點確定出最佳焊接工藝參數(shù)，制定完整合理詳細的工藝措施和工藝流程。 按照《 JGJ— 91 建筑鋼結構焊接規(guī)程》第八章“焊工考試”的規(guī)定，焊工應進行復訓與考核。 只有取得合格證的焊工才能進入現(xiàn)場施焊。持有深圳市鍋監(jiān)所頒發(fā)的《鍋爐壓力容器焊工合格證》和取得英國焊工合格證的焊工可以直接進入 現(xiàn)場作業(yè)。 技術交底 工程正式開工前進行充分的施工技術交底是我司的優(yōu)良傳統(tǒng)。我們應讓每一個施工參與者掌握在本工程施工過程“我”應當處于“什么時間”、“什么位置”、“干什么”、“怎么干”、“干到什么程度”、“干完提交給誰”。 地下室鋼結構工程的驗收 本工程開工前地下室鋼結構已施工完畢，為摸清已完工程與我司即將施工的鋼構件中相關聯(lián)的柱頭的偏差控制情況（標高誤差、軸線偏差、扭轉）。我們應在監(jiān)理、總包主持下驗收，驗收依據(jù) GB50221— 95 和 JGJ— 98。此部分涉及到的技術要求如下： 安裝 允許偏差 鋼結構定位軸線 柱定位軸線 柱底座軸線 柱頂標高 柱扭轉 項目 （ mm） (mm) (mm) (mm) (mm) 偏差 L/20220 177。 鋼構件的驗收 鋼構件的驗收包括出廠前由我司（必要時現(xiàn)場監(jiān)理應參加）駐廠代表進行駐廠驗收和運到現(xiàn)場后的現(xiàn)場驗收兩個步驟。其中駐廠驗收主要是按設計圖紙和規(guī)范（ GB50221— 95）的要求進行尺寸驗收，現(xiàn)場驗收主要是對構件的配套情況、損傷情況等進行驗收。針對本工程要求，允許的尺寸驗收技術條件，如下表所 示 。 項 次 項目 允許偏差（ mm） 檢驗方法 1 兩端銑平時構件長度 177。 用鋼尺檢查 用直尺和塞尺檢查 2 銑平面的平直度 用直角尺和塞尺檢查 3 銑平面的傾斜度（正切值） L/1500 4 表面粗糙度 用樣板檢查 5 構件長度 177。 6 焊接 H 型鋼 截面高度 結合部位 177。 鋼尺檢查 其它部位 177。 7 焊接 H 型鋼截面寬度 177。 鋼尺檢查 8 構件兩端最外側安裝孔距 177。 9 構件兩端安裝孔距 177。 10 同組螺栓 相鄰兩孔距 任意兩孔距 177。 11 構件撓曲矢高 L/1000 用拉線和鋼尺檢查 鋼架的允許偏差和檢驗方法 項次 項目 允許偏差（ mm） 檢驗方法 1 梁跨度 端部刀板封頭 ， +0 用鋼尺檢查 H≤ 2m 177。 2 端部高度 H＞ 2M 177。 設計未要求起拱 +L/2022 且 3 起拱度 不小于 用拉線和鋼尺檢查 設計要求起拱 177。 L/500 4 側彎矢高 L/2022 且 用拉線和鋼尺檢查 不大于 5 扭曲 h/250 且 用拉線、吊線和鋼尺檢查 不大于 6 腹板局部平直度 t＞ 14mm 3L/1000 用 1m 直尺和塞尺檢查 t＜ 14mm 2L/1000 7 翼緣板傾斜度 用直角尺和鋼尺檢查 用 1m 直尺、200mm 直尺和塞尺檢查 8 上翼緣板與軌道接觸面度 構件到場時，相應的質量保證書和運貨清單等資料要齊全，驗收人員根據(jù)運貨清單檢查 所到構件的數(shù)量、規(guī)格及編號是否相符，經核對無誤，并對構件質量檢查合格后，方可確認簽字，并作好檢查記錄。如發(fā)現(xiàn)構件數(shù)量、規(guī)格及編號有問題，及時在回單上注明，以便于制作廠更換或補齊構件。對于制作超過規(guī)范要求和運輸中受到損傷的構件，應送回制作廠進行返修，對于輕微的損傷，則可以在現(xiàn)場進行修復。質量驗收的計量檢測工具必須統(tǒng)一，并定期進行檢查。構件與材料到場后，驗收人員應按照堆場的情況和堆放的規(guī)定，指揮卸車和擺放。 進場材料保管 本工程鋼結構現(xiàn)場焊接施工所需的材料和輔材，均要有質量合格證書，施工現(xiàn)場設置專門 的存儲場所，分類保管。 螺栓和剪力釘應采用防水包裝，并將其放在托板上以便于運輸，只有在使用時 才打開包裝。螺栓和剪力釘都應根據(jù)其規(guī)格、型號分組存放。 （ 1）焊條和焊絲在使用前都要存放在容器中，并存放在與地面隔離的托板上，頂上蓋帆布； （ 2）襯板、引弧板和熄弧板應根據(jù)其厚度和尺寸存放在包裝之內，并要注意防水； （ 3）氣體瓶應當放在機具房內，工作時間之外要上鎖。 幾點說明： ，防止變形和損傷，構件堆放時下面墊枕木； 類堆放，構件的標識應朝外（不要被其它構件遮蓋），以便于識別和檢驗； 、堆放記錄應當留檔備查； 、防止事故發(fā)生； 、道路暢通，并提供有充足的排水措施。 設備進場、水電接駁 工程正式開工前，按施工組織