高层钢结构转换层桁架施工技术

发表时间:2019/11/29   来源:《城镇建设》2019年2卷16期   作者:徐荣凯 王威展
[导读] 转换层桁架施工技术因其特有优势在钢结构建筑中得到广泛应用,它具有作业效率高、投入成本低以及施工进度快等特点。
        摘要:转换层桁架施工技术因其特有优势在钢结构建筑中得到广泛应用,它具有作业效率高、投入成本低以及施工进度快等特点,它不但使建筑能够承受较大载荷量,而且能够使建筑工程的整体协调性大幅提升。
        关键词:高层;钢结构;转换层桁架;施工技术
        前言
        当前,许多高层多是将小空间布置于顶层,将大空间布置于顶层,这违反了常规的结构布置方式。为了确保科学的结构构件传力,需将转换层设置在结构体系的变换楼层处。组合柱和板式转换、箱形转换和桁架式转换、转换拱和空腹桁架式转换都属常见转换层结构形式,但对超高层建筑来讲,因转换层的上部楼层偏多,需承受极大的荷载,所以这几年广泛地运用了超高层桁架转换层钢结构施工技术,本文对此作了相关的研究。
        1建筑工程大跨度钢结构转换层施工准备
        1.1构件加工
        (1)组装。完成坡口开制作业后,需对零件质量进行详细检查,可利用专用胎具进行H型钢组装。施工过程中,可选取直角尺重合翼缘与腹板中心线,并做好点焊、固定作业。完成组装作业后,为对腹板、翼缘相对位置及垂直度进行有效控制,可将一些临时固定板设置到H型钢内,同时还能起到避免形变的功能。
        (2)焊接。选取二氧化碳气体保护焊打底进行H型钢焊接。焊接施工中,应由相同一端进行H型钢4条焊接进行起弧,另一端熄弧,要求焊接方向一致,防止H型钢出现形变问题。焊接时必须对形变情况进行时时观测,及时调整焊接顺序、参数等。
        (3)校正。结束H型钢焊接作业后,选取翼缘校正机对H型钢校直、翼缘校平,确保翼缘、腹板垂直度良好。如出现扭曲、变形问题,校正时可选取火焰加热与机械加压。火焰校正温度应控制在650℃以内。
        1.2构件运输
        在工厂完成钢结构构件散件加工作业,向施工现场运送时可选用30t运输车,随后向多功能厅水平运送构件,以此垂直将构件运送到16m转换层平台。
        1.3构件预拼装
        根据原位在胎架上对桁架进行预拼装,整榀桁架控制节点为桁架分段拼装节点。在拼装胎架支撑钢梁上将上下弦轴线投影线弹出,可为吊装就位轴线控制提供可靠依据。桁架标高、预起拱尺寸可利用垫铁进行适当调整。通过地面轴线选取“借线法”对桁架直线度、平面度进行详细检验,确保一次完成桁架拼装。
        2高层钢结构转换层桁架施工工艺
        在对地脚螺栓验收合格,并且妥善处理好钢筋混凝土基础面以后就可以进行施工。
        2.1建立测量控制网
        1)测放基准点。在工程施工以前,要将测量控制点布设在钢结构中,所布设的控制点一般为永久性水平基准点桩和长期性的坐标桩,想要避免受到破坏,需要通过相应的保护措施来实现。施工单位在测量和放线钢结构轴线以及基准线时,需要按照所提供的基准点进行。
        2)建立平面控制网。一是建立标高控制网,在地上结构的首层标记出外围高程基准点引测至核心筒外墙面的四角位置,使闭合的标高控制网在地上结构中形成,结构的标高起始基准点可以根据该控制网进行确定;二是建立平面控制网,平面控制网的建立可以将提前计算好的控制网坐标数据有效结合建筑物的轴线点,从而完成测放钢结构平面控制网。平面控制网的建立需要根据工程结构特点和施工要求完成。一般情况下,将内控法应用于地上钢桁架转换层,即把两个矩形控制网建立在楼层内或者首层,从而实现复测轴线偏差,测量校正钢柱;三是对控制网的垂直传递进行测量,将30cm×30cm预留洞留设在首层以上控制点位置,并将激光板放置在首层预留洞口,引测工作可以通过激光铅锤仪完成。


        2.2安装钢架结构
        1)钢架结构安装顺序。在安装钢结构框架时,需要按照先主后次、先上后下以及先柱后梁的顺序完成施工。在吊装每层柱梁时,首先有一个标准刚性框架在中间形成,随后往外拓展时按节间依次进行。钢结构在竖向平面内安装需要根据单元结构层进行施工,为了使吊装质量得到保障,便于校正和稳定框架,需要按照由下向上的顺序吊装同一跨内钢梁。施工单位要尽可能的避免有独立柱在吊装完钢柱后形成,同一楼层平面内依次跟随相应钢柱对钢梁进行吊装。
        2)设置钢柱吊点。在设置钢柱吊点时需要对吊装的稳定性和简便性进行综合考虑,防止钢构件变形情况的出现。施工人员要在钢柱的顶部设置钢柱吊点,将吊装孔预留在临时连接板上。为了使吊装保持平衡,需要将四根足够强度的单绳挂设在吊钩下,施工人员还要将足够数量的枕木铺垫在钢柱下方,防止起吊时地面或钢柱因地面拖拉出现损伤。
        3)吊装第一层钢柱。将每组不超过4块的垫块设置在钢柱下部,使柱地面与基础面紧密接触垫块。使用塔吊将钢柱吊装到指定地点以后,首先需要将底脚螺栓穿入钢柱地板,确保基础放线中心线对齐柱的四面中心线,随后用双层螺栓拧紧穿上的压板,使钢柱完成就位。当校正完钢梁与钢柱吊装后,需要二次灌注地脚,将混凝土浇灌在钢柱内。
        4)吊装大吨位钢柱。由于大吨位钢柱的截面一般都不对称,而且极其复杂,因此在吊装大吨位异型柱时对选择、起吊以及就位构件吊点重心都有较高的要求。吊装以前需要认真计算每根异型钢柱,将吊耳设置牢固,从而确保能够垂直调整高空就位后的钢柱。
        5)吊装上部钢柱。与第一层钢柱安装相比,上部钢柱底部具有不同的连接固定方式。在吊装上部钢柱时,需要在钢柱上部设置吊点,吊点为四个临时连接的耳板。在吊装以前,要清理干净上节钢柱底面和顶面的浮锈渣土,确保焊接施工在上下节钢柱对接面紧密接触的情况下进行。钢柱初校工作需要在完成吊装后立即进行,便于安装斜撑和钢柱。
        2.3安装钢桁架转换层钢梁
        在进行转换层施工时,随着建筑物的升高,起重吊钩每次上下的时间会逐渐增长,吊装的效率能够通过安全快速的绑扎、提升和挂钩方法得到直接提高。
        1)吊装准备。在吊装钢梁以前,需要将钢梁表面的污物清理干净,随后通过有效措施除去摩擦面和连接板的浮锈。在对钢梁进行吊装时,需要将附带的连接板在钢梁上配好,随后将螺栓用工具包装好。钢梁的水平方向和正反方向是钢梁吊装需要注意的,并对其方向进行标注,实现正确安装。
        2)设置钢梁吊点。为了使钢梁的吊装速度得到提高,在钢梁制作过程中需要预留吊点,一般吊点为焊接的吊耳。对于吨位和跨度较大的钢梁,吊装时可以通过焊接吊耳的方法进行。为了使吊塔的安装效率和利用率有效提高,在对塔吊的运输条件和起重能力进行综合考虑以后,可以将一钩多件吊装技术应用在施工中。通过将多个构件一次性吊起,能够使安装效率大幅提高。
        3)就位和固定钢梁。施工人员可以通过螺丝临时固定腹板的连接板,并将连接板及时夹好,使用橄榄冲对出现偏差的孔洞进行适量调整,随后使用螺丝连接。在调校完钢梁以后,高强螺栓的初拧和终拧需要按照设计要求进行,随后焊接钢梁。
        2.4焊接钢桁架
        作为高层建筑钢结构转换层,其具有较大的安装难度和复杂的结构,一般施工人员采用CO2气保焊和手工电弧焊的方式进行现场焊接,焊接时要以节点为中心向外扩散,而且需要按照“立焊、仰焊、平焊”的顺序,立焊时要让2名焊工通过相同的焊接速度和电流进行对称焊接,从而确保焊缝收缩的均匀性。其中,“退焊”“锤击”“加圆钢固定”等工艺应用于焊接过程中,能够使焊接变形和应力有效减少。在焊接节点时需要随时进行观测,防止有节点桁架在焊后出现超偏的现象。
        结束语
        综上所述,在建筑工程施工中,大跨度钢结构转换层施工占据着重要地位,对于建筑工程的质量有着关键性影响,效提高了建筑工程的安全性能,在高层建筑施工中的应用越来越广泛。因此,在具体施工过程中,要严格按照相关技术标准,从整体上提高建筑的施工质量。
        参考文献:
[1]林耀贵.基于性能的大跨度钢结构设计探讨[J].住宅与房地产,2016,(15).
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