1 工程概況及施工難點
1.1 工程概況
新城總部大廈位于南京市浦口總部大道與新浦路交叉路口,本項目的鋼結構部分主要分布于A、B塔樓頂部,標高在86.83~97.88 m之間,鋼結構總質量約800 t,結構形式為鋼桁架結構\\(部分鋼骨柱鋼骨梁\\).
工程主要分為四個區段:
第一區段:A、B塔樓頂部,標高在86.83~97.88 m之間的鋼骨柱鋼骨梁.安裝完成后外包混凝土.
第二區段:A、B塔樓頂部之間,標高90.83~97.88 m之間的懸挑鋼桁架,桁架高7 050 mm,從A、B塔樓頂部側面向中間懸挑,懸挑距離為16 m左右.在中間合攏,并間隔600mm,在桁架結構中間有一個Φ12.9m的圓形空洞.
第三區段:B塔樓頂部B軸外側,標高90.83~97.88 m之間的懸挑鋼桁架,桁架高7 050 mm,從B塔樓頂部側面向外側懸挑,懸挑距離為9.7m左右.
第四區段:A、B塔樓頂13軸外側,標高90.83~97.88 m之間的懸挑鋼桁架,桁架高7 050 mm,從A、B塔樓頂部側面向外側懸挑,懸挑距離為5m左右,如圖1所示.
1.2 工程特點及難點分析
\\(a\\)本工程現場安裝只能采用塔吊吊裝,因吊重限制,預加工車間也不能組成整榀鋼桁架件,故需按如下指導思想:"化整為零、提高單件精度、保證整體精度"的原則進行加工制作.
\\(b\\)H型鋼桁架結構位于標高86.83~97.88 m處,均為外挑桁架且懸挑距離大\\(16 m\\),高空吊裝、組拼難度大.
\\(c\\)A、B塔樓屋頂鋼結構相連并形成弧形結構,故各構件的安裝定位、標高測量控制及安裝校正亦是現場安裝施工的難點.
\\(d\\)由于構件安裝高度高且為懸挑結構,如何控制懸挑端的起拱量遂成為重點,也給定位測量帶來一定的難度.
\\(e\\)桁架下方均為懸空狀態,所以,施工安全措施的落實是重點也是難點.
2 鋼結構施工總體部署
2.1 鋼結構施工指導原則
對于屋面鋼構件的全部加工件以"工廠分段單根制作、構件分段運輸、現場塔吊垂直運輸吊裝、高空就位安裝"為原則進行施工.
2.2 鋼結構施工區段的劃分
鋼結構施工區段的劃分如圖2所示.
2.3 施工機具部署
所有構件卸車及吊裝均利用現場2 臺1 600 kN塔吊,詳圖分解時,每個構件分段質量不超過塔吊起吊能力,結構詳圖經設計院認可后,施工前應附上每個構件質量及塔吊起吊能力表報監理審核.
3 鋼結構吊裝[1-6]
3.1 鋼構件準備
所有鋼構件在工廠進行制作,構件分段質量根據現場塔吊吊重進行拆分.
3.2 塔樓樓頂上的鋼骨柱和鋼骨梁的吊裝
3.2.1 鋼骨柱梁結構吊裝流程
第22層的鋼骨柱吊裝→吊裝鋼骨梁→綁扎鋼筋籠并支?！鷿仓炷痢?3層的鋼骨柱吊裝→吊裝鋼骨梁→綁扎鋼筋籠并支?！鷿仓炷?/p>
3.2.2 吊裝工藝
\\(a\\)鋼柱預埋螺栓.鋼柱標高控制采用調整螺母控制,在每一根柱的預埋螺栓上安裝好1 個螺母,并測量好統一標高,當鋼柱底座板插入螺栓后,初步擰緊螺母,安裝工人通過預先捆綁在鋼柱上的爬梯上至鋼柱頂端摘鉤,摘鉤后用互成90°的2 架經緯儀找正鋼柱垂度,然后擰緊地腳螺栓雙螺母.
\\(b\\)吊裝綁扎.選用二點式綁扎,一點式起吊.鋼柱吊裝利用鋼柱頂端上設置的柱與柱對接安裝耳板上的吊裝孔,再用專用吊具卸扣進行吊裝.鋼柱吊裝時用對講機指揮塔吊吊裝,當鋼柱起吊至垂直狀態時不得馬上提起離開地面,應待柱頂停止晃動后,才能將鋼柱起吊離地.
\\(c\\)鋼柱對接安裝.先控制標高、垂直度,其后校正扭轉的安裝方法,用臨時螺栓固定.在上節鋼柱吊裝前,先在下節鋼柱頂端四面耳板上安裝好夾板,待上節鋼柱吊裝對接時,柱下端的耳板插入下節鋼柱的四面各2 塊夾板內,穿入臨時安裝螺栓,且初步擰緊螺栓,并在上下鋼柱的耳板之間插入小型鐵楔,以控制其標高,摘鉤后,再用2 架經緯儀校正鋼柱垂直度,擰緊安裝螺栓.如鋼柱對接后產生扭轉現象,則在臨時連接板和耳板之間墊入扭轉偏差值等厚的墊板,擰緊安裝螺栓后,即糾正鋼柱扭轉,以此類推安裝其他鋼柱.
\\(d\\)鋼骨梁安裝.施工中,無特殊情況,質量較輕的鋼梁吊裝可采用串聯式吊裝,吊裝綁扎為二點式捆綁.
如2根梁質量超過起吊能力的,一般是單根起吊安裝.
梁兩端采用高強螺栓連接安裝時,安裝螺栓先按規格型號、數量配備好,裝在帆布袋內,再用鐵絲捆在梁端一起吊上去\\(圖3\\).
\\(e\\)高強螺栓安裝.高強螺栓特點是施工方便,可拆可換,傳力均勻,接頭剛性好,承載能力大,疲勞強度高,螺母不易松動,結構安全可靠.本工程鋼結構安裝節點設計為磨擦型連接節點,采用10.9級大六角高強螺栓.
3.3 兩塔樓\\(L~G軸\\)間鋼構件的吊裝
3.3.1 鋼構件安裝主流程
A、B塔樓間的桁架可以看成對稱懸挑結構,經綜合分析吊裝安全、塔吊起吊能力、吊裝就位控制等,最終采用先吊裝A樓12軸HJ-3,因為A塔樓塔吊起吊能力大,HJ-3質量小,故優先吊本桁架.B塔樓桁架安裝參考A塔樓桁架.
3.3.2 鋼構件吊裝工況介紹
在安裝鋼桁架之前,所有鋼骨柱鋼骨梁及其外包混凝土均已施工完畢.并且混凝土達到預定的強度.外挑鋼牛腿是預先連于鋼骨構件上一起吊裝的.
第一步:吊裝12軸桁架下弦鋼梁及其臨時撐桿.并且在水平方向上設左右2 根手動葫蘆調節拉索,垂直方向設1 根手動葫蘆以調節拉索.在調整好水平方向和垂直方向的參數后,緊固好梁與短梁的節點螺栓,隨即將鋼梁焊縫全部焊完,同時將下方支撐鋼管節點焊接,確保支撐不移位.此時,3根調節葫蘆不能拆除.
第二步:吊裝12軸桁架斜腹桿鋼梁.此時,可拆除上方調節用的手動葫蘆.
第三步:吊裝11軸桁架下弦鋼梁及其臨時撐桿.并且在水平方向上設左右2 根調節拉索,垂直方向設1 根調節拉索.在調整好水平方向和垂直方向的參數后,緊固好梁與短梁的高強螺栓節點,同時焊好節點處焊縫.此時,3 根調節葫蘆也不能拆除.本工況與第一步完全一致.
第四步:吊裝11軸桁架斜腹桿鋼梁.此時,可拆除上方調節用手動葫蘆.
第五步:吊裝11~12軸間K軸位置的HJ1下弦鋼梁.本鋼梁就位后,11軸、12軸鋼梁兩側的手動葫蘆均可拆除.
第六步:吊裝11~12軸交K~L軸間的主鋼梁及此間的桁架下弦鋼支撐.
第七步:吊裝11~12軸交K~L軸位置的桁架下弦鋼次梁.
第八步:吊裝11~12軸交K~L軸位置的桁架下弦鋼樓承板.并焊好與鋼梁的焊釘,使此房間成為穩定的安裝平臺.
第九步:分別吊裝11和12軸鋼桁架直腹桿和上弦鋼梁,并完成調校工作.
第十步:吊裝11~12軸間K軸位置的HJ1上弦鋼梁.
第十一步:吊裝11、12軸交K、L軸位置的桁架上弦鋼水平支撐和鋼次梁.在完成此間鋼結構安裝后,按圖示方向延伸安裝,直至所在區域鋼結構安裝完畢.
安裝過程中須注意及時調整并在精確就位后,立即焊接,焊接質量應滿足設計及規范要求.并注意要起拱,確保出現不下撓現象.
本區域的K、J、H三軸線鋼桁架最后吊裝,且必須在L~G交13~10軸間鋼桁架構件所有焊縫均完成后才能吊裝\\(圖4\\).
3.4 橫向外挑出B塔樓的鋼構件吊裝
本區鋼桁架結構型式及布置與G、H軸基本一致,故吊裝參考上述鋼構件的吊裝方案進行.
3.5 縱向外挑出A、B塔樓的鋼構件吊裝
3.5.1 鋼構件安裝主流程[7,8]
具體安裝步驟:將所有安全保證措施\\(如生命線、安裝平臺等\\)安裝到位,并檢查合格→吊裝桁架下弦梁→安裝桁架斜腹桿→按此順序安裝旁邊的桁架的下弦梁及斜拉桿→安裝桁架間的鋼梁→鋪設樓承板→安裝桁架直腹桿及上弦梁→依次逐間完成吊裝.
3.5.2 鋼構件吊裝工況介紹
在安裝鋼桁架之前,所有鋼骨柱鋼骨梁及其外包混硬土均已施工完畢.并且混凝土達到預定的強度.
第一步:吊裝桁架下弦鋼梁及斜腹桿的組合件,查構件分段表,組合件的質量均在塔吊吊重范圍內.并且在水平方向上設左右2 根調節拉索.在調整好水平方向的參數后,緊固好梁與短梁的節點,并將焊縫焊接.同樣,梁端頭需起拱20mm,綜合考慮到自重及起拱量,余同.
第二步:按照第一步的方法吊裝第2榀桁架下弦鋼梁和斜腹桿鋼梁.
第三步:吊裝桁架下弦間的鋼次梁.
第四步:吊裝桁架下弦間的樓承板.并焊好與鋼梁的焊釘,使此間成為穩定的安裝平臺.
第五步:吊裝桁架上弦鋼梁及直腹桿的組合件,并調校完成.
第六步:吊裝桁架上弦間的鋼次梁.
第七步:在完成此間鋼結構安裝后,按圖示方向延伸安裝,直至所在區域鋼結構安裝完畢.
4 現場施工安全措施
4.1 懸空段滿鋪安全網及構架施工的生命線
A、B塔樓間懸空段的安全網的鋪設,先在A、B塔樓的混凝土梁上面埋設預埋鋼板\\(標高86.59m\\),按間距5.8m鋪設,在各個預埋件間張拉8 mm的鋼絞線,最后在鋼絞線上鋪設規格為6 m×3 m的安全網,安全網與鋼絞線之間用小葫蘆連接,以便于滑動,安全網鋪滿2 座塔樓間腳手架以外的所有空間.
在安裝桁架下弦梁之前,利用塔吊在A、B塔樓之間鋼桁架下弦鋼梁上方1. 5 m處混凝土柱側面,搭設1 根Φ10mm鋼絞線用作生命線.在每榀桁架安裝下弦梁前均要搭設生命線.安裝上弦梁時可在混凝土柱頂預先安裝一工20a臨時短柱\\(圖5\\),生命線安裝于短柱側面,施工人員在高空安裝的任何時刻,必需確保安全帶與生命線可靠連接,做到安全有保障.
4.2 橫向懸空段生命線施工做法
B~A軸間23 層、24 層鋼結構施工時,上、下弦鋼梁安裝,都必須設置可靠的生命線,施工時先在混凝土柱頂預先安裝一個臨時桁架,生命線安裝在臨時桁架下面,施工人員在高空安裝的任何時刻,必需確保安全帶與生命線可靠連接,做到安全有保障\\(圖6\\).
4.3 縱向外挑結構處生命線施工做法
桁架安裝前可在混凝土柱頂預先安裝一個臨時三角架,生命線安裝在臨時三角架下面,施工人員在高空安裝的任何時刻,必需確保安全帶與生命線可靠連接,做到安全有保障.
4.4 焊接施工時,下方收集焊接氣割等火花飛濺物
在鋼結構需焊接或氣割之前,必須在作業點的下方懸掛專用的掛箱,收集焊接氣割等火花飛濺物,防止發生火災等意外事故.
5 結語
由于節點設計合理,現場吊裝設備滿足垂直運輸要求,各種現場安全施工措施到位,本工程塔樓雙層屋面連體大懸挑鋼結構施工得以順利完成.針對吊裝、焊接以及組裝完成后施工活荷載可能產生的撓度值,通過工廠試配變形值、設計院提供起拱值加上現場精確測量控制,確保了安裝質量.
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