1.    工程概況

上海百聯(lián)國際廣場工程是一坐綜合型兼?zhèn)滟徫铩?shù)碼影院、百貨超市、家電、電腦、餐飲、商務(wù)展示文化功能為一體的商業(yè)中心,建筑面積43.15萬平方米,地下二層,地上28層。整體分A、BC三區(qū),其中A區(qū)酒店()與寫字樓() 55.05058.250m標(biāo)高處用34.5大跨度鋼連廊連接。

1.1本工程鋼連廊位于1114/AC55.05058.250m標(biāo)高部位,采用6H 350×250×10×12鋼立柱,外包C50鋼筋混凝土。連廊的18榀主梁采用大跨度的H1500×250×25×40型鋼,總跨度為34.5。連廊樓面采用鋼砼組合型樓面,樓面次梁采用H 500×200×8×12,樓承板采用1.2U51型壓型鋼板,樓面標(biāo)高為55.250m。屋面采用HV-450型雙坡型板。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,鋼廊主次梁、柱節(jié)點(diǎn)板、連接板均采用Q345B級鋼制造。鋼柱、鋼梁的主材工廠拼接焊縫及現(xiàn)場對接焊縫節(jié)點(diǎn)相應(yīng)開坡口等強(qiáng)焊接為一級焊縫,其余均為二級焊縫。鋼梁與框架梁連接處剛節(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)度螺栓連接,鋼連廊工程由南通建筑總承包有限公司負(fù)責(zé)總承包施工。

1.    2結(jié)合本工程施工的難點(diǎn)

1.2.1吊裝難度大:原先考慮采用1200 T汽車吊和150T汽車吊共同完成吊裝,由于附近中環(huán)線施工改造及真光路道路狹窄,現(xiàn)有場地限制,周邊綠化、百年古樹的保護(hù),大型吊機(jī)無法進(jìn)場,基于上述因素,放棄了大型吊裝運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)場的方案,調(diào)整為整體拼裝土工吊裝方法施工,但在工程整體進(jìn)度上受到一定影響。

1.2.2由于本工程鋼結(jié)構(gòu)跨度大,其拼裝工藝難度較大,節(jié)點(diǎn)復(fù)雜焊接標(biāo)準(zhǔn)高等難題,因此構(gòu)件在制作后事先在加工車間預(yù)拼,及時對構(gòu)件調(diào)整和校正,消除一些拼裝難題,避免了現(xiàn)場拼裝過程出現(xiàn)的一些問題,減少了現(xiàn)場拼裝的工作量。

1.2.3在運(yùn)到現(xiàn)場拼裝對三維的控制(中心線、起拱、垂直度)也是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.安裝方案的選擇

2.1針對現(xiàn)場不利條件,在進(jìn)行大量的現(xiàn)場調(diào)研,查閱結(jié)構(gòu)施工圖紙,并對原有結(jié)構(gòu)梁板進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算,幾經(jīng)優(yōu)化采用工廠預(yù)制現(xiàn)場拼裝土法吊裝的施工方案。

2.2總體施工順序:

施工準(zhǔn)備→工廠加工→現(xiàn)場拼裝、安裝→檢測

3.主要安裝施工技術(shù)

3.1施工準(zhǔn)備

3.1.1根據(jù)北京中鐵工建筑設(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深化細(xì)化設(shè)計(jì),結(jié)合施工現(xiàn)場、工廠及運(yùn)輸?shù)囊髞磉M(jìn)行構(gòu)件的分批、分段處理,深化設(shè)計(jì)完成后,請?jiān)O(shè)計(jì)及相關(guān)單位人員審核確認(rèn)。

3.1.2由分公司技術(shù)科組織項(xiàng)目部施工技術(shù)人員共同審圖,明確其中制作安裝的重點(diǎn)及難點(diǎn),對制作高、難度大的節(jié)點(diǎn)制定相應(yīng)的措施,編制了詳細(xì)的加工工藝計(jì)劃。

3.1.3根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度計(jì)劃,相應(yīng)制定了材料采購、檢驗(yàn)及用工計(jì)劃,落實(shí)大型機(jī)械進(jìn)場計(jì)劃。

3.1.4由于本工程工期緊,施工難度大,精度要求高、拼裝焊接量大、三維控制要求高,針對上述條件并邀請相關(guān)專家一起會同技術(shù)科對制作、安裝人員進(jìn)行了詳細(xì)的施工技術(shù)交底。

4.工廠加工

4.1材料檢測

4.1.1對采構(gòu)進(jìn)場()的材料按進(jìn)場清單核對證書、爐批號、數(shù)量、規(guī)格品質(zhì)、技術(shù)條件、主要標(biāo)志等是否符合要求,不符合材料標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)禁使用。

4.1.2材料進(jìn)廠后進(jìn)行外觀檢查和尺寸檢查,表面無明顯銹蝕、麻坑等缺陷,并對原材料進(jìn)行抽檢,合格的材料做好材質(zhì)和工程色標(biāo),并擺放整齊。

4.2下料、切割

4.2.1根據(jù)工程總體部署,現(xiàn)場施工場地及運(yùn)輸條件的限制,連體部分的大梁等只能在工廠內(nèi)分段制作后運(yùn)至現(xiàn)場,為確保制作質(zhì)量能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,所以構(gòu)件加工完后在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼,然后散件運(yùn)至現(xiàn)場,為了滿足運(yùn)輸,將H型鋼柱、梁各分成三段進(jìn)行下料制作。

4.2.2板材切割采用數(shù)控切割機(jī)下料,節(jié)點(diǎn)板和加勁板用剪板機(jī)下料,坡口加工采用半自動數(shù)控切割機(jī)或刨邊機(jī)加工。對主梁原則上長度按定尺采購,每段放焊接收縮余量2-5mm。

4.2.3對次梁等桿件,下料時根據(jù)工藝實(shí)驗(yàn)所得值放焊接收縮余量1mm,下料后必須立即對構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn),當(dāng)構(gòu)件不平直時,應(yīng)進(jìn)行矯正。對達(dá)不到長度要求的應(yīng)重新下料。檢驗(yàn)后,根據(jù)圖紙對構(gòu)件或桿件進(jìn)行編號,以便裝配。

4.3工廠預(yù)拼、校正

由于本工程三維要求高、節(jié)點(diǎn)復(fù)雜,工程量大,為了保證現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)的順利拼裝,加快施工進(jìn)度,減少現(xiàn)場拼裝工期,因此工廠預(yù)拼尤其關(guān)鍵和重要。

4.3.1工廠預(yù)拼的順序根據(jù)已確定的現(xiàn)場拼裝方案進(jìn)行。

4.3.2預(yù)拼完成后,對整體進(jìn)行矯正,其它允許偏差必須滿足規(guī)范要求。

4.4構(gòu)件的除銹及涂裝工藝:

4.4.1除銹:

鋼結(jié)構(gòu)表面清潔應(yīng)要求其除銹度等級達(dá)到GB8923-88標(biāo)準(zhǔn),中Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場補(bǔ)漆,采用電動工具除銹達(dá)到ST3級標(biāo)準(zhǔn)。

4.4.2涂裝工件的表面應(yīng)有良好的干燥度,任何銹、焊渣、砂塵、油脂都應(yīng)清除,嚴(yán)重的油污應(yīng)采用溶劑除油。

4.4.3鋼結(jié)構(gòu)表面采用噴丸除銹方法。

4.4.4當(dāng)噴丸作業(yè)全部完成,并經(jīng)過檢驗(yàn)合格后,開動真空吸砂機(jī),進(jìn)行表面清理工作,即吸丸、吸塵、全面清除鋼材表面的灰塵及雜質(zhì)。

4.4.5涂裝條件如空氣條件、濕度、鋼結(jié)構(gòu)表面濕度、相對濕度和霧點(diǎn),應(yīng)符合設(shè)計(jì)和油漆、涂料的使用說明要求。

4.4.6完工涂裝前必須對鋼構(gòu)件在運(yùn)輸過程中及安裝過程中損壞的涂裝層進(jìn)行補(bǔ)漆修復(fù),在噴涂最后一道油漆前應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)外表面進(jìn)行全面清潔處理去灰塵、油污及其它雜質(zhì)。

4.5構(gòu)件運(yùn)輸:

4.5.1本工程運(yùn)輸量大,共150多噸,運(yùn)輸日程嚴(yán)格按照施工進(jìn)度,要求從制作工廠發(fā)出,并必須預(yù)留一定的路途時間余量。

4.5.2運(yùn)輸過程的技術(shù)措施:

所有構(gòu)件均以成品的形式發(fā)運(yùn)到現(xiàn)場。發(fā)運(yùn)前的構(gòu)件均進(jìn)行打包捆扎,直桿件全部用鋼框架進(jìn)行固定,下部用墊木支承。構(gòu)件與捆綁用鋼絲繩之間必須放置橡膠墊之類的緩沖物,所有的包裝都必須進(jìn)行編號并標(biāo)記在包裝上,且每個包裝都必須有詳細(xì)的構(gòu)件清單。

5.胎架的設(shè)置與現(xiàn)場的拼裝

5.1現(xiàn)場安裝的主要順序?yàn)椋狠S線復(fù)測→鋼立柱安裝→鋼柱外包鋼筋混凝土施工→鋼梁的安裝→樓層次梁的安裝→樓層板的安裝→屋面系統(tǒng)安裝。

5.2現(xiàn)場的拼裝

5.2.1鋼立柱的安裝:

5.2.1.1鋼柱吊裝前的準(zhǔn)備工作:為確保柱的拼裝連接點(diǎn)的安裝質(zhì)量和架設(shè)的安全,在柱的拼接處設(shè)置適當(dāng)?shù)亩遄鳛榕R時固定 如 圖5-1。耳板的厚度根據(jù)現(xiàn)場各因素厚度取10㎜;焊腳尺寸取雙面8㎜;連接螺栓上柱和下柱各3個,直徑20㎜。

5-1    耳板臨時固定圖示意圖

5.2.1.2鋼柱吊裝:鋼柱的吊裝選擇現(xiàn)場QTZ125塔吊。起吊時鋼柱的根部要墊實(shí),保證 根部在不離地的情況下,通過吊鉤的起開,變幅及吊臂的回轉(zhuǎn),逐步將鋼柱扶直,等鋼柱停止晃動后再繼續(xù)提升。為確保吊裝平穩(wěn),應(yīng)在鋼柱上端柱兩根白綜繩牽引,單根繩長取柱長的1.2,如圖示:5-2

5-2鋼柱吊裝示意圖

5.2.1.2 鋼柱固定:鋼柱吊裝就位后,通過臨時耳板和連接板,用合適的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行臨時固定。固定前要調(diào)整鋼柱的標(biāo)高, 位移和扭轉(zhuǎn)等參數(shù)滿足規(guī)范要求。

5.2.1.3鋼柱表標(biāo)高調(diào)整:吊裝就位后,用大六角高強(qiáng)度螺栓固定連接單板,不夾緊,通過起落塔吊與撬棍調(diào)節(jié)柱間間隙,量取上柱預(yù)先標(biāo)定的控制線和下柱標(biāo)示線間距離,符合要求后打入鋼橛,點(diǎn)焊限制鋼柱下落,考慮到焊縫收縮及壓縮變型標(biāo)示偏差調(diào)整在5mm以內(nèi)。

5.2.1.4鋼柱扭轉(zhuǎn)調(diào)整:扭轉(zhuǎn)偏差是在制作,運(yùn)輸和安裝過程中 產(chǎn)生的.因此在柱的連接單板的不同側(cè)而夾入墊板(墊板厚0.5-1.0mm) ,擰緊大六角高強(qiáng)度螺栓.鋼柱的扭轉(zhuǎn)每次調(diào)整3mm以內(nèi).若偏差過大2-3次調(diào)整,采用相互垂直方向的兩臺經(jīng)緯儀校正,完成后澆筑C50砼固定。

5.2.1.5垂直度調(diào)整:在鋼柱偏斜方向的一側(cè)打入鋼鍥或近于千斤頂,在保證單吊柱垂直度不超標(biāo)的前提 下,將柱頂軸線偏移控制到零.最后擰緊臨時連接板的大六角高強(qiáng)度螺栓至額定扭矩。

5.2.1.6垂直度監(jiān)測:同一列柱的鋼柱從中間跨向兩端擴(kuò)展,采用兩臺經(jīng)緯儀在相互垂直方向的進(jìn)行監(jiān)測校正,確保各項(xiàng)指標(biāo)受控,完成后澆筑C50砼固定。

5.2.2鋼梁的安裝

5.2.2.1鋼梁的安裝方法

鋼梁現(xiàn)場拼裝

構(gòu)件的現(xiàn)場拼裝在11-14軸之間的裙房屋面上進(jìn)行,胎架設(shè)置在連梁的下方。胎架由型鋼焊制而成。鋼梁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后用50T汽車吊運(yùn)至支撐胎模架上,精確定位后焊接拼裝。

②現(xiàn)場焊接:

本工程加勁板互相交接,拼裝節(jié)點(diǎn)要求高,焊接難度大,焊縫質(zhì)量是鋼廊施工成敗的關(guān)鍵。

a.參加施工的焊工必須有熟練的操作技能和和專業(yè)理論知識和焊工合格證,并且要求在有效期內(nèi)擔(dān)任項(xiàng)目的焊接工作,嚴(yán)禁無證焊工上崗施焊。

b.現(xiàn)場使用的焊條必須有質(zhì)量證明書,并根據(jù)訂貨要求和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按批號對所有的焊條進(jìn)行外觀檢查,所有的焊條藥皮應(yīng)干燥牢固、完整、不能有裂紋、氣孔及刻痕等缺陷。

c.焊條使用前應(yīng)根據(jù)質(zhì)量證明書的規(guī)定進(jìn)行烘焙和保溫,焊工每次領(lǐng)用的焊條應(yīng)存放在保溫筒內(nèi),數(shù)量不得超過3kg,存放時間不得超過4h,逾時應(yīng)重新進(jìn)行烘干。對當(dāng)天使用完的焊條應(yīng)另行堆放,下次盡量使用。

d.施焊前對所焊工件進(jìn)行清理,將焊接區(qū)邊緣30~50mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、油污等清除干凈,以減少產(chǎn)生焊接氣孔等缺陷的因素。

e.焊工在焊接時嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行施焊。焊接坡口加工后,其尺寸應(yīng)符合圖樣要求或焊接工藝規(guī)定,將熔渣、氧化層清除干凈,并把凹凸不平處打磨平整。

f.焊工在施焊工程中,將每層焊縫的外表焊平滑一些,以便清渣和避免出現(xiàn)死角。每一層焊道焊完后應(yīng)及時清理,如發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)量的缺陷,必須清除后再焊。

g.焊縫出現(xiàn)裂紋時,焊工不得擅自處理,申報(bào)焊接技術(shù)負(fù)責(zé)人,查清原因,提出修補(bǔ)措施后,方可處理。

h.柱梁墊板焊時,墊板要與母材底面貼緊,以保證焊接金屬與墊板完全熔合。

i.焊工施焊完后,應(yīng)及時清理焊渣,對焊縫的外觀進(jìn)行檢查,要求焊縫金屬表面焊接均勻,不得有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、孤坑和針狀氣孔等缺陷,并清除焊接處的飛濺物,使所有焊縫質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

現(xiàn)場焊接工藝如下:

 拼裝

 

根據(jù)測量結(jié)果確認(rèn)焊接順序

 

焊前確認(rèn)

 

破口處理

 

焊條檢測

 

襯板、引弧板安裝、檢測

 

預(yù)熱

 

焊條焊接

 

現(xiàn)場局部缺陷修整

 

焊條完成

 

碳弧氣刨、砂輪打磨

 

外觀檢測記錄

 

焊接外觀檢查

 

打磨

 

超聲波探傷檢測

 

不合格

 

合格

 

工藝記錄報(bào)告

 

現(xiàn)場焊接工藝流程

 


鋼梁的提升

大梁現(xiàn)場拼裝完成后,除去梁與胎架間的臨時點(diǎn)焊固定點(diǎn),經(jīng)質(zhì)檢部門檢查認(rèn)可后進(jìn)行提升施工。

吊裝拔桿梁是提升用主要設(shè)備,由混凝土拔桿梁、卷揚(yáng)機(jī)與滑輪組系統(tǒng)組成;炷涟螚U梁截面如圖(有中鐵工建筑設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)計(jì)算復(fù)核)。

滑輪組的選用:

鋼絲繩采用6×19Φ20,查表此類鋼絲繩的破斷拉力F=211.5KN,鋼絲繩的安全系數(shù),選用K=7,

   T aF/ = 0.85×211.5/7=25.68KN

鋼絲繩數(shù)量 n=g/T102.762/25.68=4根。g20.97/2=102.762

選用三槽滑輪組,即用66×19Φ20鋼絲繩(俗稱走三)。

鋼絲繩受力驗(yàn)算:

單根鋼絲繩所受拉力:Tg/6=102.762/6=170.13 KN

鋼絲繩的安全系數(shù) K= aF/=0.85×211.5/17.13=10.49﹥[K]

能滿足要求。

吊裝拔桿梁設(shè)置提升單元2端的屋面上,吊點(diǎn)位置設(shè)置在鋼梁1端的上弦另一端距鋼梁上弦700位置(如圖)。

調(diào)整滑輪組吊索的松緊程度基本一致,F(xiàn)場由一人總指揮,2臺拔桿吊統(tǒng)一服從指揮。開動卷揚(yáng)機(jī),將提升單元緩緩提升,使之脫離胎體20-30㎝,停止提升,作一次全面檢查,確認(rèn)一切正常后,開動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行提升,注意2臺拔桿的同點(diǎn)提升,高差大時,在統(tǒng)一指揮下進(jìn)行調(diào)整,使整個提升均保持基本水平與同步。

提升到安裝標(biāo)高上方500后,利用其上弦上的吊鉤,另掛20T的手拉起重葫蘆進(jìn)行鋼梁的水平轉(zhuǎn)向和吊點(diǎn)位置的轉(zhuǎn)換,直到鋼梁就位至設(shè)計(jì)的位置。如下圖:

5.2.2.2梁柱的節(jié)點(diǎn)形式,如下圖:

5.2.3焊接變形及結(jié)構(gòu)安裝誤差的控制

5.2.3.1焊接變形控制

焊接順序控制不當(dāng)易產(chǎn)生變形和應(yīng)力集中,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)論證,采取以下的技術(shù)措施來控制和減少焊接變形:

(1)焊接由中間向兩邊進(jìn)行; (2)先焊焊縫少的部位再焊焊縫多的部位; (3)先焊端部再焊根部。

焊內(nèi)應(yīng)力主要采用以下的方法來控制和消除:

減少焊縫的尺寸:在滿足設(shè)計(jì)要求的條件小,盡可能的減少焊縫尺寸。

采取合理的焊接順序:在焊縫較多的拼裝條件下,應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和焊縫的布置,采取先焊收縮量較大的焊縫,后焊收縮量較小的焊縫;先焊約束較大而不能自由收縮的焊縫,后焊約束較小而能自由收縮的焊縫的原則。

錘擊法減少焊接應(yīng)力:在每層焊道焊完后立即用小錘或電動錘擊工具均勻敲擊焊縫金屬,使其產(chǎn)生塑性延伸變形,并抵消冷卻后承受的局部拉應(yīng)力。

5.2.3.2現(xiàn)場安裝誤差的控制

本工程鋼結(jié)構(gòu)跨度大,必須對鋼結(jié)構(gòu)的安裝誤差嚴(yán)格控制,盡最大可能接近設(shè)計(jì)所要求的位形。

1)平面軸線位置的控制:首先確保定位放線的準(zhǔn)確。在構(gòu)件就位時,應(yīng)緩慢就位,一端先行就位并對接準(zhǔn)確,而后另一端緩慢就位。就位后隨時復(fù)測,確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行焊接固定。

2)標(biāo)高誤差控制:臨時支撐是控制標(biāo)高的關(guān)鍵所在。對于臨時支撐進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算,確保其強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性符合要求。對于直接支承在地面上的支撐,還要驗(yàn)算地基承載力和沉降量;對于支承在看臺混凝土結(jié)構(gòu)上的支撐,要驗(yàn)算屋面混凝土構(gòu)件的承載力。

6.檢測及效果:

本工程鋼結(jié)構(gòu)施工完成后,每一條焊縫均采用超聲波進(jìn)行檢測,自檢合格后報(bào)監(jiān)理、業(yè)主驗(yàn)收,業(yè)主方委托上海市建筑質(zhì)量檢測中心進(jìn)行第三方檢測,主要對鋼結(jié)構(gòu)焊接超聲波探傷、外觀質(zhì)量和焊接尺寸、主要構(gòu)件變形、主體構(gòu)件尺寸等檢測,經(jīng)檢驗(yàn)所查鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)角焊縫和對接焊接符合GB50205-2001中一級,二級焊接的要求,其余焊接外觀質(zhì)量及焊接尺寸,主要構(gòu)件變形,主體構(gòu)件尺寸,起拱均符合設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量規(guī)范要求,得到了設(shè)計(jì)、質(zhì)監(jiān)、監(jiān)理、業(yè)主方的一致好評與肯定。

7.結(jié)束語:

上海興力達(dá)國際廣場工程酒店()與寫字樓()間連廊大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工在上海地區(qū)屬罕見范例。由于采取了科學(xué)、合理、可靠、嚴(yán)密的技術(shù),仔細(xì)布置與安排,進(jìn)行全過程質(zhì)量監(jiān)控,僅在58天內(nèi)圓滿的完成了本工程鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝、焊接任務(wù),單項(xiàng)工程一次性通過驗(yàn)收,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,在鋼結(jié)構(gòu)施工中的管理經(jīng)驗(yàn)值得同行們學(xué)習(xí)和借鑒。