多層部分鋼結構建筑施工技術

1、多層部分鋼結構建筑施工技術闞衛(wèi)軍南通建筑工程總承包有限公司 摘要 ： 本文講述了南京宣傳中心辦公大樓鋼結構工程制作和安裝的施工技術，著重介紹了施工前的深化設計、制作工藝、吊裝方法等，為以后在全鋼建筑方面的施工提供參考。 關鍵詞 ： 全鋼結構鋼柱 鋼梁 組合樓面1、概述近年來，隨著新技術、新工藝、新材料的廣泛應用以及人們對建設周期、室內功能等方面要求的不斷提高，鋼結構依靠其優(yōu)勢得到了越來越廣泛的推廣和應用，也逐漸從一些大型場館運用到多層或高層商住樓中來。南京宣傳中心辦公大樓位于鬧市區(qū)，受其周圍環(huán)境和現(xiàn)場場地的限制，采用了一至五層鋼結構的設計，不但節(jié)約了現(xiàn)場用地，縮短了施工工期，而且外形美觀，經濟

2、實用，得到了業(yè)主、監(jiān)理的致好評。本次工程雖然規(guī)模有限，但經我公司研究圖紙發(fā)現(xiàn)在鋼結構施工方面其具有一定的代表性，及時總結將對以后此種全鋼結構的施工提供一定的參考價值和借鑒意義。下面就此工程施工做一個簡單的介紹。2、工程概況南京宣傳中心辦公大樓位于南京市人民路1335 號， 建筑面積約 34000m 2。 采用部分鋼框架結構，地下三層，地上三十一層。豎向結構為焊接鋼柱，按制作形狀可分為焊接H 型鋼柱和焊接矩型鋼柱兩種，按外形尺寸可分為三種，其中： H 型鋼柱 Z1 共 13 根， H 型鋼柱 Z2 共 6 根，矩型鋼柱 Z3 共 1 根。各層樓面剛架主要由 H 型鋼梁制成， 其中主梁為焊接H 型

3、鋼， 次梁為軋制的成品 H 型鋼， 在鋼梁形成的梁面系統(tǒng)上鋪設樓面壓型鋼板。全鋼框架結構中的鋼柱對接采用全熔透焊連，鋼柱與主梁連接節(jié)點采用栓焊混合連接，主梁與 次梁連接節(jié)點主要采用栓連，局部節(jié)點采用焊連。本工程的鋼構件均采用 Q235 級鋼材，鋼梁連接采用 10.9 級高強螺栓。3、施工安排本次工程體量大，工期短，且現(xiàn)場場地狹小。為保證構件施工質量，加快施工進度，減少施工現(xiàn)場用地和各工序交叉作業(yè)的影響，充分發(fā)揮本公司廠內現(xiàn)有成套 H 型鋼加工設備的優(yōu)勢，故決定采用：（ 1 ）中標后立即組織技術人員進行圖紙會審及施工深化大樣圖的編繪。（ 2 ）施工過程中，邊制作邊安裝，所有構件的制作均在廠內完成

4、。根據現(xiàn)場施工進度，將鋼柱、鋼梁，按分層、分批的安裝數(shù)量及時運至現(xiàn)場，分類堆放，以減少堆放場地和二次轉運。（ 3）根據現(xiàn)場施工進度的要求，同時考慮運輸?shù)纫蛩?，將鋼柱逐層分段預制，鋼梁按分層、分區(qū)的相應長度，整段加工。（ 4 ）所有鋼柱、鋼梁的附件在工廠內完成與鋼柱、鋼梁組拼焊接。（ 5 ）采用現(xiàn)場安置的 40tm 塔機進行鋼柱與鋼梁的逐層分區(qū)吊裝，對于部分塔吊不能覆蓋的區(qū)域，由 25t 汽車吊負責安裝。（ 6 ）為了加快安裝進度，現(xiàn)場安排2 個作業(yè)小組同時進行鋼柱與鋼梁的安裝、校正和焊接。（ 7 ）鋼柱安裝時，為了減少塔機作業(yè)時間，鋼柱逐根吊裝就位后即用附加連接板固定，再逐根進行校正和焊接。（

5、8）各層安裝的主要順序為：鋼柱吊裝-鋼柱調校、固定（焊接）-鋼主梁吊裝-鋼主梁調校、連 接固定（焊接）-鋼次梁吊裝-鋼次梁調校、連接固定（焊接）-鋼樓承板鋪設-鋼樓承板調校、 焊釘連接施焊-混凝土澆筑。4、施工前深化設計本次工程鋼結構共五層，外形呈扇形，主體構件形式多樣，構件間連接節(jié)點較多且不規(guī)則，給本次施工帶來較大難度，如仍采用以往的手工放大樣，不但施工精度低，會給現(xiàn)場安裝作業(yè)帶來很大不便，而且對施工進度的也有一定的影響。我公司技術部門集中所有技術力量，參考了各類相關圖集和資料，通過與設計院積極溝通后，憑借計算機等科技手段，邊深化設計邊施工，為本次工程繪制了全套深化圖紙（含鋼柱施工圖、二五層

6、鋼梁施工圖、屋面層鋼梁施工圖、各層鋼梁與鋼柱連接節(jié)點圖、鋼梯施工圖、樓承板排板圖、構件焊縫大樣圖等） ，不但節(jié)約了時間，而且提高了工效，得到了施工班組、設計院、業(yè)主、監(jiān)理的認可。5、鋼構件制作5.1 焊縫等級劃分因本次工程為部分鋼結構，大部分荷載由鋼構件承擔，所以鋼構件的制作質量和現(xiàn)場安裝質量十分重要， 不能忽視。 我公司根據設計圖紙的要求， 參照了 建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-2002、多、高層建筑鋼結構節(jié)點連接 03SG519-1 等多類圖集，專門編制了本工程的焊縫施工大樣圖，對各類焊縫均進行了定義，并在施工前對施工班組進行了技術交底，保證了施工的質量。（ .1.1 廠內制作焊縫等級

7、劃分如下：（ 1 ）鋼板對接為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級。（ 2 ） H 型鋼柱、梁：翼板與腹板的 T 型縱向焊縫為部分熔透焊縫，焊縫質量等級為三級；柱翼板與柱底板的焊縫為半熔透焊縫，焊縫質量等級為三級。（ 3 ）矩型鋼柱：鋼柱側板與柱底板的焊縫為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級；側板與側板的縱向V 型焊縫為部分熔透焊縫，焊縫質量等級為三級。（ 4 ）成品 H 型鋼梁對接：翼板與翼板對接為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級；腹板與腹板對接為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級。（ 5 ）其余焊縫為角焊縫，焊縫質量等級為三級。（ .1.2 現(xiàn)場安裝焊縫等級劃分如下：（ 1 ） H 型鋼柱：翼板與翼板對接

8、為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級；腹板與腹板對接為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級。（ 2 ）矩型鋼柱：側板與側板對接為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級。（ 3 ）其余焊縫為角焊縫，焊縫質量等級為三級。5.2 制作工藝流程鋼柱、梁制作工藝流程：施工圖-放大樣-下料-坡口加工-表面處理f型鋼組對拼接-焊接-校正-無損檢測標識-制孔-附件安置-拋丸除銹-涂裝-驗收-出廠5.3 主要制作工序技術措施5.3.1 下料鋼板氣割前應將氣割區(qū)域表面的鐵銹、污物等清除干凈。放樣、號料應根據要求預留制作和安 裝的焊接收縮量和切割等的加工余量。切割鋼板采用直條多頭切割機或半自動切割機進行切割，從而保證切割后的板材變形

9、較小。切割后清除熔渣和飛濺物，零件要矯正其平直度，其質量要求為：在 1m范圍內，局部撓曲矢高的允許偏差值為w 1mm。（表1）下料檢驗標準表1項目允許偏差（mm）零件長、寬度±3.0切割囿平囿度1.5割紋深度0.2局部缺口深度1.05.3.2 表面處理將鋼柱、梁的翼、腹板需焊接的區(qū)域（3050mm）進行打磨，并不得有 1mm的局部缺口。高強螺栓連接面應采用拋丸機進行處理，處理好的摩擦面不得有飛邊、毛刺、污損等。5.3.3 型鋼的組對拼接將焊接H型鋼的三塊鋼板按照圖紙的要求加工完成后， H型鋼的組對拼接在 H型鋼自動組立機上進行，以保證構件的精度。拼裝的幾何尺寸經檢驗合格后方可進行定位

10、點焊，定位點焊的焊縫長度為110mm,焊縫的間隔為 200mm,未注明焊縫高度 7mm。焊條的選用根據母材確定。保證焊 接母材一致，同時打上臨時支撐，確保構件在吊運、卸模時不產生變形。（矩型鋼柱參照此法施工。）在焊接組合H型鋼梁時宜采用翼緣板與腹板拼接截面錯位的形式，腹板與翼板焊縫錯開距離不小于200mm。5.3.4 型鋼的焊接（1） H型鋼焊接時采用龍門式 H型鋼自動焊機進行焊接。（2）焊接時應在其焊縫的兩端頭配置引入板、引出板，引入板、引出板的坡口型式應與被焊工件的坡口型式相同，其長度不應小于 60mm,寬度不應小于50mm,焊縫引入、引出的長度不應小于 25mm , 焊縫焊接完畢后必須用

11、氣割割除，并修磨平整，不得用錘擊落。（3）焊接時需在專用的焊接胎模上做船形位置全自動埋弧焊，按焊接工藝要求的焊接順序進行施工，減少焊接變形，使焊縫質量滿足設計要求。5.3.5矯正(1)焊接H型鋼坡口焊縫施焊后產生的翼緣變形，采用H型鋼翼緣矯正機進行矯正。(2)焊接H型鋼坡口焊縫施焊后產生的彎曲變形和矩型鋼焊接后產生的變形，采用300t四柱油壓機進行矯正。(3)焊接H型鋼坡口焊縫施焊后產生的扭曲變形、節(jié)點板的焊后變形采用熱矯正的方法進行矯正， 溫度控制應小于900 C,熱矯正后要緩慢冷卻。5.3.6 焊縫無損檢測工件施焊后，按鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50205-2001的規(guī)定對焊縫的內部質

12、量進行超聲波檢測，二級焊縫檢測比例為20%。5.3.7 標識鋼柱在按施工圖加工時應在鋼柱翼板的外表面上彈放出四個方向的中心軸線，標高參照線，并 在線的兩端部打樣沖孔標識。以作為安裝鋼柱時調?；鶞省Ｆ渌摌嫾词┕D完成加工后，必須逐根做其軸線號等參數(shù)的標識，以便分類堆放、發(fā)貨和現(xiàn)場安裝。5.3.8 制孔制孔時使用專用鉆孔模定位加工高強螺栓孔(M24螺栓制孔為4 26),嚴格按圖紙要求控制制孔的孔距、公差，確保達到設計圖紙的要求。(表2)高強螺栓孔距內控標準表2序 號項目允許差值<500>500 1200>1200 3000>30001同一組內兩組相鄰孔 距±0

13、.7一2同一組任意兩孔距±1.0±1.23相鄰兩組的端孔距±1.2±1.5±2.0±3.05.3.9 鋼柱、梁與節(jié)點板的組拼(1)各分段鋼柱、鋼梁與節(jié)點板的定位、焊接在按其全長形狀預制的專用臥式組拼胎模上進行。(2)節(jié)點板與H型鋼的相對位置由定位緊固裝置控制，以保證其形位尺寸的精度。5.3.10 鋼構件的除銹、涂裝施工流程：施工圖一斷料一去熔渣、毛刺一拋丸除銹一檢查合格一涂裝一檢查一轉下道工序（ 1 ） 下料后的桿、 板件采用拋丸機進行除銹處理， 噴丸處理好的桿、 板件表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等

14、物。底材顯露部分的表面應具有金屬光澤。（ 2 ）對噴丸除銹后的桿、板件，應及時涂刷防腐底漆，距焊縫150mm 區(qū)域內待焊接后進行補刷，涂層應均勻飽滿，不得漏涂、誤涂，表面不應有起泡、脫皮和返銹，并應無明顯皺皮、流墜等缺陷。前一涂層干燥后方可涂下一道涂層，當漆膜局部損傷時，應清理損傷的漆膜，按原涂裝工藝進行補涂。（ 3 ）涂裝完畢后，應在構件上標注構件的原編號。5.3.11 驗收標準鋼構件制作完畢后，驗收依據為設計圖紙及鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 GB50205-2001 。6、鋼構件安裝6.1 鋼結構安裝流程施工流程：鋼柱吊裝f鋼柱調校、固定（焊接）f鋼主梁吊裝f鋼主梁調校、連接固定（焊接）-

15、鋼次梁吊裝-鋼次梁調校、連接固定（焊接）-鋼樓承板鋪設-鋼樓承板調校、焊釘連接施焊。鋼柱、 鋼梁采用二點綁扎法,使用 40tm 塔機進行分件吊裝作業(yè)， 對于塔機無法覆蓋的區(qū)域由 25t 汽車吊吊裝。6.2 、鋼柱安裝6.2.1 鋼柱安裝流程（ 1 ）基礎層鋼柱安裝流程施工圖-測量放線-分別安裝、調校、固然埋件錨桿-土建施工-測量放線-分別吊裝基礎層鋼柱并臨時連接、支撐-分別調校各鋼柱垂直度、標高、間距-分別將各鋼柱柱底與埋件連接固定。（ 2 ）二層以上柱安裝流程（以二層為例）施工圖-測量放線-分別吊裝各柱，用附加節(jié)點板臨時連接并支撐-分別調校各柱垂直度、標高、間距-焊接柱間的連接焊縫-對焊縫進

16、行無損檢測-檢驗并交付土建施工6.2.2 鋼柱安裝技術措施（ 1 ）復測土建提供的柱腳尺寸、標高，指引出柱相交軸線，放置地腳螺栓，定位，固定，澆砼。（ 2 ）鋼柱起吊前搭好上柱頂?shù)闹迸捞?，鋼柱采用二點綁扎吊裝，扎點應選擇在柱頂?shù)醵?，綁點處 應設軟墊。(3)鋼柱采用旋轉法吊升，吊升時在柱腳底部拴好拉繩并墊以墊木，防止鋼柱起吊時，柱腳拖地和碰壞地腳螺栓。(4)鋼柱對位時，使柱子中心線對準基礎頂面安裝軸心線，并使地腳螺栓對孔，注意鋼柱垂直度，在基本達到要求后，方可落下就位。經過初校，待垂直度偏差控制在20mm以內，擰上四角地腳螺栓臨時固定，方可使起重機脫鉤。(5)鋼柱就位后，用墊塊或用柱底板下增設

17、的埋件螺母調整標高。用兩臺經緯儀在軸線的相鄰兩側同時對準鋼柱兩個側面上的中心標記，同時檢查鋼柱的垂直度，如有偏差，可用千斤頂、斜頂桿等方法校正。(表3)柱安裝允許偏差表3國 家 標 準內控標準項目允許偏差允許偏差柱垂直度1/1000H 且w 10mm1/1000H 且w 8mm柱軸線位移1/1000h 且w 6mm1/1000h 且w 5mm柱水平標高5mm3mm注：H為構件高度，h為截面尺、I。(6)校正合格后，將地腳螺栓固定，并將墊板與預埋件及柱腳底板焊接固定。焊接時實施對稱定位點焊，焊接時原則上采用對稱焊接，盡可能減小變形和焊接殘余應力。(7)鋼柱就位后應設置兩道以上剛性支撐，從而防止鋼

18、柱的變位走動。6.2.3 鋼柱對接焊(1)鋼柱對焊接是本工程安裝連接的關鍵工序之一，對工程質量起決定性作用。(2)鋼柱對接焊使用 BX500型電弧焊機，進行手工電弧焊焊接。鋼柱對接焊時焊條采用E50。封底焊接用。3.2焊條，電流100130A;中間層、面層焊接采用 4 (或5)焊條，電流160210A。(3)在柱與柱對接焊時，采用兩個焊工同時對稱、反向焊接法施焊的工藝，并保證焊接參數(shù)相同，焊接速度相一致，施焊時先焊腹板再焊翼板以減少焊接變形和焊接殘余應力的影響，保證焊縫質量。(4)焊接時，還應根據柱子產生的垂偏值來調整施焊順序，利用焊后收縮來校正偏差（ .3、鋼梁安裝6.3.1 鋼梁安裝流程施工流程：鋼主梁吊裝一鋼主梁與鋼柱臨時連接一鋼主梁調校、固定(焊接)一鋼次梁吊裝一鋼次梁調校、連接固定（焊接）6.3.2 鋼梁安