55m大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架施工技術(shù)

1、55m大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架施工技術(shù)韓偉楊國(guó)泉蘇州第一建筑集團(tuán)有限公司【摘要】蘇州大學(xué)王健法學(xué)院工程北連廊為55m鋼結(jié)構(gòu)管桁架結(jié)構(gòu)，拼裝工藝?yán)щy，相貫焊接節(jié)點(diǎn)復(fù) 雜，焊接質(zhì)量要求高，在施工中采用高空拼裝，由于采取科學(xué)、合理、可靠的技術(shù)和有效的質(zhì)量監(jiān)控，成 功地施工了該項(xiàng)工程，滿足了施工和設(shè)計(jì)要求?！娟P(guān)鍵詞】大跨度管桁架 預(yù)拼 高空拼裝 相貫焊接1、工程概況：蘇大王健法學(xué)院工程位于蘇州大學(xué)本部鐘樓南側(cè)，建筑面積16423m2地下一層，地上 三層。整體建筑物分為東、西區(qū)，中間有圓弧連廊及鋼結(jié)構(gòu)連廊相連接。1.1 本工程北部鋼結(jié)構(gòu)連廊位于58/FE軸部位，采用4個(gè)800X25鋼管立柱，內(nèi) 澆注C50砼。

2、連廊的兩根主梁采用大跨度的管桁架結(jié)構(gòu)，總跨度為54.94m,上、下弦桿采 用600X18鋼管，腹桿采用351和299鋼管。走廊樓面采用鋼砼組合型樓面，樓面梁 采用H450X250X18X14,樓承板采用的-240型，樓面標(biāo)高為9.76m。屋面采用雙坡型板， 屋面板采用口丫-450型。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼廊主桁架、鋼管柱中所有鋼管、方鋼管、節(jié)點(diǎn)板、 連接板均采用Q345B級(jí)鋼制造。桁架中節(jié)點(diǎn)的支弦桿、腹桿與節(jié)點(diǎn)相應(yīng)開(kāi)坡口等強(qiáng)焊接為一 級(jí)焊縫，其余均為二級(jí)焊縫，由蘇州一建負(fù)責(zé)總承包施工。1.2 結(jié)合本工程施工時(shí)的特點(diǎn)：原先考慮采用1臺(tái)120T汽車(chē)吊和1臺(tái)80T汽車(chē)吊共同完成吊裝，由于本工程位于校 園內(nèi)

3、，原有道路狹窄，現(xiàn)有場(chǎng)地限制，周邊綠化、百年古樹(shù)的保護(hù)，大型吊機(jī)無(wú)法進(jìn)場(chǎng)，基 于上述因素，放棄了大型吊裝，運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)場(chǎng)的方案，后調(diào)整改為高空拼裝方法施工，但在 工程整體進(jìn)度上受到一定影響。由于本工程鋼結(jié)構(gòu)為管桁架結(jié)構(gòu)，其拼裝工藝難度較大，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，相貫焊接等難題， 因此構(gòu)件在制作后事先在加工車(chē)間預(yù)拼，及時(shí)對(duì)構(gòu)件調(diào)整和校正，消除一些拼裝難題，避免 了現(xiàn)場(chǎng)拼裝過(guò)程出現(xiàn)的一些問(wèn)題，減少了現(xiàn)場(chǎng)高空拼裝的工作量，但在空中拼裝對(duì)三維的控 制（中心線、起拱、垂直度）將是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、施工準(zhǔn)備：2.1 根據(jù)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(chǎng)、工廠及運(yùn)輸?shù)囊髞?lái)進(jìn)行構(gòu)件的 分批、分段處理，深化設(shè)計(jì)完

4、成后，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)及相關(guān)單位人員審核確認(rèn)。2.2 由技術(shù)負(fù)責(zé)人組織施工技術(shù)人員共同審圖，明確其中制作安裝的重點(diǎn)及難點(diǎn)，對(duì)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。2.3 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(gòu)、檢驗(yàn)及用工計(jì)劃，落實(shí)大型機(jī)械 進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃。2.4 由于本工程工期緊，施工難度大，精度要求高、管形相貫拼裝焊接量大。因此對(duì)制 作、安裝人員進(jìn)行了詳細(xì)的施工技術(shù)交底。3、工廠加工3.1 材料檢測(cè)對(duì)到貨的材料核對(duì)證書(shū)、爐批號(hào)、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。材料進(jìn)廠后進(jìn)行外觀檢查和尺寸檢查，表面無(wú)明顯銹蝕、麻坑等缺陷，并對(duì)原材料進(jìn)

5、 行抽檢，合格的材料做好材質(zhì)和工程色標(biāo)，并擺放整齊。3.2 下料、切割根據(jù)工程總體部署，現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地及運(yùn)輸條件的限制，桁架只能在工廠內(nèi)分段制作后 運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，為確保制作質(zhì)量能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，所以在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼，然后散件運(yùn)至現(xiàn) 場(chǎng)，為了滿足運(yùn)輸，將上、下弦桿各分成五段進(jìn)行下料制作。桁架結(jié)構(gòu)主管直段采用切管機(jī)和美國(guó)peddinghaus公司生產(chǎn)的鋸床下料，支管采用日 本生產(chǎn)是數(shù)控管子相貫線切割機(jī)直接下料，節(jié)點(diǎn)板和加勁板用剪板機(jī)或數(shù)控切割機(jī)下料，對(duì) 主管原則上長(zhǎng)度按定尺采購(gòu)，每段放焊接收縮余量2-5mm。對(duì)桁架腹桿等桿件，下料時(shí)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(duì)構(gòu)件或桿件進(jìn)

6、行檢驗(yàn)，當(dāng)鋼管不平直及有局部凹陷時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼管進(jìn)行矯正。對(duì)達(dá)不到長(zhǎng) 度要求的應(yīng)重新下料。支管的檢驗(yàn)應(yīng)以首件為樣品，檢驗(yàn)后，根據(jù)圖紙對(duì)構(gòu)件或桿件進(jìn)行編 號(hào)，以便裝配。3.3 工廠預(yù)拼、校正由于本工程管桁架結(jié)構(gòu)相貫拼裝節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，工程量大，為了保證現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的順利拼裝， 加快施工進(jìn)度，減少現(xiàn)場(chǎng)拼裝工期，因此工廠預(yù)拼尤其關(guān)鍵和重要。工廠預(yù)拼的順序根據(jù)已確定的現(xiàn)場(chǎng)拼裝方案進(jìn)行，由于主桁架部位十字加勁板與腹桿 相互拼接，腹桿鋼管十字切割開(kāi)槽后，鋼管變形較大，因此在拼裝過(guò)程中需不斷矯正，同時(shí)， 保證腹桿與上下弦桿相貫連接吻合，節(jié)點(diǎn)拼裝時(shí)難度大。預(yù)拼完成后，對(duì)整體桁架進(jìn)行矯正，其它允許偏差必須滿足規(guī)范要求。3.

7、4 構(gòu)件的除銹及涂裝工藝:除銹：鋼構(gòu)件表面除銹前對(duì)構(gòu)件邊緣進(jìn)行半徑RN3mm圓弧處理，邊緣處理直接影響涂裝使用 壽命，應(yīng)認(rèn)真處理和檢查合格后，方能進(jìn)行噴砂處理。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。鋼結(jié)構(gòu)表面采用噴丸除銹方法。除銹質(zhì)量要求：鋼結(jié)構(gòu)表面清潔應(yīng)要求其除銹度等級(jí)達(dá)到GB8923-88標(biāo)準(zhǔn)，Sa2.5級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)漆，采用 電動(dòng)工具除銹達(dá)到ST3級(jí)。當(dāng)噴丸作業(yè)全部完成，并經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后，開(kāi)動(dòng)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)。涂裝條件如空氣條件、濕度、鋼結(jié)構(gòu)表面濕度、相對(duì)濕度和霧點(diǎn)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)和

8、油漆 供應(yīng)商給予的指導(dǎo)。完工涂裝前必須對(duì)鋼構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中及安裝過(guò)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(duì)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)。3.5 構(gòu)件運(yùn)輸：本工程運(yùn)輸量小，共100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(shí)間余量。運(yùn)輸過(guò)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(chǎng)。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(hào)并標(biāo)記在包裝上，且每個(gè)包裝都必須有詳細(xì)的構(gòu)件清單。4、現(xiàn)場(chǎng)的拼裝、安裝：4.1 現(xiàn)場(chǎng)安裝的主要順

9、序?yàn)椋狠S線復(fù)測(cè)一鋼立柱安裝一鋼柱間水平支撐安裝一支撐架胎 模的基礎(chǔ)施工f支撐胎模架的制作f桁架鋼架的安裝f下弦桿的安裝f上弦桿、腹桿的安裝 一樓層梁的安裝一樓層板的安裝一屋面系統(tǒng)安裝。4.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝的方法，首先對(duì)鋼立柱的安裝，每根鋼柱長(zhǎng)為11.8m,重為6.1T,選擇16T 汽車(chē)吊對(duì)鋼柱進(jìn)行吊裝。就位后，復(fù)核鋼柱軸線，不斷調(diào)整到準(zhǔn)確位置，鋼柱垂直度采用鋼 絲繩不斷收放調(diào)整，采用相互垂直方向的兩臺(tái)經(jīng)緯儀校正，完成后澆筑C50砼固定。4.3 對(duì)桁架的安裝，采用高空拼裝法，首先根據(jù)深化工藝圖，設(shè)置支撐胎模架，詳見(jiàn)支 撐架布置圖，考慮桁架的上下弦桿為e600X18的鋼管，自身的剛性較好，所以首先使下

10、弦形成整體，采用鋼管對(duì)接方法，內(nèi)設(shè)新管，在胎架上進(jìn)行具體形狀尺寸如下圖，然后同步分 段安裝上弦桿和腹桿。當(dāng)上弦桿就位后設(shè)置臨時(shí)支撐，桁架的安裝采用1臺(tái)16T汽車(chē)吊和1 臺(tái)8T汽車(chē)吊完成。主管對(duì)接示意圖 11Q00 .操作平臺(tái)欄桿 欄桿桁架臨時(shí)支撐| 11250工字鋼4.5現(xiàn)場(chǎng)相貫焊接：180鋼管本工程管桁架焊縫質(zhì)量是鋼廊施工成敗的關(guān)鍵。與腹桿、加勁板互相交接，拼裝節(jié)點(diǎn)要求高，相貫焊接難度大，EF腳手架示意圖參加施工的焊焊工必面好熟練的操作技能和和專業(yè)理論知識(shí)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(wú)證焊工上崗施焊?，F(xiàn)場(chǎng)使用的焊條必須有質(zhì)量證明書(shū)，并根據(jù)訂貨要求和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按批

11、號(hào)對(duì)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。焊條使用前應(yīng)根據(jù)質(zhì)量證明書(shū)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(guò)3kg,存放時(shí)間不得超過(guò)4h,逾時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行烘干。對(duì)當(dāng)天使用完 的焊條應(yīng)另行堆放，下次盡量使用。施焊前對(duì)所焊工件進(jìn)行清理，將焊接區(qū)邊緣3050mm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。焊工在焊接時(shí)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。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

12、和避免出現(xiàn)死角。每 層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)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。焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)，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。柱梁墊板焊時(shí)，墊板要與母材底面貼緊，以保證焊接金屬與墊板完全熔合。焊工施焊完后，應(yīng)及時(shí)清理焊渣，對(duì)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(chǎng)焊接工藝如下：現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝流程理、業(yè)主驗(yàn)收，業(yè)主方委托蘇州市建筑質(zhì)量檢測(cè)中心進(jìn)行第三方檢測(cè)，主要對(duì)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(cè)，經(jīng)檢驗(yàn)所查鋼結(jié)構(gòu) 節(jié)點(diǎn)角焊縫和對(duì)接焊接符合GB50205-2001中一級(jí)，二級(jí)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，桁架起拱均符合設(shè)計(jì)