復(fù)雜異形鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

1、工程概況1.1

項(xiàng)目整體概況南京科技創(chuàng)業(yè)商務(wù)中心項(xiàng)目（圖1）位于南京市江寧區(qū)雙龍大道和秣周路交界處，是集商業(yè)、休閑、娛樂(lè)于一體，以地鐵站沿線為特色的藝術(shù)商業(yè)綜合體。圖1項(xiàng)目整體效果本項(xiàng)目地下2層，地上4層，總建筑面積184?687?㎡,其中地上建筑面積85?083?㎡，地下建筑面積99?604㎡，地下2層為地下停車(chē)庫(kù)，地下1層至3層為商業(yè)區(qū)，4層為餐飲娛樂(lè)區(qū)，屋頂為空中花園，項(xiàng)目整體造型優(yōu)美、風(fēng)格特別，頗具藝術(shù)氣息。地下1層連通地鐵3號(hào)線秣周東路站，交通便利。1.2

異形鋼結(jié)構(gòu)概況砂之船項(xiàng)目總體分為東區(qū)和西區(qū)，中間連接部位結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜。設(shè)計(jì)采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)主要由1個(gè)扇形鋼結(jié)構(gòu)和1個(gè)圓型鋼結(jié)構(gòu)組成（圖2），圓形和扇形鋼結(jié)構(gòu)三維圖如圖3所示。鋼結(jié)構(gòu)總共有4個(gè)樓層面，安裝高度約23?m。圓形鋼結(jié)構(gòu)主鋼梁尺寸為850?mm×350?mm×20?mm，鋼柱尺寸為600×25mm，扇形鋼結(jié)構(gòu)主鋼梁尺寸為H1100?mm×400?mm×18?mm×25mm，鋼柱尺寸為650×40?mm，材質(zhì)為Q345B?；A(chǔ)與鋼結(jié)構(gòu)之間采用M30錨栓進(jìn)行連接。樓面采用YX51-305-914鋼樓承板，鋼板厚1.2?mm，組合樓板厚100?mm，混凝土強(qiáng)度為C30，栓釘型號(hào)為19×80?mm。圖2圓形和扇形鋼結(jié)構(gòu)位置（a）（b）圖3圓形和扇形鋼結(jié)構(gòu)三維示意（a）示意1；（b）示意22、吊車(chē)及吊點(diǎn)選用2.1

圓形鋼結(jié)構(gòu)（1）吊車(chē)及吊點(diǎn)選擇。吊車(chē)選用考慮最重構(gòu)件的極限吊裝工況，擬采用65?t汽車(chē)式起重機(jī)吊裝鋼柱及除去采光頂外所有各吊裝層主構(gòu)件，對(duì)于各層次構(gòu)件采用25?t汽車(chē)式起重機(jī)吊裝。吊裝半徑14?m（圖4），典型構(gòu)件GKL1-1重7.5?t，根據(jù)各型號(hào)吊車(chē)性能表，65?t汽車(chē)式起重機(jī)滿足要求，對(duì)于稍遠(yuǎn)處的2根鋼柱（采用分段做法，重量為構(gòu)件表重1/2）也能滿足吊裝要求。圖4圓形鋼結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)位置（2）鋼絲繩選擇，根據(jù)吊裝構(gòu)件信息表，鋼梁梁重為7.5?t，重力為75?kN，取4倍的吊裝安全余量，得到鋼絲繩的破斷拉力為300?kN，采用雙股鋼絲繩吊裝，拉力為現(xiàn)在的1/2即150?kN，查取GB8918—2006《重要用途鋼絲繩》，選用6×19，抗拉強(qiáng)度選最小的1?570級(jí)別的纖維芯鋼絲繩，可得18鋼絲繩可以滿足要求。2.2

扇形鋼結(jié)構(gòu)（1）吊車(chē)及吊點(diǎn)選擇。吊車(chē)選用考慮最重構(gòu)件的極限吊裝工況，擬采用25?t汽車(chē)式起重機(jī)吊裝扇形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。扇形結(jié)構(gòu)鋼柱共10根，吊裝鋼柱考慮極限吊裝情況即BGZ1-5鋼柱最重為11?t，考慮主臂最長(zhǎng)，吊裝半徑最大可達(dá)到4.5?m，由于吊裝區(qū)域?yàn)榭諘缙矫妫ㄔ凭€所示區(qū)域），故吊車(chē)站位可達(dá)到最優(yōu)吊裝工況（圖5圓4.5?m半徑區(qū)域），扇形結(jié)構(gòu)鋼柱吊裝如圖5所示。圖5扇形鋼結(jié)構(gòu)鋼柱吊點(diǎn)吊裝梁構(gòu)件采用分步驟吊裝工序，同樣考慮極限吊裝情況，即余下構(gòu)件最重為5.5?t，當(dāng)?shù)踔?.5?t，吊臂最長(zhǎng)時(shí)，吊裝半徑為10?m，同樣滿足吊裝要求，具體做法如圖6所示。圖6扇形鋼結(jié)構(gòu)鋼梁吊點(diǎn)（2）鋼絲繩的選用。根據(jù)吊裝構(gòu)件信息表，鋼梁梁重為11?t，重力為110?kN，取4倍的吊裝安全余量，得到鋼絲繩的破斷拉力為440?kN，采用雙股鋼絲繩吊裝，拉力為現(xiàn)在的一半即220?kN，查取GB8918—2006《重要用途鋼絲繩》，選用6×19，抗拉強(qiáng)度選最小的1?570級(jí)別的纖維芯鋼絲繩，可得22鋼絲繩可以滿足要求。3、鋼結(jié)構(gòu)圖紙深化及加工圓形和扇形鋼結(jié)構(gòu)施工前首先要進(jìn)行圖紙深化設(shè)計(jì)，深化設(shè)計(jì)圖要準(zhǔn)確體現(xiàn)每個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)信息，深化設(shè)計(jì)圖必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)院確認(rèn)，局部深化設(shè)計(jì)如圖7所示。（a）

（b）圖7圓形和扇形鋼結(jié)構(gòu)局部深化示意（a）示意1；（b）示意2構(gòu)件深化設(shè)計(jì)圖完成后進(jìn)行加工，部分加工完成構(gòu)件如圖8所示。構(gòu)件加工完成后進(jìn)行預(yù)拼裝，應(yīng)在平整平臺(tái)上對(duì)典型構(gòu)件做好預(yù)裝工作，并對(duì)預(yù)裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的誤差或存在的問(wèn)題進(jìn)行校正，合格后方可進(jìn)入下一道工序。高強(qiáng)度螺栓連接件預(yù)拼裝時(shí)，可使用沖擊定位和臨時(shí)螺栓緊固。試裝螺栓在一組孔內(nèi)不得少于螺栓孔30?%，且不少于2只。沖釘數(shù)不得多于臨時(shí)螺栓的1/3。預(yù)裝檢驗(yàn)合格后，對(duì)各接口及構(gòu)件號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，繪制出廠排版圖，隨構(gòu)件資料與構(gòu)件同時(shí)運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)，以便現(xiàn)場(chǎng)原樣拼裝。圖8工廠加工局部構(gòu)件4、鋼結(jié)構(gòu)施工4.1

地腳螺栓施工鋼結(jié)構(gòu)地腳螺栓采用M30錨栓，大樣如圖9所示。圖9錨栓大樣地腳螺栓在施工過(guò)程中主要有以下控制要點(diǎn)。（1）地腳螺栓模板定位：在鋼模板上用油性漆筆畫(huà)出定位十字線與柱的定位軸線重合，點(diǎn)焊固定。（2）地腳螺栓安裝：地腳螺栓從鋼套模下面的孔往上穿進(jìn)鋼套模，插入孔之后即用螺母固定。（3）地腳螺栓標(biāo)高控制：由于地腳螺栓標(biāo)高影響上部結(jié)構(gòu)的標(biāo)高，因此其標(biāo)高測(cè)量基準(zhǔn)必須與土建初始基準(zhǔn)統(tǒng)一。（4）使用全站儀對(duì)地腳螺栓位置復(fù)測(cè)：使用現(xiàn)場(chǎng)土建軸線對(duì)地腳螺栓定位，考慮到現(xiàn)場(chǎng)土建軸線本身的定位誤差以及定位不準(zhǔn)確對(duì)上部結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不良影響，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)在地腳螺栓定位完成后將使用全站儀對(duì)地腳螺栓定位位置進(jìn)行復(fù)測(cè)。（5）地腳螺栓固定：地腳螺栓復(fù)測(cè)定位準(zhǔn)確后即需對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)焊加固，確?；炷潦┕ふ駝?dòng)器的震動(dòng)不會(huì)使地腳螺栓產(chǎn)生位移，首先利用現(xiàn)場(chǎng)剩余20鋼筋將每組螺栓的各螺桿間相互連接焊接固定，在焊接前應(yīng)用水平靠尺檢測(cè)螺桿的垂直度，盡可能使螺桿處于垂直狀態(tài)。（6）地腳螺栓澆筑前的保護(hù)：點(diǎn)焊固定完成，撤去鋼套模后需對(duì)地腳螺栓螺紋部分采取保護(hù)措施，采用塑料薄膜包裹螺紋部分，避免因混凝土澆筑污染螺紋。4.2

圓形鋼結(jié)構(gòu)吊裝先吊裝主鋼柱（分段鋼柱先吊裝下分段），必要時(shí)使用攬風(fēng)繩加手拉葫蘆固定，固定牢靠后吊裝上層鋼柱，焊接牢固，如圖10所示。當(dāng)主鋼柱吊裝結(jié)束后吊裝第一層構(gòu)件，構(gòu)件吊裝時(shí)先吊裝框架梁，螺栓固定，點(diǎn)焊牢固后吊裝次梁。當(dāng)?shù)谝粚訕?gòu)件吊裝結(jié)束后安裝第二層構(gòu)件，構(gòu)件吊裝時(shí)先吊裝框架梁，螺栓固定，點(diǎn)焊牢固后吊裝次梁。當(dāng)?shù)诙訕?gòu)件吊裝結(jié)束后安裝第三層構(gòu)件，構(gòu)件吊裝時(shí)先吊裝框架梁，螺栓固定，點(diǎn)焊牢固后吊裝次梁。當(dāng)各層構(gòu)件吊裝結(jié)束后安裝采光頂構(gòu)件，吊裝采光頂構(gòu)件時(shí)先吊裝框架梁，點(diǎn)焊牢固后吊裝次梁，如圖11所示。圖10圓形鋼結(jié)構(gòu)鋼柱吊裝圖11圓形鋼結(jié)構(gòu)鋼梁吊裝4.3

扇形鋼結(jié)構(gòu)吊裝先吊裝主鋼柱（分段鋼柱先吊裝下分段），必要時(shí)使用攬風(fēng)繩加手拉葫蘆固定，固定牢靠后吊裝上層鋼柱，焊接牢固（圖12）。鋼柱吊裝完成，固定牢固后吊裝左半邊區(qū)域內(nèi)各層構(gòu)件，吊裝順序?yàn)橄鹊跹b框架梁，螺栓固定，點(diǎn)焊牢固后吊裝次梁。待左邊構(gòu)件吊裝結(jié)束后按同樣的吊裝順序吊裝右邊構(gòu)件（圖13）。待左右兩邊構(gòu)件吊裝結(jié)束后按同樣的吊裝順序安裝扇形結(jié)構(gòu)內(nèi)弧區(qū)域構(gòu)件。待扇形內(nèi)弧區(qū)域構(gòu)件吊裝結(jié)束后，按同樣順序安裝扇形結(jié)構(gòu)中弧區(qū)域構(gòu)件。待扇形中弧區(qū)域構(gòu)件吊裝結(jié)束后，按同樣順序安裝扇形結(jié)構(gòu)外弧區(qū)域構(gòu)件。圖12扇形鋼結(jié)構(gòu)鋼柱吊裝圖13扇形鋼結(jié)構(gòu)鋼梁吊裝4.4

構(gòu)件連接連接鋼柱與基礎(chǔ)采用M30的錨栓，連接鋼柱與鋼柱采用焊接方式，連接鋼梁與鋼柱采用M20高強(qiáng)螺栓組（圖14），連接鋼梁與鋼梁采用焊接M20高強(qiáng)螺栓?，F(xiàn)場(chǎng)坡口熔透焊按二級(jí)焊縫要求，角焊縫按三級(jí)焊縫要求，焊縫均要求等強(qiáng)焊接。高強(qiáng)螺栓擰緊須先固定臨時(shí)螺栓，然后校正鋼柱或鋼梁并預(yù)留偏差值，緊固臨時(shí)螺栓，沖孔，檢查縫隙，然后進(jìn)行初擰，按緊固順序，采用轉(zhuǎn)角法作出標(biāo)記，最后進(jìn)行終擰。圖14鋼柱與鋼梁局部連接大樣示意4.5

樓面施工樓面采用1.2厚鋼樓層板，組合樓板厚度為100?mm，栓釘采用18×80，栓釘間距為250?mm。樓板配筋壓型槽內(nèi)為210，分布筋6@500，面筋為雙層雙向10@150（圖15），樓板混凝土為C30。在栓釘施工前先在壓型上彈出鋼梁位置，以便定位準(zhǔn)確。圖15樓板配筋示意4.6

其他注意事項(xiàng)（1）汽車(chē)式起重機(jī)吊點(diǎn)因在地下室頂板上，必須經(jīng)過(guò)計(jì)算，吊點(diǎn)位置要進(jìn)行加固，汽車(chē)式起重機(jī)支點(diǎn)處墊鋼板以擴(kuò)大受力面。（2）所有構(gòu)件進(jìn)行防腐蝕和防火處理，防腐涂料分層涂刷。防火涂料分底漆、中間漆和面漆，超薄型和薄型防火涂層與防腐涂層之間的附著力應(yīng)大于1?MPa，防火涂料的性能、涂層厚度及質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求，鋼柱耐火時(shí)限為2?h，鋼梁耐火時(shí)限為1.5?h。（3）壓型鋼板下方要搭設(shè)支撐，確保樓面整體穩(wěn)定，澆筑混凝土?xí)r不要堆積過(guò)高，混凝土要及時(shí)鋪開(kāi)。（4）扇形和圓形鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)觀光電梯及樓梯鋼結(jié)構(gòu)同步跟進(jìn)。（5）鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)時(shí)要做好相