大跨度異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、大跨度異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)摘要：凱恒中心城市商業(yè)廣場(chǎng)共享大廳采光天窗為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的投影面積為1312.2m2，矢高為4.05米，最大異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)0.8米×0.8米，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上下弦桿及腹桿采用焊接厚壁方鋼管，節(jié)點(diǎn)采用異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)。本文以圖文并茂的形式，從構(gòu)件制作、基座就位、高空拼裝、現(xiàn)場(chǎng)焊接等方面介紹了北京凱恒中心工程大跨度異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：凱恒中心 大跨度 異型鑄鋼節(jié)點(diǎn) 厚壁方管弦桿 網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 安裝 施工技術(shù)1. 工程概況凱恒中心工程位于北京市東城區(qū)朝陽門立交橋西南角，東側(cè)緊臨二環(huán)路，與東面的中國外交部隔街相望，

2、北側(cè)緊臨朝內(nèi)大街，建筑面積121688m2，地下三層，地上二十二層，建筑物高度99.50米，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程主體結(jié)構(gòu)由兩個(gè)45度對(duì)稱的22層主體樓座和一個(gè)城市商業(yè)廣場(chǎng)組成。建筑物兩端局部高起，中間以鋼結(jié)構(gòu)連廊相連，構(gòu)成類似“凱旋門”形式的建筑。凱恒中心城市商業(yè)廣場(chǎng)共享大廳采光天窗為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的投影面積為1312.2m2，矢高為4.05米，最大異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)0.8米×0.8米，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上下弦桿及腹桿采用F350×350×12的焊接厚壁方鋼管，節(jié)點(diǎn)采用異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間跨度為8.1米，基座采用橡膠支座和彈簧支座。俯視網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，就像旋轉(zhuǎn)45

3、度后的“中”字，體現(xiàn)了較為獨(dú)特的建筑風(fēng)格。2. 施工安裝技術(shù)及技術(shù)措施2.1. 施工準(zhǔn)備根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行深化細(xì)化設(shè)計(jì)，深化設(shè)計(jì)完成后，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)及相關(guān)單位人員審核確認(rèn)，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的情況、工廠及運(yùn)輸?shù)囊髞磉M(jìn)行構(gòu)件的分批處理。施工前組織施工技術(shù)人員認(rèn)真審圖，明確其中制作安裝的重點(diǎn)及難點(diǎn)，對(duì)制作要求高、難度大的節(jié)點(diǎn)制定相應(yīng)的措施，編制詳細(xì)的加工工藝。同時(shí)根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度計(jì)劃，制定材料采購計(jì)劃，材料的品名、型號(hào)、規(guī)格及參數(shù)必須符合設(shè)計(jì)要求。由于本工程施工難度大，精度要求高、拼裝焊接量大，因此對(duì)施工前對(duì)制作、安裝人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。2.2. 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工、制作2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架原材料的

4、控制材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須附有出廠質(zhì)量證明書及合格證，并保證物證相符，材料驗(yàn)收人員對(duì)到貨的材料核對(duì)證書、品種、規(guī)格、數(shù)量、爐批號(hào)、技術(shù)條件、主要標(biāo)志等是否符合要求，同時(shí)對(duì)材料進(jìn)行外觀和尺寸檢查，表面應(yīng)無明顯銹蝕、麻坑等缺陷，不符合材料標(biāo)準(zhǔn)要求的堅(jiān)決退貨。外觀檢查合格后對(duì)有特殊要求的原材料抽檢進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，合格的材料做好材質(zhì)和工程標(biāo)識(shí)，并擺放整齊。異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)及桿件如下圖所示。 2.2.2 放樣、號(hào)料、切割、預(yù)拼裝本工程以計(jì)算機(jī)放樣為主，需人工放樣時(shí)應(yīng)在平整的放樣平臺(tái)上進(jìn)行，凡放大樣的構(gòu)件應(yīng)以1：1的比例放出實(shí)樣；當(dāng)構(gòu)件較大難以制作樣板時(shí)，可繪制下料詳圖。放樣完成后對(duì)所放大樣和樣板進(jìn)行自檢，無誤后報(bào)質(zhì)

5、檢員進(jìn)行檢驗(yàn)。號(hào)料前根據(jù)加工清單，排版圖及加工詳圖確認(rèn)材質(zhì)，嚴(yán)格核對(duì)后進(jìn)行切割、銳刨，號(hào)料時(shí)長度必須留不小于30mm的余量焊接收縮余量，寬度方面留5mm。鋼結(jié)構(gòu)厚壁方管的切割采用數(shù)控切割，下料后必須立即對(duì)桿件進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)根據(jù)圖紙對(duì)桿件進(jìn)行編號(hào)。當(dāng)方管不平直時(shí)，應(yīng)對(duì)方管進(jìn)行矯正，對(duì)達(dá)不到長度要求的應(yīng)重新下料。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地及運(yùn)輸條件的限制，網(wǎng)架弦桿及腹桿只能在工廠內(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)要求及現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)架結(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，所以在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝，然后散件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，工廠拼裝時(shí)認(rèn)真控制好各件的安裝位置，對(duì)預(yù)拼裝過程中發(fā)現(xiàn)的誤差或存在的問題進(jìn)行校

6、正，避免使用大錘敲打和強(qiáng)制裝配，合格后方可進(jìn)行下一道工序。2.2.3 桿件構(gòu)件的涂裝：厚壁方管桿件表面必須進(jìn)行除銹處理，本工程采用噴砂除銹的方法，除銹等級(jí)不低于Sa2.5級(jí)。構(gòu)件出廠前刷兩道防銹漆，涂漆前應(yīng)嚴(yán)格檢查方管表面處理的質(zhì)量，是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的除銹質(zhì)量等級(jí)，如沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)重新除銹，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。在除銹后涂漆前，由于各種原因而造成鋼材表面返銹，要根據(jù)返銹程度，進(jìn)行不同程度的再除銹。厚壁方管桿件表面外理后應(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。經(jīng)檢查合格后方能進(jìn)行涂漆施工，涂裝防銹漆應(yīng)在適宜的施工環(huán)境條件下進(jìn)行，以保證涂裝質(zhì)量。2.3. 鋼構(gòu)

7、件的運(yùn)輸與堆放網(wǎng)架構(gòu)件的裝卸、運(yùn)輸和堆存，均不得損壞構(gòu)件并應(yīng)防止變形，運(yùn)輸時(shí)桿件之間以及鋼結(jié)構(gòu)桿件邊緣接觸點(diǎn)與緊固鐵鏈之間必須放置橡膠墊或半圓形包角之類的緩沖物。鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)送到安裝現(xiàn)場(chǎng)的順序，應(yīng)符合安裝程序，并應(yīng)成套供應(yīng)。堆存時(shí)，桿件應(yīng)放置在墊木上，并考慮擴(kuò)大拼裝和安裝程序的要求。2.4. 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝2.4.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工藝流程為：基座安裝支承面及軸線復(fù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)吊裝弦桿、腹桿的安裝、點(diǎn)焊弦桿、腹桿的調(diào)整、校正網(wǎng)架桿件節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量驗(yàn)收。 2.4.2 基座安裝及支承面復(fù)測(cè)本工程基座采用橡膠支座和彈簧支座，安裝時(shí)根據(jù)每個(gè)支座的位置線，先在結(jié)構(gòu)預(yù)埋鐵件上焊接與基座同大小的鋼板，并使所有底座鋼板保

8、持在同一標(biāo)高上，焊接時(shí)不得損壞螺栓絲扣。底座安裝完成后安裝橡膠基座及彈簧基座及支承面，如右圖所示。支承面安裝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)，內(nèi)容包括：測(cè)量標(biāo)高及軸線是否正確，檢查預(yù)裝基座螺栓的位置是否準(zhǔn)確，螺栓外露絲扣是否完好準(zhǔn)確，并做好記錄。 2.4.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及結(jié)構(gòu)形式分析，由于受場(chǎng)地條件及設(shè)計(jì)條件的限制，本工程采用高空散裝法進(jìn)行安裝，現(xiàn)場(chǎng)塔吊必須隨時(shí)配合進(jìn)行垂直運(yùn)輸?shù)跹b，安裝時(shí)采用塔吊進(jìn)行空中組裝。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝前搭設(shè)承重滿堂紅腳手架作為空中組裝的操作平臺(tái)，滿堂腳手架平臺(tái)必須保證荷載不小于400kg/m2,以保證構(gòu)件、人員和機(jī)械設(shè)備、機(jī)具的重量要求，保證施工安全和進(jìn)度要求。

9、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝時(shí)先安裝異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)，用塔吊吊裝就位到支承面后，校核其位置、方向及標(biāo)高，保證下弦桿中心標(biāo)高為25.08米，確定無誤后用特制的與節(jié)點(diǎn)角部形狀相同的鐵件穩(wěn)口支穩(wěn)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)用千斤頂頂住異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)并固定牢固，支承面異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)安裝完成后安裝下弦桿異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)，并采取同樣的方法固定，然后順序安裝厚壁方管下弦桿件。因下弦桿件為F350×350×12的方鋼管，自身的剛性較好，所以首先使下弦桿件形成整體，桿件與節(jié)點(diǎn)采用對(duì)接方法，對(duì)接校正后用點(diǎn)焊臨時(shí)固定?；跋孪覘U的安裝如下圖所示。 下弦桿安裝校核檢查完成后，在每個(gè)上弦桿節(jié)點(diǎn)位置搭設(shè)操作腳手架平臺(tái)，然后同步分段安裝異型鑄鋼節(jié)

10、點(diǎn)、腹桿和上弦桿。為了減少安裝的累計(jì)誤差，拼裝時(shí)必須保證單元拼裝精度，每安裝完一榀或每完成對(duì)應(yīng)軸線的安裝，都必須進(jìn)行檢測(cè)，嚴(yán)格控制基準(zhǔn)線位置、標(biāo)高及垂直偏差。異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)、上弦桿和腹桿如下圖所示。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上弦桿及腹桿安裝就位后，經(jīng)檢查校核軸線、標(biāo)高正確無誤，點(diǎn)焊固定后應(yīng)設(shè)置臨時(shí)支撐，如下圖所示。 2.4.4 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的焊接2.4.4.1 現(xiàn)場(chǎng)焊接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)焊接時(shí)焊接接頭的加熱膨脹和冷收縮會(huì)受到如熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、拘束應(yīng)力、體積應(yīng)力等的影響，這些應(yīng)力由于分布位置不同而造成不同程度及部位的變形。因此，編制合理、簡便、經(jīng)濟(jì)的焊接施焊順序是十分必要的。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)焊接連接順序平面上應(yīng)從

11、中部對(duì)稱地向四周擴(kuò)展，豎向可采取有利于工序協(xié)調(diào)，方便施工，保證焊接質(zhì)量的順序，最后的總拼裝焊接從中心開始，由四名焊工同時(shí)向四方輻射進(jìn)行，以保證整體尺寸精度。焊接方法采用手工電弧焊，焊接材料采用E50型。本工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上、下弦桿、腹桿與異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)互相交接，拼裝節(jié)點(diǎn)要求較高，焊接難度大，焊縫質(zhì)量是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工成敗的關(guān)鍵因素之一，因此要求：1. 參加施工的焊工必須有熟練的操作技能并取得焊工合格證，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。2. 焊接使用的焊條必須有質(zhì)量證明書，并根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求對(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

12、陷。3. 焊條使用前應(yīng)根據(jù)質(zhì)量證明書的要求進(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(shí)間不得超過4h，逾時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行烘焙。4. 施焊前應(yīng)對(duì)所焊桿件進(jìn)行清理，將焊接區(qū)邊緣50100mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、油污等清除干凈。同時(shí)檢查坡口角度、尺寸、桿件的軸線偏移情況；檢查焊接設(shè)備、接線情況，各工藝參數(shù)的調(diào)整；引弧板、收弧板安裝完畢；將熔渣、氧化層清除干凈，并把凹凸不平處打磨平整。5. 焊工在焊接時(shí)嚴(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行施焊，選擇網(wǎng)架中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，由此開始焊接方管和鑄鋼節(jié)點(diǎn)之間的焊縫，然后向四周擴(kuò)展施焊，以免收縮變形為一個(gè)方向累積。鋼管與鑄鋼節(jié)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱的兩根方鋼管應(yīng)同

13、時(shí)與鑄鋼節(jié)點(diǎn)相焊，即可減小焊接拘束度，避免焊接裂紋的產(chǎn)生，又可防止鑄鋼節(jié)點(diǎn)的偏斜。6. 焊工在施焊工程中，應(yīng)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(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。焊縫尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，不得減小焊腳尺寸，但也要避免過多地堆焊加高而產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力。7. 焊縫出現(xiàn)裂紋等缺陷時(shí)，焊工不得擅自處理，應(yīng)時(shí)匯報(bào)有關(guān)技術(shù)人員，查清原因，提出修補(bǔ)措施后，方可處理。8. 焊工施焊完后，應(yīng)及時(shí)清理焊渣，對(duì)焊縫的外觀進(jìn)行自檢，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

14、達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。2.4.4.2 焊接檢驗(yàn)內(nèi)部質(zhì)量缺陷檢驗(yàn)：本工程要求所有的焊縫質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)，對(duì)接焊縫必須100經(jīng)過超聲波探傷檢驗(yàn)，其結(jié)果必須符合設(shè)計(jì)要求、施工規(guī)范和鋼結(jié)構(gòu)焊接的專門規(guī)定。焊縫的表面檢查：焊縫的表面嚴(yán)禁有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑、針狀氣孔和熔合性飛濺物等缺陷。氣孔、咬邊必須符合施工規(guī)范規(guī)定。焊波均勻；雜物清除干凈。2.5. 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的驗(yàn)收本工程網(wǎng)架主體結(jié)構(gòu)施工完成后，每一條焊縫均采用超聲波進(jìn)行了檢測(cè)，自檢合格后報(bào)監(jiān)理、業(yè)主驗(yàn)收，建設(shè)單位委托第三方進(jìn)行了抽檢，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、桿件變形、構(gòu)件尺寸、精度等進(jìn)行了檢測(cè)，檢查結(jié)果焊縫質(zhì)量、桿件變形，構(gòu)件尺寸、精度、網(wǎng)架起拱等均符合設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量規(guī)范要求。凱恒中心大跨度異型鑄鋼節(jié)點(diǎn)厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完工后效果如下圖： 3. 結(jié)束語凱恒中心