鋼結(jié)構(gòu)管桁架施工技術(shù)

1、大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架施工技術(shù)【摘要】法學院工程北連廊為55m鋼結(jié)構(gòu)管桁架結(jié)構(gòu)，拼裝工藝困難，相貫焊接節(jié)點復雜，焊接質(zhì)量要求高，在施工中采用高空拼裝，由于采取科學、合理、可靠的技術(shù)和有效的質(zhì)量監(jiān)控，成功地施工了該項工程，滿足了施工和設計要求。【關(guān)鍵詞】大跨度 管桁架 預拼 高空拼裝 相貫焊接1、工程概況：法學院工程位于蘇州大學本部鐘樓南側(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80025鋼管立柱，內(nèi)澆注C50砼。連廊的兩榀主梁采用大跨度的管桁架結(jié)構(gòu)，總跨度為54.94m，上、下弦

2、桿采用60018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H4502501814，樓承板采用HG-240型，樓面標高為9.76m。屋面采用雙坡型板，屋面板采用HV-450型。根據(jù)設計要求，鋼廊主桁架、鋼管柱中所有鋼管、方鋼管、節(jié)點板、連接板均采用Q345B級鋼制造。桁架中節(jié)點的支弦桿、腹桿與節(jié)點相應開坡口等強焊接為一級焊縫，其余均為二級焊縫，由蘇州一建負責總承包施工。1.2結(jié)合本工程施工時的特點：原先考慮采用1臺120T汽車吊和1臺80T汽車吊共同完成吊裝，由于本工程位于校園內(nèi)，原有道路狹窄，現(xiàn)有場地限制，周邊綠化、百年古樹的保護，大型吊機無法進場，基于上述因素，

3、放棄了大型吊裝，運輸設備進場的方案，后調(diào)整改為高空拼裝方法施工，但在工程整體進度上受到一定影響。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)點復雜，相貫焊接等難題，因此構(gòu)件在制作后事先在加工車間預拼，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)場高空拼裝的工作量，但在空中拼裝對三維的控制（中心線、起拱、垂直度）將是施工的重點和難點。2、施工準備：2.1根據(jù)設計圖紙進行深化細化設計，結(jié)合施工現(xiàn)場、工廠及運輸?shù)囊髞磉M行構(gòu)件的分批、分段處理，深化設計完成后，請設計及相關(guān)單位人員審核確認。2.2由技術(shù)負責人組織施工技術(shù)人員共同審圖，明確其中制作安裝的重點

4、及難點，對制作高、難度大的節(jié)點制定相應的措施，編制了詳細的加工工藝計劃。2.3根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工進度計劃，相應制定了材料采購、檢驗及用工計劃，落實大型機械進場計劃。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。因此對制作、安裝人員進行了詳細的施工技術(shù)交底。3、工廠加工3.1材料檢測對到貨的材料核對證書、爐批號、數(shù)量、規(guī)格品質(zhì)、技術(shù)條件、主要標志等是否符合要求，不符合材料標準的嚴禁使用。材料進廠后進行外觀檢查和尺寸檢查，表面無明顯銹蝕、麻坑等缺陷，并對原材料進行抽檢，合格的材料做好材質(zhì)和工程色標，并擺放整齊。3.2下料、切割根據(jù)工程總體部署，現(xiàn)場施工場地及運輸條件的限制，桁架

5、只能在工廠內(nèi)分段制作后運至現(xiàn)場，為確保制作質(zhì)量能滿足結(jié)構(gòu)設計要求，所以在工廠內(nèi)進行預拼，然后散件運至現(xiàn)場，為了滿足運輸，將上、下弦桿各分成五段進行下料制作。桁架結(jié)構(gòu)主管直段采用切管機和美國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直接下料，節(jié)點板和加勁板用剪板機或數(shù)控切割機下料，對主管原則上長度按定尺采購，每段放焊接收縮余量2-5mm。對桁架腹桿等桿件，下料時根據(jù)工藝實驗所得值放焊接收縮余量1mm，下料后必須立即對構(gòu)件或桿件進行檢驗，當鋼管不平直及有局部凹陷時，應對鋼管進行矯正。對達不到長度要求的應重新下料。支管的檢驗應以首件為樣品，檢驗后，根據(jù)圖紙對構(gòu)件

6、或桿件進行編號，以便裝配。3.3工廠預拼、校正由于本工程管桁架結(jié)構(gòu)相貫拼裝節(jié)點復雜，工程量大，為了保證現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)的順利拼裝，加快施工進度，減少現(xiàn)場拼裝工期，因此工廠預拼尤其關(guān)鍵和重要。工廠預拼的順序根據(jù)已確定的現(xiàn)場拼裝方案進行，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槽后，鋼管變形較大，因此在拼裝過程中需不斷矯正，同時，保證腹桿與上下弦桿相貫連接吻合，節(jié)點拼裝時難度大。預拼完成后，對整體桁架進行矯正，其它允許偏差必須滿足規(guī)范要求。3.4構(gòu)件的除銹及涂裝工藝：除銹：鋼構(gòu)件表面除銹前對構(gòu)件邊緣進行半徑R3mm圓弧處理，邊緣處理直接影響涂裝使用壽命，應認真處理和檢查合格后，方能進行

7、噴砂處理。涂裝工件的表面應有良好的干燥度，任何銹、焊渣、砂塵、油脂都應清除，嚴重的油污應采用溶劑除油。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)表面清潔應要求其除銹度等級達到GB8923-88標準，Sa2.5級，現(xiàn)場補漆，采用電動工具除銹達到ST3級。當噴丸作業(yè)全部完成，并經(jīng)過檢驗合格后，開動真空吸砂機，進行表面清理工作，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、相對濕度和霧點，應符合設計和油漆供應商給予的指導。完工涂裝前必須對鋼構(gòu)件在運輸過程中及安裝過程中損壞的涂裝層進行補漆修復，在噴涂最后一道油漆前應對鋼結(jié)構(gòu)外表面進行全面清潔處理去灰塵、油

8、污及其它雜質(zhì)。3.5構(gòu)件運輸：本工程運輸量小，共100多噸，運輸日程嚴格按照施工進度，要求從制作工廠發(fā)出，并必須預留一定的路途時間余量。運輸過程的技術(shù)措施：所有構(gòu)件均以成品的形式發(fā)運到現(xiàn)場。發(fā)運前的構(gòu)件均進行打包捆扎，直桿件全部用鋼框架進行固定，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行編號并標記在包裝上，且每個包裝都必須有詳細的構(gòu)件清單。4、現(xiàn)場的拼裝、安裝：4.1現(xiàn)場安裝的主要順序為：軸線復測鋼立柱安裝鋼柱間水平支撐安裝支撐架胎模的基礎(chǔ)施工支撐胎模架的制作桁架鋼架的安裝下弦桿的安裝上弦桿、腹桿的安裝樓層梁的安裝樓層板的安裝屋面系統(tǒng)安裝。4.2現(xiàn)場

9、安裝的方法，首先對鋼立柱的安裝，每根鋼柱長為11.8m，重為6.1T，選擇16T汽車吊對鋼柱進行吊裝。就位后，復核鋼柱軸線，不斷調(diào)整到準確位置，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經(jīng)緯儀校正，完成后澆筑C50砼固定。4.3對桁架的安裝，采用高空拼裝法，首先根據(jù)深化工藝圖，設置支撐胎模架，詳見支撐架布置圖，考慮桁架的上下弦桿為60018的鋼管，自身的剛性較好，所以首先使下弦形成整體，采用鋼管對接方法，內(nèi)設新管，在胎架上進行具體形狀尺寸如下圖，然后同步分段安裝上弦桿和腹桿。當上弦桿就位后設置臨時支撐，桁架的安裝采用1臺16T汽車吊和1臺8T汽車吊完成。4.5現(xiàn)場相貫焊接：本工程

10、管桁架上、下弦桿與腹桿、加勁板互相交接，拼裝節(jié)點要求高，相貫焊接難度大，焊縫質(zhì)量是鋼廊施工成敗的關(guān)鍵。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)擔任項目的焊接工作，嚴禁無證焊工上崗施焊?，F(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)標準按批號對所有的焊條進行外觀檢查，所有的焊條藥皮應干燥牢固、完整、不能有裂紋、氣孔及刻痕等缺陷。焊條使用前應根據(jù)質(zhì)量證明書的規(guī)定進行烘焙和保溫，焊工每次領(lǐng)用的焊條應存放在保溫筒內(nèi)，數(shù)量不得超過3kg，存放時間不得超過4h，逾時應重新進行烘干。對當天使用完的焊條應另行堆放，下次盡量使用。施焊前對所焊工件進行清理，將焊

11、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。焊工在焊接時嚴格按照焊接工藝進行施焊。焊接坡口加工后，其尺寸應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，以便清渣和避免出現(xiàn)死角。每一層焊道焊完后應及時清理，如發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)量的缺陷，必須清除后再焊。焊縫出現(xiàn)裂紋時，焊工不得擅自處理，申報焊接技術(shù)負責人，查清原因，提出修補措施后，方可處理。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。焊工施焊完后，應及時清理焊渣，對焊縫的外觀進行檢查，要求焊縫金屬表面焊接均勻

12、，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)量達到設計和規(guī)范要求?，F(xiàn)場焊接工藝如下： 桁架拼裝根據(jù)測量結(jié)果確認焊接順序焊前確認破口處理焊條檢測襯板、引弧板安裝、檢測預熱焊條焊接現(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告現(xiàn)場焊接工藝流程5、檢測及效果：本工程鋼結(jié)構(gòu)管桁架施工完成后，每一條焊縫均采用超場波進行檢測，自檢合格后報監(jiān)理、業(yè)主驗收，業(yè)主方委托蘇州市建筑質(zhì)量檢測中心進行第三方檢測，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)檢驗所查鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點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，桁架起拱均符合