高層建筑施工 第13章 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

第13章

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)隨著我國城市化進程的加快和綜合國力的提升，超高層建筑在我國城市建筑所占的比例越來越大。特別是在集約土地資源、集約使用城市基礎(chǔ)設(shè)施等城市建設(shè)新理念的引導下，我國超高層建筑迅猛發(fā)展，它滿足了人們在有限的土地上建造更高、更大面積建筑的愿望，也象征了現(xiàn)代社會經(jīng)濟的繁榮。超高層在向天空進軍之時，必然需要鋼結(jié)構(gòu)的強力支撐。超高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量、管道設(shè)置、工期長短和造價高低，與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，決定于不同的層數(shù)、高度和功能。13.1常用鋼結(jié)構(gòu)體系樓板鋼梁鋼柱基礎(chǔ)1.框架-支撐結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成，梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，為主要承重結(jié)構(gòu)。各平面框架再由連系梁連系起來，形成空間結(jié)構(gòu)體系。十字形交叉支撐單斜桿支撐人字形斜桿支撐V形斜桿體支撐中心支撐框架的類型偏心支撐框架的類型為了改善框架結(jié)構(gòu)的柔性較大，抗側(cè)力能力較差不足，人們在框架結(jié)構(gòu)體系中增設(shè)水平抗側(cè)力構(gòu)件斜向支撐，使其抗側(cè)剛度和抗震性能得到了顯著提升，就構(gòu)成了框架-支撐體系。框架—支撐結(jié)構(gòu)體系框架—支撐結(jié)構(gòu)體系可以將建筑高度提高至40層以上隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。2.筒體結(jié)構(gòu)這時可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)?？蚣堋搀w結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)束筒結(jié)構(gòu)巨型結(jié)構(gòu)體系常見的筒體結(jié)構(gòu)包括：框架—筒體結(jié)構(gòu)簡圖1）框架—筒體結(jié)構(gòu)中心為抗剪薄壁筒，外圍為普通框架所組成的結(jié)構(gòu)這是超高層建筑的一種較經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)利用中心部分的鋼筋混凝土墻體形成核心筒作為結(jié)構(gòu)抵抗水平力的主要抗側(cè)力構(gòu)件，外圈則采用梁、柱形成的框架，與核心筒形成整體，這種體系稱為框架—核心筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)簡圖2）筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50％），因而框筒工作不同于普通平面框架，而是有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。外框筒（密柱）核心筒廣州西塔筒中筒結(jié)構(gòu)施工照片及結(jié)構(gòu)平面布置圖束筒結(jié)構(gòu)簡圖3）束筒結(jié)構(gòu)束筒結(jié)構(gòu)即組合筒結(jié)構(gòu)，建筑平面較大時，為減小外墻在側(cè)向力作用下的變形，將建筑平面按模數(shù)網(wǎng)格布置，使外部框架式筒體和內(nèi)部縱橫剪力墻（或密排的柱）成為組合筒體群。這就大大增強了建筑物的剛度和抗側(cè)向力的能力。希爾斯大廈束筒結(jié)構(gòu)示意圖巨型結(jié)構(gòu)簡圖4)巨型結(jié)構(gòu)體系巨型結(jié)構(gòu)是由大型構(gòu)件（巨型梁、巨型柱和巨型支撐）組成的，主結(jié)構(gòu)與常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的次結(jié)構(gòu)共同工作的一種結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)一般由兩級結(jié)構(gòu)組成。第一級結(jié)構(gòu)超越樓層劃分，形成跨若干樓層的巨梁、巨柱（超級框架）或巨型桁架桿件，以這種巨型結(jié)構(gòu)來承受水平力和豎向荷載，樓面作為第二級結(jié)構(gòu)，只承受豎向荷載，并將荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力傳遞到第一級結(jié)構(gòu)上。天津高銀117大廈巨型結(jié)構(gòu)示意圖巨型結(jié)構(gòu)作為超高層建筑的一種嶄新體系。由于其自身的優(yōu)點及特點，已越來越被人們重視，并越來越多地應(yīng)用于工程實際，是一種很有發(fā)展前景的結(jié)構(gòu)形式。目前在超過400米的高樓中被廣泛應(yīng)用。鋼柱鋼梁鋼板剪力墻環(huán)帶桁架壓型鋼板（樓板）13.2常用鋼結(jié)構(gòu)類型超高層建筑中，常用的鋼結(jié)構(gòu)類型包括：鋼柱、鋼梁、鋼板剪力墻、環(huán)帶桁架、壓型鋼板等。一、巨型鋼柱項目優(yōu)點缺點CFT鋼管混凝土截面抗彎剛度與抗彎承載力比SRC有明顯增加，相應(yīng)減少用鋼量，截面尺寸可以相應(yīng)減少，可不限制軸壓比，無需鋼筋綁扎和支撐模板，施工方便，抗震延性優(yōu)異外表面防火和防腐，對造價有明顯增加?；炷翝仓に囈蟾?，并需嚴格控制密實度，對承包商要求高。SRC鋼骨混凝土耐火和抗腐蝕性能極優(yōu)異鋼筋綁扎、模板工程工作量大；型鋼梁連接時節(jié)點復雜，鋼筋綁扎困難。CFT和SRC綜合對比表巨柱類型廣州東塔鋼板剪力墻鋼板墻構(gòu)造圖二、鋼板剪力墻組合樓板分類三、組合樓板1、壓型鋼板—混凝土組合樓板2、鋼筋桁架樓承板四、桁架結(jié)構(gòu)13.3超高層鋼結(jié)構(gòu)材料1.超高層鋼結(jié)構(gòu)材料分類類別品種說明型材重軌每米重量大于30千克的鋼軌（包括起重機軌）輕軌每米重量小于或等于30千克的鋼軌大型型鋼普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等邊和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型中型型鋼小型型鋼線材直徑5-10毫米的圓鋼和盤條冷彎型鋼將鋼材或鋼帶冷彎成型制成的型鋼優(yōu)質(zhì)型材優(yōu)質(zhì)鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等其它鋼材包括重軌配件、車軸坯、輪箍等板材薄鋼板厚度等于和小于4毫米的鋼板厚鋼板厚度大于4毫米的鋼板。可分為中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）鋼帶也叫帶鋼，實際上是長而窄并成卷供應(yīng)的薄鋼板電工硅鋼薄板也叫硅鋼片或矽鋼片管材無縫鋼管用熱軋、熱軋——冷拔或擠壓等方法生產(chǎn)的管壁無接縫的鋼管焊接鋼管將鋼板或鋼帶卷曲成型，然后焊接制成的鋼管金屬制品金屬制品包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等13.4超高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作1.深化設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計也叫做鋼結(jié)構(gòu)二次設(shè)計，通俗說法就是鋼結(jié)構(gòu)的拆圖或鋼結(jié)構(gòu)的詳圖設(shè)計。它是以建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計施工圖（包括業(yè)主提供的招標文件、答疑補充文件、技術(shù)要求等，結(jié)合工廠制作條件、運輸條件，考慮現(xiàn)場拼裝、安裝方案、設(shè)計分區(qū)及土建條件）為依據(jù)，向建筑施工單位或制造加工單位，提供用于加工和安裝施工的圖紙資料。簡單的說，它就是要把工程中每根構(gòu)件的詳細信息，如構(gòu)件形狀、數(shù)量、重量等，盡可能完全的表達出來，將設(shè)計圖紙進一步詳細轉(zhuǎn)化為工廠制作和工地安裝用的圖紙，使水平一般的工人能夠看懂看明白，從而進行工廠加工、工地安裝。深化設(shè)計詳圖是指用圖樣確切、直觀的表示出構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和技術(shù)要求的技術(shù)文件。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制圖階段的不同，鋼結(jié)構(gòu)的制圖可分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖與鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計詳圖二個階段。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖應(yīng)由具有相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)級別的設(shè)計單位設(shè)計完成，鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計詳圖由具有相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)級別的鋼結(jié)構(gòu)加工制造企業(yè)或委托設(shè)計單位完成。2構(gòu)件制作鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作一般在工廠進行，包括放樣、號料、切割下料、邊緣加工、彎卷成型、折邊、矯正和防腐與涂飾等工藝過程。箱型柱吊車梁鋼管柱鋼桁架格構(gòu)式管柱13.4超高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作2.1放樣與號料根據(jù)產(chǎn)品施工詳圖或零、部件圖樣要求的形狀和尺寸，按1:1的比例把產(chǎn)品或零、部件的實體畫在放樣臺或平板上，求取實長并制成樣板的過程。2.1.1放樣對復雜的殼體零、部件，還需作圖展開。有條件時應(yīng)采用計算機輔助設(shè)計。2.1.2號料根據(jù)樣板在鋼材上畫出構(gòu)件的實樣，并打上各種加工記號，為鋼材的切割下料作準備。工人在號料2.2切割下料

切割是將放樣和號料的零件形狀從原材料上進行下料分離。常用的切割方法有：氣割、機械剪切和等離子切割三種方法。2.2.1氣割下料

利用氧氣與可燃氣體混合產(chǎn)生的預(yù)熱火焰加熱金屬表面達到燃燒溫度并使金屬發(fā)生劇烈的氧化，放出大量的熱促使下層金屬也自行燃燒，同時通以高壓氧氣射流，將氧化物吹除而形成一條狹小而整齊的割縫。氣割法有手動氣割、半自動氣割和自動氣割。手動氣割割縫寬度為4mm，自動氣割割縫寬度為3mm。氣割法設(shè)備靈活、費用低廉、精度高，能切割各種厚度的鋼材，尤其是帶曲線的零件或厚鋼板，是目前使用最廣泛的切割方法。氣割下料CNC電腦切割生產(chǎn)線直線氣割機2.2.2機械剪切下料

通過沖剪、切削、磨擦等機械來實現(xiàn)。

⑴沖剪切割：當鋼板厚度≯12cm時，采用剪板機、聯(lián)合沖剪機切割鋼材，速度快、效率高，但切口略粗糙。

⑵切削切割：采用弓鋸床、帶鋸機等切削鋼材，精度較好。

⑶磨擦切割：采用磨擦鋸床、砂輪切割機等切割鋼材，速度快、但切口不夠光潔、噪聲大。液壓聯(lián)合沖剪機鋸床利用高溫高速的等離子焰流將切口處金屬及其氧化物熔化并吹掉來完成切割，能切割任何金屬，特別是熔點較高的不銹鋼及有色金屬鋁、銅等。2.2.3等離子切割下料等離子切割機數(shù)控等離子切割機

2.3構(gòu)件加工對于尺寸精度要求高的腹板、翼緣板、加勁板、支座支撐面和有技術(shù)要求的焊接坡口，需要對剪切或氣割過的鋼板邊緣進行加工。2.3.1邊緣加工邊緣加工方法有：鏟邊、刨邊、銑邊和碳弧氣刨邊。鋼板銑邊機端面銑滾剪倒角(坡口)機2.3.2彎卷成型

鋼板卷曲是通過旋轉(zhuǎn)輥軸對板料進行連續(xù)三點彎曲所形成的。鋼板卷曲包括預(yù)彎、對中和卷曲三個過程。⑴鋼板卷曲

①預(yù)彎：鋼板在卷板機上卷曲時，兩端邊緣總有卷不到的部份，即剩余直邊。通過預(yù)彎消除剩余直邊。

②對中：為防止鋼板在卷板機上卷曲時發(fā)生歪扭，應(yīng)將鋼板對中，使鋼板的縱向中心線與滾筒軸線保持嚴格的平行。

③卷曲：對中后，利用調(diào)節(jié)輥筒的位置使鋼板發(fā)生初步的彎曲，然后來回滾動而卷曲。鋼板卷曲

①型鋼彎曲：型鋼彎曲時斷面會發(fā)生畸變，彎曲半徑越小，則畸變越大。應(yīng)控制型鋼的最小彎曲半徑。構(gòu)件的曲率半徑較大，宜采用冷彎；構(gòu)件的曲率半徑較小，宜采用熱彎。⑵型材彎曲

②鋼管彎曲：在自由狀態(tài)下彎曲時截面會變形，外側(cè)管壁會減薄，內(nèi)側(cè)管壁會增厚。

彎制方法：管中加入填充物(砂)或穿入芯棒進行彎曲；或用滾輪和滑槽在管外進行彎曲。

彎曲半徑：≮管徑的3.5倍(熱彎)到4倍(冷彎)。型材彎曲機全自動彎管機

把構(gòu)件的邊緣壓彎成傾角或一定形狀的操作過程稱為折邊。折邊可提高構(gòu)件的強度和剛度。彎曲折邊利用折邊機進行。⑶折邊

包括鉚釘孔、螺栓孔，可鉆可沖。鉆孔用鉆孔機進行，能用于鋼板、型鋼的孔加工；沖孔用沖孔機進行，一般只能在較薄的鋼板、型鋼上沖孔，且孔徑一般≮鋼材的厚度。施工現(xiàn)場的制孔可用電鉆、風鉆等加工。⑷制孔液壓板料折彎機數(shù)控三維鉆孔機2.3.3構(gòu)件矯正

鋼材在存放、運輸、吊運和加工成型過程中會變形,必須對不符合技術(shù)標準的鋼材、構(gòu)件進行矯正。鋼結(jié)構(gòu)的矯正，是通過外力或加熱作用迫使鋼材反變形，使鋼材或構(gòu)件達到技術(shù)標準要求的平直或幾何形狀。

矯正的方法：火焰矯正(亦稱熱矯正)、機械矯正和手工矯正(亦稱冷矯正)

。板材矯正機H型鋼翼緣矯正機鋼管矯直機

利用火焰對鋼材進行局部加熱，被加熱處理的金屬由于膨脹受阻而產(chǎn)生壓縮塑性變形，使較長的金屬纖維冷卻后縮短而完成的。⑴火焰矯正

影響矯正效果的因素：火焰加熱位置、加熱的形式、加熱的溫度。

火焰矯正加熱的溫度：對于低碳鋼和普通低合金鋼為600～8000C?；鹧娉C正

是通過專用矯正機使用權(quán)彎曲的鋼材在外力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形，以達到平直的目的。⑵機械矯正

拉伸機矯正：用于薄板扭曲、型鋼扭曲、鋼管、帶鋼、線材等的矯正。

壓力機矯正：用于板材、鋼管和型鋼的矯正。

多輥矯正機：用于型材、板材等的矯正。液壓矯正機多輥矯正機矯正板材采用錘擊的方法進行，操作簡單靈活。由于矯正力小、勞動強度大、效率低而用于矯正尺寸較小的鋼材，或矯正設(shè)備不便于使用時采用。⑶手工矯正錘擊法--鋼板焊接應(yīng)力變形校正2.4.1鋼材的除銹鋼結(jié)構(gòu)的防腐與涂飾包括普通涂料涂裝和防火涂料涂裝。涂裝前，鋼材表面應(yīng)除銹。2.4除銹、防腐與涂飾

鋼材除銹方法有：噴砂、拋丸、酸洗以及鋼絲刷人工除銹、現(xiàn)場砂輪打磨等。拋丸除銹是最理想的除銹方式。噴砂除銹拋丸機除銹2.4.2防腐與涂飾

施涂的方法有刷涂法(油性基料的涂料)和噴涂法(快干性和揮發(fā)性強的涂料)普通涂料的涂裝遍數(shù)、涂層厚度應(yīng)符合設(shè)計要求，鋼材表面不應(yīng)誤涂、漏涂，涂層應(yīng)均勻，無明顯皺皮、流墜、針眼、氣泡及脫皮和返銹等。防火涂料的涂層厚度應(yīng)符合耐火極限的設(shè)計要求。噴涂法進行涂裝3連接與拼裝鋼構(gòu)件的連接方法有焊接、緊固件連接(螺栓連接、射釘、自攻釘、拉鉚釘)及鉚接三種。廣州電視塔外筒南京大勝關(guān)長江大橋鋼結(jié)構(gòu)焊接施工高強螺栓連接施工鉚接連接3.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接焊接方法特點適用范圍手工焊交流焊機設(shè)備簡易,操作靈活,可進行各種位置的焊接普通鋼結(jié)構(gòu)直流焊機焊接電流穩(wěn)定,適用于各種焊條要求較高的鋼結(jié)構(gòu)埋弧自動焊生產(chǎn)效率高,焊接質(zhì)量好,表面成型光滑美觀,操作容易,焊接時無弧光,有害氣體少長度較長的對接或貼角焊縫埋弧半自動焊與埋弧自動焊基本相同,但操作較靈活長度較短、彎曲焊縫CO2氣體保護焊生產(chǎn)效率高,焊接質(zhì)量好,成本低,易于自動化,可進行全位置焊接用于薄鋼板鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法、特點及適用范圍3.1.1手工電弧焊

⑵焊條：焊條供手工電弧焊用，由焊芯和藥皮組成。焊條的表示方法(如E4303、E5015)：“E”代表焊條，前兩位“43”、“50”表示焊縫金屬的抗拉強度等級(430、500N/mm2)，第三位數(shù)字代表焊接的位置，最后一位數(shù)表示適用電源種類及藥皮類型。

又稱焊條電弧焊：是最普遍的熔化焊焊接方法，它是利用電弧產(chǎn)生的高溫、高熱量進行焊接的。

⑴電焊機：主要有交流弧焊機、直流弧焊機

。交流弧焊機直流弧焊機焊條⑶焊接接頭與坡口為確保焊件能焊透，必須開一定形狀的坡口。

焊接前根據(jù)焊接部位的形狀、尺寸、受力的不同，選擇合適的接頭類型。常見的接頭型式有

對接、搭接、丁字接和角接等。

常見的接頭型式對接接頭的坡口型式⑷焊接工藝參數(shù)的選擇

手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)有：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。

焊條直徑——根據(jù)焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和焊接層次來選擇。

焊接電流——根據(jù)焊條的類型、直徑、焊件的厚度、接頭形式、焊縫空間位置等因素來考慮。其中焊條直徑和焊縫空間位置最為關(guān)鍵。

電弧電壓——根據(jù)電源特性，由焊接電流決定相應(yīng)的電弧電壓。此外電弧電壓還與電弧長有關(guān)。

焊接層數(shù)——視焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。每層焊縫的厚度過大，對焊縫金屬的塑性有不利影響，施工中每層焊縫的厚度不應(yīng)大于4～5mm。多層焊的焊縫和焊接順序有平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。平焊易操作，勞動條件好，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量易保證。立焊、橫焊和仰焊時施焊困難，應(yīng)盡量避免。⑸焊縫的空間位置焊縫的空間位置⑹焊接準備

碰擊法——將焊條垂直于焊件進行碰擊，然后迅速保持一定距離；

劃擦法——將焊條端頭輕輕劃過焊件，然后迅速保持一定距離。

嚴禁在焊縫區(qū)以外的母材上打火引弧。包括坡口制備、焊口清理、焊條烘干、預(yù)熱、預(yù)變形及高強度鋼切割表面探傷等。⑺引弧引弧方法鋼管打坡口⑻運條方法

①沿其中心線向下送進——焊條被電弧熔化變短，為保持弧長，須使焊條沿其中心線向下送進，以防止斷??；

焊條運條有三個運條方向，三個方向的動作應(yīng)密切配合。

②沿焊縫方向移動——為形成線形焊縫，焊條要沿焊縫方向移動，移動速度應(yīng)適當；

③橫向擺動——為獲得一定寬度的焊縫，焊條必須橫向擺動。平焊焊條角度和運條基本動作2.1.2埋弧自動焊

埋弧自動焊的優(yōu)點是：生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量好、節(jié)約鋼材和電能、改善了勞動條件。

埋弧自動焊的缺點是：適應(yīng)能力差，只能在水平位置焊接長直焊縫或大直徑的環(huán)焊縫。埋弧焊時焊縫的形成埋弧自動焊的焊接過程埋弧自動焊機電腦自動埋弧焊生產(chǎn)線3.1.3CO2氣體保護焊

二氧化碳氣體保護焊施焊時焊縫被保護，故焊縫金屬純度高、性能好；焊接加熱集中，焊件變形小；電弧穩(wěn)定性好，在小電流時電弧也能穩(wěn)定燃燒，是一種高效率，低成本的焊接方法。缺點是：焊縫熔深淺，只適合于焊接＜6mm薄板。逆變CO2氣體保護焊機

CO2氣體保護焊

CO2氣體保護焊絲2.2緊固件連接包括普通螺栓、高強度螺栓、射釘、自攻釘、拉鉚釘?shù)木o固連接。連接螺栓分為8級，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S(如5.6S表示抗拉強度為500MPa,屈強比為60%)，其中后兩級為高強度螺栓，其余為普通螺栓。鋼柱與基礎(chǔ)的地腳螺栓連接梁柱節(jié)點的螺栓連接共63頁

第31頁3.2.1普通螺栓連接普通螺栓按外形有：六角螺栓、雙頭螺栓和地腳螺栓。①六角螺栓：按質(zhì)量和產(chǎn)品等級分為A、B、C三種。

A級螺栓——精制螺栓；

B級螺栓——半精制螺栓；

C級螺栓——粗制螺栓。⑴普通螺栓的種類和用途

A、B級螺栓適用于連接部位需傳遞較大剪力的重要結(jié)構(gòu)的安裝，C級螺栓適用于鋼結(jié)構(gòu)安裝中的臨時固定。六角螺栓

②雙頭螺栓：又稱螺柱，多用于連接厚板或不方便使用六角螺栓連接的地方，如砼屋架、屋面梁懸掛單軌梁吊掛件等。

③地腳螺栓：分為一般地腳螺栓、直角地腳螺栓、錘頭螺栓和錨固地腳螺栓，一般地腳螺栓、直角地腳螺栓和錘頭螺栓是在砼澆筑前預(yù)埋在基礎(chǔ)之中，用以固定鋼柱；錨固地腳螺栓是在已成型砼基礎(chǔ)上經(jīng)鉆機成孔后，再安裝、灌漿固定的一種地腳螺栓。雙頭螺栓一般地腳螺栓異型地腳螺栓地腳螺栓預(yù)埋⑵普通螺栓的施工

①連接要求：

※

螺栓頭和螺母的下面應(yīng)放置平墊圈。螺母下面的墊圈不應(yīng)多于2個，螺栓頭部下面的墊圈不應(yīng)多于1個。

※

螺栓頭和螺母應(yīng)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面及墊圈密貼。

※

傾斜面的螺栓連接，放置斜墊片墊平。

※

動荷載或重要部位的螺栓，應(yīng)放置彈簧墊圈。

※

螺栓伸出螺母的長度應(yīng)不小于兩個完整螺紋的長度。②緊固軸力

螺栓緊固必須從中心開始，對稱施擰；大型接頭采用復擰，即“兩次緊固法”。

施擰時的緊固軸力應(yīng)不超過相應(yīng)的規(guī)定。永久螺栓擰緊質(zhì)量檢驗采用錘敲或用力矩扳手檢驗，要求螺栓不顫動和偏移，擰緊的真實性用塞尺檢查，對接表面高差(不平度)不應(yīng)超0.5mm。南京大勝關(guān)長江大橋高強螺栓終擰3.2.2高強螺栓連接

高強螺栓就是高強度的螺栓，是一種標準件。是繼鉚接連接后的新型鋼結(jié)構(gòu)連接形式，是目前鋼結(jié)構(gòu)連接的主要手段。高強螺栓從外形上可分為扭剪型高強螺栓和大六角頭高強螺栓。⑴高強螺栓的種類和用途扭剪型高強螺栓大六角頭高強螺栓一個連接副為一個螺栓、一個螺母和一個墊圈一個連接副為一個螺栓、一個螺母和二個墊圈

①手動扭矩扳手：高強螺栓以手動緊固時，要使用有示明扭矩值的扳手施擰，以達到高強螺栓連接副規(guī)定的扭矩和剪力值。常用的手動扭矩扳手有指針式、音響式和扭剪型三種。⑵高強螺栓施工的機具響聲式扭矩扳手德國Wera可調(diào)控扭力扳手手動扭矩扳手

②電動扳手

定扭矩、定轉(zhuǎn)角電動扳手適用于大六角頭高強螺栓的緊固，可自動控制扭矩和轉(zhuǎn)角，適用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁、廠房建設(shè)安裝大六角頭高強螺栓施工的初擰、終擰和扭剪型高強螺栓的初擰。

扭剪型電動扳手適用于扭剪型高強度螺栓的終擰緊固，常用的扭剪型電動扳手有6922型和6924型兩種。6924扭剪扳手電動扭剪扳手定扭矩電動扳手⑶高強螺栓的保管及現(xiàn)場復驗

①高強螺栓的保管

高強度螺栓的包裝、運輸、現(xiàn)場保管過程要保持它的出廠狀態(tài)，直到安裝使用前才能開箱檢查使用。以防止連接副的扭矩系數(shù)(K)發(fā)生變化，這是高強度螺栓保管的一項重要內(nèi)容。

②高強度螺栓的現(xiàn)場取樣復驗

扭剪型高強螺栓和高強大六角頭螺栓出廠時應(yīng)隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固軸力(預(yù)拉力)的檢驗報告。

連接面抗滑移系數(shù)復驗：高強螺栓按每驗收批抽取3組試件；

預(yù)拉力復驗：扭剪型高強螺栓每驗收批抽取8套；

扭矩系數(shù)復驗：高強大六角頭螺栓每驗收批抽取8套。⑷高強螺栓的施工要點

①緊固前檢查

螺栓緊固前，應(yīng)對螺孔、被連接件的移位，不平度、不垂直度、磨光頂緊的貼合情況，以及板疊合處摩擦面的處理，連接間隙，孔眼的同心度，臨時螺栓的布放等進行檢查。

②緊固施工

緊固順序應(yīng)從節(jié)點中心向邊緣依次進行。緊固時，要分初擰和終擰兩次緊固；對于大型節(jié)點，可分為初擰、復擰和終擰。初擰、復擰軸力宜為60～80%標準軸力，終擰軸力為標準軸力。當天安裝的螺栓，要在當天終擰完畢，防止螺紋被沾污和生銹，引起扭矩系數(shù)值發(fā)生變化。

③緊固完畢檢查

高強大六角頭螺栓檢查：包括是否有漏擰和施工扭矩值。施工扭矩值的檢查在終擰完成1h后、48h內(nèi)進行。

抽查量：每個作業(yè)班組和每天終擰完畢數(shù)量的5％，其不合格的數(shù)量應(yīng)小于被抽查數(shù)量的10％，且少于2個，方為合格。否則，應(yīng)雙倍抽檢。如仍不合格，則應(yīng)對當天終擰完畢的螺栓全部進行復驗。

扭剪型高強螺栓檢查時，只要觀察其尾部被擰掉，即可判斷螺栓終擰合格。對于某些原因無法使用專用電動扳手終擰掉梅花頭時，則可參照高強大六角頭螺栓的檢查方法，采用扭矩法或轉(zhuǎn)角法進行終擰并標記。2.2.3自攻螺栓、鋼拉鉚釘、射釘連接連接薄鋼板用的自攻螺栓、鋼拉鉚釘、射釘?shù)绕湟?guī)格尺寸與連接鋼板相匹配，緊固密貼，其間距、邊距符合設(shè)計要求。特重型雙把拉鉚槍氣動拉鉚釘槍平頭型射釘(帶斜角金屬角片)自攻螺栓射釘鋼拉鉚釘自攻自鉆螺釘受運輸、吊裝等條件的限制，鋼構(gòu)件可按部件組裝、構(gòu)件組裝后出廠，對于復雜構(gòu)件為驗證其安裝質(zhì)量，還要進行工廠預(yù)拼裝。除管結(jié)構(gòu)為立體預(yù)拼裝，并可設(shè)卡、夾具外，其它結(jié)構(gòu)一般均為平面拼裝，且構(gòu)件應(yīng)處于自由狀態(tài)，不得強行固定。3.3構(gòu)件的組裝平面桁架的工廠預(yù)拼裝鋼管桁架的工廠預(yù)拼裝4鋼結(jié)構(gòu)安裝

⑴技術(shù)準備：制定安裝技術(shù)方案，單層鋼結(jié)構(gòu)工程宜采用分件安裝法，屋蓋糸統(tǒng)宜采用綜合安裝法。多層鋼結(jié)構(gòu)工程一般采用綜合安裝法

⑵施工機具及材料準備：包括吊裝機械、各類輔助施工機具、鋼構(gòu)件、各類焊接材料及緊固件等。

4.1施工準備⑶柱基檢查：柱基找平和標高控制，復核軸線并彈好安裝對位線，檢查地腳螺栓軸線位置、尺寸及質(zhì)量。

⑷構(gòu)件清理：清理鋼柱等先行吊裝構(gòu)件，編號并彈好安裝就位線。安裝前柱底除銹清理多層及高層鋼結(jié)構(gòu)的柱、梁、支撐等構(gòu)件的長度尺寸應(yīng)包括焊接收縮余量等變形值。多層鋼結(jié)構(gòu)安裝高層鋼結(jié)構(gòu)安裝

軸線引測：柱的定位軸線應(yīng)從地面控制線引測，不得從下層柱的定位軸線引測，避免累積誤差。鋼柱的校正鋼柱的吊裝3.3.1鋼柱的安裝與校正

鋼柱校正：對垂直度、軸線、牛腿面標高進行初驗，柱間間距用液壓千斤頂與鋼楔或倒鏈與鋼絲繩校正。鋼梁的安裝與校正

安裝準備：吊裝前應(yīng)檢查鋼柱牛腿標高和柱子間距，梁上裝好扶手和通道鋼絲繩以保證施工人員的安全。吊點一般設(shè)在翼緣板開孔處，其位置取決于鋼梁的跨度。鋼梁校正：對標高及中心線要反復校正至符合要求。梁柱在地面組裝后進行整體吊裝鋼梁的安裝通道鋼絲繩懸掛吊籃構(gòu)件間的連接鋼構(gòu)件的現(xiàn)場連裝

鋼柱間的連接常采用坡口焊連接；主梁與鋼柱的連接一般翼緣用坡口焊連接，腹板用高強螺栓連接；次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強螺栓連接，少量再在翼緣處用坡口焊連接。

鋼柱間坡口焊連接梁柱間翼緣坡口焊連接,腹板高強螺栓連接梁柱間翼緣坡口焊連接,腹板高強螺栓連接

柱與梁的焊接順序：先焊頂部梁柱節(jié)點，再焊底部梁柱節(jié)點，最后焊中間部分的梁柱節(jié)點。

高強螺栓連接的緊固順序：先主要構(gòu)件，后次要構(gòu)件。

工字形構(gòu)件的緊固順序：上翼緣→下翼緣→腹板。

同一節(jié)柱上各梁柱節(jié)點的緊固順序：上部的梁柱節(jié)點→下部的梁柱節(jié)點→柱子中部的梁柱節(jié)點。13.5預(yù)拼裝技術(shù)1.現(xiàn)場預(yù)拼裝現(xiàn)場預(yù)拼裝是將制作好的構(gòu)件通過事先準備好的胎架，通過臨時連接，組裝成現(xiàn)場安裝時的模樣，進行放線、測量，檢驗是否滿足設(shè)計和安裝規(guī)范要求。構(gòu)件預(yù)拼裝時，通常采用汽車吊或者龍門吊吊裝構(gòu)件，構(gòu)件吊裝就位后，通過安裝螺栓，或者點焊的方式將構(gòu)件臨時連接，預(yù)拼裝時，需要有專職測量員進行全程測量跟蹤，且做好過程記錄，同時質(zhì)檢員要做好過程檢查，重點檢查構(gòu)件連接處的錯邊等是否滿足規(guī)范的要求。13.5預(yù)拼裝技術(shù)2.計算機模擬拼裝方法模擬拼裝原理是將需要預(yù)拼構(gòu)件各控制點用全站儀測出實際坐標值測量后導入計算機CAD軟件中，把各控制點用線首尾相連，再將各構(gòu)件的實際模型的控制點坐標值與模擬的控制點坐標值相比較，根據(jù)實際安裝控制點坐標值與模擬坐標值相互換算，進行擬合得出構(gòu)件正確實際預(yù)拼裝理論坐標值，同時記錄相關(guān)數(shù)據(jù)以便于現(xiàn)場安裝。對于拼裝單元高度大，截面相對較小的“長細比”較大的復雜巨型柱的預(yù)拼裝可優(yōu)先選擇計算機數(shù)字模擬預(yù)拼方法。該模擬方法可以提高工廠加工效率和質(zhì)量要求，在很大程度上節(jié)約了大量的人力、物力、機械設(shè)備等。13.5預(yù)拼裝技術(shù)2.計算機模擬拼裝方法1）預(yù)拼裝單元如圖是某工程復雜巨型鋼柱，擬對其進行模擬預(yù)拼裝。2）拼裝單元的劃分根據(jù)現(xiàn)場加工的需求，工廠加工制作將每節(jié)巨柱劃分為A、B、C、D四個單元。3）計算機模擬預(yù)拼裝方法模擬拼裝原理是將需要預(yù)拼構(gòu)件各控制點用全站儀測出實際坐標值測量后導入計算機CAD軟件中，把各控制點用線首尾相連，再將各構(gòu)件的實際模型的控制點坐標值與模擬的控制點坐標值相比較，根據(jù)實際安裝控制點坐標值與模擬坐標值相互換算，進行擬合得出構(gòu)件正確實際預(yù)拼裝理論坐標值，同時記錄相關(guān)數(shù)據(jù)以便于現(xiàn)場安裝。13.5預(yù)拼裝技術(shù)2.計算機模擬拼裝方法4）計算機模擬拼裝工藝（1）預(yù)拼裝構(gòu)件控制點坐標值測量待每節(jié)巨柱各個分段制作完成后，在構(gòu)件附近設(shè)置觀測點，觀測點設(shè)置采用就近原則，用全站儀對每個分段的控制點進行測量并記錄相關(guān)坐標值數(shù)據(jù)，從測量開始到結(jié)束整個過程中觀測點保持固定，以確保數(shù)據(jù)測量的準確。（2）計算機預(yù)拼擬合技術(shù)人員將測量過程中記錄每個分段控制點坐標值導入到計算機CAD繪圖軟件中，并將各控制點A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、J1、K1用線首尾相連形成線模，再將設(shè)計提供的實際線框模型通過擬合中心點最大限度進行擬合。13.6鋼結(jié)構(gòu)運輸1.構(gòu)件包裝1）構(gòu)件包裝的重要性保護構(gòu)件，在運輸和吊裝的過程中不會損壞和破壞外觀；與發(fā)貨清單對應(yīng)，便于驗貨和收貨時清點構(gòu)件；運輸體積緊湊，便于構(gòu)件卸裝。2）構(gòu)件包裝的基本要求包裝的產(chǎn)品必須經(jīng)產(chǎn)品檢驗合格，隨行文件齊全，漆膜干燥。所有鋼構(gòu)件編號一律敲鋼??；包裝緊湊、防護周密、安全可靠；外形尺寸和件包重量符合公路運輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定和要求；依據(jù)安裝順序和土建結(jié)構(gòu)的流水分段、分單元配套進行包裝；裝箱構(gòu)件在箱內(nèi)排列整齊、緊湊、穩(wěn)妥牢固，不得串動，應(yīng)固定箱，以防在運輸和裝卸過程中滑動和沖撞，箱的充滿度不得小于80%；包裝材料與構(gòu)件之間應(yīng)有隔離層，避免摩擦與互溶。.包裝應(yīng)具有足夠強度，能經(jīng)受多次卸裝、運輸無損失、變形、降低精度、銹蝕、殘失，能安全運輸。箱上應(yīng)有方向、重心和起吊標志；裝箱清單中，構(gòu)件號要明顯標出；大件制作托架，小件、易丟件采用捆裝和箱裝。13.6鋼結(jié)構(gòu)運輸1.構(gòu)件包裝3）構(gòu)件包裝方式與標識要求構(gòu)件上應(yīng)有重心點及吊運標志：構(gòu)件大于20噸時，應(yīng)在構(gòu)件頂面、兩側(cè)上用40mm寬的線，劃150mm長的“十”字標記，代表重心點；在構(gòu)件側(cè)面上標起吊位置及標記；構(gòu)件油漆后，各類標記用醒目區(qū)別底漆的油漆在構(gòu)件上寫出，字母大小為50mmx40mm。構(gòu)件單根或并列或疊放裝車，應(yīng)避免表面破損；相似構(gòu)件，更要著重標識。4）包裝方式對于規(guī)則構(gòu)件可考慮打包運輸、零件板裝箱集中運輸；不規(guī)則構(gòu)件應(yīng)采用單件裸裝方式運輸。13.6鋼結(jié)構(gòu)運輸2.構(gòu)件發(fā)運序號項目內(nèi)容1鋼結(jié)構(gòu)運輸時，按安裝順序進行配套發(fā)運2根據(jù)構(gòu)件的包裝方法不同，裝車時也有所不同3汽車裝載不允許超過行駛證中核定的載重量4裝載時保證均衡平穩(wěn)，捆扎牢固5運輸構(gòu)件時，根據(jù)構(gòu)件規(guī)格、重量選用汽車，大型貨運汽車載物高度從地面起控制在4米內(nèi)，寬度不超出箱，長度前端不超出車身，后端不超出車身2米。6鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的體積超過規(guī)定時，須經(jīng)有關(guān)部門批準后才能裝車；表13.6構(gòu)件裝載要求13.7超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)1.吊裝施工1）吊點設(shè)置鋼構(gòu)件吊點的設(shè)置需綜合考慮吊裝簡便，穩(wěn)定可靠，避免鋼構(gòu)件變形。鋼柱吊點設(shè)置在鋼柱的頂部，一般設(shè)置于外側(cè)，也有少部分設(shè)置在其他位置作為輔助吊點。鋼梁設(shè)置的吊點需保證鋼梁在吊裝過程中的平衡，故吊點對稱設(shè)置。吊點一般設(shè)置在鋼梁的1/3處，吊索與鋼梁夾角不得小于45°，吊索頂部夾角60°為宜。2）吊裝方式鋼結(jié)構(gòu)吊裝時一般采用以下三種方式：（1）設(shè)置吊耳；（2）開吊裝孔；（3）捆綁吊裝。13.7超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)1.吊裝施工3）鋼柱吊裝（1）首節(jié)鋼柱吊裝①吊裝準備在土建單位澆筑完底板混凝土，并達到一定強度后，開始進行地下部分鋼柱吊裝。吊裝前完成以下施工準備：根據(jù)控制網(wǎng)測設(shè)細部軸線并與土建測設(shè)的軸線相互參照，保證軸線測控網(wǎng)統(tǒng)一；根據(jù)測設(shè)的軸線確定鋼柱安裝位置，在混凝土面上彈出“十”字和鋼柱外邊線并進行標注；對預(yù)埋的腳螺栓進行復核，剝?nèi)ソz口保護油紙，對損壞的絲口進行修復，當錨栓偏移較大時，應(yīng)對柱底板錨栓孔進行調(diào)整。13.7超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)1.吊裝施工3）鋼柱吊裝②作業(yè)流程a.根據(jù)鋼柱的底標高調(diào)整好螺桿上的螺帽，放置好墊塊；b.鋼柱起吊時必須緩慢起勾使鋼柱垂直離地。當鋼柱吊到就位上方200㎜時，停機穩(wěn)定，對準螺栓孔和十字線后緩慢下落，下落中應(yīng)避免磕碰地腳螺栓絲扣；c.當錨栓落入柱底板，檢查鋼柱四邊中心線與基礎(chǔ)十字軸線的對準情況（四邊要兼顧），經(jīng)調(diào)整鋼柱的就位偏差在3㎜以內(nèi)后，再下落鋼柱，使之落實。鋼柱的軸線偏差通過控制柱底位移來調(diào)整，利用千斤頂調(diào)整柱