復(fù)雜異形鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

1、工程概況1.1

項目整體概況南京科技創(chuàng)業(yè)商務(wù)中心項目（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項目整體效果本項目地下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層為地下停車庫，地下1層至3層為商業(yè)區(qū)，4層為餐飲娛樂區(qū)，屋頂為空中花園，項目整體造型優(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)計采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)主要由1個扇形鋼結(jié)構(gòu)和1個圓型鋼結(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。基礎(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、吊車及吊點(diǎn)選用2.1

圓形鋼結(jié)構(gòu)（1）吊車及吊點(diǎn)選擇。吊車選用考慮最重構(gòu)件的極限吊裝工況，擬采用65?t汽車式起重機(jī)吊裝鋼柱及除去采光頂外所有各吊裝層主構(gòu)件，對于各層次構(gòu)件采用25?t汽車式起重機(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)各型號吊車性能表，65?t汽車式起重機(jī)滿足要求，對于稍遠(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）吊車及吊點(diǎn)選擇。吊車選用考慮最重構(gòu)件的極限吊裝工況，擬采用25?t汽車式起重機(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，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，吊臂最長時，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，深化設(shè)計圖要準(zhǔn)確體現(xiàn)每個構(gòu)件的詳細(xì)信息，深化設(shè)計圖必須經(jīng)過設(shè)計院確認(rèn)，局部深化設(shè)計如圖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)在平整平臺上對典型構(gòu)件做好預(yù)裝工作，并對預(yù)裝過程中發(fā)現(xiàn)的誤差或存在的問題進(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，可使用沖擊定位和臨時螺栓緊固。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)不得多于臨時螺栓的1/3。預(yù)裝檢驗(yàn)合格后，對各接口及構(gòu)件號進(jìn)行標(biāo)識，繪制出廠排版圖，隨構(gòu)件資料與構(gòu)件同時運(yùn)往施工現(xiàn)場，以便現(xiàn)場原樣拼裝。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)高測量基準(zhǔn)必須與土建初始基準(zhǔn)統(tǒng)一。（4）使用全站儀對地腳螺栓位置復(fù)測：使用現(xiàn)場土建軸線對地腳螺栓定位，考慮到現(xiàn)場土建軸線本身的定位誤差以及定位不準(zhǔn)確對上部結(jié)構(gòu)帶來的不良影響，現(xiàn)場施工時在地腳螺栓定位完成后將使用全站儀對地腳螺栓定位位置進(jìn)行復(fù)測。（5）地腳螺栓固定：地腳螺栓復(fù)測定位準(zhǔn)確后即需對其進(jìn)行點(diǎn)焊加固，確?；炷潦┕ふ駝悠鞯恼饎硬粫沟啬_螺栓產(chǎn)生位移，首先利用現(xiàn)場剩余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)場坡口熔透焊按二級焊縫要求，角焊縫按三級焊縫要求，焊縫均要求等強(qiáng)焊接。高強(qiáng)螺栓擰緊須先固定臨時螺栓，然后校正鋼柱或鋼梁并預(yù)留偏差值，緊固臨時螺栓，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（1）汽車式起重機(jī)吊點(diǎn)因在地下室頂板上，必須經(jīng)過計算，吊點(diǎn)位置要進(jìn)行加固，汽車式起重機(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，鋼柱耐火時限為2?h，鋼梁耐火時限為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不要堆積過高，混凝土要及時鋪開。（4）扇形和圓形鋼結(jié)構(gòu)施工時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)時要做好相