文章推荐 劲性混凝土钢结构吊装施工技术

劲性混凝土钢结构吊装施工技术

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新疆大厦建筑面积为60692m2,是集办公、接待酒店及相关配套设施于一体的综合性公共建筑,地下三层,地上裙房四层,五层以上分为两个独立的塔楼,其中办公楼11层、酒店20层,群房三层的宴会厅与办公楼、酒店相连,为劲性砼结构,东西长25.2m,南北宽42m,净高8.9m。
  一、工程特点与难点
  1、施工场地和塔吊布置带来钢结构施工难度
   本工程地处新疆驻京办事处院内,场地十分狭小,现场北侧及东侧均有建筑物,基础坑边距周围建筑仅3m~16m,没有大型构件的存放场地;南侧为现场的唯一进出口,且围墙外有一高压线通过,塔吊只能布置在东西两侧,钢结构施工部位在建筑物中部,吊装最大半径50m。
  2、劲性柱钢构件自重较大
   图纸设计要求型钢柱每二至三层为一节在工厂加工,然后在工地拼装,经计算型钢柱分为四节,单个构件最重达到7.6吨,一般塔吊的起重量不能满足要求,选用大型塔吊极不经济且存在安全隐患。
   本工程结构主要是钢筋砼结构,钢结构施工只是其中的一小部分,所以从满足质量、安全、经济等综合效益出发,在选择吊装机械时要以满足钢筋砼结构施工为主,兼顾超长、超重钢结构构件的吊装。
  二、科研的研究方向和重点解决的问题
   1、吊装机械的选型和布置、型钢柱的分节安装方法
  主要解决何种吊装机械,既保证钢筋砼结构施工需求,又满足超长、超重劲性柱钢构件的吊装要求;然后根据机械的吊装能力,在保证质量、安全的前提下,将型钢柱合理分节。
   2、超长、超重工字钢梁的安装方法
  根据现场场地条件和选择的吊装机械,确定工字钢梁的吊装方案、合理分段及分段后的连接方法。
   3、大跨度宴会厅钢梁施工支撑体系选型的思路
  主要解决支撑体系的选择,经过计算确定支撑体系的技术参数,保证施工的技术安全。
  三、课题方案的比较和确定
   确定塔吊的选型、布置,型钢柱、工字钢的分节安装方法。
   本工程基础埋深-17.3m,在基坑东、西两侧槽底留有塔吊位置,进场时已具备塔吊安装条件,塔吊的选型主要决定于钢结构施工方法,以下将可能采用的钢结构施工方法进行了比较:
   采用汽车吊:本工程场地十分狭小,只能在南面立吊车,汽车吊的位置距最远端的型钢柱60m,需用300t汽车吊方可满足施工要求,本工程共有8层劲性柱,汽车吊需要频繁进场至少12次,经济上极不合理,同时对现场其他单项施工影响较大;南侧基坑距围墙仅9m,围墙外有高压线通过,采用汽车吊也存在极大安全隐患。
   采用抱杆的施工方法,仅适用于小吨位钢构件,且无法解决楼内构件的水平运输问题,同时施工工期长。
   本工程钢结构施工只能考虑塔吊运输和安装,在东西两侧预留的位置立塔是最合理可行的方法,但钢结构的最大吊装半径达到50m。合理选择塔吊的型号,既能满足施工要求,又能使钢结构施工工期最短,在经济上最合理,以下对可能采取的方案进行了反复研究:
   选用重型塔吊,满足型钢柱吊装要求。
   按原设计要求分节方法,构件最大重量7.6吨,塔吊型号可选择MC480 型号等重型塔,月租费和工期综合起来考虑,相比H3/36B塔费用增加114.9万元,而且本工程大部分工程为钢筋砼结构,对重型塔吊没有需求,为局部的钢结构而去租赁大塔吊,经济上很不合理。将型钢柱合理分节,全部采用塔吊吊装。
   考虑将型钢柱合理分节,控制每节重量在5吨以下,选用H3/36B塔吊,该塔吊在45m半径内起重量为5.2t,50m半径起重量为4.5t,满足起重量要求。
   型钢柱方案的研究过程中,还探讨了宴会厅工字钢梁的安装方法,如整根提升安装:工字钢梁每根长25m,首先增加了现场外运输的难度和成本,同时因自重10t,采用抱杆和液压千斤顶提升均不可行,所以得出的结论是:工字钢梁安装也采用分段加工,利用塔吊吊装,空中连接的方法。
   塔吊选择的同时,对钢结构的深化设计、节点设计和安装方法进行可行性研究在考虑型钢柱分节时,设计坚持两层一分节,共分四节的方法,构件最大重量达7.6t;根据塔吊的吊装方案,吊装重量需控制在5t以下。仍分为四节,5t以上的则分为五节,采用焊接连接;宴会厅钢梁分成两段加工,采用焊接连接,同时采取下列措施保证钢结构质量:首先所有钢构件均进行详细的节点设计,包括相关尺寸、打孔位置、钢筋穿过的方法等,由原设计审核确认;加工厂严格按照深化设计图加工,加强技术交底和过程检查,确保钢构件加工质量;放线时确保型钢柱的位置准确,型钢柱安装时,用经纬仪双向控制垂直度;焊缝均达到一级焊缝要求,100%做探伤试验,保证焊接质量。经过与设计反复协商,最终达成了一致意见,采用塔吊吊装、合理分节安装连接的方法。
   两个方案比较,最后采用将型钢柱合理分节,采用H3/36B塔吊吊装。
  四、方案的实施
   (一)劲性砼柱的施工
   1、首先配合土建施工,进行钢结构深化设计
   依据土建图纸,钢结构公司进行图纸深化设计。型钢柱分节时,根据现场塔吊起重参数,计算每根柱子所在位置塔吊最大起重量,将型钢柱合理分节,不同柱子分节不同。型钢柱分段多造成焊缝多,加大了焊接工作量,而分段拼接,又给钢柱垂直度和标高调整带来难度,所以型钢柱分节方案确定后,即绘制型钢柱制作详图、梁柱节点详图,分别明确穿型钢腹板、锚入型钢柱内、焊在型钢柱牛腿上梁筋规格位置,根据详图,进行钢筋翻样工作。
   2、控制型钢柱制作环节,保证加工质量
   型钢柱在京冶公司自有加工厂机械加工,构件每次出场前,项目部派质检员到厂内,根据详图要求进行验收检查,确保加工的质量与精度。
   3、严格控制型钢柱安装
   型钢柱按土建施工进度分层、分段进场,用塔吊就位。
   型钢柱生根,用基础底板预留的地脚螺栓与型钢柱连接,上、下节型钢柱之间用连接夹板临时固定,然后焊接。为控制型钢柱垂直度,安装型钢柱时四面加设缆风绳,揽风绳采用11mm钢丝绳+1t手拉葫芦,便于调整钢柱。在相互垂直的两个方向架设经纬仪,控制型钢柱的垂直度,规范要求垂直度应在8mm之内,本工程最终控制在2mm。
   型钢柱调整后,上、下节钢柱焊接,按一级焊缝要求,精选焊工作业,经100%探伤试验,焊缝均一次合格。
   4、劲性柱砼浇筑振捣
  型钢柱翼缘板距柱外皮只有100mm,且钢筋密集,给砼浇筑振捣带来很大难度。为保证劲性砼浇筑质量,每次浇筑劲性砼柱,都进行重点控制,严格执行方案,加强过程控制,一方面与搅拌站协商控制好砼坍落度,另一方面,在型钢柱相互垂直两个方向架设经纬仪,监控型钢柱的垂直度,发生偏差及时调整;同时选择有施工经验的砼班长亲自拿棒,严格分层浇筑、分层振捣,振捣时尽量不碰型钢柱,确保型钢柱垂直度,收到较好的效果。
   (二)宴会厅钢梁的施工:
   宴会厅钢梁分成两段,分别用东西两侧的塔吊吊装,安装时,一端先用高强度螺栓与劲性柱和劲性梁牛腿连接固定,另一端临时吊装到钢梁分段处桥墩式密集支撑顶部的120mm工字钢上,待钢梁一端与劲性柱和劲性梁连接完成后塔吊脱钩,利用120mm工字钢上千斤顶,调整钢梁的标高,调整后将两段钢梁对接处焊接。
   五、实施效果总结及推广应用
   本工程实施中,按照既定的部署,精心设计和组织,施工前编制专项施工方案,进行技术交底。通过新疆大厦劲性混凝土钢结构吊装总结出成套施工技术:就是通过型钢柱合理分节,减小构件重量;钢梁分节简化垂直吊装难度,选择常规塔吊施工,化复杂为简单。通过新疆大厦劲性混凝土钢结构吊装与高大模板支撑体系施工,总结出几点体会:
   1、以钢筋砼结构为主,少量钢结构为附的结构体系,在选择吊装机械时,从满足质量、安全、经济等综合效益出发,尽可能以满足钢筋砼结构施工为主,兼顾超长、超重钢结构构件的吊装,根据起重参数选择塔式起重机。
   2、在选择塔式起重机同时,进行钢结构的深化设计,在保证质量的前提下,将超长、超重钢结构构件分节加工,现场拼装连接,钢梁断开处,采用立杆间距300×300mm桥墩式密集支撑作为支点,减少了梁底的支撑,化复杂为简单。
   3、大跨度、超重、超高模板支撑体系及方案的确定,要结合钢结构的深化设计和施工方案,先考虑梁的支撑体系满足结构施工安全,再考虑板的支撑体系,两种体系尽量统一,并连成整体保证稳定。
   4、新疆大厦劲性混凝土钢结构吊装施工技术经过总结,在国家话剧院工程推广应用也取得良好效果。随着“劲性混凝土钢结构吊装”的推广应用,配套技术的不断完善,技术队伍会得到更多的锻炼,技术水平会不断提高。

更新:2024-01-23 16:38:57 © 著作权归作者所有
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