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摘  要：本文介紹了盤古大觀超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中的重點(diǎn)技術(shù)問題的解決。本工程施工面臨場(chǎng)地狹促、構(gòu)件重量分布不均等、冬季焊接及厚板焊接等問題，而隨著建筑高度的增加、其結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的柔性漸變大，因此對(duì)安裝的測(cè)量提出了新的要求；特別是本工程屋頂懸挑桁架，其懸挑的長(zhǎng)度、安裝的高度均在國內(nèi)外少見，因此如何在保證質(zhì)量的情況下,安全有效的安裝是本工程重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)保證工程工期和進(jìn)度至關(guān)重要；另UBB、阻尼器的安裝在以往工程中很少運(yùn)用，其成品保護(hù)要求非常高。
      為解決上述難題，我們根據(jù)工程的特點(diǎn)難點(diǎn)，合理布置構(gòu)件堆場(chǎng)、根據(jù)構(gòu)件的重量分布選擇和布置塔吊位置，并根據(jù)塔吊性能合理分段，部分超重構(gòu)件采用雙機(jī)抬吊的方法進(jìn)行吊裝；為確保冬季焊接施工,重點(diǎn)進(jìn)行焊接的預(yù)熱、層溫控制和后熱處理，特別對(duì)桁架的焊接制定合理的焊接順序以控制變形；為保證結(jié)構(gòu)的整體垂直度偏差,采用對(duì)柱網(wǎng)縱橫軸多次測(cè)量,二次糾偏；針對(duì)高空懸挑桁架的安裝,我們采用高空分段遞進(jìn)安裝，同時(shí)合理優(yōu)化節(jié)點(diǎn)、設(shè)置拼裝連接方式以保證安裝的進(jìn)度和質(zhì)量。
      主題詞：雙機(jī)抬吊  懸挑桁架的高空分段遞進(jìn)拼裝   UBB、阻尼器的安裝

 1、工程概況：
      北京盤古大觀寫字樓，以其“龍”的造型（見圖1）矗立于北京市朝陽區(qū)北四環(huán)
 

圖1 北京盤古大觀效果圖 超高層寫字樓鋼結(jié)構(gòu)安裝
 

中路與北辰西路交叉口西北角，距離2008年奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)（鳥巢）僅600米，地理位置十分顯要。工程±0.000m以下為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，±0.000m以上為全鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)采用鋼框架－支撐筒體系，共分核心筒、內(nèi)筒和外框架三部分。建筑外檐最高點(diǎn)為191.65米，其中地下5層，地上39層，屋頂為鋼桁架組成的瓢形結(jié)構(gòu)，瓢結(jié)構(gòu)從框架(A7~A14軸)向北懸挑出28.2米。工程結(jié)構(gòu)用鋼量2.7萬噸，其中懸挑的瓢形結(jié)構(gòu)用鋼量約1000噸，結(jié)構(gòu)立面見圖2。
 

圖2 北京盤古大觀結(jié)構(gòu)立面示意圖

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工難點(diǎn)
      本工程中構(gòu)件主要有箱形柱、H型鋼梁和支撐，最厚板材為90mm厚,桁架板材最厚為50mm。材質(zhì)主要為Q345GJC（40以上板有Z向性能要求）、Q345C、Q345B等。其結(jié)構(gòu)體系非常新穎，內(nèi)筒為柱-支撐結(jié)構(gòu)，16層和30層為加強(qiáng)層，加強(qiáng)層采用8榀UBB（屈曲軟鋼）伸臂桁架。同時(shí)為控制大震時(shí)結(jié)構(gòu)位移，設(shè)計(jì)在24～39層設(shè)置阻尼器以進(jìn)行消能減震。35層為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，35～39層在內(nèi)筒設(shè)置大堂。屋頂為桁架結(jié)構(gòu)，桁架上下弦主弦桿為H+T組合型鋼。
      由于鋼柱板材較厚，最小分段（鋼柱1層1節(jié)分）后超出單機(jī)起吊能力的構(gòu)件較普遍，雙機(jī)抬吊的運(yùn)用很好的解決了這一問題。屋頂?shù)钠靶螒姨翳旒埽浒惭b高度、懸挑長(zhǎng)度均在國內(nèi)外少見，如何安全有效的安裝是本工程重點(diǎn)解決的難題。UBB和阻尼器安裝在以往工程中很少遇見，作為精密儀器，安裝時(shí)對(duì)成品保護(hù)要求非常高。
      3、鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)
      3.1、起重設(shè)備的布置：
      盤古大觀工程施工場(chǎng)地較為狹促，因此需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)施進(jìn)行合理布置。構(gòu)件堆放場(chǎng)為方便汽車進(jìn)出，利于卸車，就近設(shè)在塔吊旁，施工平面布置圖見圖3。垂直吊裝設(shè)備為兩臺(tái)塔吊，其中南側(cè)為C7050塔吊，北側(cè)為SK560塔吊，為使塔吊在吊裝性能允許范圍內(nèi)吊裝，對(duì)構(gòu)件特別是鋼柱進(jìn)行合理分段，根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖中構(gòu)件重量分布，將30層以下鋼柱每?jī)蓪訛?節(jié)，部分區(qū)域?yàn)橐粚?節(jié)，30層以上為3層1節(jié)，鋼柱各節(jié)的拼接節(jié)點(diǎn)為方便操作，設(shè)置在樓層面上1.3米處。鋼梁和柱間支撐的重量分布能滿足現(xiàn)場(chǎng)塔吊吊裝的要求，故無需分段。
 

圖3 盤古大觀A座施工布置示意圖 超高層寫字樓鋼結(jié)構(gòu)安裝

      3.2、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝
      框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝時(shí)，根據(jù)塔吊吊裝范圍，分區(qū)進(jìn)行，對(duì)稱安裝。遵循先核心筒，再內(nèi)筒，后外框架的安裝原則，由內(nèi)至外形成框架體系。相鄰鋼柱安裝后應(yīng)及時(shí)連接其間的鋼梁，每天安裝的構(gòu)件應(yīng)形成穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)。 

鋼柱吊裝時(shí)吊點(diǎn)設(shè)在柱上端的4個(gè)拼裝耳板上（見圖4），鋼柱吊裝到位后，使上節(jié)鋼柱的中心線與下節(jié)鋼柱的中心線接近吻合，并兼顧四面壁板，然后用活動(dòng)雙夾板將上下節(jié)柱的安裝耳板夾穩(wěn)，用安裝螺栓固定，并通過纜風(fēng)繩孔及時(shí)拉設(shè)纜風(fēng)繩，使鋼柱進(jìn)行穩(wěn)固。此時(shí)初步校核鋼柱，以利于鋼梁和支撐的安裝。

圖4   北京盤古大觀上下節(jié)鋼柱拼裝節(jié)點(diǎn)
 

鋼梁端頭的節(jié)點(diǎn)形式有栓接、焊接、栓焊結(jié)合三種形式。端頭均有螺栓孔，故鋼梁吊裝后，立即用安裝螺栓進(jìn)行固定，以使吊鉤盡快脫鉤。為提高吊裝效率，鋼梁吊裝時(shí)在塔吊允許范圍內(nèi)采用一鉤多吊和上下層串吊的方式。  
      待整層的柱、梁和支撐安裝完后，即對(duì)鋼柱進(jìn)行測(cè)量校正，校正后緊固螺栓，并對(duì)這一層的鋼柱進(jìn)行整體觀測(cè)和記錄，根據(jù)記錄的偏差值和偏差方向，確定焊接順序、焊接方向焊接收縮的傾斜預(yù)留量。焊接完后，重新對(duì)整層鋼柱測(cè)量和記錄，為上節(jié)鋼柱安裝提供依據(jù)。
      為減少鋼結(jié)構(gòu)安裝在一定的高度時(shí)結(jié)構(gòu)的柔性，我們?cè)诎惭b鋼柱、鋼梁和支撐完成后，及時(shí)鋪設(shè)壓型鋼板，并澆注混凝土，以保證結(jié)構(gòu)至少每隔4層有一層混凝土樓板，這樣增加了安裝時(shí)結(jié)構(gòu)的剛度，同時(shí)使鋼結(jié)構(gòu)施工、壓型鋼板施工和混凝土施工交叉同步進(jìn)行。
      3.3、雙機(jī)臺(tái)吊
      部分鋼柱因板材厚，按一層一節(jié)分段后，局部區(qū)域構(gòu)件仍超出單個(gè)塔吊的吊裝能力的范圍，最重構(gòu)件達(dá)到19. 6噸，因此需進(jìn)行雙機(jī)抬吊。在雙機(jī)抬吊前，根據(jù)規(guī)范要求檢驗(yàn)所用到的吊具吊索卡環(huán)等工具，并給相關(guān)施工人員組織安全技術(shù)交底。
      根據(jù)兩臺(tái)塔吊各自有效半徑內(nèi)起重能力，適當(dāng)進(jìn)行起重荷載的分配。塔吊性能見表1。
      塔吊性  能  表 C7050 起重半徑(m) 20 30 37 40 47 50 60 70
      起重噸位(t) 20 14.3 11.1 10.1 8.5 7.9 6.2 5
      SK560 起重半徑(m)  30 35 40 45 50  
      起重噸位(t)  20 17.14 14.71 12.85 11.36  
 

表1：塔吊性能分布表

      雙機(jī)抬吊構(gòu)件分布見圖5（圖中圓圈為需抬吊的鋼柱位置）。其中1/A9-1/AH軸線的鋼柱最重，為19.6噸，在卸車時(shí)先用SK560卸放在其最大吊裝范圍，然后根據(jù)鋼柱的位置和重量，計(jì)算后選用6米長(zhǎng)的I 56a的型鋼作為抬吊所用的扁擔(dān)，抬吊前通過計(jì)算確定兩臺(tái)塔吊各自的負(fù)重荷載，根據(jù)力矩平衡原則，選好鋼柱在扁擔(dān)上的吊點(diǎn)。然后將鋼扁擔(dān)吊至要吊裝鋼柱的上方，穿上鋼絲繩，鎖具卡環(huán)拉緊后重新檢查各吊點(diǎn)的繩索、卡環(huán)、纜風(fēng)繩等的安全性。然后開始進(jìn)行試吊，試吊時(shí)兩臺(tái)塔吊要保證上升速度一致，同時(shí)緩慢的提升鋼扁擔(dān)，待鋼柱立起后塔吊的小車再開始調(diào)整位置，小車前行中保持速就度一致。
 

超高層寫字樓鋼結(jié)構(gòu)安裝

      試吊完成后，開始起吊。起吊時(shí)力求平穩(wěn)，離地面保持最近為宜，轉(zhuǎn)運(yùn)雙機(jī)配合保持鋼柱水平起吊，吊運(yùn)前先指揮SK560運(yùn)轉(zhuǎn)，C7050配合跟進(jìn)小車。此時(shí)，雙塔起重荷載分別為15t(SK560)和9t(C7050)，吊離樓層面向安裝位置移動(dòng)。由于雙塔機(jī)處于不相等受力，起重能力大的塔吊屬SK560，因此運(yùn)轉(zhuǎn)前先由SK560工作，C7050配合跟進(jìn)，保持鋼柱平穩(wěn)轉(zhuǎn)移，然后緩緩吊至鋼柱安裝位置。
      3.4、屋頂桁架安裝
      屋頂主桁架共計(jì)8榀，框內(nèi)主桁架長(zhǎng)為42.4米，其中中間4榀（AF、AG、1/AD、1/AH軸線）跨過祖原堂頂，跨度達(dá)到21.2米。框架外桁架懸挑長(zhǎng)度為28.2米。在主桁架間有8榀次桁架連接，框架內(nèi)外各4榀。我們確定安裝的原則：先框架內(nèi)，將框架內(nèi)主次桁架、聯(lián)系梁、支撐安裝焊接完，形成剛性的結(jié)構(gòu)后，再根據(jù)分段，依次推進(jìn)懸挑桁架的安裝，懸挑桁架安裝時(shí)，8榀主桁架的每一分段間必須連成整體，焊接校正完形成剛性結(jié)構(gòu)后方可進(jìn)行下一段的安裝。由于特殊的造型，較大的跨度和過長(zhǎng)的懸挑，給安裝帶來了非常大的難度。 
      3.4.1、桁架安裝的技術(shù)準(zhǔn)備：
       (1)、根據(jù)塔吊起重性能和桁架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，確定整榀主桁架按圖6所示分段方案（1~7段箭頭所指處為分段位置，分段位置處均有垂直于主桁架的次桁架）。考慮到構(gòu)件受運(yùn)輸寬度影響，要求制作廠將1段、2段和8段整體制作后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，其它各分段散件制作，并按深化設(shè)計(jì)圖紙預(yù)拼后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組拼。
 

圖6 北京盤古大觀 屋頂桁架模型及分段示意圖

(2)、連接節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化：為使桁架分段安裝時(shí)，盡快進(jìn)行連接穩(wěn)固，利于校正焊接，并方便塔吊脫鉤，和設(shè)計(jì)進(jìn)行洽商后將桁架的拼裝節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為栓焊結(jié)合的節(jié)點(diǎn)，見圖7。懸挑桁架處各分段之間安裝時(shí)的連接，采用在主桁架翼緣的上下焊連接耳板，見圖8。為使懸挑桁架安裝時(shí)能方便準(zhǔn)確的定位，對(duì)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的懸挑桁架上的連接耳板一定要進(jìn)行定位尺寸的檢查，如有問題應(yīng)立即進(jìn)行修改。

圖7 桁架W形栓焊節(jié)點(diǎn)

圖8 懸挑桁架拼接耳板 北京盤古大觀

(3)、懸挑桁架的預(yù)起拱：由于懸挑桁架外挑28.2米，根據(jù)規(guī)范要求需起拱140mm，為使懸挑桁架安裝時(shí)能自然成拱，我們確定從懸挑桁架與框架結(jié)構(gòu)連接的根部A14軸整體起拱，通過對(duì)深化設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行相應(yīng)修改，將起拱后相關(guān)桿件的調(diào)整值在加工廠制作時(shí)完成。
      (4)、在A座北側(cè)搭設(shè)拼裝胎架，以使桁架平放在胎架組拼。根據(jù)吊裝流水作業(yè)和桁架最大長(zhǎng)寬，需搭設(shè)4個(gè)14米×4米胎架。
      (5)、3～7段桁架散件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后需在胎架上拼裝，為減少桁架組焊過程中的翻轉(zhuǎn)，要求制作廠將桁架翼緣板的坡口方向朝同一方向開，且整段桁架的構(gòu)件坡口方向要統(tǒng)一。
      (6)、懸挑主桁架上弦有坡度（吊裝校正時(shí)還需考慮懸挑的起拱值），因此需根據(jù)坡度、吊耳位置、以及標(biāo)高預(yù)留值等對(duì)吊繩的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，以便高空拼裝。
 

圖9 桁架拼接腳手架立面圖
 

3.4.2、框架內(nèi)桁架安裝： 
      ○1、框架內(nèi)中間4軸線桁架跨度大，拼裝腳手架需從35層起搭設(shè)，至桁架下弦處總高度為26.4米；祖原堂外的桁架拼接腳手架從39層搭設(shè)到桁架下弦處，總高度為8米，見圖9。為避免樓板局部集中受力，增加與樓板面的接觸面積，在桁架各段拼接點(diǎn)下的承重腳手架底墊I 20a型鋼。同時(shí)為增強(qiáng)腳手架整體穩(wěn)定性，祖原堂處腳手架每層都與結(jié)構(gòu)鋼柱設(shè)橫桿連接。
      ○2、桁架下弦拼接支點(diǎn)處的腳手架采用千斤頂和枕木來調(diào)節(jié)標(biāo)高，同時(shí)張掛好水平兜網(wǎng)，見圖10。
 

圖10 北京盤古大觀 桁架下弦安裝示意圖

○3、為使安裝誤差向框架內(nèi)傳遞，確保框架內(nèi)、外桁架能較好的連接，我們確定框架內(nèi)桁架從A14軸開始起安。安裝時(shí)，先安中間的AG和AF處的桁架，待形成剛性結(jié)構(gòu)后，再依次對(duì)稱安裝其它六段桁架。以AF、AG為例，安裝順序：①安裝AF和AG軸線的第4段桁架→②初校后安裝第4段桁架之間的次桁架→③安裝AF和AG軸線的第3段桁架→④初校后安裝第3段兩桁架之間的次桁架→⑤安裝AF和AG軸線的第2段桁架→⑥初校后安裝第2段兩桁架之間的次桁架→⑦安裝AF和AG軸線的第1段桁架→⑧初校后安裝第1段兩桁架之間的次桁架→○9安裝AF、AG兩桁架間的聯(lián)系梁和支撐。待這兩榀桁架校正焊接形成剛性結(jié)構(gòu)后依次對(duì)稱安裝相鄰桁架。
 

圖11 懸挑桁架安裝順序圖 超高層寫字樓鋼結(jié)構(gòu)安裝

      3.4.3、懸挑桁架安裝：
      懸挑桁架安裝的原則為：采用高空逐段拼接延伸遞進(jìn)的安裝方式。每分段桁架安裝時(shí)，由中間向兩端對(duì)稱遞進(jìn)，待8榀懸挑桁架的第一分段形成剛性結(jié)構(gòu)后，再安裝第二分段，這樣逐段拼接遞進(jìn)，直至安裝完成。考慮到現(xiàn)場(chǎng)廠地狹促，整個(gè)安裝工作的流程必須嚴(yán)格按照此順序組織進(jìn)行，從構(gòu)件制作、供貨、拼裝、吊裝、校正及焊接順序等均按這個(gè)原則進(jìn)行組織。順序見圖11。
      懸挑部分主、次桁架均采用整段吊裝，為減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，在滿足運(yùn)輸要求的情況下，讓工廠分塊制作，并進(jìn)行預(yù)拼裝，然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。懸挑桁架現(xiàn)場(chǎng)施工布置見圖12。
      經(jīng)過對(duì)懸挑桁架的各吊裝分段重量的計(jì)算分析，懸挑部分主桁架采用整分段吊裝， 32段主桁架的分段均可用北塔從北場(chǎng)地面單機(jī)直接吊裝就位。吊裝時(shí)采取的措施為：
      (1)、吊裝前，主桁架所有吊裝操作點(diǎn)的安全繩、操作平臺(tái)在地面設(shè)置好（包括行走安全繩、拉設(shè)纜風(fēng)繩和倒鏈的操作平臺(tái)、纜風(fēng)繩拉環(huán)焊接、安裝次桁架用的護(hù)籠爬梯、滑移掛水平網(wǎng)的安全繩等）。

 
圖12 懸挑桁架安裝平面布置

(2)、懸挑主桁架在地面為平躺拼裝，吊裝起鉤時(shí)需用50噸的汽車吊配合在空中翻身， 并用20噸的倒鏈來調(diào)整主桁架上弦的坡度；
      (3)、在主桁架對(duì)接處設(shè)置防下移的阻板，以避免各段懸挑主桁架南端在就位后因自重下移。
      (4)、豎直方向的纜風(fēng)繩按圖13所示拉設(shè)穩(wěn)定，水平方向用腳手架鋼管做硬性支撐連接在兩榀主桁架之間（每層主弦桿端頭均設(shè)硬性支撐）。  
 

圖13 懸挑桁架豎向纜風(fēng)繩拉設(shè)示意圖

(5)、在不松鉤的情況下立即校正主桁架軸線和標(biāo)高，校正好后緊固對(duì)接口所有的臨時(shí)安裝高強(qiáng)螺栓（10.9S），并對(duì)相關(guān)部位的臨時(shí)連接板及加固措施焊接牢固。
      (6)、先對(duì)主桁架進(jìn)行預(yù)松鉤，觀察各個(gè)螺栓連接點(diǎn)和纜風(fēng)繩的受力變化，無異常情況后。再次校正主桁架的標(biāo)高和軸線，滿足要求后再緩緩松鉤。
 

圖14 UBB安裝示意圖 超高層寫字樓鋼結(jié)構(gòu)安裝

4、UBB、阻尼器安裝
      UBB作為伸臂桁架體系，設(shè)置在16層和30層，要求安裝精度非常高，特別UBB端頭和連接板對(duì)接接頭處分布高強(qiáng)螺栓孔共80個(gè)，且錯(cuò)排排布。因此安裝時(shí)先將UBB上端端頭和連接板用安裝螺栓拼裝后，整體按角度用倒鏈吊起，然后再將其下端與相對(duì)應(yīng)的連接板用安裝螺栓拼裝好后，再進(jìn)行整體校正，校正完畢后將其上下連接板與結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行焊接，最后安裝高強(qiáng)螺栓并終擰，見圖14。UBB在吊裝時(shí)，為防止油漆、涂料剝落，因此不用金屬物、鋼絲繩等接觸其表面。并在安裝時(shí)采取保護(hù)措施，以防止UBB墜落損壞。
      阻尼器應(yīng)用在A座24~39層和懸挑桁架上，用于消能減震。安裝阻尼器時(shí)，由于柱支撐已安裝，因此人字形支架在支撐下側(cè)設(shè)拼接口。安裝順序?yàn)椋?/p>

 
圖15 阻尼器安裝示  超高層寫字樓鋼結(jié)構(gòu)安裝

(1)、用3噸重倒鏈將兩分段阻尼器支架吊立對(duì)接，將拼接口擰上安裝螺栓，并進(jìn)行初校；
      (2)、用軟性的布索將阻尼器控綁好；
      (3)、用倒鏈將阻尼器緩緩提升；
      (4)、提升接近連接板時(shí)，在人字形支架兩側(cè)設(shè)移動(dòng)腳手架，一側(cè)兩人站在腳手架上，將阻尼器輕輕抬起，與連接板進(jìn)行對(duì)拼；       
      (5)、待調(diào)校好后穿銷軸（在穿銷軸時(shí)，先將阻尼器兩邊的墊片按順序放置，再將涂好黃油的銷軸穿上）；
      (6)、待人字形支架和阻尼器整體校正完后，焊接支架拼接口。安裝示意見圖15。實(shí)物照片見圖16。

圖16 阻尼器實(shí)物照片

阻尼器是精密儀器，在搬運(yùn)、吊裝、安置過程中為防止油漆、涂料剝落，因此避免金屬物、鋼絲繩接觸阻尼器表面。任何過程都避免碰擊和動(dòng)阻尼器外筒的油嘴。在給人字形支架補(bǔ)涂漆料時(shí)，對(duì)阻尼器進(jìn)行防護(hù)，以免污染。安裝完后將阻尼器表面重新包裝，塑料包裝在里層，防火石棉布在外，然后用細(xì)鐵絲捆扎牢固。

5、焊接
      本工程中所用板材厚度較大，最厚板為90mm，最高材質(zhì)要求為Q345GJC-Z25。其中鋼柱各分節(jié)的拼接、框架梁與鋼柱的連接、桁架分段之間的拼接、桁架主次弦桿的節(jié)點(diǎn)均采用全熔透焊接，因此焊接工作量非常大，對(duì)焊接的工藝要求高，施焊操作難度大。因此須制定嚴(yán)格的焊接工藝。由于厚板鋼柱的安裝施工主要在冬季進(jìn)行，因此需加強(qiáng)構(gòu)件的預(yù)熱、層溫和后熱的控制，焊接時(shí)注意鋼柱、桁架的焊接順序。
      5.1、預(yù)熱：本工程采用電加熱器和氧、乙炔中性焰相結(jié)合的方法進(jìn)行預(yù)熱處理。根據(jù)焊接接頭的坡口形式和實(shí)際尺寸、板厚、融敷金屬的擴(kuò)散氫含量、焊接時(shí)熱輸入的大小、接頭熱傳導(dǎo)條件等工藝評(píng)定確定焊前預(yù)熱溫度。
      5.2、層溫：焊接時(shí)，焊縫間的層間溫度根據(jù)具體板厚應(yīng)始終控制在150℃~250℃之間，每個(gè)焊接接頭一次性焊完，當(dāng)遇有惡劣氣候，且焊縫已開焊，則搶在惡劣氣候來臨前，最少焊完板厚的1/3方停焊；且嚴(yán)格做好后熱處理，記下層間溫度。
      5.3、后熱：后熱處理于焊后立即進(jìn)行。后熱加熱范圍為焊縫兩側(cè)各100mm，溫度的測(cè)量距焊縫中心線50mm。為保證焊縫中擴(kuò)散氫有足夠的逸出時(shí)間，避免產(chǎn)生延遲裂紋，后熱溫度為200℃-250℃，測(cè)溫點(diǎn)選在直接加溫處的相近部位。達(dá)此溫度后用多層石棉布緊裹，保溫的時(shí)間以接頭區(qū)域、焊縫表面、背部均達(dá)環(huán)境溫度為止。
 

圖17 桁架拼接接口焊接示意圖

      5.4、鋼柱焊接順序：就整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)框架而言，箱型柱的焊接是難點(diǎn)和重點(diǎn)，為此采用兩名焊工同時(shí)對(duì)稱等速施焊。焊完第一個(gè)兩層后，再焊接另外兩個(gè)相對(duì)應(yīng)邊的焊縫，這時(shí)可焊完四層，再繞至另兩個(gè)相對(duì)邊，如此循環(huán)直至焊滿整個(gè)焊縫。
      5.5、桁架焊接順序：桁架上、下主弦桿、腹桿及水平支撐等鋼性接頭是焊接的重點(diǎn)。焊接順序?yàn)椋孩僦麒旒芟孪覘U對(duì)接接頭―②主桁架上弦桿對(duì)接接頭―③主桁架1、2層水平弦桿對(duì)接接頭－④主桁架對(duì)接處斜撐桿件焊接―⑤次桁架節(jié)點(diǎn)連接板―⑥區(qū)域間立、斜腹桿、水平支撐等焊接。
      5.6、桁架拼接端口的焊接：為防止桁架拼接口焊接時(shí)產(chǎn)生水平位移和上下翹曲變形，確定圖17所示焊接順序。
      6、測(cè)量與校正
      盤古大觀總高度達(dá)191.6米，柔性大，且鋼結(jié)構(gòu)噸位較大，焊口多，因此測(cè)量的重點(diǎn)及難點(diǎn)為安裝精度的控制、焊接對(duì)結(jié)構(gòu)安裝偏差及標(biāo)高的影響、結(jié)構(gòu)安裝區(qū)域間的相互影響。
      6.1、總高垂直度的控制：全過程監(jiān)測(cè)每節(jié)鋼柱的吊裝，當(dāng)鋼柱吊裝就位時(shí)，用磁力線墜在鋼柱的上部固定后用鋼卷尺直接測(cè)量鋼柱本身的垂直度，并用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在鋼柱的兩個(gè)不同方向架設(shè)，測(cè)量人員指揮進(jìn)行鋼柱的調(diào)整，直到鋼柱垂直度達(dá)到精度要求，焊縫焊接完畢為止。鋼柱焊接完后，再采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀，利用平面控制網(wǎng)對(duì)縱橫柱軸線進(jìn)行檢查調(diào)整，及用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直交會(huì)定，以確保二次調(diào)整及時(shí)糾偏。在二次調(diào)整及糾偏的同時(shí)，確保總高的垂直度，在觀測(cè)垂直度時(shí)，從±0.000米至施工層，每50m必須從±0.000原始控制線進(jìn)行垂直校測(cè)至施工完畢。
      6.2、鋼柱的標(biāo)高控制：根據(jù)已安完得下部鋼柱頂標(biāo)高偏差值、并考慮到柱底焊接收縮值等因素，確定將要安裝的上部鋼柱柱頂高度。當(dāng)下部鋼柱柱頂測(cè)量標(biāo)高偏差在±5mm以內(nèi)，在安裝過程中調(diào)整；當(dāng)標(biāo)高大于±5mm時(shí)，由制作廠在制作過程中進(jìn)行調(diào)整。
      6.3、框架的整體校正：鋼結(jié)構(gòu)分區(qū)形成框架后，對(duì)分區(qū)內(nèi)鋼柱重新進(jìn)行一次精校，主要是控制鋼柱柱頂軸線。鋼柱的精確校正是一個(gè)不斷調(diào)整的過程，若鋼柱的調(diào)校對(duì)相鄰鋼柱的安裝偏差影響較大，則將此根鋼柱與相鄰鋼柱暫時(shí)脫離，待框架校正完成后更換此根鋼柱和相鄰鋼柱間鋼梁的連接板。
      6.4、桁架安裝時(shí)的測(cè)量與校正：為保證桁架安裝時(shí)的測(cè)量精度，將首層控制軸線網(wǎng)投測(cè)至39層的混凝土樓板面，再將每榀桁架的軸線偏1米控制線彈到地面上，作為桁架安裝的主要依據(jù)。垂直度控制主要利用地面的軸線偏1米線，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從兩個(gè)方向多次觀測(cè)調(diào)整，并在焊前按軸線尺寸多加2mm的預(yù)留值，以使焊后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。標(biāo)高觀測(cè)因受冬季低溫影響，為此每段桁架安裝時(shí)進(jìn)行3次觀測(cè)，并取3次觀測(cè)的平均值。框架內(nèi)外的懸挑桁架對(duì)接時(shí)，為避免端頭拼接時(shí)錯(cuò)口問題，先測(cè)量框架內(nèi)桁架A14軸端頭的上下弦，并針對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)在組裝框架外桁架時(shí)將其上下弦桿的間距相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
      7、結(jié)束語
      盤古大觀從開始吊裝第一根鋼柱至屋頂桁架安裝完成，在短短15個(gè)月內(nèi)施工完成2.7萬噸的鋼結(jié)構(gòu)工程量。安裝完成后，其整體垂直度偏差僅為27mm，主體結(jié)構(gòu)高度差為19mm，均遠(yuǎn)低于規(guī)范的允許范圍。特別屋頂瓢形桁架的安裝完成，更是體現(xiàn)出充分的技術(shù)準(zhǔn)備、優(yōu)良的方案選擇、細(xì)微的節(jié)點(diǎn)優(yōu)化是鋼結(jié)構(gòu)工程安裝施工中至關(guān)重要的一環(huán)。

參考文獻(xiàn)：
      【1】、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范                            GB50205-2001
      【2】、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程                            JGJ  99-98
      作者簡(jiǎn)介:  劉耀清：北京首鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司一級(jí)注冊(cè)建造師、工程師、經(jīng)濟(jì)師；
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