大跨度異型鑄鋼節(jié)點厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、大跨度異型鑄鋼節(jié)點厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)摘要：凱恒中心城市商業(yè)廣場共享大廳采光天窗為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的投影面積為1312.2m2，矢高為4.05米，最大異型鑄鋼節(jié)點0.8米×0.8米，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上下弦桿及腹桿采用焊接厚壁方鋼管，節(jié)點采用異型鑄鋼節(jié)點。本文以圖文并茂的形式，從構(gòu)件制作、基座就位、高空拼裝、現(xiàn)場焊接等方面介紹了北京凱恒中心工程大跨度異型鑄鋼節(jié)點厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：凱恒中心 大跨度 異型鑄鋼節(jié)點 厚壁方管弦桿 網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 安裝 施工技術(shù)1. 工程概況凱恒中心工程位于北京市東城區(qū)朝陽門立交橋西南角，東側(cè)緊臨二環(huán)路，與東面的中國外交部隔街相望，

2、北側(cè)緊臨朝內(nèi)大街，建筑面積121688m2，地下三層，地上二十二層，建筑物高度99.50米，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程主體結(jié)構(gòu)由兩個45度對稱的22層主體樓座和一個城市商業(yè)廣場組成。建筑物兩端局部高起，中間以鋼結(jié)構(gòu)連廊相連，構(gòu)成類似“凱旋門”形式的建筑。凱恒中心城市商業(yè)廣場共享大廳采光天窗為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的投影面積為1312.2m2，矢高為4.05米，最大異型鑄鋼節(jié)點0.8米×0.8米，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上下弦桿及腹桿采用F350×350×12的焊接厚壁方鋼管，節(jié)點采用異型鑄鋼節(jié)點，節(jié)點間跨度為8.1米，基座采用橡膠支座和彈簧支座。俯視網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，就像旋轉(zhuǎn)45

3、度后的“中”字，體現(xiàn)了較為獨特的建筑風格。2. 施工安裝技術(shù)及技術(shù)措施2.1. 施工準備根據(jù)設(shè)計圖紙進行深化細化設(shè)計，深化設(shè)計完成后，請設(shè)計及相關(guān)單位人員審核確認，并結(jié)合施工現(xiàn)場的情況、工廠及運輸?shù)囊髞磉M行構(gòu)件的分批處理。施工前組織施工技術(shù)人員認真審圖，明確其中制作安裝的重點及難點，對制作要求高、難度大的節(jié)點制定相應(yīng)的措施，編制詳細的加工工藝。同時根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工進度計劃，制定材料采購計劃，材料的品名、型號、規(guī)格及參數(shù)必須符合設(shè)計要求。由于本工程施工難度大，精度要求高、拼裝焊接量大，因此對施工前對制作、安裝人員進行詳細的技術(shù)交底。2.2. 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工、制作2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架原材料的

4、控制材料進場時必須附有出廠質(zhì)量證明書及合格證，并保證物證相符，材料驗收人員對到貨的材料核對證書、品種、規(guī)格、數(shù)量、爐批號、技術(shù)條件、主要標志等是否符合要求，同時對材料進行外觀和尺寸檢查，表面應(yīng)無明顯銹蝕、麻坑等缺陷，不符合材料標準要求的堅決退貨。外觀檢查合格后對有特殊要求的原材料抽檢進行相應(yīng)的試驗，合格的材料做好材質(zhì)和工程標識，并擺放整齊。異型鑄鋼節(jié)點及桿件如下圖所示。 2.2.2 放樣、號料、切割、預(yù)拼裝本工程以計算機放樣為主，需人工放樣時應(yīng)在平整的放樣平臺上進行，凡放大樣的構(gòu)件應(yīng)以1：1的比例放出實樣；當構(gòu)件較大難以制作樣板時，可繪制下料詳圖。放樣完成后對所放大樣和樣板進行自檢，無誤后報質(zhì)

5、檢員進行檢驗。號料前根據(jù)加工清單，排版圖及加工詳圖確認材質(zhì)，嚴格核對后進行切割、銳刨，號料時長度必須留不小于30mm的余量焊接收縮余量，寬度方面留5mm。鋼結(jié)構(gòu)厚壁方管的切割采用數(shù)控切割，下料后必須立即對桿件進行檢驗，同時根據(jù)圖紙對桿件進行編號。當方管不平直時，應(yīng)對方管進行矯正，對達不到長度要求的應(yīng)重新下料。根據(jù)施工現(xiàn)場場地及運輸條件的限制，網(wǎng)架弦桿及腹桿只能在工廠內(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(shè)計要求及現(xiàn)場網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的順利拼裝，加快施工進度，減少現(xiàn)場拼裝工期，所以在工廠內(nèi)進行預(yù)拼裝，然后散件運至現(xiàn)場，工廠拼裝時認真控制好各件的安裝位置，對預(yù)拼裝過程中發(fā)現(xiàn)的誤差或存在的問題進行校

6、正，避免使用大錘敲打和強制裝配，合格后方可進行下一道工序。2.2.3 桿件構(gòu)件的涂裝：厚壁方管桿件表面必須進行除銹處理，本工程采用噴砂除銹的方法，除銹等級不低于Sa2.5級。構(gòu)件出廠前刷兩道防銹漆，涂漆前應(yīng)嚴格檢查方管表面處理的質(zhì)量，是否達到設(shè)計規(guī)定的除銹質(zhì)量等級，如沒有達到標準，則應(yīng)重新除銹，直至達到標準為止。在除銹后涂漆前，由于各種原因而造成鋼材表面返銹，要根據(jù)返銹程度，進行不同程度的再除銹。厚壁方管桿件表面外理后應(yīng)有良好的干燥度，任何銹、焊渣、砂塵、油脂都應(yīng)清除，嚴重的油污應(yīng)采用溶劑除油。經(jīng)檢查合格后方能進行涂漆施工，涂裝防銹漆應(yīng)在適宜的施工環(huán)境條件下進行，以保證涂裝質(zhì)量。2.3. 鋼構(gòu)

7、件的運輸與堆放網(wǎng)架構(gòu)件的裝卸、運輸和堆存，均不得損壞構(gòu)件并應(yīng)防止變形，運輸時桿件之間以及鋼結(jié)構(gòu)桿件邊緣接觸點與緊固鐵鏈之間必須放置橡膠墊或半圓形包角之類的緩沖物。鋼結(jié)構(gòu)運送到安裝現(xiàn)場的順序，應(yīng)符合安裝程序，并應(yīng)成套供應(yīng)。堆存時，桿件應(yīng)放置在墊木上，并考慮擴大拼裝和安裝程序的要求。2.4. 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝2.4.1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工藝流程為：基座安裝支承面及軸線復(fù)測鋼結(jié)構(gòu)吊裝弦桿、腹桿的安裝、點焊弦桿、腹桿的調(diào)整、校正網(wǎng)架桿件節(jié)點焊接質(zhì)量驗收。 2.4.2 基座安裝及支承面復(fù)測本工程基座采用橡膠支座和彈簧支座，安裝時根據(jù)每個支座的位置線，先在結(jié)構(gòu)預(yù)埋鐵件上焊接與基座同大小的鋼板，并使所有底座鋼板保

8、持在同一標高上，焊接時不得損壞螺栓絲扣。底座安裝完成后安裝橡膠基座及彈簧基座及支承面，如右圖所示。支承面安裝后應(yīng)及時進行復(fù)測，內(nèi)容包括：測量標高及軸線是否正確，檢查預(yù)裝基座螺栓的位置是否準確，螺栓外露絲扣是否完好準確，并做好記錄。 2.4.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況及結(jié)構(gòu)形式分析，由于受場地條件及設(shè)計條件的限制，本工程采用高空散裝法進行安裝，現(xiàn)場塔吊必須隨時配合進行垂直運輸?shù)跹b，安裝時采用塔吊進行空中組裝。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝前搭設(shè)承重滿堂紅腳手架作為空中組裝的操作平臺，滿堂腳手架平臺必須保證荷載不小于400kg/m2,以保證構(gòu)件、人員和機械設(shè)備、機具的重量要求，保證施工安全和進度要求。

9、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝時先安裝異型鑄鋼節(jié)點，用塔吊吊裝就位到支承面后，校核其位置、方向及標高，保證下弦桿中心標高為25.08米，確定無誤后用特制的與節(jié)點角部形狀相同的鐵件穩(wěn)口支穩(wěn)節(jié)點，同時用千斤頂頂住異型鑄鋼節(jié)點并固定牢固，支承面異型鑄鋼節(jié)點安裝完成后安裝下弦桿異型鑄鋼節(jié)點，并采取同樣的方法固定，然后順序安裝厚壁方管下弦桿件。因下弦桿件為F350×350×12的方鋼管，自身的剛性較好，所以首先使下弦桿件形成整體，桿件與節(jié)點采用對接方法，對接校正后用點焊臨時固定?；跋孪覘U的安裝如下圖所示。 下弦桿安裝校核檢查完成后，在每個上弦桿節(jié)點位置搭設(shè)操作腳手架平臺，然后同步分段安裝異型鑄鋼節(jié)

10、點、腹桿和上弦桿。為了減少安裝的累計誤差，拼裝時必須保證單元拼裝精度，每安裝完一榀或每完成對應(yīng)軸線的安裝，都必須進行檢測，嚴格控制基準線位置、標高及垂直偏差。異型鑄鋼節(jié)點、上弦桿和腹桿如下圖所示。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上弦桿及腹桿安裝就位后，經(jīng)檢查校核軸線、標高正確無誤，點焊固定后應(yīng)設(shè)置臨時支撐，如下圖所示。 2.4.4 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的焊接2.4.4.1 現(xiàn)場焊接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)焊接時焊接接頭的加熱膨脹和冷收縮會受到如熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、拘束應(yīng)力、體積應(yīng)力等的影響，這些應(yīng)力由于分布位置不同而造成不同程度及部位的變形。因此，編制合理、簡便、經(jīng)濟的焊接施焊順序是十分必要的。根據(jù)本工程的實際情況，現(xiàn)場焊接連接順序平面上應(yīng)從

11、中部對稱地向四周擴展，豎向可采取有利于工序協(xié)調(diào)，方便施工，保證焊接質(zhì)量的順序，最后的總拼裝焊接從中心開始，由四名焊工同時向四方輻射進行，以保證整體尺寸精度。焊接方法采用手工電弧焊，焊接材料采用E50型。本工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上、下弦桿、腹桿與異型鑄鋼節(jié)點互相交接，拼裝節(jié)點要求較高，焊接難度大，焊縫質(zhì)量是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工成敗的關(guān)鍵因素之一，因此要求：1. 參加施工的焊工必須有熟練的操作技能并取得焊工合格證，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。2. 焊接使用的焊條必須有質(zhì)量證明書，并根據(jù)有關(guān)技術(shù)標準要求對所有的焊條進行外觀檢查，所有的焊條藥皮應(yīng)干燥牢固、完整，不能有裂紋、氣孔及刻痕等缺

12、陷。3. 焊條使用前應(yīng)根據(jù)質(zhì)量證明書的要求進行烘焙和保溫，焊工每次領(lǐng)用的焊條應(yīng)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(yīng)重新進行烘焙。4. 施焊前應(yīng)對所焊桿件進行清理，將焊接區(qū)邊緣50100mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、油污等清除干凈。同時檢查坡口角度、尺寸、桿件的軸線偏移情況；檢查焊接設(shè)備、接線情況，各工藝參數(shù)的調(diào)整；引弧板、收弧板安裝完畢；將熔渣、氧化層清除干凈，并把凹凸不平處打磨平整。5. 焊工在焊接時嚴格按照焊接工藝進行施焊，選擇網(wǎng)架中心為基準點，由此開始焊接方管和鑄鋼節(jié)點之間的焊縫，然后向四周擴展施焊，以免收縮變形為一個方向累積。鋼管與鑄鋼節(jié)點兩側(cè)對稱的兩根方鋼管應(yīng)同

13、時與鑄鋼節(jié)點相焊，即可減小焊接拘束度，避免焊接裂紋的產(chǎn)生，又可防止鑄鋼節(jié)點的偏斜。6. 焊工在施焊工程中，應(yīng)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(yīng)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。焊縫尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求，不得減小焊腳尺寸，但也要避免過多地堆焊加高而產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力。7. 焊縫出現(xiàn)裂紋等缺陷時，焊工不得擅自處理，應(yīng)時匯報有關(guān)技術(shù)人員，查清原因，提出修補措施后，方可處理。8. 焊工施焊完后，應(yīng)及時清理焊渣，對焊縫的外觀進行自檢，要求焊縫金屬表面焊接均勻，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

14、達到設(shè)計和規(guī)范要求。2.4.4.2 焊接檢驗內(nèi)部質(zhì)量缺陷檢驗：本工程要求所有的焊縫質(zhì)量等級為一級，對接焊縫必須100經(jīng)過超聲波探傷檢驗，其結(jié)果必須符合設(shè)計要求、施工規(guī)范和鋼結(jié)構(gòu)焊接的專門規(guī)定。焊縫的表面檢查：焊縫的表面嚴禁有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑、針狀氣孔和熔合性飛濺物等缺陷。氣孔、咬邊必須符合施工規(guī)范規(guī)定。焊波均勻；雜物清除干凈。2.5. 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的驗收本工程網(wǎng)架主體結(jié)構(gòu)施工完成后，每一條焊縫均采用超聲波進行了檢測，自檢合格后報監(jiān)理、業(yè)主驗收，建設(shè)單位委托第三方進行了抽檢，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、桿件變形、構(gòu)件尺寸、精度等進行了檢測，檢查結(jié)果焊縫質(zhì)量、桿件變形，構(gòu)件尺寸、精度、網(wǎng)架起拱等均符合設(shè)計及施工質(zhì)量規(guī)范要求。凱恒中心大跨度異型鑄鋼節(jié)點厚壁方管弦桿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完工后效果如下圖： 3. 結(jié)束語凱恒中心