无钢梁刚性钢结构安装工艺

卢茂才

摘要：本文介绍了无钢梁刚性钢结构的吊装、测量和纠偏等安装施工工艺，供广大工程技术人员参考。

关键词：无钢梁刚性钢结构；牛腿；测量；纠偏

1前言

无钢梁刚性钢结构是没有钢梁仅有钢柱，以钢柱替代普通钢筋砼柱中部分立筋，采用钢筋与钢柱牛腿连接形成大梁．然后外包砼的结构形式 该种结构是民用高层钢结构中一种新型结构形式，它较普通钢筋砼结构稳定性好，比核心筒体钢结构及纯钢结构的造价低。无钢梁刚性钢结构安装难度大，尤其是测量工艺有其自身特点 本文对吊装，测量，纠偏等安装施工工艺进行介绍。

2 无钢梁刚性钢结构施工特点

无钢梁刚性钢结构是综合普通混凝土结构、核心筒体钢结构、全钢结构而发展起来的民用超高层建筑结构，工程钢结构安装中主要有以下几个难题：

a、安全防护

由于本钢结构为无钢梁刚性钢结构，在空间上为独立柱，而独立柱的间距较大，无法悬挂安全网。

b、质量控制

由于无钢梁刚性钢结构柱上牛腿设置不对称和负载不对称，钢柱存在较大的偏重和偏载现象。

c、进度安排

无钢梁刚性钢结构施工有别于其他类型钢结构的施工，其施工进度与混凝土的施工进度的配合状况对施工精度、安全及施工难度有很大影响

本文就以上几个问题，介绍无钢梁刚性钢结构的安装施工工艺

3 无钢梁刚性钢结构安装施工

3.1钢结构安装施工组织和设备机具配备

钢结构项目组的构成是关系到劳动力配备是否合理、能否顺利地实现钢结构安装的关键，为此，建立了以项目经理为主体的条线组织机构，职责分明，责任到人。 为保证工程顺利开展，配备了专门用于钢结构安装的吊装设备和机具。

3.2 钢柱吊装

3.2.1钢柱验收

编制钢柱进场计划，钢柱进场前对其扭转、长度、焊缝、顶紧面、配料、编号等技术要素进行检查，发现问题应及时在制作厂处理。

3.2.2钢柱就位及固定

根据钢柱的重量及分布范围，决定选用一台SK 560塔吊进行吊装作业。吊装前钢柱上设置的供安装人员高空作业使用的爬梯等在地面就先牢固地连接在构件上。

钢柱吊装时 先利用塔吊将钢柱吊至安装位置的上方，用水平尺初步调整钢柱的垂直度后，初步固定，再立即使用两台互成90。的经纬仪跟踪校正其垂直度，并将上节柱与下节柱的接头连耳处用夹板通过高强螺栓和焊接并用的方式连接起来，然后在钢柱的对接接头处焊上薄薄的一层。待相邻钢柱吊装结束后，用临时附加钢梁将钢柱和钢柱通过牛腿的技术开孔用螺栓和焊接并用的方式连接起来，通过以上几个步骤．钢拄位置变化大大减小，解决了钢柱缺乏约束、上部处于自由状态无法固定的难题。

3.3 焊接

3.3.1钢柱接头安装操作平台及设备平台

由于此钢结构无一般高层钢结构那样的施工作业平面，焊机等施工设备无处放置，当将其放置在混凝土结构层时，给混凝土结构施工带来了不便，为了保证钢结构施工的顺利进行，我们自行设计了两个设备平台及六个安装操作平台，作为吊装，就位焊接等施工用，解决了钢结构及混凝土结构交叉作业的矛盾及高空作业操作方便及安全的难题

3.3.2 焊接工艺

钢结构柱的材质为ASTMA572.50级．相当于国内的16Mn ．但加入了Nb和V，其可焊性优于16Mn，本钢结构焊接采用以下工艺：

焊缝形式单V型对接横位

焊接方法二氧化碳气体自动保护焊

焊接材料焊丝H08Mn2SiA

焊条J5o7

焊接时采用手工氩弧焊打底．二氧化碳半自动气体保护焊完成填充和盖面

3.3.3 钢柱焊接的防雨棚搭设

a将干燥的钢柱距焊口以上1m左右用钢丝轮磨光机除去钢柱表面铁锈及杂物，形成一条宽100mm左右的干净的无锈带。

b以较薄的塑料沿着这条无锈带围成一圈，并留好搭接口。

c用海绵胶带沿着无锈带粘于钢柱上．并使其上半部分粘住塑料，下半部分粘住钢压紧、密贴。

d在该海绵胶带上方沿其胶带再紧贴一圈同型号的海绵胶带，并使其接头与前一条海绵胶带错开，并且该海绵胶带所粘着的钢柱仍为无锈区 压紧、密贴

e在后一圈海绵胶带与钢柱密贴处涂一道薄薄的凡士林，在海绵胶带接口及两圉海绵带间涂上一层凡士林。

f在防雨带以下塑料与钢柱之间以彩条布搭成一个带锥度的临时防雨棚

3.4测量工艺

钢结构的测量分为焊前测量和焊后测量，以测量内容可分为垂直度测量、中心线偏差测量及标高铡量。

3.4.1垂直度测量

钢结构安装形成框架后．在未实现结构最终刚化之前，为了保证钢结构柱所处位置的正确，必须对其垂直度进行测量 其方法以二台互成90。的经纬仪测量柱顶和柱底的中心线，以使上下二中心线差值控制在规范要求之内，焊前的垂直度测量即为焊前钢柱校正 钢柱校正完成后才能进行钢结构的最后刚化 然后开始钢结构柱的焊接。

3.4.2钢柱中心线偏差及扭转量钢结构的中心线偏差及扭转偏差测量，由于受钢柱相对位置的影响，必须区别对待。

3.5 标高测量(补充)

由于钢结构的偏重及混凝土结构施工中对钢结构柱造成的偏载，在静态上钢结构柱将处于位置偏差积累状态。

因为假设钢柱处于无框架约束的自由状态．混凝土楼层已浇注至基底，基底以下为绝对刚性：绑扎的钢筋不能施焊。此时：

钢柱所受偏重及偏载可视为作用于轴心的牛腿自重及自重所产生的力偶矩，钢筋自重而产生的对钢柱的轴心压力及其所产生的力偶矩。运用变形的叠加原理及挠曲理论分析其预偏规律(计算略)，得Y=17mm

所以，由于钢柱安装的偏差和混凝土结构施工造成的偏载，第三节钢柱应在相对于预偏17 mm的条件下才能保证混凝土浇至处时不产生中心线偏差的积累。

刚性钢结构受浇混凝土及混凝土结构施工工艺的影响较大，为了揭示其变化规律和对混凝土结构施工工艺提供钢结构安装的混凝±结构配合要求，本工程统计分析了第六、第七、第八、第十节柱的浇混凝土后钢柱位置变化规律，发现钢结构柱位置的偏差较静态的理论分析值大，且呈现无明显规则变化状态。通过仔细分析后提出，为了将浇混凝土的影响转化有利于控制钢柱位置的偏差，混凝土施工必须满足以下要求：

（１）钢结构柱上所附大梁钢筋绑扎必须在梁模及层面模完成后才能进行。

（２）浇捣时应先完成钢结构柱的外包混凝土，然后浇捣钢梁及层面混凝土，钢结构柱外包混凝土的浇捣尽可能对称进行或按钢结构柱要求的浇混凝土方向。

（3）混凝土浇捣时应尽可能避免形成钢柱拉力的浇混凝土方向。

4结束语

无钢梁刚性钢结构是一种新型钢结构，它不但有核心简体钢结构及纯钢结构稳定性好的特点，而且兼具混凝土结构造价低的优点，必然会越来越受到世人的青睐。无钢梁刚性钢结构安装施工工艺的成熟形成，必将给该类型的钢结构的蓬勃发展提供有力的支持，它将在不久带来的一场建筑市场的结构革命中产生深远的社会影响并产生巨大的经济效益。

参考文献

[1] GB50205 2001 钢结构工程施工质量验收规范

[2] 张洁．李国强．钢结构在我国高层建筑中应用的现状．四川建筑科学研究，1999(2)