浅谈某工程钢结构旋转楼梯施工工艺

李志全

摘要：文章通过对旋转楼梯的造型考虑和受力分析从而选择合理的机械设备，并对整个旋转楼梯进行合理分节处理，在楼梯拼装焊接过程中，采用全站仪进行精准定位，确保了旋转楼梯拼装时的拼接点精确无误。

关键词：建筑工程；旋转楼梯；钢结构；拼装焊接；全站仪 文献标识码：A

中图分类号：TU352 文章编号：1009-2374（2016）01-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.058

1 设计出图

借助三维辅助软件TEKLA软件建立三维立体模型，考虑生产加工及现场安装方便性，采用分段加工方法，为保证车间制作好的钢旋转楼梯运输方便，将旋转楼梯分段，但同一个旋转楼梯必须整体拼装后分段，尽量不要同一旋转梯段中不同运输和吊装分段单独放胎架制作，这样很难保证梯段间光顺过渡，分段选在休息平台处断开分4段，以方便现场安装时胎架牛腿设置。根据深化图纸尺寸将外旋水平段箱型钢梁焊接在箱型柱上——箱型柱牛腿，将整体模型分割成多段，旋转楼梯除钢柱外分为4片，确定每段构件的尺寸、扭曲角度等，并将三维立体模型转化为三维CAD模型指导加工生产及后期

施工。

2 旋转楼梯的制作

2.1 箱型平台的制作

箱型平台分为水平平台和螺旋上升平台，截面尺寸均为800mm×300mm×20mm的箱型，采用钢板焊接而成，箱型平台的腹板下料为直条，根据模型展开图的角度，利用卷圆机滚弯，腹板直条在卷弯前表面每300mm的距离画上与滚轴平行的直线，在卷弯过程中时刻控制平行线与滚轴平行，以保证旋转楼梯的外形尺寸。

箱型的盖板均下料成弧形板，制作箱型时，利用千斤顶将弧形盖板压到螺旋上升的腹板上去，部分位置采用火烤校正，火焰温度不得超过650℃。以上在制作前先搭好胎架，内旋胎架所选取的点及坐标尺寸要合理，要保持各胎架受力均匀控制变形均匀。

内旋支设4组胎架，胎架顶标高分别为608mm、1216mm、1824mm、2432mm（相对于构件底）；外旋支设6组胎架，胎架顶标高分别为304mm、608mm、912mm、1216mm、1824mm、2432mm（相对于构件底）。制作胎架用于构件制作及检测。

2.2 钢柱的制作

钢柱截面是600mm×300mm×20mm，采用钢板焊接而成，钢柱主焊缝牛腿区及上下600mm的范围内全熔透一级探伤，其余区域主焊缝按半熔透制作。

2.3 构件的预组装

所有的箱型平台先在地面上搭好的胎架上制作好，然后再根据模型及图纸预组装。

3 工厂涂装

钢结构旋转楼梯外部不浇筑混凝土部位要进行防腐涂装，与上下两层楼板接触部位不得进行涂装。所有钢构件在涂装前需进行表面喷砂除锈处理，并在钢结构上设置涂装边线，防止将与混凝土接触部位涂装上油漆。

4 运输

为保证车间制作好的钢旋转楼梯运输方便，将旋转楼梯分段。在运输过程中应予以加固，控制变形，不得损坏构件。

5 安装

工艺：施工准备→吊装机械的选择→放线定位→旋转楼梯安装。

5.1 施工准备

类似于本工程旋转楼梯施工时现场楼板已封闭，无法使用塔吊或大型汽车吊整体吊装，经分析探讨认为单纯使用电动葫芦进行钢构件吊装存在施工周期长、安装速度慢、吊运过程中安全隐患大且人工花费高等问题。在经专家论证之后为保证在业主要求的施工节点内完成旋转楼梯施工，现场采取钢构件分节优化、楼板支撑加固等措施后，使用轻型汽车吊，同时辅以电动葫芦钢构进行安装校施工。

5.2 吊装机械的选择

利用汽车吊进行钢结构吊装方便快捷，可大大提高工作效率，也是钢结构安装工艺中最常见的吊装机械，故此先考虑利用汽车吊，根据最重构件的重量来选择汽车吊的型号。如若汽车吊支腿在楼板上，则需要考虑楼板的承载力是否满承载力要求。

5.3 放线定位及空间坐标的测量

安装前将场外主控点引入大堂内，复核旋转楼梯钢梁与主体结构连接节点位置。在施工现场建立三维坐标系，以旋转楼梯圆心作为坐标原点，根据CAD模型及已经制作完成的旋转楼梯实际尺寸，测算出各个节点在现场的实际位置坐标（x、y、z）。在施工现场中可以确定旋转楼梯钢梁与主体结构连接的节点位置坐标（与CAD模型中A点位置坐标相同），利用全站仪通过旋转楼梯钢梁与主体结构连接节点可以精确测出现场实际旋转楼梯各个节点实际坐标（x、y、z）。最终测量出钢柱牛腿与旋转楼梯节点（3处），后扩底锚栓的孔位（两处）以及胎架与旋转楼梯各节点坐标（x、y、z）。

5.4 旋转楼梯安装

5.4.1 按设计意图，旋转楼梯除钢柱外分为4片，自下而上编号分别为5H-ST-1、5H-ST-2、5H-ST-3、5H-ST-4，可设置支撑胎架进行整片安装。但实际旋转楼梯均散件进场，现场只能设置支撑胎架进行散件安装，旋转楼梯散件安装的施工工艺流程：对穿锚栓安装→后置埋件安装→楼梯立柱安装→支撑胎架安装→外旋箱型曲梁安装→内旋箱型曲梁安装→楼梯踏步槽钢安装→楼梯踏步及休息平台安装。

首先使用水钻在已定位的楼板上进行打孔，安置埋件，并且予以固定。将汽车吊站位至指定位置首先进行立柱吊装，整个吊装过程中使用全站仪进行精准定位并予以校正。完成立柱安装后进行支撑胎架安装，过程中依然使用全站仪进行定位。完成胎架安装后使用汽车吊与手动葫芦相配合方式依次进行外旋箱型曲梁安装与内旋箱型曲梁安装。曲梁安装完成后依次进行楼梯踏步槽钢、楼梯踏步及休息平台安装。整个过程使用精密仪器进行控制，保证安装的精度。

5.4.2 旋转楼梯胎架均与楼梯钢柱对应设置，楼梯钢柱设置于旋转楼梯外旋，旋转楼梯胎架对应楼梯钢柱设置于旋转楼梯内旋，旋转楼梯进行第1片及第2片散件安装的胎架设置位置为胎架设置位置2，旋转楼梯进行第2片及第3片散件安装的胎架设置为胎架设置位置1，旋转楼梯进行第3片及第4片散件安装的胎架设置为胎架设置位置2，以上胎架与楼梯钢柱或胎架间两侧均设置L75×5的等边角钢焊接固定，角钢沿胎架支撑或楼梯钢柱竖向间距500mm均布。

5.4.3 胎架基础的做法。测量放线距离箱型钢梁端部或者对接口200mm处，对应支撑胎架底部在负1层楼板上设置钢板，采用6颗M20化学螺栓临时固定。钢板规格PL30*600*400。H型钢胎架底部与钢板采用角焊缝焊接。

表1 旋转楼梯需设置胎架的构件

序号 构件号 支撑胎架类型 胎架

数量 构件状态

1 5H-ST-1/5H-ST-2

5H-ST-3/5H-ST-4 H400×200×8×13 1 旋转楼梯内旋钢梁

2 5H-ST-2/5H-ST-3 H400×200×8×13 1 旋转楼梯内旋钢梁

旋转楼梯支撑胎架标高统计如表2：

表2 胎架牛腿标高及高度

序号 胎架号 牛腿顶

标高/m 曲梁截面高度/mm 胎架顶标高/m 胎架底标高/m 胎架高度/m H型钢总长度/m

1 胎架1 3.608 800 4.5 -0.12 4.62 4.59

2 胎架2 1.176 800 -0.12

6.04 800 6.88 -0.12 7 6.97

总计 11.56

5.4.4 旋转楼梯钢构件的安装。旋转楼梯钢构件的安装采用16t汽车吊作为起吊设备将钢构件安装就位，钢构件安装就位后利用连接板或靠山板临时固定，然后进行钢构件的焊接。

5.4.5 楼梯踏步及休息平台安装。梯段安装时先进行休息平台安装，自休息平台处自下往上安装楼梯踏步。安装前先将踏步及休息平台定位线放于曲梁上，焊接支撑槽钢再进行踏步钢板焊接。

6 旋转楼梯安装的精度控制

6.1 旋转楼梯组对间隙控制技术

设计阶段：设计前考虑现场测量数据的误差以及安装后楼板与钢梁节点的变形影响。加工阶段：根据以往经验，考虑旋转楼梯加工后的变形收缩量，预先掌握对接后钢梁整体长度的实际偏差值。埋件的偏差值：事前考虑埋件位置偏差以及安装后的实际误差。焊接收缩值：预先掌握焊接收缩理论值；预先掌握焊接收缩成熟经验值。总体考虑安装偏差、构件尺寸偏差、焊接收缩对安装精度的影响，根据现场实测结合相关规范、以往类型工程的施工的成熟经验进行综合分析对比，确定钢结构对接的组对间隙，将各种影响因素提前消化。具体做法为：组对间隙=设计间隙+构件本身长度方向的偏差+埋件的偏差值+焊接收缩值。

6.2 偏差调整措施

测量放样实测已施工砼体偏差→钢构件根据实际测量放样结果进行微调→旋转楼梯第一段外旋及内旋箱型曲梁安装→复核坐标及标高→如有偏差进行调整→箱型曲梁焊接→复核坐标及标高→如有偏差进行调整→旋转楼梯踏步槽钢的安装→复核坐标及标高→如有偏差进行调整→旋转楼梯踏步槽钢的焊接→复核坐标及标高→如有偏差进行调整→旋转楼梯踏步、休息平台安装→复核坐标及标高→如有偏差进行调整→旋转楼梯踏步、休息平台焊接→复核坐标及标高→如有偏差进行调整。

构件安装过程中做到步步复核、步步调整，构件安装拼接前，应做临时固定，进行坐标、标高、水平垂直度复核，满足要求后进行最终拼接；若存在误差，切割临时固定点，重新对坐标、标高、水平垂直度等进行调整，再进行临时固定、复核、焊接。

（责任编辑：黄银芳）