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1、复杂异形钢结构的施工技术工程概况1.项目整体概况某科技创业商务中心项目（图 1），是集商业、休闲、娱乐于一体，以地铁站沿线为特色的艺术商业综合体。图 1 项目整体效果本项目地下2层，地上4层，总建筑面积184687 m2，其中地上建筑面积 85083 m2，地下建筑面积99604 m2，地下2层为地下停车库，地下1层至3层为商业区，4层为餐饮娱乐区，屋顶为空中花园，项目整体造型优美、风格特别， 颇具艺术气息。地下1层连通地铁3号线，交通便利。2.异形钢结构概况该项目总体分为东区和西区，中间连接部位结构形式比较复杂。设计采用钢结构，钢结构主要由1 个扇形钢结构和1个圆型钢结构组成（图 2），圆形
2、和扇形钢结构三维图如图3所示。钢结构总共有4个楼层面，安装高度约23m。圆 形钢结构主钢梁尺寸为850mmx350mmx20mm，钢柱尺寸为600x25mm, 扇形钢结构主钢梁尺寸为H1100mmx400mmx18mmx25mm，钢柱尺寸为 650x40mm,材质为Q345B。基础与钢结构之间采用M30锚栓进行连接。楼 面采用YX51-305-914钢楼承板，钢板厚1.2mm，组合楼板厚100mm，混凝 土强度为C30 ,栓钉型号为19x80mm。图 2 圆形和扇形钢结构位置（a） （b）图 3 圆形和扇形钢结构三维示意（a ）示意1; （b ）示意2吊车及吊点选用（1）吊车及吊点选择。吊车选
3、用考虑最重构件的极限吊装工况，拟采用 65t 汽车式起重机吊装钢柱及除去采光顶外所有各吊装层主构件，对于各层次构件采 用25t汽车式起重机吊装。吊装半径14m （图4）,典型构件GKL1-1重7.5t, 根据各型号吊车性能表，65t汽车式起重机满足要求，对于稍远处的2根钢柱 （采用分段做法，重量为构件表重1/2 ）也能满足吊装要求。打勺柱鼻载休地卜室I也|丄 有彖I图 4 圆形钢结构吊点位置（2 ）钢丝绳选择，根据吊装构件信息表，钢梁重为7.5t，重力为75kN，取4倍的吊装安全余量，得到钢丝绳的破断拉力为300kN，采用双股钢丝绳吊 装，拉力为现在的1/2即150kN，查取GB8918-20
4、06重要用途钢丝绳，选 用6x19,抗拉强度选最小的1570级别的纤维芯钢丝绳，可得18钢丝绳可以 满足要求。2. 扇形钢结构（1）吊车及吊点选择。吊车选用考虑最重构件的极限吊装工况，拟采用25t汽车式起重机吊装扇形钢结构构件。扇形结构钢柱共10 根，吊装钢柱考虑极限吊装情况即BGZ1-5钢柱最重为11t考虑主臂最长，吊装半径最大可达到4.5m , 由于吊装区域为空旷平面（云线所示区域），故吊车站位可达到最优吊装工况（图 5圆4.5m半径区域），扇形结构钢柱吊装如图5所示。图 5 扇形钢结构钢柱吊点吊装梁构件采用分步骤吊装工序，同样考虑极限吊装情况，即余下构件最重 为5.5t，当吊重5.5t，
5、吊臂最长时，吊装半径为10m，同样满足吊装要求，具 体做法如图 6 所示。丄止 |一閱区域为1 /外装半径线为梁吊装川花诃i位区域图6 扇形钢结构钢梁吊点(2钢丝绳的选用。根据吊装构件信息表钢梁梁重为11t重力为110kN ,取4倍的吊装安全余量，得到钢丝绳的破断拉力为440kN，采用双股钢丝绳吊 装，拉力为现在的一半即220kN，查取GB8918-2006重要用途钢丝绳，选 用6x19,抗拉强度选最小的1570级别的纤维芯钢丝绳，可得22钢丝绳可以 满足要求。钢结构图纸深化及加工圆形和扇形钢结构施工前首先要进行图纸深化设计，深化设计图要准确体现 每个构件的详细信息，深化设计图必须经过设计院确
6、认，局部深化设计如图7所 示。(a) (b)图 7 圆形和扇形钢结构局部深化示意(a )示意1; (b )示意2构件深化设计图完成后进行加工，部分加工完成构件如图8所示。构件加工完成后进行预拼装，应在平整平台上对典型构件做好预装工作，并对预装过程中发现的误差或存在的问题进行校正，合格后方可进入下一道工序。高强度螺栓连接件预拼装时，可使用冲击定位和临时螺栓紧固。试装螺栓在一组孔内不得少于螺栓孔 30%，且不少于 2 只。冲钉数不得多于临时螺栓的 1/3。预装检验合格后，对各接口及构件号进行标识，绘制出厂排版图，随构件资料与构件同时运往施工现场，以便现场原样拼装。/ -1.550巧5、/螺. 双L
7、2r锚板，-30x90图 8 工厂加工局部构件钢结构施工1.地脚螺栓施工钢结构地脚螺栓采用 M30 锚栓，大样如图 9所示定位调节./ 螺母等强围焊地脚螺栓在施工过程中主要有以下控制要点。（1）地脚螺栓模板定位：在钢模板上用油性漆笔画出定位十字线与柱的定 位轴线重合，点焊固定。（2）地脚螺栓安装：地脚螺栓从钢套模下面的孔往上穿进钢套模，插入孔 之后即用螺母固定。（3）地脚螺栓标高控制：由于地脚螺栓标高影响上部结构的标高，因此其 标高测量基准必须与土建初始基准统一。（4）使用全站仪对地脚螺栓位置复测：使用现场土建轴线对地脚螺栓定位， 考虑到现场土建轴线本身的定位误差以及定位不准确对上部结构带来的
8、不良影 响，现场施工时在地脚螺栓定位完成后将使用全站仪对地脚螺栓定位位置进行复 测。（5）地脚螺栓固定：地脚螺栓复测定位准确后即需对其进行点焊加固，确 保混凝土施工振动器的震动不会使地脚螺栓产生位移，首先利用现场剩余20钢 筋将每组螺栓的各螺杆间相互连接焊接固定，在焊接前应用水平靠尺检测螺杆的 垂直度，尽可能使螺杆处于垂直状态。（6）地脚螺栓浇筑前的保护：点焊固定完成，撤去钢套模后需对地脚螺栓 螺纹部分采取保护措施，采用塑料薄膜包裹螺纹部分，避免因混凝土浇筑污染螺 纹。先吊装主钢柱（分段钢柱先吊装下分段），必要时使用揽风绳加手拉葫芦固定，固定牢靠后吊装上层钢柱，焊接牢固，如图10 所示。当主钢
9、柱吊装结束后 吊装第一层构件，构件吊装时先吊装框架梁，螺栓固定，点焊牢固后吊装次梁。当第一层构件吊装结束后安装第二层构件，构件吊装时先吊装框架梁，螺栓固定， 点焊牢固后吊装次梁。当第二层构件吊装结束后安装第三层构件，构件吊装时先吊装框架梁，螺栓固定，点焊牢固后吊装次梁。当各层构件吊装结束后安装采光顶构件，吊装采光顶构件时先吊装框架梁，点焊牢固后吊装次梁，如图 11 所示。图 10 圆形钢结构钢柱吊装图 11 圆形钢结构钢梁吊装3. 扇形钢结构吊装先吊装主钢柱（分段钢柱先吊装下分段），必要时使用揽风绳加手拉葫芦固 定，固定牢靠后吊装上层钢柱，焊接牢固（图12）。钢柱吊装完成，固定牢固后 吊装左半
10、边区域内各层构件，吊装顺序为先吊装框架梁，螺栓固定，点焊牢固后 吊装次梁。待左边构件吊装结束后按同样的吊装顺序吊装右边构件（图13）。待 左右两边构件吊装结束后按同样的吊装顺序安装扇形结构内弧区域构件。待扇形 内弧区域构件吊装结束后，按同样顺序安装扇形结构中弧区域构件。待扇形中弧 区域构件吊装结束后，按同样顺序安装扇形结构外弧区域构件。图 12 扇形钢结构钢柱吊装图 13 扇形钢结构钢梁吊装4. 构件连接连接钢柱与基础采用 M30 的锚栓，连接钢柱与钢柱采用焊接方式，连接钢 梁与钢柱采用 M20 高强螺栓组（图 14），连接钢梁与钢梁采用焊接 M20 高强 螺栓。现场坡口熔透焊按二级焊缝要求，
11、角焊缝按三级焊缝要求，焊缝均要求等 强焊接。高强螺栓拧紧须先固定临时螺栓，然后校正钢柱或钢梁并预留偏差值， 紧固临时螺栓，冲孔，检查缝隙，然后进行初拧，按紧固顺序，采用转角法作出 标记，最后进行终拧。0 6025+ + +I50X10X1410 双前900y -14图 14 钢柱与钢梁局部连接大样示意5. 楼面施工楼面采用1.2厚钢楼层板，组合楼板厚度为100mm ,栓钉采用18x80,栓钉间距为250mm。楼板配筋压型槽内为210，分布筋6500,面筋为双层双向10150 （图15）,楼板混凝土为C30。在栓钉施工前先在压型上弹出钢梁 位置，以便定位准确。4felO15O 取向业6丸024
12、10305图 15 楼板配筋示意6. 其他注意事项（1）汽车式起重机吊点因在地下室顶板上，必须经过计算，吊点位置要进 行加固，汽车式起重机支点处垫钢板以扩大受力面。（2）所有构件进行防腐蚀和防火处理，防腐涂料分层涂刷。防火涂料分底 漆、中间漆和面漆，超薄型和薄型防火涂层与防腐涂层之间的附着力应大于 1MPa，防火涂料的性能、涂层厚度及质量应符合规范要求钢柱耐火时限为2h , 钢梁耐火时限为 1.5h。（3）压型钢板下方要搭设支撑，确保楼面整体稳定，浇筑混凝土时不要堆 积过高，混凝土要及时铺开。（4）扇形和圆形钢结构施工时观光电梯及楼梯钢结构同步跟进。（5）钢结构焊接作业时要做好相关防火措施，到项目部安全部门开动火证。（6）钢结构作业大部分是高空作业，作业前先进行技术交底，然后配备安 全帽和安全带，高空作业时派专人全程跟踪。在主梁上焊接防护栏杆作为临时行 走通道。结束语本文主要通过一个实例阐述复杂异形钢结构的施工过程，通过钢结构深化设计、加工、吊装等施工流程了解各工序的施工工艺，同时还阐述了质量和安全控制要点，为以后类似工程提供借鉴和参考。
