錦州國(guó)際酒店曲線轉(zhuǎn)換鋼梁施工技術(shù)

1、錦州國(guó)際酒店曲線轉(zhuǎn)換鋼梁施工技術(shù) 肖遙 馮樂(lè) 高睿 張文吉 劉國(guó)強(qiáng) 歐陽(yáng)劍鋒中建國(guó)際建設(shè)有限公司    摘  要：錦州國(guó)際酒店項(xiàng)目針對(duì)大型截面的曲線轉(zhuǎn)換梁施工技術(shù)制定了一系列質(zhì)量保證措施，從制作、安裝、測(cè)量校正、焊接各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量并取得了顯著的成績(jī)。     關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；曲線轉(zhuǎn)換梁；分節(jié)一、引言    錦州國(guó)際酒店是遼西五市標(biāo)志性建筑，位于錦州市科技路68號(hào)，北臨80000平方米市政

2、府廣場(chǎng)，與市政府辦公大樓南北相望，東至福州街，南臨科技路，西臨昆明街。結(jié)構(gòu)型式為鋼骨混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。建筑高度為，其中地下2層，地上43層，是集五星級(jí)酒店、甲級(jí)寫字樓和高級(jí)會(huì)所為一體的綜合性建筑。酒店建筑面積101451平米，其中地上78058平米，地下23393平米，如圖1所示。    酒店轉(zhuǎn)換層鋼梁分布在結(jié)構(gòu)標(biāo)高+29.05處，共18根(其中曲線轉(zhuǎn)換梁9根, 分別為3-A軸7根；4-C軸2根)。轉(zhuǎn)換梁均為H型截面，截面尺寸最大達(dá)1650mm×1200mm，用于上部結(jié)構(gòu)柱（鋼骨混凝土柱）的支撐,轉(zhuǎn)換梁布置如圖2所示。

3、60;二、轉(zhuǎn)換梁施工難點(diǎn)及特點(diǎn)    轉(zhuǎn)換梁超大的截面和板厚使得梁的自重最大達(dá)15t，而塔吊在該部分區(qū)域內(nèi)最大起重12t,現(xiàn)場(chǎng)施工不能整體吊裝，需對(duì)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行制作分段，轉(zhuǎn)換層鋼梁分段后不能一次性吊裝，必須在梁底相應(yīng)位置搭設(shè)承重腳手架作臨時(shí)支撐。    轉(zhuǎn)換梁安裝在標(biāo)高+19.05處，梁與柱的對(duì)接以及梁與梁的對(duì)接都必須在高空完成，在高空進(jìn)行散拼和焊接首先要保證施工人員的安全，為此在梁底承重腳手架內(nèi)弧搭設(shè)一排操作腳手架用于安裝和焊接。    轉(zhuǎn)換梁的施工開始于5層底板施工結(jié)束后，

4、結(jié)束于6層梁綁扎之前，在此期間需完成轉(zhuǎn)換梁的吊裝、校正、焊接。轉(zhuǎn)換梁超大的截面（最大達(dá)1650mm×1200mm）、較厚的鋼板（翼緣厚50mm和腹板厚40mm）直接短期導(dǎo)致焊接工作量增大，這就需要合理的安排焊接工序，確保在有限的時(shí)間內(nèi)完成焊接工作并保證焊接質(zhì)量。    轉(zhuǎn)換梁的安裝是建立在土建5層底板施工完畢的基礎(chǔ)上，此時(shí)土建要進(jìn)行5層豎向鋼筋的綁扎，鋼結(jié)構(gòu)的吊裝和焊接都會(huì)為土建的作業(yè)帶來(lái)不便，為減少對(duì)土建的影響，鋼結(jié)構(gòu)的施工隨土建的流水段進(jìn)行并在豎向上與土建形成流水作業(yè)，避免與土建進(jìn)行交叉作業(yè)。另外考慮5層樓板面的承載能力，第2、3、4層與轉(zhuǎn)

5、換梁對(duì)應(yīng)部分的梁、板底支撐不予拆除。    轉(zhuǎn)換梁的安裝之前需要搭設(shè)承重腳手架，搭設(shè)后要對(duì)腳手架頂面標(biāo)高提前進(jìn)行調(diào)校，腳手架必須沿梁的長(zhǎng)度方向根據(jù)轉(zhuǎn)換梁的弧度進(jìn)行搭設(shè)；其次轉(zhuǎn)換梁安裝之前對(duì)段口部位的測(cè)量控制進(jìn)行放樣，做好轉(zhuǎn)換梁的弧度控制。深化設(shè)計(jì)技術(shù)    酒店鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)利用xsteel軟件，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖提供的構(gòu)件布局、構(gòu)件形式、構(gòu)件截面及各種有關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)、工藝要求，嚴(yán)格遵守鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）及其它現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。    在這一過(guò)

6、程中要按照鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB 50205-2001）的規(guī)定，根據(jù)制造加工廠的具體情況，運(yùn)輸部門的運(yùn)輸能力并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)，確定構(gòu)件的分段。    轉(zhuǎn)換梁分段依據(jù)：    轉(zhuǎn)換梁受力分析（以某根典型曲線梁為例）     鋼梁斷口考慮梁受剪、受彎承載力，避開梁受力薄弱的位置。    6.2 考慮塔吊吊重能力    鋼梁最重達(dá)到15t，而塔吊在該位置的起重能力為

7、12t，考慮塔吊吊裝的安全性和可行性，構(gòu)件分段后每段鋼梁自重不得超過(guò)10t。    6.3 構(gòu)件拼接要求    焊接H型鋼的翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距不應(yīng)小于200mm。翼緣板拼接長(zhǎng)度不應(yīng)小于2倍板寬；腹板拼接寬度不應(yīng)小于300mm，長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm。    深化設(shè)計(jì)考慮以上三點(diǎn)因素，并經(jīng)設(shè)計(jì)院同意，將超重轉(zhuǎn)換梁沿梁長(zhǎng)度方向約3/5處將梁分為兩段。    7.1 分段后鋼梁最重部分為9.7t，滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝條

8、件。    7.2 分段后斷口基本避開鋼梁最大受力部位，滿足設(shè)計(jì)要求。    7.3 分段后翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距200mm，翼緣板拼接長(zhǎng)度2500mm大于 2倍板寬（2400mm）；腹板拼接寬度1550mm，長(zhǎng)度2300mm，均滿足規(guī)范要求。    為保證鋼梁斷開后強(qiáng)度要求，鋼梁采用Z型斷口，如圖所示： 三、加工制作技術(shù)    曲線轉(zhuǎn)換鋼梁與傳統(tǒng)構(gòu)件的加工流程上有明顯不同，主要體現(xiàn)在構(gòu)件

9、腹板的弧度加工、構(gòu)件焊接以及斷口部位的預(yù)拼裝。其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：    1.1 截面和板厚都比較大，9根曲線轉(zhuǎn)換梁的截面分別為1650*1200和1650*1100的H型鋼，翼緣和腹板厚分別為50mm和40mm。     1.2 鋼梁截面形式為弧形，其弧度為6°13。    1.3 由于受施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的限制，對(duì)鋼梁采用分節(jié)，需對(duì)分接后的轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行預(yù)拼裝，保證轉(zhuǎn)換梁的整體加工精度。   

10、0;1.4 弧形腹板與翼緣拼接焊縫不同于傳統(tǒng)的直線焊接    曲線轉(zhuǎn)換鋼梁的以上特點(diǎn)和難點(diǎn)使得對(duì)構(gòu)件的加工和制作精度上都提出了很高的要求。為此，對(duì)曲線轉(zhuǎn)換鋼梁的成型工藝進(jìn)行了深入研究，最終采用了如下的成型工藝。    2.1 根據(jù)深化圖紙，利用電子計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)進(jìn)行鋼板的切割，以提高切割效率和切割精度，如圖6所示     2.2 選擇合理的施焊順序，以減小構(gòu)件加工過(guò)程中的焊接變形，焊接H型鋼梁順序：2413，如圖7所示。 &#

11、160;   2.3 為保證焊接質(zhì)量，使用半自動(dòng)小車埋弧焊機(jī)焊接曲線轉(zhuǎn)換梁的弧形焊縫。     2.4 所有分段鋼梁必須在出廠之前進(jìn)行預(yù)拼裝，以保證構(gòu)件的制作質(zhì)量和精度。四、安裝技術(shù)    轉(zhuǎn)換梁的安裝充分利用了現(xiàn)場(chǎng)已有的三臺(tái)塔吊，為使用其它吊裝機(jī)具。轉(zhuǎn)換梁部分施工流水段劃分與土建相對(duì)應(yīng)，構(gòu)件從北向南安裝。    具體施工順序：    安裝、焊接7節(jié)鋼柱4層板頂混凝土澆筑搭設(shè)承

12、重腳手架安裝轉(zhuǎn)換梁轉(zhuǎn)換梁校正轉(zhuǎn)換梁焊接轉(zhuǎn)換梁之間連梁安裝連梁校正、焊接轉(zhuǎn)換梁上柱安裝轉(zhuǎn)換梁上柱校正焊接    超重轉(zhuǎn)換梁的安裝需要提前搭設(shè)支撐腳手架，腳手架滿布于梁底，考慮支撐腳手架主要用于豎向承重，使用碗扣式腳手架。腳手架兩端用鋼管抱柱，增加側(cè)向穩(wěn)定性；支撐腳手架內(nèi)側(cè)搭設(shè)單排操作腳手架，用于轉(zhuǎn)換梁安裝、焊接及無(wú)損檢測(cè)。支撐腳手架如圖8所示。     3.支撐腳手架計(jì)算           

13、60;  4.采用100×100木方，沿短軸方向布置，間距900mm，支撐采用雙排碗口式。鋼管，立桿間距900mm，水平桿步距1200mm。    5.鋼梁自重:       構(gòu)件在吊裝前要將承重腳手架上木方的標(biāo)高調(diào)整到指定高度，木方的頂面標(biāo)高為+27.25。    構(gòu)件安裝就位后，在梁兩端鋼柱翼緣中心位置之間拉測(cè)量控制線，通過(guò)測(cè)量斷口邊緣與控制線間距來(lái)校正轉(zhuǎn)換梁。    &#

14、160;7.1 鋼材材質(zhì)及節(jié)點(diǎn)特征    轉(zhuǎn)換梁部分鋼構(gòu)件全部采用Q345B級(jí)鋼材，力學(xué)性能及化學(xué)含量須符合低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（GB/T1591-1994）的要求。鋼材抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.2；鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階，且伸長(zhǎng)率應(yīng)大于20%；鋼材應(yīng)有良好的可焊性和沖擊韌性。翼緣延板厚方向的斷面收縮率為Z15。    轉(zhuǎn)換梁部分現(xiàn)場(chǎng)連接主要是柱與柱、柱與梁、梁與梁連接，連接形式采用焊接方法。柱與柱對(duì)接轉(zhuǎn)換梁與鋼柱牛腿對(duì)接為腹板翼緣全熔透焊接；轉(zhuǎn)換梁與連梁一端采用翼緣腹板全熔透焊接，另

15、一端只對(duì)腹板進(jìn)行全熔透焊接。    7.2 焊接特點(diǎn)      焊接工作量大。整個(gè)轉(zhuǎn)換層共計(jì)鋼結(jié)構(gòu)446噸，包括28根柱和28根梁，且構(gòu)件截面尺寸都較大，整個(gè)轉(zhuǎn)換梁焊縫約180m。轉(zhuǎn)換梁焊縫及截面如圖10所示。     焊縫質(zhì)量等級(jí)高,所有焊縫全部為一級(jí)焊縫。    7.2.3焊接位置復(fù)雜，包括平焊、立焊、橫焊等。    7.3 焊接方法 

16、;   錦州國(guó)際酒店鋼結(jié)構(gòu)基本采用Q345B低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其焊接方式為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和手工電弧焊。    7.4 焊接質(zhì)量保證措施    7.4.1  預(yù)熱及后熱    根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程，轉(zhuǎn)換梁翼緣和腹板的預(yù)熱溫度要達(dá)到80以上。    7.4.2  防止層狀撕裂措施    轉(zhuǎn)換梁板厚較厚（板40mm，翼緣50mm），特別是腹板延板厚方向有Z15性能。轉(zhuǎn)換梁腹板與翼緣間焊縫為T型焊縫，為防止層狀撕裂，腹板采用雙面坡口焊接并將預(yù)熱溫度提高20。    7.4.3  控制焊接變形措施    轉(zhuǎn)換梁在施焊前使用手工焊機(jī)點(diǎn)焊固定，整體施焊順序?yàn)橄群附又虚g斷口部位，后焊接梁兩端，轉(zhuǎn)換梁截面焊接順序?yàn)橄群附右砭壓蠛附痈拱?。?duì)于腹板，現(xiàn)場(chǎng)采用雙坡口對(duì)稱焊接以減小焊接變形。    7.4.4  減小焊接應(yīng)力措施