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超高层建筑钢结构吊装施工技术研究

发布时间:2016-11-19编辑:毕业论文
论文摘要:钢结构构件常被用到各大型建筑工程当中,吊装施工则随之成为工程中的重要环节。本文以广州市某超高层在建工程为背景,对吊装施工的策划及准备、钢柱与钢梁吊装过程中的关键技术进行了描述与分析研究,为其他类似工程提供有益的参考。
论文关键词:钢结构,吊装,施工
  钢结构具有综合强度高、抗震性能好、基础造价低、施工周期短等一系列优点。而在机械化高度发展的今天,诸多大型工程项目的施工过程中都出现了大体量钢结构构件的吊装。另外,钢结构吊装是一门综合性较强的施工技术,具有较高的技术及措施要求。本文以广州某超高层建筑为背景,对该项目中的钢结构吊装施工过程进行论述,为该技术方法的推广及改良提供参考。
  1工程概况
  广州市某超高层在建工程为部分框支剪力墙结构的商住两用楼,总建筑面积约18.6万平方米,由地下室、裙楼、四座塔楼三部分组成。其中地下室3层,负三层高3.9m,负二层高4.2m,负一层高4.5m,每层建筑面积为11567m;裙楼首层、五层高6m,二至四层高5m,一至五层建筑面积分别是:7288m(架空316m)、6592m、6553m、6287m;770m(架空2324m),第五层为钢结构转换层;4座塔楼,其中A1、A2两栋为45层的高级公寓,A3、A4两栋为42层的豪华住宅,建筑物最高处为163.6m,结构平面布局如图1所示。
  图1结构平面布局图
  本工程钢结构构件的分布情况为:结构负三层底板至裙楼第五层每层钢管柱(直径1200mm、管壁厚度25mm)共32条,其中A1、A2栋区内每层各7条,A3、A4栋区内每层各9条;第五层劲性钢骨砼柱共116条,其中A1、A2栋区内各有31条,A3、A4栋区内各有27条;转换层中钢骨劲性砼梁共142条,其中A1、A2栋区内各有37条;A3、A4栋区内各有34条。由此可见,本工程钢结构吊装工程量是相当大的。另外,由于本工区位于广州市区繁华的珠江新城E3地段,现场施工用地有限,工期紧凑,因此,钢结构吊装施工是本工程的一大重点和难点。
  2施工策划及准备
  2.1施工策划
  (一)将钢结构吊装施工分为三个阶段:a)地下室负三层底板至负一层;b)裙楼一层至四层;c)转换层。
  (二)各层钢结构构件最大重量(尺寸)情况如表1所示。
  表1钢构件细目
  

名称

重量

(t)

长度

(m)

地下室钢管柱基础节

2.02

1.2

负三层钢管柱

2.85

3.7

负二层钢管柱

3.21

4.2

负一层钢管柱

3.42

4.5

首层钢管柱

4.54

6

二层钢管柱

3.82

5

三层钢管柱

3.82

5

四层钢管柱

3.82

5

转换层钢管柱

6.8

5

转换层钢骨柱

3.63

6

转换层劲性钢梁

6.86

10


  (三)吊装方式(机具)采用塔楼核心筒布置的JL5515(QTZ80F)内爬式塔吊(40米臂长)进行吊装。塔吊的起重性能见表2。
  表2塔吊起重性能
  

工作幅度

(m)

2.5~15.1

16

20

24

28

32

36

40

起重重量

(t)

8.00

7.50

5.77

4.64

3.82

3.33

2.87

2.50


  2.2施工准备
  (一)结合现场情况、塔吊起重性能确定钢结构构件堆放场地。本工程分4个栋区吊装,各栋区钢构件堆放及塔吊吊装范围分别如图2~图5所示。
  (二)基础复测,要求符合下列规定:a)基础混凝土强度达到设计要求;b)基础周围回填夯实完毕;c)基础轴线标志和标高基点准确、齐全。
  (三)埋设钢管柱预埋件及螺栓,同时采用锥形防护套保护螺纹。
  (四)构件预检:检查构件型号、数量;构件是否发生变形;构件外形、安装孔间的尺寸、构件的轴线是否正确;连接板、夹板、安装螺栓、高强度螺栓是否齐备,磨擦面是否生锈。
  (五)清除构件上污垢、积灰、泥土等,油漆损坏处应及时补漆。
  (六)确认塔吊运作正常。
  
  图2A1栋区钢构件堆放设置
  
  图3A2栋区钢构件堆放设置
  
  图4A3栋区钢构件堆放设置
  
  图5A4栋区钢构件堆放设置
  3吊装施工
  3.1吊装顺序
  由于工区施工场地狭窄,吊装时并不能四个栋区同时进行,故需综合考虑工区场地、结构布局以及土建施工的进度情况。鉴于此,本工程采用对角线交错施工的方法进行吊装,即先进行A1、A4两个栋区的吊装,完成一定工程量之后再进行A2、A3两个栋区的吊装,在完成相同工程量之后再转换吊装区间,以进行交错施工。
  各栋区内安装的吊装顺序则是从结构平面的一端横向施工至另一端,具体处理情况如图6、图7所示。
  
  图6A1、4栋区钢构件吊装顺序
  
  图7A2、3栋区钢构件吊装顺序
  图6、图7中,圆圈内数字表示吊装顺序,箭头指向表示施工流向。
  3.2钢柱吊装
  (一)本工程钢管柱安装要求:柱脚设置二道三级钢(Φ32)的环箍,钢管柱与混凝土环梁连接时设二道一级钢(Φ25)的环箍;浇灌之前,在钢管柱内壁刷二道水泥浆。
  (二)基础节安装:钢管柱柱脚与基础连接是端承式。安装时,在桩面放出柱轴线及螺栓位置,然后用植筋方法植8Φ32钢筋以定位调节螺栓。安装预埋钢板,利用定位调节螺栓调平及对准轴线,最后采用电焊固定。
  (三)钢柱吊运:起吊前,用垫木将钢管柱根部垫高,并将吊装索具、调整好的缆风绳、溜绳等固定在钢柱上。钢管柱起吊方法采用两点捆绑垂直起吊;为了防止柱根部在起吊过程中变形,吊点位置按图8设置。
  
  图8钢柱吊点设置
  在起吊过程中,起重机边起钩,边回转起重臂直至把柱子吊直为止;吊装钢管柱时,将其上口包封,防止异物落入管内。钢管柱现场对接钢管柱从地下室至顶层无变径,只存在同径连接。对接前对对接区域打磨除锈,定出柱轴线与水平标高标记。
  (四)钢柱垂直度校正:钢管对接时,在对接处设置限位板及调节螺杆,用调节螺杆校正柱的垂直度,分别在x、y轴方向各架设1台经纬仪,测出柱底偏差,调整调节螺杆,使柱顶标记与柱底十字线重合。

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