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超高层钢结构安装纠偏技术浅探

标签:超高,高层,钢结构,结构,安装,纠偏,技术 发布时间:2018年07月19日 点击78

1、工程概况: 
某写字楼主体结构为钢框架-支持筒系统,共分核心筒、内筒(内有支持系统)和外框架三部分,其中外框架总平面尺寸为51m×51m。结构高约200米 ,地下5层,地上40层,工程总用钢量为3.6万吨。本工程核心筒有钢柱4根,规格为箱形□900×900×90;内筒有钢柱20根,规格为箱形□1300×900×60(4根角柱)、箱形□900×900×60;外筒有钢柱32根规格为箱形□800×800×60;共计56根。 

2、工程安装近况与题目: 
某施工单位主体结构施工到地上1.1米时,对工程56根钢柱进行柱身进行垂直度误差复测,复测效果见图1。发现钢柱不同程度均有误差,其中44根钢柱的垂直度误差超出《钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)》许可范围,最大误差达到38mm,且部分钢柱出现双角度的扭偏。为使工程能在地面以上顺利安装,必须采取措施对钢柱就行纠偏。 
 3、纠偏方案的选择: 
针对本工程的钢柱垂直度的误差程度和安装现况,经过多轮的研讨,基本上确定了渐递性纠偏和一次性纠偏两种方案。渐递性纠偏方案是以钢柱偏位的基础,在规范许可的钢柱误差范围内对每节钢柱进行逐节向上纠校,直到钢柱完全找正到轴线位置;一次性纠偏是将+1.1m处的上节钢柱一次性纠正到位,通过对上、下节钢柱拼接处的节点进行补强处理,达到纠偏的目的。通过认真分析,分别就两种方案的制订了细致的实施细则。 
3.1、渐递性纠偏: 
以A6-AL轴钢柱为例,钢柱柱身+1.1m处向北偏15mm、向东偏19mm。因此,该柱的垂直度误差须从2个轴线方向来调节。 
调整垂直度误差前,首先调整好钢柱的定位轴线。根据规范要求,钢柱单节柱顶中间线对柱底中间线的相对水平位移差,分为x、y两个方向,许可误差值为不超过h/1000且小于10mm(h为单节柱长度)。 
该处钢柱+1.1m以上对各段钢柱进行分段后,第一节钢柱柱高4.9m,第二节柱高5m,第三节以上每节柱均为9.2米。该钢柱在A6-AL轴向东偏移19mm,向北偏移15mm。因此确定在+1.1米以上该钢钢柱分4次调整。+1.1米以上第一节柱在安装时向西调整4mm,向南调整4mm;第二节柱在安装时向西调整5mm,向南调整5mm;第三节柱在安装时向西调整7mm,向南调整6mm;.第四节柱在安装时向西调整4mm。 
为使纠偏能精确进行,还须细致以下事项:①、钢柱制作时,预先在柱底的四个侧面,用钢冲标识出钢柱的中间线;②、上一节钢柱的定位轴线不许可使用下一节钢柱的定位轴线,应从控制网轴线引至高空,保证每节钢柱的安装标准,避免过大的偏差积累;③、校正时采用径向放置的两台经纬仪对钢柱观测,见图2;④、校正过程中,在钢柱偏斜侧活动策划,行使千斤顶进行轴心的调校,待钢柱调到预控值后拧紧一时连接耳板的高强螺栓(一时连接耳板的螺栓孔应比螺栓直径大4mm,行使螺栓孔扩大调节钢柱制作偏差的-1~+5mm的偏差),调校见示意图3;⑤、根据每节钢柱的纠偏控制值,钢梁的长度在制作时响应进行补偿或缩减;⑥、安装钢梁时先安装上层梁,再安装中、基层梁。 
3.2、一次性纠偏: 

该纠偏方法采用钢板补强和焊缝过渡相结和的方法,即:+1.1米以上的钢柱以控制网轴线定位一次性安装到位,安装后对其与+1.1米以下的钢柱的端头形成的错口先辈行焊接,检验合格后,然后用补强钢板或焊缝进行过渡,使其形成较好的受力传递。因此对错口值>8mm的,采用钢板进行补强,对错口值≤8mm,采用焊缝过渡法使其形成平缓过渡。详细实施如下: 
钢板补强法:针对不同的误差程度,采用不同的钢板厚度。①、15mm<错口值>8mm的肉兔养殖,采用20mm(Q345C)钢板;②、25mm≤错口值≥15mm的,采用30mm的板(Q345C)钢板;③、错口值>25mm的,采用40mm(Q345GJ-C)钢板。补强节点见图4。补强钢板喷砂处理达到Sa 2.5级,钢板需平整,其两侧坡口采用机械加工。焊接时应对钢柱和补强板预热至100℃~200℃,二氧化碳气体珍爱焊施焊,其左右两侧焊缝采用双人对称焊接,每焊一道焊缝便及时清理焊渣、飞溅等残留物,并细致每道层间焊缝的温度不得高于预热温度。因为补强钢板施焊后焊缝较多,易蕴蓄应力。因此在焊接的同时,用圆头手锤在钢柱侧边、补强钢板中心进行敲动,以使应力缓慢释放。

焊缝过渡法:对上下钢柱误差值≤8mm、上下钢柱扭偏时每侧误差≤8mm时,对其错台采用焊缝进行平缓过渡德龙驾驶室总成,并使余高均匀。因为焊缝过渡时,焊缝高度小,焊缝外观成型要求高,因此采用二氧化碳气体珍爱焊,焊丝直径为1.2mm、低线能量施焊。焊缝过渡法施工示意见图5。

3.3、纠偏方案的比较和选择:见表1。

经过对两种方案从技术要求、质量保证、进度要求及经济效益上综合比较,确定采用“一次性纠偏”方案进行实施。

4、结束语: 
目前网络营销顾问,随着高层钢结构建筑日促增多,钢结构安装过程中钢柱的垂直误差,受各种因素影响不宜控制,因此施工时发现钢柱垂直度误差超出《钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)》许可范围后,必须在施工的同时采取措施进行纠偏,但纠偏的方案选择至关紧张,其重要取决于设计师、工程师对结构受力、工程近况的熟悉和判断。 
本工程纠偏范围、钢柱误差、纠偏难度都特别很是大。经过美国马丁设计事务所对补强方法计算、及多轮专家会议进行商讨确定,本着科学性和郑重性原则,对“一次性纠偏”和“渐递性纠偏”两种方案进行比较,最后专家同等赞成采用了“一次性纠偏”方案,此方案可使结构受力传递得到有用的补偿,避免了“渐递性纠偏”过程中可能发生的纠偏更偏的征象,较为稳妥的解决了高层结构钢柱的纠偏技术难题,从施工质量和进度得到很好的保障,同时取得优秀的结果。 
我们撰写此论文,就是盼望能够和偕行们关于高层钢结构安装过程的垂直误差纠正方法进行探究、共享这种经验,同时并恳请得到偕行的帮助与指正。