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超高层建筑钢结构安装定位技术

日期:2016-3-1 14:07:07 来源:本站原创 浏览数:
 
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    1· 工程概况
    东方汇经中心位于上海市浦东新区陆家嘴环路333 号,与上海第一高楼上海中心大厦隔街相望。本工程结构为钢结构体系,地下4 层,地上33 层,占地面积9 298 m2,建筑面积113 382 m2,建筑总高200m。钢结构用钢总量1.6 万t,最大构件35 t,最小构件0.5 t。钢板材质Q345GJ-B、Q345B,厚6.5~80mm。
    2· 钢结构安装
    2.1 平面控制网布设
    钢结构安装前后的测量定位是钢结构安装是否准确的重点,因此如何进行平面控制网的布设是钢结构安装定位的核心。本工程测量仪器齐全,有全站仪2 台、经纬仪2 台、水准仪2 台、铅垂仪3 台、反射棱镜2 把、卷尺若干。
    根据业主提供的基准点和测量的坐标、施工平面图、上海市一级控制点的标高和坐标,对现存的基准点进行复测,验证其数据的准确性。复测过程必须由业主、总包、监理三方共同进行,按国家四等导线测量的要求实施,测算出精度误差。水准基准点的复测:在业主提供的水准基准点上,按规范要求进行联测,精度达到国家四等水准要求。
    2.1.1 平面控制网的层级关系
    平面控制网分3 个层级,第1 层级测设在用地范围内各红线定位点;第2 层级为工程基坑外边4个主控点组成的矩形控制网;第3 层级为建筑轴线网。
    2.1.2 确定统一的平面坐标系统
    由于钢结构设计图上所有关键点位坐标均为建筑坐标,坐标原点将由业主单位提供,而在总平面图中,所有桩点坐标均为城市大地坐标,2 个坐标系存在一定的关联,因此通过2 个坐标系的转换,将钢结构各节点的控制坐标转化为城市大地坐标,进行统一测量和监测。
    2.1.3 平面控制点的布设
    分别选择4 个点作为主控制点,在这些点上架设仪器,采用导线测设的方法观测边长和水平角。经平差计算,得到主控制点的精确坐标,测量采取往返观测,角度测量三测回测定,在方格网的基线上,再按轴线间距对各轴线进行复测。可根据现场实际情况,加密方格网。
    2.2 型钢柱、型钢梁安装定位
    劲性结构中钢骨经过测量手段准确定位后,施工过程难免会受到不平衡外力而移位,导致连接在钢骨上的各挂件、转接件支架及后续梁柱等移动,为此,采用钢骨定位器可使型钢定位更准确。钢骨定位器利用螺栓调节位置及固定的原理(适用柱梁等),以及模板定位撑的原理(适用钢板墙、大截面柱),把劲性结构中钢骨准确地固定在设计位置,从而解决了构件移位问题。
    2.2.1 采用螺栓式钢骨定位器
    对刚度较大的钢骨结构,如带耳板的十字劲性柱、箱型柱、牛腿柱,甚至各种梁,一般只需在在模板上口(梁则在梁模板端部),用钢骨定位器固定钢骨与模板相对位置,即可保证钢骨准确定位(见图1)。   
             
    (1)钢骨定位器主要用于劲性结构中钢骨在模板上口处的定位和校正,更多用于带耳板的劲性构件。模板深度内一般选用“I”型定位撑,当钢骨柱刚性较小时,根据其截面和高度亦可在模板内使用定位撑。
    (2)待模板加固验收合格后,钢骨定位器开始就位,定位器卡口卡在耳板后把螺栓拧紧。
    (3)在钢骨上标记出钢骨位置中心点O1,用细钢丝十字线找准钢骨柱中心点O2。把钢骨定位器安装在钢骨和模板上,调整固定螺栓,卡紧钢骨耳板[1]。调整、校正定位螺栓,使O1 与O2 重合。
    (4)调节其他暂未贴到模板上的螺栓,使其紧贴模板内侧。
    (5)用铁丝等拉住定位器的吊环,防止掉入模板内。
    (6)为保证浇筑混凝土后M16 螺栓易拆除,钢骨定位器调节到位后,用透明胶带包裹保护。
    2.2.2 在大立劲性钢板上开设混凝土对流孔
    劲性结构在混凝土浇筑过程时因钢板两侧混凝土高度差较大,会产生不平衡压力,往往挤偏了钢板墙等,产生钢骨偏移的情况。为此,征得设计单位同意,在不影响结构的前提下,在大断面钢板结构(如钢板墙)上开φ120 mm@800~1 000 mm 的混凝土对流孔,以保证钢板两侧混凝土高差不会太大,因而两侧压力差也就减小了,解决了钢骨被混凝土挤压偏移的问题(见图2)。
               
    2.2.3 钢板墙、大截面柱等两侧焊定位撑钢筋
    钢骨出厂之前,在钢骨上焊接φ16 mm@500~800 mm I 型定位撑,固定钢骨(与钢板墙、柱、梁等)在模板内与模板的相对准确位置,保证钢骨的定位准确。施工中要注意如下事项:
    (1)I 型定位撑在绑扎完钢筋后,拉通控制线,把定位撑焊接在钢板上,在不影响箍筋套入的前提下定位撑可以在加工厂焊接。定位撑也可兼做模板定位筋。
    (2)一般采用φ16 mm 钢筋做定位撑主筋。结构截面厚>1 000 mm 时,可选取φ20 mm 钢筋。
    (3)“I”型两端撑头长50 mm,使用木模定位撑顶在模板一侧,撑头可用3 mm×50 mm×50 mm 钢片。按设计尺寸计算好钢骨至模板内侧净距离,即为中间“I”净高度。
    (4)待钢筋绑扎完后,按设计间距位置插入“I”型定位撑至钢骨,并焊接。
    2.3 钢柱吊装
    钢柱吊点设置在预先焊好的连接耳板处,为防止吊耳起吊时变形,采用专用吊装卡具,单机回转法起吊。起吊前,钢柱应垫上枕木以避免起吊时柱底与地面的接触。起吊时,柱端不能在地面上拖拉(见图3、表1)。
                 

    注:钢柱2 层为1 节,层高5.5 m,每节长11 m。
    2.4 屋顶桁架安装
    (1)在屋顶桁架安装前,深化设计地面胎架和屋顶临时支撑胎架,屋顶[3]桁架采用预拼装方法安装,共计12 榀大桁架,地面胎架6 组,每组胎架拼装2 个桁架。
    (2)预拼装在地面胎架上完成,拼装时用全站仪控制好各个轴测点、角度,需经总包、业主、监理三方技术复核和验收。
    (3)利用D1100-63 塔吊吊装单榀桁架,桁架临时就位后用仪器测量,待确定空间、平面位置后进行初次焊接,焊接基本稳定后塔吊松钩。
    (4)待12 榀大桁架吊装就位后,在大桁架之间补充小杆件安装,整个桁架体系完成(见图4)。
                  
     (5)桁架体系拼装完成后进行焊接工作,桁架为全熔透一级焊缝,采用超声波技术进行探伤。
    (6)探伤检测合格48 h 后,准备桁架卸载,卸载幅度在70 mm 以内,屋顶胎架采用对称切割、分散切割方式完成。
    3· 结语
    钢结构安装定位精度是超高层建筑的控制重点,高差和偏差与以后的外幕墙、吊顶、管线敷设、地面空腔内管线和地板等工序息息相关。施工实践证明,本工程钢结构安装和定位符合规范规定要求,偏差在允许范围内,保质保量地完成了钢结构的安装,为更好地建设超高层建筑提供了参考依据。

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