張家港商務綜合樓鋼結構施工技術探討

陳貴強

摘要：結合張家港國際商務區商務綜合樓項目實例，介紹了大跨度鋼結構吊裝、鋼管混凝土柱施工技術、針對性措施等，妥善完成吊裝工程，有效控制鋼管柱施工質量，取得較好的效果。

關鍵詞：鋼結構 大跨度 吊裝 鋼管柱

中圖分類號： TU391 文獻標識碼： A

1 工程概況

張家港商務綜合樓位于張家港國際商務區內，市港城大道以西，南二環路以南。項目地下一層，地上五層，為全鋼架結構鋼結構，由地下室基礎開始預埋鋼管柱至地上五層，鋼管柱、鋼梁所用的鋼材為Q345B，次構件為Q235B，樓層板為壓型鋼板。

2 工程難點及風險

2.1樓層層高較大、不均等

項目共五層，底層8米、二層6米、三層8米、四層5米、五層

4.5米。樓層層高大、不均等，一方面形成鋼結構梁柱類型繁多，需按樓層分層加工，增加制作難度；另一方面由于樓層層高較大，增加吊裝難度。

2.2平面布置不規則

由于建筑方案追求外形新穎，平面布置呈六邊形不規則形狀，外圍軸線角度不一，接頭多、角度多，安裝難度大，稍有偏差便無法安裝到位，因此對接頭及鋼構件制作尺寸精度要求較高，需精益求精。

2.3大跨度梁吊裝難度大

本工程為實現大空間布置，結構設計大跨度梁，三、四層樓面中部位置主梁均為大跨度鋼梁，梁跨達27m，高達1.3m，吊裝難度較大。

2.4鋼管混凝土柱施工質量控制難度大

本工程柱為鋼管混凝土柱，在張家港地區尚屬首例，施工單位施工經驗欠缺，鋼管柱內混凝土配合比設計、混凝土澆灌方案專業性強，施工質量控制難度大，風險不易控制。

3 施工技術措施

3.1加強設計管理、嚴控深化設計、加工制作環節

針對本工程結構復雜、鋼結構品種繁多、接頭多，精度要求高、

制作難度大等特點，我們嚴把設計交底、深化設計環節?，F場組建設計協調工作小組，由設計單位（中冶華天南京工程技術公司）結構工程師、鋼結構公司（江蘇長江鋼業重工有限公司）工程設計人員、專業監理工程師組成。專門協調處理設計、制作加工環節的疑難問題，通過技術復核、現場檢查等手段，及時有效解決現場問題，有效保障了鋼結構制作順利進行。

3.2鋼結構吊裝措施

①鋼結構平面布置圖（圖片一）

本工程安裝5-8軸為第一區域，1-5軸為第二區域，8-13軸為第三區域。

②總體施工順序

根據工程實際，形成兩套吊裝方案。方案一，按B、C、D、E、F軸與5、6、7、8軸相交點鋼管柱為中間 核心基準作為區域施工一，首先第一步由底層向頂層發展（然后向四周擴展安裝區域二、區域三）。方案二，在方案一的基礎上將4-9軸為一個整體節段區域。優點是增加整體施工面積，確保施工安裝階段空間結構相對穩定。缺點是5-8軸7.85米層空域中廳部分構件由于考慮起重機械在6-7軸之間行車施工要后安裝，否則吊車行走不通，而且構件運輸、安裝順序相對混亂。根據技術可行、經濟合理的原則，我們最終選用了方案一。

③起重機械選擇

工程不考慮塔吊施工（由于最大主梁較重，不能滿足起重要求）。需考慮其他起重機械。而從平面圖分析，縱向跨徑96米，橫向跨徑39米，五層柱頂標高32米。如按樓層，一層層順序吊裝，就需要跨外安裝，而從平面施工圖得知，平面圖半徑最少達到19.5米，再考慮吊車讓出距墻面10米，吊車回轉半徑就近30米幅度。50T履帶吊30米回轉半徑只能吊有效荷載1000Kg，無法達到該工程鋼構件設計起重安裝要求。如選擇100T履帶吊作為起重機械，施工存本太大。為考慮施工存本合理，盡量合理節約，控制存本，現場選用2臺50T履帶吊施工，局部構件雙機抬吊（圖二、圖三為現場吊裝施工照片）。

④安全穩定措施

本工程吊裝方案的優點是能采取較合理的起重機械，大幅度降低施工成本，并滿足結構安裝各要素的施工要求。缺點是施工階段穩定性不足，略顯薄弱，特別是18#梁斷面高度為1300mm，跨度為27米，單件重量達10T多。多層鋼構圓管柱施工安裝階段偏心受力，軸心尺寸穩定有受影響的可能，為此，采取如圖（圖片四）所示18#梁中設兩道頂撐措施，即從地下室開始設置梁底支撐，增強了結構安全穩定性。

3.3鋼管混凝土柱施工技術措施

①鋼管柱及部件的加工制作

本工程鋼管柱采用卷制鋼管，按直徑分800mm、600mm兩種，每節鋼管柱長度按2個樓層高度加上伸出樓板面1000mm設置。組對時上、下相鄰兩條縱縫應錯開500mm以上，把鋼管放在托輪架上，在鋼管上劃出O°、90°、180°、270°四根基準線，作為以后組裝的基準線，劃線時全盤考慮鋼管柱及連接節點部件的位置、方向，便于現場組對及垂直度觀測。

在鋼管上劃出鋼牛腿、節點板等的位置線，把所有連接部件按標高、方位先點焊固定，復檢后施焊。內襯管先焊丁字型肋板，再將襯管與鋼管焊接，牛腿部位管內節點先組焊，再推入管內與鋼管焊接。

②鋼管柱安裝

鋼管柱吊裝采用二點對稱捆綁垂直起吊，鋼絲繩綁點設于柱最上一個節點下部，起吊時注意保護節點部件，鋼管柱固定牢固后方可解除吊索。第一節鋼管柱安裝需在根部底板上彈出鋼管柱安裝十字控制線，劃出柱外皮控制點。鋼管柱吊裝前在柱頂部平分圓周位置預先栓置4條鋼絲繩，鋼管柱吊起調整至柱身控制線與十字控制線基本吻合后下落，調整就位并臨時固定，在鋼管兩側呈90°位置架設二臺經緯儀，同時觀測鋼管柱身的二條控制母線，通過調節設置在鋼絲繩中間的法蘭螺栓，校正垂直度。

上節鋼管安裝，需按鋼管上劃線位置緩慢插入下節柱內襯管，角度調整用特制抱箍鉗。上節柱插入內襯管時由于襯管外壁與上節鋼管柱內壁局部存在磨擦，就位較困難，可在上下柱接口處設頂拉桿，一方面幫助就位，另一方面校正柱身垂直度，還可起到臨時固定作用。垂直度校正好后，在鋼管柱四側焊接防變形卡板，以減小焊接變形。對接焊完成后，割除防變形卡板等臨時構件，并將臨時固定焊縫打磨平整。

安裝鋼管柱時應在兩個垂直方向架設二臺經緯儀，同時觀測柱的兩條控制母線，指揮操作人員校正鋼管柱的垂直度。

垂直度觀測若采用垂直度校準儀，對鋼管柱安裝順序可不作要求，將垂校儀直接安裝在鋼管柱上，用頂拉桿調整垂直度。

現場鋼管對接焊采取的是人工焊接，為防止接焊殘余應變對鋼管柱垂直度影響，現場采用對稱分層分段焊接，設置防變形卡板限制變形等措施。

③鋼管混凝土澆筑

鋼管混凝土的澆灌方法有三種，即底部頂升法、高位拋落法和立式澆搗法?；炷恋妮斔头绞接斜盟秃同F場攪拌塔吊運輸等。本工程綜合考慮了成本、設備、施工經驗等因素，采用了泵送高拋法澆筑混凝土。采用高位拋落法的要求混凝土必須要有較大的坍落度，混凝土需通過試驗在鋼管混凝土中摻入微膨脹劑和高效減水劑等，配制成補償收縮混凝土，使之既滿足施工工藝要求，又滿足鋼管混凝土柱對混凝土的特定要求?；炷劣晒芸趦A入，利用自重力使混凝土密實，不用振搗，拋落高度應不小于4m，一次拋落混凝土量在0.7m3～0.9m3左右，料斗的下口尺寸應比鋼管直徑小100mm～200mm。該方法適用于大直徑鋼管柱。

本工程自密實混凝土通過試驗確定采用混凝土配合比如下：

配

合

比 材料

名稱 水 膠結料 砂 石 外加劑 砂率

水泥 礦粉 粉煤灰 PCA JM-Ⅲ