鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)論文
中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
摘 要：針對目前一些超高層鋼結(jié)構(gòu)施工過程中出現(xiàn)的鋼柱安裝偏差超出規(guī)范允許范圍，對后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)安裝造成極為不利的影 響。本文通過實例，綜合考慮高層安裝中的各種因素，提出了一次性糾偏和漸遞性糾偏兩種方案，并對兩種方案進行比較，最后確定采用一次性糾偏，此方案在實際施工過程中取得非常好的效果。
關(guān)鍵詞：超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝糾偏技術(shù)
1、工程概況：
某寫字樓主體結(jié)構(gòu)為鋼框架-支撐筒體系，共分核心筒、內(nèi)筒（內(nèi)有支撐體系）和外框架三部分，其中外框架總平面尺寸為51m×51m。結(jié)構(gòu)高約200米 ，地下5層，地上40層，工程總用鋼量為3.6萬噸。本工程核心筒有鋼柱4根，規(guī)格為箱形□900×900×90；內(nèi)筒有鋼柱20根，規(guī)格為箱形□1300×900×60（4根角柱）、箱形□900×900×60；外筒有鋼柱32根規(guī)格為箱形□800×800×60；共計56根。
2、工程安裝現(xiàn)狀與問題：
某施工單位主體結(jié)構(gòu)施工到地上1.1米時，對工程56根鋼柱進行柱身進行垂直度偏差復測，復測結(jié)果見圖1。發(fā)現(xiàn)鋼柱不同程度均有偏差，其中44根鋼柱的垂直度偏差超出《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50205-2001）》允許范圍，最大偏差達到38mm，且部分鋼柱出現(xiàn)雙角度的扭偏。為使工程能在地面以上順利安裝，必須采取措施對鋼柱就行糾偏。
3、糾偏方案的選擇：
針對本工程的鋼柱垂直度的偏差程度和安裝現(xiàn)況，經(jīng)過多輪的研討，基本上確定了漸遞性糾偏和一次性糾偏兩種方案。漸遞性糾偏方案是以鋼柱偏位的基礎，在規(guī)范允許的鋼柱偏差范圍內(nèi)對每節(jié)鋼柱進行逐節(jié)向上糾校，直到鋼柱完全找正到軸線位置；一次性糾偏是將+1.1m處的上節(jié)鋼柱一次性糾正到位，通過對上、下節(jié)鋼柱拼接處的節(jié)點進行補強處理，達到糾偏的目的。通過認真分析，分別就兩種方案的制定了詳細的實施細則。
3.1、漸遞性糾偏：
以A6-AL軸鋼柱為例，鋼柱柱身+1.1m處向北偏15mm、向東偏19mm。因此，該柱的垂直度偏差須從2個軸線方向來調(diào)節(jié)。
調(diào)整垂直度偏差前，首先調(diào)整好鋼柱的定位軸線。根據(jù)規(guī)范要求，鋼柱單節(jié)柱頂中心線對柱底中心線的相對水平位移差，分為x、y兩個方向，允許偏差值為不超過h/1000且小于10mm（h為單節(jié)柱長度）。
該處鋼柱+1.1m以上對各段鋼柱進行分段后，第一節(jié)鋼柱柱高4.9m，第二節(jié)柱高5m，第三節(jié)以上每節(jié)柱均為9.2米。該鋼柱在A6-AL軸向東偏移19mm，向北偏移15mm。因此確定在+1.1米以上該鋼鋼柱分4次調(diào)整。+1.1米以上第一節(jié)柱在安裝時向西調(diào)整4mm，向南調(diào)整4mm；第二節(jié)柱在安裝時向西調(diào)整5mm，向南調(diào)整5mm；第三節(jié)柱在安裝時向西調(diào)整7mm，向南調(diào)整6mm；.第四節(jié)柱在安裝時向西調(diào)整4mm。
為使糾偏能正確進行，還須注意以下事項：①、鋼柱制作時，預先在柱底的四個側(cè)面，用鋼沖標識出鋼柱的中心線；②、上一節(jié)鋼柱的定位軸線不允許使用下一節(jié)鋼柱的定位軸線，應從控制網(wǎng)軸線引至高空，保證每節(jié)鋼柱的安裝標準，避免過大的誤差積累；③、校正時采用徑向放置的兩臺經(jīng)緯儀對鋼柱觀測，見圖2；④、校正過程中，在鋼柱偏斜側(cè)，利用千斤頂進行軸心的調(diào)校，待鋼柱調(diào)到預控值后擰緊臨時連接耳板的高強螺栓（臨時連接耳板的螺栓孔應比螺栓直徑大4mm，利用螺栓孔擴大調(diào)節(jié)鋼柱制作誤差的-1~+5mm的誤差），調(diào)校見示意圖3；⑤、根據(jù)每節(jié)鋼柱的糾偏控制值，鋼梁的長度在制作時相應進行補償或縮減；⑥、安裝鋼梁時先安裝上層梁，再安裝中、下層梁。
3.2、一次性糾偏：
該糾偏方法采用鋼板補強和焊縫過渡相結(jié)和的方法，即：+1.1米以上的鋼柱以控制網(wǎng)軸線定位一次性安裝到位，安裝后對其與+1.1米以下的鋼柱的端頭形成的錯口先進行焊接，檢驗合格后，然后用補強鋼板或焊縫進行過渡，使其形成較好的受力傳遞。因此對錯口值＞8mm的，采用鋼板進行補強，對錯口值≤8mm，采用焊縫過渡法使其形成平緩過渡。具體實施如下：
鋼板補強法：針對不同的偏差程度，采用不同的鋼板厚度。①、15mm＜錯口值＞8mm的，采用20mm（Q345C）鋼板；②、25mm≤錯口值≥15mm的，采用30mm的板（Q345C）鋼板；③、錯口值＞25mm的，采用40mm（Q345GJ-C）鋼板。補強節(jié)點見圖4。補強鋼板噴砂處理達到Sa 2.5級，鋼板需平整，其兩側(cè)坡口采用機械加工。焊接時應對鋼柱和補強板預熱至100℃~200℃，二氧化碳氣體保護焊施焊，其左右兩側(cè)焊縫采用雙人對稱焊接，每焊一道焊縫便及時清理焊渣、飛濺等殘留物，并注意每道層間焊縫的溫度不得高于預熱溫度。由于補強鋼板施焊后焊縫較多，易積聚應力。因此在焊接的同時，用圓頭手錘在鋼柱側(cè)邊、補強鋼板中間進行敲動，以使應力緩慢釋放。
焊縫過渡法：對上下鋼柱偏差值≤8mm、上下鋼柱扭偏時每側(cè)偏差≤8mm時，對其錯臺采用焊縫進行平緩過渡，并使余高均勻。由于焊縫過渡時，焊縫高度小，焊縫表面成型要求高，因此采用二氧化碳氣體保護焊，焊絲直徑為1.2mm、低線能量施焊。焊縫過渡法施工示意見圖5。
3.3、糾偏方案的比較和選擇：見表1。
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