支付宝大型复杂钢结构施工方案探析论文

支付宝大型复杂钢结构施工方案探析论文 1 工程概况 支付宝工程位于杭州市西湖区西溪路，项目总建筑面积约12.5万m2,其中地下建筑面积约4.9万m2,地下室两层，地上9层，东面局部8层，地上层高均为4.2m.建筑平面近似于Z字形（图1），根据抗震缝将地上结构划分为三个单体：A楼、B楼、C楼三个独立抗震单元，均采用钢框架-钢筋混凝土剪力墙结构体系（图2）。框架柱采用圆钢管混凝土柱，转换桁架上的框架柱采用矩形钢管柱；框架梁采用H形钢梁，部分受较大轴力的框架梁采用箱形钢梁，转换桁架采用箱型钢构件。剪力墙主要布置在楼电梯间周围，两个方向的剪力墙围合形成筒体，具备了很 大 的 抗 侧 刚 度 以 抵 抗 风 力、地 震 力 以 及 重 力荷载作用产生的水平力。A塔楼共设置4个筒体，B塔楼共设置2个筒体，C塔楼共设置1个筒体，其中A塔楼4个筒体设有H型劲性钢骨柱。 本工程地上重点安装的部 位是转换桁架区域（图3）。A塔楼1-1轴外侧、3-3轴外侧3层及以上均有较大尺度的悬挑部分（TR1-TR5），最大悬挑跨度8.5m.A塔楼在2-1轴2-7轴间，在5层楼面和6层楼面之间设置4.2m高度的转换桁架（共3榀，TR7TR9,跨度分别为36m、53m、42m），TR-9南端支承在框架柱上，北端支承在从2-B轴挑出的悬挑桁架TR-6上。桁架的上下弦杆、腹杆、斜撑及斜杆均采用箱形截面。B塔楼的4-2轴4-8轴间，5层楼面和7层楼面之间设置8.4m高度的转换桁架（共2榀，B-TR-1,B-TR-2,跨度为45m），桁架的上下弦杆、腹杆、斜撑及斜杆均采用箱形截面。 2 施工方案概述 2.1方案选择与确定 钢结构不像砼结构，利用模板现场成型，然后通过散装的砼现场制作。钢结构是预制型结构，需要经过钢结构工厂加工、运输、现场拼装直至完成结构等几个环节，缺一不可。这就限制了钢构件的尺寸，需要考虑加工厂的加工能力、货车运输能力、现场施工条件制约吊装设备的拼装能力等1. （1）工厂加工能力 钢构件的加工是根据深化设计出具的钢构件图纸，通过工厂对钢板的对接、切割、组装、焊接等工序，完成钢构件的制作。每个加工厂的加工能力不尽相同，制约着钢构件对尺寸的控制。 （2）货车运输能力 现今社会上除一些特殊车辆，常规的货车最长一般是17m,这就要求加工厂生产的钢构件最长不得超过17m. （3）现场条件 本支付宝工程整个工程的下面均有地下室，有部分钢构件特别是A、B大跨度的钢构件，即使分段也不在塔吊的吊装能力范围内，需要借助履带吊或汽车吊等移动吊装设备来完成吊装，但因为有地下室，限制了大吨位的移动吊装设备进场，只能在满足地下室顶板的荷载要求下的移动设备来完成吊装。 本工程单件最大重量 在28t,伸臂长度 在26m以内，最终确定采用了100t的汽车吊进场2.其中钢结构A塔楼和B塔楼转换桁架区域钢柱及钢梁各采用1台CCH1000型100t臂长48m履带吊进行吊装，其余钢柱及钢梁采用4台塔吊进行吊装。其中1#、2#塔吊为C7052型臂长70m塔吊，3#、4#塔吊为C7035型臂长70m塔吊。 A塔楼、B塔楼、C塔楼钢结构同时施工，核心筒领先钢结构两层，按从下至上的顺序依次逐层施工。转换桁架搭设支撑架，高空散件原位拼装。其中A塔楼转换桁架区域为了防止履带吊卡杆问题，先施工TR-7、TR-8桁架区域钢结构，再施工TR-9区域钢结构。 2.2钢结构分段 根据布置的塔吊并结合钢柱自身重量的特点，钢结构分段如下：A楼核心筒核心筒钢柱分段为两层一段；地下P60016钢柱两层一吊，其余钢柱一层一吊；地上钢柱基本两层一吊，共四段（23层、45层、67层、8屋面层），部分钢柱考虑施工机械吊装性能一层一吊。转换桁架上、下弦杆件分三段吊装。转换桁架搭设支撑架，高空散件原位拼装。钢梁按主次梁自然分段，钢柱分段位置设置在楼层梁顶面以上1.3m处。 3 核心筒钢结构和悬挑钢结构安装 3.1核心筒钢结构安装 核心筒钢结构安装流程见图4.（1）核心筒提前完成二层（图4a）；（2）吊装核心筒周围钢柱，吊装钢柱间钢梁，形成稳定体系（图4b）；（3）吊装核心筒与钢结构之间的次梁（图4c）。 3.2 A楼悬挑钢结构安装 塔楼钢结构从下往上逐层施工。为了更好地说明悬挑区域的安装流程，对悬挑区域的钢结构单独提 取 进 行 说 明。图5a为 搭 设 支 撑 架，吊 装 悬 挑 桁架底层钢梁，即结构第三层钢梁；图5b为吊装第一分段斜立柱，同时安装四层钢梁；图5c为安装该部分张拉杆；图5d为安装五层平面钢梁；图5e为按照相同的方法安装上个张拉杆单元；图5f为吊装第三阶段斜钢柱及钢梁；图5g为张拉钢拉杆，待钢拉杆张拉完成后，支撑架卸载，悬挑钢结构安装完成。 4 大跨桁架吊装 4.1吊装顺序 本工程钢结构重点吊装部位主要是A塔楼和B塔楼大跨度桁架。桁架分布见图3.根据现场实际情况及履带吊行走线路，A、B塔楼各桁架总体吊装顺序为：TR-6TR-7TR-8TR-9B-TR-2B-TR-1. 地上钢结构A塔楼和B塔楼转换桁架区域钢柱及钢梁各采用1台CCH1000型100t臂 长48m履带吊进行吊装。100t履带吊行走在地下室顶板，对行走路线及吊装区域的地下室顶板进行加固。其中A塔楼转换桁架区域为了防止履带吊卡杆问题，先施工TR-7、TR-8桁架区域钢结构，再施工TR-9区域钢结构。 4.2钢丝绳选择 本工程桁架部位钢柱最大重量为27.83t;利用4吊耳的4线吊装方式，钢柱每个吊耳重量按8t计；故钢丝绳拉力值P按8t计算。 该钢 丝 绳 按 作 无 弯 曲 吊 索 考 虑，选 用 单 绳34.5mm钢丝绳（6*37+1）纤维芯钢丝绳，公称抗拉强 度 为1400MPa、1550MPa、1700MPa、1850MPa、2000MPa.选用最小值1400MPa,查表得：钢丝破断拉力F= 512kN,则安全系数为K=F/P=51.2t/8t=6.4. 当钢丝绳作无弯曲吊索用时安全系数取67,以上计算安全系数为6.4,在标准安全系数取值内，所以选用的钢丝绳满足要求。 4.3塔楼桁架安装 A塔楼转换桁架 区域为了 防 止履带吊 卡杆问题，待TR-6安装完成后，先施工TR-7、TR-8桁架，再施工TR-9桁架；桁架上部6层以上钢柱钢梁采用塔吊进行吊装。B塔楼转换桁架区先吊装B-TR-2,再安装B-TR-1.其中B-TR-1离2#塔吊很近，在安装第一节桁架后，其他二节可采用2#塔吊进行吊装，上部7层以上钢柱钢梁均采用塔吊进行吊装。 4.4桁架安装测量校正 每段桁架的校正均以实际柱中心线为准。控制柱节点时必须注意四周外形，尽量平整，以利焊接。实测位移并做好记录。校正位移时要特别注意桁架的扭转，保证测量精度。 以经纬仪测定桁架垂直度，若有倾斜，用揽风绳来配合倒链进行调节，控制桁架垂直度在允许范围内。调整揽风绳等到现场焊接完成后才可放松拆除。 桁架安装时，要对桁架的垂直度、标高、侧向弯曲以及挠度进行校正，使其达到设计规范要求3才能进行高强螺栓安装和焊接工作。 5 结论 大型复杂钢结构施工中，优化设计吊装方案是重要环节，吊装设计人员需对吊装方案作多方案比较，从中筛选最优设计方案。吊装中应采用精确的测量控制方法。吊装过程中应对薄弱部位进行临时加固，结构吊装就位后应及时系牢支撑及其他联系构件，以保证结构的整体稳定性。 通过使用上述钢结构施工工艺，顺利完成了钢结构施工，确保了工程的安全、质量，提前了工期并取得了较好的经济效