公司钢结构施工总结

1、中国建筑工程总公司钢结构工程业绩钢结构工程业绩中国建筑工程总公司是一家顺应建筑市场国际化大趋势的新一代建筑企业, 致力于为国内、国外业主提供国际标准的建造服务， 总资产超过4亿元、年营业 额近6亿元的大型建筑企业，我公司拥有丰富的人力、技术资源和专业化的建造 经验，近几年随着钢结构的发展，承建了一大批钢结构工程，在钢结构方面有着 丰富的施工经验，建造了一系列建筑精品。下面简要介绍我公司承建施工的几个 钢结构项目:北京中国银行总部大厦工程1. 工程概况中国银行总行大厦是美国贝氏建筑师事物所设计的北京又一标志性建筑, 该建筑总面积174000平方米，位于西单路口西北角，东南两侧地上十一层，西西北两

2、侧地上十五层，建筑的中部是个4000多平方米的四季大厅。在东侧及南侧采用大跨度钢结构将混凝土结构托起，形成跨度达55米的建筑主入口，体现 出整个建筑的恢宏气势。本工程钢结构应用主要体现在以下两个方面1) 大跨度钢桁架-钢筋砼组合结构应用中银大厦东南侧分别面临西第5页单北大街和西长安街，作为整个建筑的主入口，东南侧入口宽度达到55.2m,设计师采用了钢桁架-钢筋砼组合结构的结构形式解决了两个巨大的出入口空间问题。钢桁架共计有四榀，即图1-1东侧、南侧各两榀，外侧钢桁架跨度55.20m,重量为242.7T，内侧钢桁架跨度46.25m,重量为215.9T。整个钢桁架支承在两端的两个三角形钢筋砼筒体上

3、,底标高为9.69m,高度为6.9m (两个楼层)，承担着上部八层钢筋砼结构楼层重量，体现出整个建筑的宏伟气势和中国银行的雄厚财力。2) 巨型网架制作安装技术的应用本工程四季大厅方形区域平面尺寸为55.2m55.2m，由16个完整的四棱锥体组成(13.8m13.8m6.9m)，结构形式为网架结构。2.大跨度钢桁架-钢筋砼组合结r .鶯舞网架效果图构应用1) 组合结构应用的难点Vff I由于该组合结构跨度较大，在国内工程应用中尚无先例,国外资料也未查到。在香港汇丰银行新楼中曾使用钢桁架悬吊楼层，但其跨度仅为33m悬吊楼层也不及本工程荷载大。因此，它不仅是一个施工难度的问题,而且涉及到诸多的设计问

4、题以及今后使用期间可能出现的问题。 例如，钢桁架承担上部八层钢筋砼结构楼层荷载，是按简支桁架计算，还是与上部砼结构形成一个共同受力的复合结构来考虑？温度应力及砼收缩对组合结构本身及与周边砼结构连接产生何种不利的影响，如何消除这些影响？以及钢桁架制作安装中尚有诸多问题需解决。为此采取以下措施，取得了良好的结果，保证了本工程大跨度钢桁架-钢筋砼组合结构顺利实施，为国内今后类似工程组合结构的应用提供了宝贵的经验。a在上部结构施工中在楼板及墙体上特设置了施工后浇带由于钢桁架-钢筋砼组合结构应用是本工程构重点难题之一，我们与美方结构设计方威德林格工程事务所、建研院设计所及国内有关专家共同商讨了问题的解决

5、办法，认为在钢桁架焊接形成整体，上部砼结构未施工之前，钢桁架完全属 于一个简单的简支桁架，承受其自身的重量。但随着上部砼结构的施工及砼强度 的提高，砼结构会与钢桁架结合形成一个复合的受力体， 这种复合受力体的高度 是随着上部砼结构的逐步完成而发生变化的。虽然，这种复合的受力体有助于提高整个组合结构的承载力， 但由于这个复合受力体是随着上部楼层的逐渐完成和砼强度的提高而呈变化状态的，考虑到施 工不确定因素的影响，精确的分析变得非常困难。为此，结构设计师提出在结构 施工阶段不考虑上部结构参与工作，使钢桁架处于一个明确清晰的受力状态， 为 确保上部结构不参与共同工作，上部结构施工中在楼板及墙体上特设

6、置了施工后II浇带，如图3、4所示。I/ |Fl*- - -r hl ； furml m m ； E dKJHiaILjiI ； _ g,p, n .iiu I tn uu* Jit .日 * m:, mtS图1-3楼板后浇带布置图4带浇后体墙3带浇后体墙图1-4墙体后浇带布置图中国建筑工程总公司钢结构工程业绩b将钢桁架两端的竖向后浇带选择一个理想的温度环境进行浇筑考虑到温度应力及砼收缩对组合结构及周边砼结构的影响，而钢桁架的温度变形最终集中在两端的支座区域，每个支座区域将分担温差总变形的一半。为有 效地减小温差变形，将钢桁架两端的竖向后浇带选择一个理想的温度环境进行浇 筑，对减小由于温差而产

7、生的变形是很有帮助的。本钢桁架在98年1月中旬开始安装，3月底完成了全部安装工作，上部砼 结构在6月底全部完成，后浇带封闭需选择了个介于夏季高温和冬季低温之间的 平均温度，具体考虑如下：最高气温Tmax=40C最低气温Tmin=-15 C平均气温 Tmea=40+(-15)/2=12.5 C在上述情况下，钢桁架由温差产生的端支座自由变形值为：9.26mm由此可见，选择合适的温度环境封闭钢桁架两侧竖向后浇带对减小温度变形 和应力是非常有帮助的。2) 钢桁架工程特点本工程钢结构工程总吨位虽然不是很大，但单件尺寸及重量都可堪称建筑 钢结构构件之最，最大构件长20米，重量38吨，特别是4榀桁架属于重型

8、钢结 构，共有68个构件，平均每个构件有6个接口，接口形式主要有上下弦杆的箱 形及斜腹杆的H形2种，又是在地面10米至17米高空，组对难度极大。可以 说整个钢结构施工在地下室结构上部进行，在楼板上安装支撑及其他辅助设施必 须考虑楼板的承载能力，并且大型起重设备的站位也必须考虑楼板及地下室的承 载能力。3) 材料加工设计选用的钢桁架材质为美国 ASTM A572 Gr50级，所有杆件均采用厚钢板(25mm75mm焊接而成，上下弦为箱形截面，上弦截面尺寸为680790,下弦500x550 （详见图 1-5 ）。截面尺寸为680x875,斜杆为工字型截面，截面尺寸为所有焊缝采用全溶透焊,焊接工作量较

9、大。”，6z/：2.J.； J a.-. J: 1下弦截面斜杆截面图1-5钢桁架杆件截面按照美方设计要求,度为50毫米及75毫米,钢板选用美国标准ASTM A572 Gr50级，大部分钢板厚 少量为25毫米，与我国的16Mn钢大致接近，但国产 16Mn钢板在厚度超过25mm以上，强度逐渐降低，不能满足设计要求。国外厂 家纷纷找上门来，经过我方全面了解咨询，最终采用的钢材是舞阳钢场按照美国 标准生产的2575mm厚钢板1300吨。节约130万元材料费。4) 构件制作钢桁架的制作加工是由中铁金属建筑结构总厂承担完成的。如图6所示，每榀桁架由16个单元体组成,最大的单元体长度为 20m，重量达38吨

10、，在民用建筑工程中是比较少见的。69006900HPLCTJOINT LINE I八0HEMalSPLICE JOINT LINE2650690069004250CN6900265042506900陀 cl qI520；/ 弋OpilX X X Xt厂R *I半一55第5页图1-6 外侧钢桁架拼装图TRUSS T-1 SUB-ASSEMBLYNOTE: ALL DIMENSIONS SHOWN REFER TO CENTERLINEOF TRUSS MEMBER焊接是构件制作中的关键环节，在正式构件制作加工前，根据经验并通过模拟试焊制定了不同部位详细的焊接工艺。大部分焊接工作是由全自动焊机完成

11、I F7.甲-1 Z 卢 i .钟-,秽的， 图1-7试拼装完毕的钢桁图1-8焊缝超声波检验工焊接部分挑选优秀焊工。公司还聘请两名焊接专家驻厂汇同监理工程师进行质量控制和检查。整个加工制作工作历时两个多月，总的来说，效果还是满意的。5) 现场安装对于现场安装，我们考虑过多种方案。a现场地面组对焊接，整体提升就位。根据地面组对焊接场地的不同，又可分为楼板上和楼板外组装两种。这些方案可以避免高空组对焊接的困难， 在楼板上组装还可以避免使用特大型起重设备。但是，均需要搭设地面操作平台和大型龙门 支架，对周围混凝土施工的影响也比较大。 另外，如果采取立式组装焊接，仍然存 在高空操作的问题；如果平躺组装

12、焊接，为保证桁架立起时的侧向稳定，需要大量 设备，且提升及滑移过程中桁架的侧向稳定也难保证。b地面组装部分部件，然后用特大型起重设备起吊。此法可减少高空操作及龙门支架，须以大型抱杆或300吨以上的起重机双机抬吊，安装接口的调整难度大。c全部部件高空组装焊接。这种方法简便易行，对地下室混凝土结构影响小，符合设计单位的安装思路。但是高空组装和焊接均需要较高的操作水平，且须使用 300吨以上的大型起重设备。我们考虑到安装分包单位燕化安装公司铆焊实力强，又拥有全国最大的600吨全路面汽车起重机，同其多次协商，采取了第三方案。实践证明，施工效果很好。钢桁架安装自1998年1月9日第一榀进场，直到3月31

13、日全部安装完毕，历时3个多月。质量优良，一次就通过了中国建筑工程质量检测中心的验收，取得了业主、监理和设计单位的一致好评。h h代a ?图1-9钢结构柱吊装丿1图1-10桁架下弦吊装中国建筑工程总公司钢结构工程业绩A钢桁架焊接图 1-13JIB I 亠 1-i/-一七厂“.i .- - .-1 4Lixli lI !史+门3山图1-11钢桁架安装图1-12 钢桁架焊接前的坡口打磨I 4垂I 商注巻A:点2k %中国建筑工程总公司钢结构工程业绩7图1-14 焊后消除应力热处/ X JIlBW fly ;. Uf 一/g耳*391a ;图1-15第冈桁架临时支撑中国建筑工程总公司钢结构工程业绩6)

14、 要起重机具起重机采用GMT500-600吨汽车起重机(图16 )及KMK4070-70吨汽车起重机；吊装缆绳采用直径43.5mm长10m2股2根直径28.5mm长5m2股2根,直径28mm以下若干；吊装卡扣：25吨，20号卡扣4个；钢板及枕木：厚度第21页40以上钢板2.5 X 4米4块，道木80根。图 1-16t-L4、*沪4坯5 i% W_7) 结语中银大厦钢桁架安装自98年1月9日第一榀桁架进场，调集优秀焊工近50人，电焊机近30台，动用GMT500型600吨汽车起重机，投入钢桁架的安装, 至3月31日完成全部工作，历时三个多月，一次通过了中国建筑工程质量检测 中心的验收，工程质量达到

15、优良，取得业主、监理及设计单位的一致好评。3.巨型网架制作安装技术的应用1) 网架制作安装的难点280/-I.上弦杆截面56645飞.577绻-200 20034034025)下弦杆截面斜杆截面图1-17 杆件截面图由于建筑设计的特殊需要，本网架工程与普通网架有着很大的不同之处。是网架杆件长，网架矢高高达 6.9m，上、下弦标准杆件长度为13.8m，斜杆长 度为11.95m，杆件截面也是非常规的圆形或方形截面形式，是由钢板焊接而成 的异形截面，上弦、下弦及斜杆截面形式如图 17所示。二是杆件为异形截面, 导致网架节点构造非常复杂，且节点形式多达八种。为解决节点构造复杂，加工制作难度大的问题，设

16、计考虑采用实心铸钢节点，各方向杆件延由中心点伸0.92m，因此，各种类型的实心铸钢节点重量在1013t。这种构造形式的网架结构在国内未曾应用过， 因此，无成熟的经验可学习借 鉴。据美方设计人员介绍，类似的网架工程在华盛顿国家美术东馆应用过，但其 规模远不及本工程中的网架。此外，本网架下弦高度为地上45.0m，如此构造复杂的网架在45.0m高度进 行安装也是一个艰难的课题，在国内也尚无应用的先例。因此，要保证本网架工 程的顺利实施，本工程主要解决好两个难题如下:如何解决45个(8种)重量在1013t实心铸钢节点的加工制作问题?在45.0m高空以何种方式完成网架工程的安装?对设计实心铸钢节点的改进

17、与网架安装方法相比，本网架实心节点的加工制作更具艰巨性，其种类有八种，重量也大，单个节点最小重量为10t，最大重量达13t。曾就这些实心铸钢节点加工与国内几个专业厂家进行过探讨， 困难较大，另外美方设计人员对国内厂家加工质量也不够放心。因此，就此网架的制作安装经多方研究探讨， 最终提出将实心铸钢节点改为钢板焊接空心节点，可比实心节点节约费用200万美元,将铸钢实心节点（10J3t）改进为钢板焊接空心节点（1.52.0T），修改后的网架重量由800t减少至400t。由于加工精度控制得非常好，在现场组装中未发生任何难以与杆件连接的困难，组装进行得很顺利，为整个网架安装顺利进行创造了良好的前提。X图

18、1-18 设计实心节点（下弦）i -图1-19改进焊接空心节点IS2哪3）网架安装方案制定和选择从安装角度而言，该网架与普通网架有着很大的区别。 一是网架杆件、节点均为非常规形式，网架上、下弦杆件长度达 13.8m，斜杆长度为11.95m，单根杆件重量在2.7t。二是网架下弦高度为地面上 45.00m。上述特殊性给网架安装 带来相当的难度。随着设计图纸的深化，对多种安装方案进行了研究和讨论。 最后主要集中在 三种安装方法进行进一步细化，对其优缺点比较，最终选择屋顶组装水平滑移法。网架安装方法比较序号安装方法名称优点缺点1满堂红脚手架空 中组装法 安装作业面条件好 方法成熟 地下室14层需加固，

19、占用工作面时 间长，对整个工程进度有影响 需钢管架料2000t，地下室加固费用 大2地面组装整体垂 直提升法 对地下14层施工 无影响 安装投入较少支座节点超出四季厅范围，需修改网 架支座节点，对设计提出太多的要求， 不易满足3屋面组装水平滑 移法 安装作业面条件好 安装投入少 需进行详细的过程计算 安全措施要求高4）网架安装a组装网架支座落在12层屋面女儿墙顶上，其标高为 45.354m,屋面板结构顶标 高为43.45m，因此，需在屋面板上搭设组装平台。另外，在东南侧两个三角井 筒之间有一 19.5R9.5m的缺口，为组装网架，在此范围内必须设置一个临时钢 平台，如图20所示。由于东南角缺口

20、尺寸大，设置一“ K”型桁架支承滑移轨道 和操作平台（图21）。钢平台y- . 严iZ-.弋MB-一 H-飯图 1-20图1-21 K型梁安装b滑轨和顶升设备滑轨为焊接工字钢（500mm高）、减少滑移摩擦阻力在滑轨上表面铺一层光洁度高的不锈钢薄板（150宽3厚），两侧点焊在轨道上。在滑移时，在不锈钢板表面撤润滑剂。在南、北滑轨东部的延伸段处，各安装一台推动力为350KN的水平放置的液压千斤顶，其下部通过后座的底盘与滑轨的上翼缘夹紧， 底盘下和滑轨翼缘接触处有一隐蔽的活动塞块。当千斤顶加压时，活动塞块的槽齿与翼缘之间产生很大的摩擦力而夹紧，使之后座无法向后移动。千斤顶的上部与前座铰接，前座固定在

21、网架上，为焊接和螺栓联接均有之。工作中的千斤顶推移装置图 1-22勺，i .L_T b图2-2局部二、三层钢结构安装n咅0=-fe -*- -U_ 1-主護蔘存卷划J1沁，鞅玺占隸舟图2-3主体钢结构安装完毕中国建筑工程总公司钢结构工程业绩2.施工机械:由于本工程在进行钢结构安装过程中，建筑物基础结构地梁高出室外自然地 坪2米，在厂房范围内无法行走汽车吊，因此考虑在现场内配置2台H3/36B型 行走式塔吊。施工时为保证钢结构（特别是三层大跨度梁）的顺利吊装又另配备台50吨汽车吊与塔吊相配合进行厂房两边钢梁及钢柱的吊装，塔吊布置情况 参见塔吊平面布置图。（见图2-4）第33页JfiA P=&ni

22、R=!】mI彳iL1aHJVJ6B S=peeBsl4图2-4 塔吊平面布置图3.主要施工方法1)钢结构安装施工准备:钢柱吊装前，对钢柱的定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓直径和伸出长度等进行检查并办理交接验收，对钢柱的编号、外形尺寸、螺孔位置及直径、承 剪板的方向等，进行全面复核。确认符合设计图纸要求后，划出钢柱上下两端的 安装中心线和标高线。同时在钢柱的地脚螺栓上用明显标记标出钢柱柱脚板就位标咼线。n1L|Mil头 中心线图2-5钢梁起吊准备：吊装前检查梁的几何尺寸、承剪板位置与方向、高强度螺栓连接面、焊缝质量。起吊钢梁之前要清除摩擦面上的浮锈和污物。2) 安装工艺流程:中国建筑工程总公司

23、钢结构工程业绩3）a钢柱安装方法：起吊吊装之前先在柱上绑扎好爬梯，柱起吊时，由于钢柱采用斜拉起吊，在柱脚下垫木板。柱就位要进行轴线调整，采用专用角尺检查，调 整时需三人操作：一人移动钢柱；一人协助稳定；另一人进行检测。 就位误差控制 在3mm以内。钢柱标高调整时先在柱身标定标高基准点，然后以水准仪测定其差 值，旋动调整螺母或增加垫片（垫片最多不得超过2片），以调整柱顶标高。如下图:标高住刮占b梁安装由于本工程结构厂房的跨度不同，在大梁吊装时采用的方法不同。吊装钢梁的主要方法为：12米大梁采用单机起吊，36米梁首先在地面拼接成整体，吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢梁的平面外的稳定

24、，然后吊装次梁，次梁吊装完毕后，进入下一跨间安装。同时在第一跨间安装檩条。钢梁安装时连同隅撑一同吊装，如图2-7 0F壬二二1-.日三 L一E rVF =. _存 孟枣&卵二亍 ?炸.7 1 : r 二 G 4 图2-8 钢梁吊装第26页4）高强度螺栓连接:I字形梁腹板螺栓紧固顺序为：从上向下依次紧固（如图2-9所示）；大型I字 形梁节点螺栓紧固顺序为：腹板-下翼缘板-上翼缘板；同一平面内紧固顺序为: 从中间向两端依次紧固，如下图所示。f /金悬逼蠢蠹轟/佥-4/冷*酒曲/臨夕Y图2-95）钢结构测量校正:钢柱垂直度精确校正：主体框架吊装以一个柱网为一个安装节间， 待连续的三个完整节间吊装完毕

25、形成整体后即可插入测量校正。用两台经纬仪从柱的两个 侧面同时观测，用地脚螺栓的调整螺母进行校正调整。图2-10 27钢柱的垂直校正方法6）钢梁测量:主梁安装：将控制轴线投测到柱身来控制梁位置的偏移； 根据柱身标高控制点来控制梁标高的准确。在楼层平台上架设经纬仪，后视十字转角至相应梁的轴 线，用经纬仪瞄准梁上表面中心线至另一端，看数字与梁轴线是否重合（如图 2-11 )。次梁安装：在控制网内以偏离次梁中心线 80cm的位置上在水平投影面建立一个控制网，在控制线上安置经纬仪，将控制线投测到主梁上作为控制次梁安置（如位置偏移的依据，后视后瞄准梁上伸出的刻度尺，其读数与理论值相比较。图 2-11)尸區

26、5更4.焊接施工方案JlI-刁L *” - _-I图 2-11本工程采用手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊，焊接作业正处于冬季施工阶段，北京地区冬期风比较大；在进行CO2气体保护焊作业时要考虑一定的防风措施（如图2-12 ）。1430LL-4+ 卄 卄 卄7凡匕月丰杆十菅氏7Kb吊孔禅訐eg霁S上杆Un吊疋口恬牛4圣叩1韦?3严蛊石士可#rd二t町屯中国建筑工程总公司钢结构工程业绩图2-12 CO2气体保护焊的防风措施2) 箱形柱-工字柱连接焊接箱形柱下柱吊装就位并校正完毕后，根据工字形上柱的定位位置在箱形柱柱顶端板上将焊接上柱用的衬板焊好，然后将定位钢板1、2焊在柱顶板上(如图 2-13)。待工

27、字形上柱吊装就位后，调整校正上柱的定位尺寸，然后焊接定位钢 板3。紧接进行工字形柱腹板焊接,再由两名焊工分别进行两面翼缘板的焊接；两名焊工在两侧以相同方式保fit.第29页壬己Fit掉，焊接过程中要注意检测层间温度。图 2-13持同步焊接。每两层之间焊道的接头 应相互错开，两名焊工焊接的焊道接 头也要注意每层错开，每道焊完要清 除焊渣和飞溅物，如有焊瘤要铲除磨3) 柱、梁焊接柱、梁焊接由两名焊工同时焊接柱子对称侧的两个焊口。先焊接梁之翼缘焊道，要保持对称焊接，焊接下翼缘时由一个焊工在腹板一侧先焊1 -2层后换至 另一侧焊接，焊完2-4层后再换一侧施焊，反复倒换直到焊完。各焊道的接头在上下层间要

28、错开。然后焊接梁之上翼缘，仍由两名焊工同时对称焊。栄上翼缘r臬下翼缘4ka上TT1柱-奧慳轉噸序示遥平焊焊道排列示意图图 2-14中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第45页图2-15 梁、梁焊接节心d图2-16梁、柱焊接节点4) 接头质量检验焊完冷却到常温后进行外观检验，如不符合标准要求应返修。焊完24小时后按标准进行超声波检验，超标缺陷应返修并重新通过检验，返修前必须由焊接工程师根据节点及缺陷情况制定返修方案，同一处上缺陷返修不允许超过两次。5.屋面板、墙板安装屋面板安装 屋面构造位特点：一层屋面压型钢板+ 一层PE膜+屋面防水+100mm硬质保温板+一层PE膜+屋面防水卷材。压型钢板采用防水

29、钉将钢板与屋面檩条进行固 定，双层保温板错缝铺设，上部在灰色铺进口防水卷材，该卷材经过特殊加工，考 虑卷材直接在暴露在自然条件下的收缩因素，因此中部比两边有所膨胀，即两边紧, 中间松。卷材、保温均用特制的防水螺钉与屋面板进固定。b屋面板安装顺序：内衬板7外层板由于屋顶檐口高度在14.6米，所以在2层楼板施工完毕后再安装内衬板,此时楼面到屋顶的高度在7米左右，可以用移动施工平台安装。c屋面压型钢板制作屋面压型钢板为现场压制成型。板型为 730B，板长90米。730B成型机机 台置于12m集装箱内，集装箱加上机台的重量大约14吨，因机台生产时对水平 度要求比较严格，故机台所放置的场地必须平整，以利于成型机的正常工作。面板成型生产线布置如图2-17。$IKffSUM .二- ZAll图 2-17d屋面板料上屋面要点拉升钢板前应先将拉升钢板所用的牵引绳固定好，将牵引绳一端固定于地面，另一端固定于屋面钢梁上。每 5m布置一道，应固定牢固（如图 2-18）。在 拉升钢板时应注意上板方向必须与铺板方向一致，拉板人员的动作要协调一致, 以免造成板料扭曲变形。彩板上到屋面后，在未铺设屋面板之前，必须用铁丝加 以固定，防止彩板因刮风而损坏。图 2-182碎畔TI图2-19 压型钢板屋面2） 墙面板安装墙面外层板压型钢板为单层压型钢板，100毫米厚玻璃纤维棉保温。墙板为 横向布置。墙板安装由人工用棕