北京某医院病房楼全钢结构施工技术

北大人民医院病房楼全钢结构施工技术介绍了高层全钢结构的施工方法，包括吊装机械的选择，柱、梁、支撑构件的吊装方法和安装工艺，全钢结构测量校正技术，高强度螺栓的施工工艺，全钢结构施工现场焊接技术以及安全防护。ConstructionTechnologiesofanAll-steelStructureinthePeople’sHospitalWardBuildingofBeijingUniversity北京大学人民医院新建病房楼工程位于北京市西直门南大街11号，东邻医院北大门、西邻北礼士路、北邻西直门外南街、南邻现有病房楼，施工场地极其狭小。本工程总建筑面积39488m2，其中地下8482m2、地上31006m2；地下3层为钢管柱——钢砼结构，地上22层为钢框架——钢支撑结构，共设11道从±0.000到结构顶的竖向支撑（见图1、2）；主要柱网尺寸为8.0m×8.4m、8.0m×6.6m，标准层层高3.80m，建筑高度84.06m。本工程的钢柱主要为钢管柱及箱型柱，钢管柱截面尺寸为Φ750mm、Φ600mm两种规格；箱型柱截面有6种规格，最大截面尺寸为550mm×550mm，共分三次变截面；主梁、次梁及支撑均为H型钢；主要刚性节点形式见图2；钢构件总重量4506吨，各类钢构件总数量约为5000根。高层全钢结构施工的关键：钢构件的吊装校正，柱、梁、支撑的焊接，钢结构安装测量及监控，高强螺栓安装、拧紧以及施工安全防护等。1吊装机械的选择由于大楼地下室北边线到道路边距离仅为8.2m，无法在北侧⑤～⑥轴间布设1台塔吊。根据钢构件重量分布及平面布置情况，若在东西两段或南侧两边各布设1台塔吊，塔吊机械费用将增大1倍，因此在南侧⑤～⑥轴间布设1台JT300-16平臂式塔吊（见图1），臂长50m，安装高度108m，其最大吊重能力16t，能满足构件吊装的需要。但是塔吊的拆除将非常困难，只能下降到楼顶位置，无法继续下降；因此，钢构件安装完成后，在南侧③～④轴间安装1台小塔吊，把大塔吊拆除后，小塔吊下降到地面再用汽车吊进行解体。2台塔吊的4个固定支脚直接埋设在底板混凝土内，并在底板内增设塔机基础钢筋。根据塔吊的性能和构件吊装使用高度，在11层设置一道附着。2地脚螺栓预埋钢柱通过地脚螺栓与大楼底板相连接，其预埋质量的高低将会直接影响到钢梁和支撑的安装。地脚螺栓预埋工艺流程：钢柱中心线放样→套模安装→标高测量→地脚螺栓安装及固定→螺纹保护→砼浇筑→螺栓位置复测。其施工方法：为了保证单根柱地脚螺的垂直度及其相互间的距离，按照钢柱脚底板螺栓孔位图制作套模，上下2个螺母拧紧固定地脚螺栓；∠40mm×4mm的角钢从承台垫层表面搭设钢架支撑套模；钢筋绑扎后，将套模与钢筋焊接固定；砼浇筑后，对螺栓位置进行复测，无误后将螺栓外露部分涂上黄油，外包胶布，加以保护，严禁在其他工序施工中碰撞螺栓。钢管柱安装前对埋设的地脚螺栓再次进行复测，其中心位移最大偏差仅为3mm。说明：图中所标圆柱4F以下为钢管-砼柱，4F以上为箱型钢柱。说明：图中所标圆柱4F以下为钢管-砼柱，4F以上为箱型钢柱。图1：钢结构平面布置图（支撑节点）（钢柱变截面及梁-柱节点）（柱-柱对接节点）（钢管柱-箱型柱过度节点）图2：主要刚性节点形式3钢构件吊装3.1钢柱吊装钢柱吊装采用专用扁担实施一点吊装，上端连接板上的吊装孔作为吊耳（见图3）。起吊时钢柱的根部必须垫实，在根部不离地的情况下，通过吊钩的起升、变幅及吊臂的回转，逐步将钢柱扶直，停止晃动后继续提升。誓图忙3践：钢柱吊令装澡首节钢柱溜吊装前，筋在所有螺音栓上拧观进肢1拦个螺母桐和趣1上块下垫板攀，调节螺涨母将下垫刑板顶标高猎调至柱底疗设计标高江。钢柱吊婆装就位后遮，先把钢毁柱中心线搂与基础中晕心线对准上，然后将字地脚螺栓饼的螺母微谱微拧紧，游最后下钩泥解绳。通曲过微调螺禾母来调整集钢柱垂直秀度（见牵图巾4售），当钢膊柱垂直度凤偏差校正揭到零时，讲拧紧螺母兼，然后焊怎接螺母垫样板。钢柱唉的标高可摄能会发生丘微小变化剖，但在一技般情况下腾不会超过文《钢结构煤工程施工浓质量验收你规范》惠（甜GB50槐205-预200摧1醉）所规定桃的圈2.0m编m路的要求。甚图挑4炸：首节钢困柱垂直度搞调整示意踢图熟其余节点数钢柱吊装明就位后，释先调整标特高，再调妹整扭转，缎最后调整隶垂直度。借通过吊钩裹升降及节缩点板间隙捆中打入钢床楔进行钢联柱标高调剑整，标高果调整后在棋上、下柱朴临时耳板材的不同侧旧面加垫板钢，再夹紧棒连接板，贸即可调整获钢柱扭转鸟。垂直度让校正采用碎无缆风绳朋法（见玉图失5首），即在商钢柱偏斜际方向的同炕侧锤击钢疾楔或微微榜顶升千斤瓶顶，在保专证单节柱沈垂直度不聋超标的前详提下，尽皱可能将柱扎顶偏向钢惩柱轴线，律然后拧紧鉴临时接头呜的尝M2非0mm×晌90如mm裁大六角高桂强度螺栓括，紧固力犁矩唉取筑100才0N疏·漠m芒。钢柱校岔正时，需计考虑预留站钢梁焊接惨收缩量。出图旷5强：无缆风毕绳校正示纵意图罢3.2篇津钢梁吊装显钢梁吊装盐采言取甲“浅平衡遵梁姑”菌措施，实雪施复“益三梁一向吊弦”塑（见唐图烧6六），然后泥先安上层州梁、后安头中层梁、罚再安下层扒梁。在吊晋装与柱牛荐腿连接的靠梁时，不剑能对柱有冻较大的碰侦撞，微动息撬棍使梁丰螺栓孔、喝柱牛腿螺而栓孔与连朵接板螺栓穿孔对正。牌若螺栓孔剥错位较大矮，则复测肿梁、牛腿漆、连接板庄尺寸及柱筋安装轴线笋，针对不志同情况进冻行处理，俩严禁强行项安装。由恒于梁与柱资牛腿通过省两块连接致板连接，辉吊装就位猎后其上表扬面往往比禁牛腿低，沸因此在牛快腿上安盯置延1轻台千斤顶卖，其顶部吓顶在梁端助，微升千鸡斤顶使梁蜘上表面与煮牛腿平齐当。貌图臂6黄：钢梁吊碗装岭3.3匆颠钢支撑吊煮装那本工程中怕支撑均为值一端连在殊梁支腿上勺，另一端负连在柱牛置腿上（见主图纱2趣）。支撑豪与梁先在抽地面上拼妖装，然后钟随同梁一小起吊装。丝由于制作磁和安装误匹差的影响求，支撑与茎牛腿间往迷往有些偏鞭移，对于崖偏差较小协的采用千乔斤顶校正检，对于偏分差较大的思采用火焰互热校正。客4难序钢结构安咱装测量鸭4.1掠备平面控制测网的布设制跟据钢结谦构平面布愚置图和基性坑边线，烦选轴线控封制点并计服算坐标；朱以业主提毯供的平面拦控制点作辉为测量依备据，全站件仪极坐标求法放样出佛控制缠点斥A颗n扭、州B讨n顽（见拳图帝7赤）；粒对轻A略n衔、裳B课n预组成的闭台合导线，笋按《工程帜测量规范元》舟（订GB50咬026-械9湿3齐）所规定询的四等导凶线网的精激度要求进皮行导线测脖量，并与另平面控制威基准点联虹测；严密饱平差计算准控制点坐阔标，并与墓按平面图萝计算所得猎理论坐标碗比较后归仁化改正；战为保证点厌位的绝对在可靠，归护化改正后范重新观测芦角度和边供长；若不斯满足规范逃要求，则鼠依据观测拐结果作二彩次归化改肿正。为了贱减少地下柔与地上工文程之间的介测量系统喊误差，在诉地下室施饶工完成后骆，掠以鄙A晓3馒、忆A岂4仁作为测量茶依据，用射同样的方盾法推在惭±0.0娃0室0化楼面布设淡地上部分蛾钢结构安镜装平面控第制网（见绕图语7遗）。尝图潜7肉：平面控添制网布置灭示意图树4.2塑霞平面控制倘点竖向传寄递及轴线谜放样戚首节柱及红地下第二违节柱均以笛基坑边轴暂线控制点板作为测量鸽依据，采愉用全站仪狭正倒镜投永点法和直虾角坐标法载放样出钢派柱安装轴仁线。地面阿柱顶轴线招放样直接姿依据楼面卷布设的控应制网，其艺余楼层是且从地面控摩制网投测你到高空，招再根据投赔测的控制刷网进行柱治顶轴线放箱样。地上笼部分控制止点的竖向肾传递采用与内控法，办投点仪器莲选钥用迁Leic宜aZ眉L芳型天顶准冶直仪（精急度足：宁1/2卧0铃万）。压净型钢板施驰工时，在仆控制点的消正上方开党设稀20cm瓜×廉20cm唇方形孔洞终。先在需江要传递控忠制点的楼途面预留孔谷处水平固习定接收靶倒，然后在否控制点上叫架设天顶笔准直仪，带经严密对四中、整平潜后，从粗0°申、踏90°舞、范180°竿、负270°笔四个角度狱分别向接年收靶投点倦，取四点醉对角线的丙交点或取挡分布较集屯中的三点妇构成的三喂角形的重烦心作为平赌面控制点仔的传递点区，并用抽0.捕2辽mm雨的油性记辞号笔作好斜标记。投枯测的平面朴控制网经隐自由估网平差后箭归化改正络，再用标竖准钢卷尺烘配合全站厉仪排尺放填样柱顶轴闸线。葛4.3粗躲钢柱垂直洁度测量及搏监控没将血2乘台经纬仪蹲架设在钢嫩柱相互正龄交（或近乡似正交）自的方向线食上，采用吗正倒镜法孩测量钢柱故的垂直度上。在梁安告装过程中修，柱垂直岩度一般会什发生微小短变化，因吹此采虎用动4掏台德J茅2两经纬仪对剥相应柱进侍行跟踪观屯测。若柱阵垂直赠度不超标寄，只记录波数据不必租调整；若拴柱垂直度添超标，先宴复核构件狐制作尺寸科及轴线放报样误差，谷然后再进丑行处理。纠在梁安装失过程中，皱不得再次卡调整柱的医垂直度。路在高强螺阁栓紧固前吴，测量所迷有柱垂直看度，紧固介后再次复挥测，对垂肆直度偏差代较大的采牙用焊接变馋形的方法工来校正。钩焊接过程杀中对柱垂轨直度跟踪归监测，根弃据实际偏轿差情况，棋适当调整翁焊接顺序萝及施焊的键速度。见4.4来粉高程测量送高程控制哀点的传递扯是在底层奶平面控制哄点预留孔剂正下方架遗设好全站衔仪，先精呈确测定仪脱器高，再俘转动全站及仪进行竖互向垂直测战距，最后唤通过计算幕整理求得伍激光反射挂片的高程钥，然后按伙三等水准尤测量的要荣求把激光宜反射片的也高程传递啦到钢柱上嚷，再采用单视线高法调在柱顶下兽方于约巡20c肉m坛处放样出苦钢柱安装饺标高控制牢线。遗5兰沃高强度螺互栓施工绝本工程使但用的高强泊度螺栓均术为蜂10.引9系级扭剪型丈，规格鬼有细M2捷2泰和亚M2依4振，总数量怕约扫为校5秧万套。高航强度螺栓风安装前，偷对运抵施站工现场的处构件磨擦造面进行雅100%梦检查。构拍件吊装前带进行高强四度螺栓连廊接副配套蚂，在所吊痛装的构件见节点部位屯挂上帆布近口袋，将桌该节点处践所需高强毕度螺栓连雪接副按件羽数、规格益放入布袋救中随构件感吊装至安凯装部位。巩构件就位勿后，用冲眯子穿入节疾点的螺栓肺孔，锤击跪冲子以使躁各螺孔对僚正，冲子滥数量一般赌每节殊点美2万只。待螺雾孔对正后叉，从布袋隐中取出高虾强度螺栓涝，自由穿如入螺孔，词用梅花扳今手将其拧职紧。安装冰高强度螺申栓时严禁进强行穿入蛙，对于个亏别不能穿框入的采用宣电动绞刀送或圆锉刀搏扩孔，扩玩孔后的孔行径不得超头过虽1.2鹅d荡。覆高强度螺磨栓安装后燥，立即进协行初拧。岭为了提高弯劳动效率混，陕初拧采用听电动扳手焦进行，初耐拧扭矩值尖应为终拧哥值袖的奇6毛0以～用70命%扶。什初拧结束沉半小时后括，宜进行晨终拧杰，不得拖杠延嗽到夫1奉2惩小时以上窗。逝终拧采用薄专用电动妻扳手，其侄终拧过程角：先将扳钩手内套筒纤套入梅花镇头上，轻烟压扳手，短再将外套蒜筒套在螺嫁母上；晃耗动扳手，报确认内、剂外套筒是势否均已套劈好，且调盛整套筒使油其与连接养板面垂直形；按下扳定手开关，文外套筒旋零转，直至图切口拧断别；扳手开思关关闭，杯将外套筒抵从螺母上似卸下；启姥动顶杆开间关，将内乓套筒中已斧拧掉的梅黄花头顶出举。梅花头截必须收集准在专用容介器内，禁挤止随便丢桃弃，以免际高空坠落景伤人。无位论是初拧静还是终拧流都应按一梅定顺序施闯拧，其顺陶序：同一姻节柱，上生层换梁柴→衡下层块梁彻→贸中层梁；体同一层梁久，主拢梁竭→殖次梁；同你一节点，挥从中间向左四周扩散塔。钓6窜叶钢结构安施装焊接呜现场焊接绸主要是判柱匀-觉柱、蹈柱俭-足梁、梁拼团接、支撑铅、钢楼梯狸及隅撑焊救接，构件骡材质主要只为复Q345倚C袍，板厚度骡最大国为够3觉0mm臣，全部采迹用手工电诉弧焊，主砍要采银用麦E501碰5河焊条，焊状缝鼠280赶0元延长米。司柱羡-隐柱接头距为魄Ⅰ荐级焊缝光，概100妥%党超声波探牌伤；其余倾熔透焊缝寺为亲Ⅱ孔级焊缝斥，仓2绣0%令超声波探睁伤抽查。存6.1卖猛焊接顺序提为减少局泰部和整体惜焊接变形歌，将焊接栗残余应力冠降低到最纱小限度，吴必须制定浆并实施合脑理的焊接勤顺序。焊咱接顺序遵肝循总原则貌：在平面迅上，从中卫心框架向艳四周扩散须焊接；先俭焊收缩量那大的焊缝殖，再焊收冈缩量小的如焊缝；凯严格对称疯焊接；同绣一根梁、驳支撑先焊驳一端，待化其冷却后灰再焊另一材端。一个邻流水段内镜的焊接顺役序：上层商梁护-肢柱、梁拼鹅接及支置撑谎→么下层性梁旬-投柱、梁拼垂接及支伐撑协→况中间滴梁拦-后柱、梁拼渔接及支身撑代→佣柱叙-厦柱节点。夸单层作业脸面焊接顺背序为：灵梁拍-浪柱、梁拼锈焊魂→却支站撑闹→弄隅撑。蹲6.2召瓣钢柱焊接商钢结构安普装焊接关鉴键是肺柱肥-毛柱节点的凯焊接，箱羽型、圆管爱柱罚-总柱焊接工誓艺：在上档下柱无耳倡板侧，由霸两名焊工靠在两侧对浓称等速焊径至板剧厚抄1/沉3怎，切去耳倒板；在切贷去耳板侧造由两名焊摆工在两侧窗焊至板牌厚黎1/素3毫；派1覆名焊工在很一甲面焊完一掌层后，立返即转浆过透90蚊°丘接着焊另堪一面；而亏另一面焊跑工在对称皇侧，以相晃同的方式沸保持对称秋同步焊接壤，直至焊锐接完毕；犬两层间焊刮道接头相围互错开，侦两名焊工乱焊接的焊焦道接头每徒层也要错成开。在焊丰缝外观检寸查合格且离焊接完茫成遵24脆h判后进行超匹声波检测怨。准6.3崖斧梁、支撑惧焊接泰梁焊接：没先焊下翼年板焊缝再议焊上翼板看焊缝，上悉下翼板的纠焊接方向附相反。支养撑焊接：嗽先焊一侧不焊缝，焊毅完之后再惩另一侧焊奶缝。焊接东前清理坡淹口及两侧稿的油污、湖锈等杂质恢，点固引窑、灭弧板确和垫板，航然后按照报焊接工艺殃卡的参数赌进行施焊茫。焊缝厚隆度达到母漫材厚度男1/2上以上时，目方可短暂裳停息。施咸焊过程中暑