倾斜钢骨柱定位吊装及焊接的质量控制

倾斜钢骨柱定位吊装及焊接的质量控制河北建设集团内蒙古分公司李宾张乾张波摘要：鄂尔多斯游泳馆钢骨柱精度要求高，是本工程的一个重点和难点，又由于本馆是人流活动非常集中的场合，工程质量对公共安全有重大影响，因此建筑、结构等质量等级要求严格。我项目部成功地运用多项控制措施，从而确保了工程质量。关键词：倾斜钢骨柱倾斜定位吊装节点板焊接1、工程概况：本工程地处内蒙古自治区鄂尔多斯市体育中心，作为2015年全国少数民主运动会游泳馆，建成以后亦是内蒙古自治区内最大的具有国际先进水平的游泳馆，本馆可举办单项国际性比赛，因此在实施过程中不得出现工期拖延和任何质量问题。本工程为低层建筑物，地下1层，地上3层，建筑面积：48167.8平米，建筑物的总高度为36.7m。主馆为半径59.25m的圆形并且外围筒体倾斜75度角的放射性圆体结构，附属楼为半径124米的弧形倾斜体结构，外围有多条高架桥连接二层及其它场馆。主要结构形式为钢筋混凝土框架体系，其中外围支撑体系采用钢筋混凝土与钢骨柱钢骨梁组合结构，与纯钢结构相比，节约钢材50%以上，且其有更大的刚度和阻尼，有利于结构变形的控制；与钢筋混凝土结构相比，具有承载能力大，整体稳定性高等优点。而且钢骨柱混凝土在一定的轴力下,随着轴向塑性变形的发展,以及长期荷载下混凝土的徐变影响,混凝土部分承担的逐渐向钢骨部分转移，同时钢骨混凝土柱的抗震性能很大一部分取决于钢骨的含钢量。屋盖采用大跨钢桁架结构体系。2、工艺流程定位——吊装——角度检测——角度调整——合格——上下节拼接——焊接——焊缝检测（——未合格修改——检测）——合格——通过3、施工过程钢骨柱地脚螺栓的定位：每根钢骨柱由四根地脚螺栓固定，每根钢骨柱下面的四根地脚螺栓都已在现场提前加工固定好，为半成品。根据已放好的轴线与A轴的十字线，找出每个斜筒体的四组钢骨柱的螺栓四大角点的螺栓中心位置，在角点的四个螺栓位置根据螺栓顶标高，分别在上面挂好工程线，然后使工人根据工程线逐个焊好每一组螺栓，待螺栓固定完毕后，分别对螺栓的对角长度、标高分别进行检测，如不符合要求重新进行修正，螺栓误差要求在2mm以内。定位：钢骨柱在安装前必须对钢骨柱的轴线、基准线、标高进行检测。并对钢骨柱的编号，外形尺寸，连接板的方向进行检测。根据轴线和A轴线定位，符合设计要求后，划出钢骨柱上下两端的安装控制线。吊装：吊装前首先应先制定吊装方案，确定吊装顺序，吊装应遵循先远后近，先外后内的原则，（钢骨柱的远近先后以距吊车的位置为准），吊装后耳板的固定应先固定靠圆心位置的耳板，再固定外侧的耳板。待耳板固定完毕以后，开始逐个对钢骨柱的位置进行校正，钢骨柱的左右偏差应控制在±5mm,前后偏差为+2.5cm（此数据为本工程的实际测量数据，由于在安装完毕以后的后续的钢筋模板的施工过程，浇筑混凝土等会给钢骨柱一个向下的压力，故钢骨柱会向下倾斜，每根钢骨柱的长度为12m，待浇筑完毕后，向下倾斜量为2.5cm左右，这是经验所得数据）。待钢骨柱的位置校正完毕后，开始对对接处的焊口开始焊接。待焊接完毕以后，对钢骨柱的位置从新进行复测，如合格进行下一个，不合格则重新进行校正，直至合格。钢骨柱吊装前还应对索具、操作平台、揽风绳进行安全检测。根据钢骨柱的重量以及长度制定吊点以及准备足够长的钢丝绳及卡环，缆风绳应采用通常钢丝绳，禁制使用搭接。焊接好安全环，确保下道工序操作人员的安全作业。吊装方式为垂直吊装，钢丝绳连接在钢骨柱的吊装耳板上，调节好角度后用揽风绳将钢骨柱拉住，卡环的紧固程度应两人分别进行严格的检查，并应设置两个或两个以上。

钢柱起吊示意图每个倾斜筒墙的吊装顺序是首先吊装外侧的两个钢骨柱，然后为内侧的两根钢骨柱。因为钢骨柱为竖直方向倾斜75度，如果先安装吊装内侧钢骨，调整好角度后会影响外侧钢骨柱吊装。采用后后前前的顺序。3.4角度检测、调整：根据已经放出的钢骨柱上下端基准线，调控钢骨柱的角度，确保倾斜角度为75度。操作人员到柱顶端用3公斤线坠在钢骨柱顶端中心锤下与地上的基准线符合，然后用揽风绳调整。经调整后再次进行检测，合格后通过。否则反复循环。3.4.1校正流程3.4.1校正流程3.4.2由于本工程所有钢骨柱均为向外侧倾斜75度，校正上采用经纬仪和钢骨柱相对半径轴的校正采用经纬仪进行校正，校正观测距离值为图中的a值。图中控制线为二次放线的内容，引测的距离根据实际情况而定。3.4.4钢骨柱相对圆周轴的校正采用线坠和盘尺进行测量校正。用线坠将柱定位置投射到地面上，用盘尺对投射点与控制线相对位置进行校正，校正值为b钢骨柱安装完毕后示意图3.5上下节钢骨柱拼接、腹板连接：上部安装与首层安装的连接方式不同。首层采用螺栓连接，钢骨柱之间的连接采用坡口对接焊。吊装前，下节钢骨柱的上端和上节钢骨柱的渣土和浮锈都要清理干净，保证上下节的钢骨柱的接触紧密，进一步保证钢筋的焊接质量，并采用气体保护焊接技术。下节钢骨柱的标高和扭曲度一定保证在规范要求之内。上节吊装也是采用垂直吊装，然后用螺栓临时固定，用揽风绳调整角度，与地上放置的控制线相较。并进行反向调节，进行逐节纠正，避免累积误差过大。保证钢骨柱的中心轴线在一条垂直线上，钢骨柱的左右偏差用经纬仪进行多次校对。保证钢骨柱不仅在轴线角度的准确还要保证左右方向位置平行于轴线，以确保环形钢骨梁的顺利安装。调整通过后进行焊接。3.6焊接检测：焊接的操作人员必须由专业人员持证上岗，焊接技术必须保证焊接质量。焊接方式为熔透焊接，焊接完毕后进行超声波探伤检测（探伤检测图）。检测前准备，钢骨柱的接头上下端需抛光（抛光图）由专业检测人员进行检测，不合格这进行修改处理，最后通过验收抛光图探伤检测图抛光图探伤检测图3.7钢骨柱与梁连接：目前对于钢筋混凝土梁与钢骨柱型钢腹板的连接技术主要有两种：一种是腹板穿孔锚固，另外一种就是腹板处焊接连接板经专家的分析验证，腹板穿孔锚固不符合力学要求。研究分析并得到设计院与甲方的认可，选择在腹板处焊接连接板，连接板为Q345B，板长320mm，板厚15mm，连接板与型钢连接的一端必须打坡口，倾斜角度为30度，全熔透。焊好连接板后做探伤检测，保证表面无气孔、焊缝饱满、无缺口、电弧擦伤等质量问题。检测合格后必须由国家认可的探伤检测部门复检，检查合格后方可进场使用。梁纵筋与连接板的焊接单面焊＞=10d,主要用于不方便双面焊的地方，双面焊＞=5d,焊缝要求饱满不得留有焊渣，表面不得有气孔，焊脚的宽度和高度必须符合规范要求。梁筋与节点板采用焊接方式。双面焊连接为5d，单面焊连接为10d。焊缝高度为钢筋的2/3。焊接要求表面无气泡，焊缝饱满，无缺口，焊渣剔除。3.8揽风绳拆卸：当混凝土浇筑高度超过钢骨柱2/3后养护超过28天，经实验达到标准强度，可以拆除揽风绳。拆卸过程中先卸除第一根，没有出现变形或裂痕时继续拆卸，一旦有意外立刻停止。4、 重点控制钢骨柱的75度角度偏差过大，导致斜筒墙倾斜度偏大或偏小；钢骨柱不能平行于轴线，导致钢筋绑扎不能进行，进而导致模板支设问题。综上问题都会影响钢屋架的安装钢骨柱上下节焊接不达标，导致工程的质量不能保证。预制连接板的位置不对，与梁不能正确连接。重新焊接连接板，正确与梁筋搭接。5、 安装注意事项钢骨柱的安装应由各区的顺序进行，形成稳定的钢架形式。每根钢骨柱的安装应有初步的矫正，为以后的精确矫正铺垫。校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑，全面兼顾，每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求。利用钢柱的临时连接耳板作为吊点，吊点必须对称，确保钢柱吊装时为垂直状。每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上，不得从下层柱的轴线引上。腹板与梁