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浅谈钢结构钢柱吊装垂直度控制王阳谭建国陈晓伟邹明龙陈波林

发表时间：2021/7/28 来源：《基层建设》2021年第14期作者：王阳谭建国陈晓伟邹明龙陈波林

[导读] 江北国际机场T3B航站楼观光塔，钢柱高度26m，施工难度大。钢柱施工采用分节吊装的方法施工

        中国建筑第八工程局西南公司重庆分公司重庆 401120
        摘要：江北国际机场T3B航站楼观光塔，钢柱高度26m，施工难度大。钢柱施工采用分节吊装的方法施工，垂直度控制是一个巨大的挑战。本文通过总结观光塔钢柱分节吊装垂直度控制技术，介绍了分节吊装垂直度控制的技术要求和技术要点。
        关键词：钢柱；吊装；施工技术；垂直度控制

        1、前言
        本工程位于重庆区，作为江北机场T3B航站楼施工的观光塔，高度26m采用钢结构柱加支撑，竖向偏差如果超过标准，将对观光塔的安全性及耐久性影响较大，为此对该建筑垂直度进行控制具有实际意义。
        2、钢柱吊装及垂直度控制方法
        2.1首节钢柱吊装及垂直度控制
        首节为地下室第一段钢柱，截面为尺寸300×300×12×12材质Q235B，长度12米。钢柱与基础里的预埋分段连接。
        第一层钢柱吊装时，由于钢框架梁不能及时吊装就位，因此钢柱吊装时均需要设置四道缆风绳进行固定和调整。钢柱用四根缆风绳和倒链临时固定；用千斤顶校正柱脚对中，经纬仪测量钢柱垂直度，柱脚螺帽固定。然后与预埋分段进行焊接连接。
        钢柱的垂直度校正，采用布置两台经纬仪在两个方向上进行测量，利用缆风绳调整。水平偏移则在钢柱脚部设置千斤顶进行调整。
        2.2第二节焊接箱型截面钢柱吊装及垂直度控制
        1）吊装准备本工程第二节钢柱长度14米主要为焊接箱型。根据钢构件的重量及吊点情况，准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。在柱身上绑好爬梯，并焊接好安全环，以便于下道工序的操作人员上下、柱梁对接及设置安全防护措施等。
        2）吊点设置
        钢柱吊点的设置需考虑吊装简便，稳定可靠，为避免钢构件的变形钢柱吊点设置利用四个临时连接耳板作为吊点。为了保证吊装平衡，在吊钩下挂设四根足够强度的单绳进行吊运，钢柱起吊前绑好爬梯。
        3）钢柱吊装
        吊装前，下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净，保证上下节钢柱对接面接触顶紧。
        四组临时连接板用双夹板和临时螺栓连接固定，钢柱焊接完成2/3后割除。下节钢柱的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内，在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理，逐节进行纠偏，避免造成累积误差过大。
        钢柱吊装到位后，钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板，并及时拉设缆风绳或斜撑对钢柱进一步进行稳固。钢柱完成后，即可进行初校，以便钢梁的安装。
        4）钢柱垂直度整体校正
        外立面钢柱垂直度应整体考虑，通过两台经纬仪测量两个方向的垂直度使用倒链、钢丝绳将钢柱往需调整方向牵拉校正，如图所示。钢柱校正后，先将四个面进行点焊固定，再次确定钢柱垂直度无误后及时满焊。待焊接冷却时间达到设计要求后，在柱顶用钢卷尺丈量两根钢柱之间的间距尺寸，复核间距正确无误才能交下道工序。钢柱垂直度校正见图1。

        图1 钢柱垂直度校正
        3、影响高层钢柱垂直度的因素及解决办法
        现场吊装后若发现钢柱垂直度超差，解决方法如下：
        3.1 部分构件节点应力集中，直接影响钢结构安装成型后的质量
        与设计单位、厂内生产部一起讨论各种构件连接节点部位并做应力应变测试，以便于施工者控制变形。同时对图纸进行熟悉，深化，构件细化的过程中加强对节点部位的重点控制，最大限度的消除由设计误差对结构质量产生的影响。
        3.2 钢柱的制作存在偏差
        制作偏差包括钢柱制作长度存在偏差；钢柱制作存在弯曲偏差；起吊、运输过程中产生碰撞，致其变形。
        现场就此采取新进场的构件进行核查，对质量偏差较小处，现场进行整改，偏差较大处返厂重新进行加工，同时派管理人员常驻加工厂进行现场指导加工，对进场构件进行严格质量检查，在地面拼装构件时，必须保证构件平整稳定，以防下挠。如刚度不够，应采取加固措施。拼装时必须拉通线，用电焊点固、焊牢。严格控制构件的几何尺寸和节间间距尺寸，消除由于构件加工制作的原因导致的钢柱垂直度存在误差。
        3.3 钢柱、钢梁安装施工顺序不当
        安装施工顺序不当，致使其侧向作用力向一边倾斜，钢柱垂直度存在偏差。现场采取在平面图上划分流水施工段，在竖向以一节钢柱为一个施工层。针对每一节钢柱内的柱编制吊装顺序图和吊装顺序表。一个流水段的钢构件安装顺序，从中间部位开始，形成刚性单元后，再向四周扩展。一个流水段一节钢柱范围内的全部构件安装完毕并验收合格后，方可进行下一流水段的安装工作。
        3.4 钢柱焊接不到位
        焊接不到位，致使其存在较大的应力，由探伤人员负责现场旁站指导，对焊接质量进行严格要求，施工阶段进行质量把关，为防止和抵消焊接变形，焊前装配时，将工件向与焊接变形相反方向预留偏差，控制焊接顺序防止变形。采用夹具和专用胎具，将构件固定后再进行施焊。构件变形翘曲必须进行矫正。钢柱的焊接应选择速度相同的焊工对焊，禁止单面焊、侧偏、变形，尽量减少钢柱位移量。同时联系当地的结构检测部门，对焊接完毕后钢柱节点的焊接质量进行检测，出具检测报告，对缺焊、夹渣等严重的焊接质量问题进行返工处理，以消除由于焊接质量而产生的结构质量偏差。
        3.5 构件长度较长，构件临时对接难度大    对工人进行现场指导，钢柱采用丝杠进行固定的同时用倒链滑子对钢柱的垂直度进行校正。钢柱在工厂加工牛腿时已用钢冲在钢柱的上下两端冲好轴线点。在待对接钢柱的顶端找出轴线点，对接时以下节柱上端的轴线点为准，用经纬仪将钢柱上下轴线点调节至重合即将钢柱固定。
        3.6 工人经验不足缺少培训，交底不详细，操作不规范
        工人对大型钢结构构件的安装普遍缺乏经验，专业知识不足。管理人员责任不到位，技术交底不详细，不具有针对性，对安装完毕后的钢梁、钢柱质量检查不够彻底。由项目负责人组织施工员、质量员及有关钢结构安装人员进行业务知识学习，操作规章制度，不断学习新技术、新工艺，进行讨论，制定可行的，切实有效的施工工序，现场进行技术交底，对交底完成后的重点事项进行核查，并做好纪录。
        4、结语
        本文通过对项目钢柱吊装工艺介绍及垂直度存在问题分析，找出了通常影响高层钢柱垂直度的几大因素并得出相关的解决办法，希望对其它类似工程施工质量控制有借鉴作用。
        参考文献：
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        [2]李民，路遥，刘云.确保大型钢结构框架吊装垂直度的分析计算方法[J].石油工程建设，2018，044（003）：83-85.
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        [4]李博文.高层建筑钢结构安装施工的垂直度控制[J].名城绘，2019，000（001）：0449-0449.