有关高层建筑钢结构的施工方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001 ] 本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种有关高层建筑钢结构的施工方法。
[【背景技术】]
[0002]众所周知，随着国家的繁荣建设，各个城市及地区的建筑建设都朝着高、大、新的方向建设。越来越多的高楼崛起，随之而来的是高楼建设中的安全、效率等问题。
[0003]高层建筑钢结构体系是一项多样化和复杂系统工程，在设计和施工时都必须谨慎布局规划，在施工前必须制定周密，详细的施工组织方案和施工计划。在制定方案时既要考虑现场施工条件，各专业间的技术施工协调和影响。同时，在施工时还要严格按照各种规章计划进行并注意安全施工。但现有技术中的施工方法往往还达不到以上要求，施工进度慢、效率低，安全系数也不够高。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的就是为了解决现有技术中施工效率低，各个施工步骤工艺不够完善等不足和缺陷，提供一种工艺方法新颖、安全可靠、方便施工且有效提高施工效率的一种有关高层建筑钢结构的施工方法，其特征在于包括:
[0005]a.选择、布置、安拆塔机；
[0006]b.构件进场、验收、堆放；
[0007]c.钢结构吊装；
[0008]d.对钢结构进行测量控制；
[0009]e.钢结构焊接，包括确定焊接顺序、焊接工艺和焊接参数。
[0010]塔机为内爬式塔吊及动臂式起重机构，内爬式塔吊型号为J⑶260或QTD480，其中QTD480为钢结构吊装的主塔吊。
[0011]在步骤b中通过利用现场楼层作为构件的转料平台，采用门式起重机和轨道式钢栈桥进行钢构件水平运输。
[0012]钢结构吊装包括对钢结构进行吊装分区和确定吊装顺序，其中吊装分区为顺时针划分八个区并顺时构件吊装，吊装顺序为:
[0013]a.平面内先吊柱后吊梁，一个柱网单元吊装并临时固定后，再在其左右或前后吊装剩余柱网单元，待剩余柱网单元构件全部吊装完成后，进行全面精确校正；
[0014]b.竖向吊装顺序:安装钢柱一环向主梁一径向主梁一螺栓初拧一测量校正一焊接一焊缝检测一楼承板铺设及栓钉焊接一楼盖钢筋混凝土楼板施工，除顶层外底部其他层用电动葫芦辅助安装。
[0015]在步骤d中，通过预先控制与跟踪矫正相结合对施工进行测量控制，即在吊装前对楼层柱标高及定位进行测定，并对构件进行标线控制，吊装后在柱梁框架形成前将钢柱初步校正并及时纠偏；在结构整体测量控制方面，根据主体结构土建施工采用液压爬模，竖向结构先行，水平结构后跟的施工顺序，通过一整套采用激光垂直仪与全站仪“极坐标外控法”相结合的测量方法，完成结构内倾外放的空间定位。极坐标外控法在中交第三航务工程局的《极坐标线路放样计算原理》一文中有记载。
[0016]在步骤e中的焊接顺序为:
[0017]a.柱-柱焊接由两名焊工相对、两面等温、等速对称施焊；
[0018]b.柱-梁节头的焊接，先焊H型钢下翼缘板，再焊上翼缘板；梁的两个端头应先焊一个端头，待其冷却至常温20°C?25后，再焊另一端。
[0019]在步骤e中的焊接工艺采用CO2气体保护自动焊应用于立焊、斜立焊和仰角焊的工艺，钢混组合结构内焊缝采用钢衬板，焊接完成后不割除，非钢混组合结构内焊缝采用陶瓷衬板，焊接完成后割除。
[0020]在步骤e中的确定焊接参数为:采用ABC分类法找出影响质量的原因，并进行系列分析，针对这些问题找出相应的对策措施，确定运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的工艺参数。ABC分类法又称帕累托分析法或巴雷托分析法、柏拉图分析、主次因分析法、ABC分析法、分类管理法、重点管理法、ABC管理法、abc管理、巴雷特分析法，平常人们也称之为“80对20”规则。由于它把被分析的对象分成A、B、C三类，所以又称为ABC分析法。
[0021]本发明同现有技术相比，其优点在于本发明施工效率高，采用0)2气体保护自动焊完成了钢板焊接的施工，整个工程的焊缝100%超声波探伤，100%合格，一次探伤合格率达98%。施工选择与布置根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，保证安拆的安全、方便、可靠。在钢结构吊装方面，经过项目技术人员不断搜索与总结，解决了超高层钢结构空间定位技术问题。且本施工方法在主体钢结构施工中，通过采取“利用现场楼层作为构件转料平台”、“钢结构串吊”及“除首层外底部两层用电动葫芦辅助安装”技术解决了工期紧、工程量大的矛盾，并有效提高塔机功效。另外，本发明的焊接工艺解决了 CO2气体保护焊应用在厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。
[【附图说明】]
[0022]图1是本发明实施例的塔吊平面布置示意图；
[0023]图2是本发明实施例的工艺流程示意图；
[0024]如图所示，图中:1.钢大模板存放架2.塔楼中心点
[0025]指定图2为本发明的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0026]下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]现以一工程施工为例，假设实施例为一塔楼，地下4层，地上60层，建筑高度280米。结构形式为框架结构+核心筒剪力墙，外框柱为型钢混凝土组合形式，钢柱为实腹式“H”型钢柱，框梁采用“H”型钢组合梁，其中型钢梁表面涂装厚型防火涂料，耐火等级2小时，楼板采用钢制压型板与混凝土结构的组合楼板，厚度为156mm、226mm。
[0028]工程吊装任务参数主要为:钢构件重量15000吨，主要构件约1.2万件；外框柱3层至35层向外倾斜，倾斜角度0.81度，35层至53层向内收缩，收缩角度2.48度，53层至屋顶向内收缩，收缩角度9.81度，无一标准层。主材材质为Q345GJ-B、Q345GJ-C、Q345-C,最大板厚达50mm，焊缝总长5210米。
[0029]本发明中超高层钢结构施工技术主要包括如下几方面内容:1)塔机的选择、布置及安拆；2)构件进场、验收与堆放；3)吊装；4)测量控制；5)焊接；6)工期及质量控制；7)安全施工。
[0030]1.塔吊的选择、布置与安拆
[0031]塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证安拆的安全、方便、可靠。
[0032]超高层建筑施工，在塔机的选择上优先考虑内爬式塔吊，根据吊装能力及数量，应布置两台塔吊，为避免塔吊相碰，采用动臂式起重机构，另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那么苛刻；另外，采用附着塔吊的造价要远高于同类型起重能力的内爬式塔吊，比如本实施例设计高度为255米，采用附着式塔吊的塔身高度约280米，其中考虑钢结构钢柱13米，吊索4?6米，吊钩滑轮及小车全高4米，安全操作距离2米，加上地下部分约300米，而采用内爬式塔吊塔身为40?50米。附着塔吊的租赁成本要大于内爬式塔吊。因此，从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工；内爬式塔机的缺点是:1、使用阶段荷载对主体结构要进行严格的施工验算，确保结构安全；2、因选用液压爬模系统，要充分考虑塔机、钢柱分段、爬架三者的同步关系。
[0033]结合以上，故优选采用J⑶260和QTD480两台动臂内爬塔吊，其中QTD480作为钢结构吊装的主塔吊，塔吊平面布置如图1所示。D480塔吊臂长50米，JCD260塔吊臂长50米，在D480安装完成后左移。
[0034]2.构件的进场、验收与堆放
[0035]场地狭小、施工条件差是当前施工中普遍存在的困难，在相对紧张的工期内，钢结构工程越高对其构件堆场的要求越高越严，这个问题如处理不好必将对吊装及整个施工造成严重影响。
[0036]首先根据吊装的施工分区编制每一根杆件的进场时间表，保证先安装的先到，进场计划必须满足钢构件及连接等配套要求。
[0037]由于超高层建筑的钢结构进场量大，构件堆场较多，需堆叠2?3层甚至更多，如没有周密的进场计划，势必造成现场构件进场顺序的混乱，其结果是:需要的构件压在下面，不用的构件放在上面，不仅验收工作无法进行，而且存在着大量的翻料、找料等重复工作。在强化现场管理及构件进场计划的基础上，还应着重堆场布置、构件的堆放顺序等工作，除根据吊装需要编制周密的构件进场计划外，还根据吊装顺序和堆场规划特点将进场构件进行有序排列，既保证了验收工作的正常进行，也为吊装创造了良好的外部条件。结合结构形式及施工顺序，在塔楼裙房未同步施工的同时，利用门式起重机和轨道式钢栈桥来解决钢构件水平运输，待塔楼裙房施工至首层，用首层的消防通道作为钢构件卸货及堆场施工平台，经计算，消防通道可承受货车行驶及钢构件堆场荷载，首层结构不需加固。
[0038]3.钢结构吊装
[0039]吊装是钢结构施工的龙头工序，吊装的速度与质量对整个工程起着举足轻重的作用。钢结构吊装前应根据结构平面和立面形状、结构形式、塔吊的数量和位置、现场施工条件等因素确定吊装分区与吊装顺序。本实施例优选按结构形式顺时针划分为八个区，顺时构件吊装。吊装总原则为:
[0040]I)