摘要：针对十字箱型截面柱加工、安装施工中存在的问题，提供一种十字箱型截面钢柱加工及安装施工技术，有效保证十字箱型柱与梁板结构的连接强度。
关键词：异形钢柱；制作安装；施工技术
Key words：Special-shaped steel column；Fabrication and installation；Construction Technology
1 前言：
随着我国建筑钢结构加工技术的成熟和行业的快速发展，钢结构被广泛应用于大型公共建筑，为了满足建筑设计要求，使得结构形式由简入繁，结构截面也由单一性向复杂性转变，结构主体外露的全明通透结构形式使用越来越多，这样对钢结构的加工、安装提出了更高要求[1]。
十字箱型截面钢结构柱，相当于5个矩形箱体组合起来的十字箱型截面，具有加工过程复杂，截面焊缝量大、焊接工艺和施焊顺序复杂，焊接时的伸缩变形对钢柱质量影响较大缝特点，钢构件的焊接工艺对焊接质量和外观效果影响非常大；现场存在钢柱分段吊装时，5个矩形箱体中的内箱出4道焊缝，没有焊接的操作空间，无法实现焊接的施工难题；十字箱型截面柱下端与基础连接，以及与梁板间的连接存在不同材料间的连接问题。
为解决上述地基处理过程中的难点，研发了“截面复杂异形钢柱制作安装施工技术”，经实际工程检验，解决了上述问题。
2 工艺原理
将十字箱型柱分解为大底板、中腹板、大盖板、外腹板、上部箱体和下部箱体6个单元，在充分考虑焊接作业面设置和控制焊接变形的基础上，设计并优化了十字箱型异形截面焊接工艺；采用预留后盖板的焊接手孔技术，在下料、制作时，十字柱的4个外箱截面处，相互错位留设后盖板给现场焊接留出操作手孔，内箱截面对接焊缝施焊完成后，进行后盖板焊接；十字箱型截面钢柱的下端焊接于十字箱型底座上，十字箱型底座上设置钢筋贯穿孔，与下部基础钢筋笼连为整体并浇筑混凝土[2]。
图1 十字箱型柱与基础、梁板结构连接示意图
图中：1-基础底板，2-基础钢筋骨架，3-预留槽，4-十字箱型柱，5-栓钉，6-中隔板，7-连接焊缝，8-混凝土梁板，9-主筋，10-加劲板，11-预连耳板，12-外包混凝土，13-连接筋，14-大盖板，15-大底板，16-中腹板，17-外腹板，18-上腹板，19-下腹板，20-上盖板，21-下盖板，22-底座加劲板，23-底座连接板，24-钢筋连接栓，25-底座隔板，26-底座板，27-连接筋，28-钢筋连接器。
3 施工工艺流程
截面复杂异形钢柱制作安装施工工艺流程具体做法如图2：
图2 截面复杂异形钢柱制作安装施工工艺示意图
4 操作要点
4.1 十字箱型柱加工
在加工胎架上放置大底板，将中腹板焊接于大底板上，沿纵向每隔一定距离焊接一道中隔板，在大盖板上依次焊接上腹板、中隔板和上盖板，通过手拉葫芦将已焊接完的结构翻转，在大底板上依次焊接下腹板、中隔板和下盖板，在焊接加工好的十字箱型柱的表面焊接栓钉；在十字箱型柱的四个分支上分别焊接两道预连耳板[3]；
图3 十字异形钢柱平面布置示意图
4.2 底座加工
按照步骤一的方法加工一段长度1.0m的十字箱型柱，在其底端依次焊接底座加劲板、底座隔板、底座连接板和底座板，并在底座加劲板、底座隔板、底座连接板以及十字箱型柱相应位置设置钢筋贯穿孔[4]；
4.3 预留槽施工
按照设计所采用的基础型式进行施工，绑扎基础钢筋骨架，预留连接筋，在预留槽处支设模板并浇筑混凝土；
4.4 安装十字箱型柱底座
将十字箱型柱底座置于预留槽中，采用钢筋连接栓紧固；
4.5 吊装十字箱型柱
利用塔吊将加工好的十字箱型柱吊至十字箱型柱底座上方，缓慢下放使十字箱型柱与十字箱型柱底座中心对其，通过螺栓将双层钢片与预连耳板相连，将十字箱型柱与十字箱型柱底座临时固定，在连接焊缝处通过焊接将十字箱型柱与底座连接后，拆除预连耳板；
4.6 十字箱型柱外包混凝土施工
在十字箱型柱外侧支设模板，并浇筑混凝土；
4.7 十字箱型柱与梁板结构连接施工
在混凝土梁板的主筋与十字箱型柱相连位置设置加劲板，加劲板上焊接连接筋，通过钢筋连接器与主筋相连，支设模板并浇筑混凝土完成十字箱型柱与梁板结构连接施工[5]；
4.8 十字箱型柱外表漆装施工
十字箱型柱未外包混凝土部分进行除锈作业后，喷涂油漆进行外表漆装施工。
5.结论
截面复杂异形钢柱制作安装施工技术适用于十字箱型等异形截面钢柱的加工、底座连接施工、混凝土梁板连接施工以及外包混凝土施工等。经过实际工程应用得到如下结论：
1. 将十字箱型柱分解为大底板、中腹板、大盖板、外腹板、上部箱体和下部箱体6个单元，共12块板，设计并优化了十字箱型截面焊接工艺，方便焊接作业，有效控制焊接变形；
2. 采用预留后盖板的焊接手孔技术，在下料、制作时，十字柱的4个外箱截面处，相互错位留设后盖板给现场焊接留出操作手孔，内箱截面对接焊缝施焊完成后，进行后盖板焊接；
3. 十字箱型截面钢柱的下端焊接于十字箱型底座上，十字箱型底座上设置钢筋贯穿孔，与下部基础钢筋笼连为整体并浇筑混凝土，提高十字箱型柱与基础连接强度；
4. 十字箱型柱与梁板结构连接施工时，在加劲板上焊接连接筋，通过钢筋连接器与主筋相连，支设模板并浇筑混凝土，有效保证十字箱型柱与梁板结构的连接强度。
参考文献：
[1]Zhu F，Zhu S. The Safety Analysis of High Altitude Assembling Construction for Large-span Space Truss with Bolt Ball[J]. Construction Technology，2016.
[2]Yang W，Jiang L. Key technology of complicated large-span truss structure of steel pipe construction[J]. Sichuan Building Science，2010.
[3]Wang H，Mo X，Zheng J，et al. Hoisting Technology of Large-span Truss in Coal Handling Gallery[J]. Construction Technology，2008.
[4]Wang L，Wang Q. LONG-SPAN CANTILEVER SLIDING CONSTRUCTION TECHNOLOGY OF STEEL TRUSS IN XINING RAILWAY STATION[J]. Steel Construction，2014.
[5]Zhao Z. Construction Technology of Large-span Space Pipe Truss[J]. Journal of North China Institute of Water Conservancy & Hydroelectric Power，2010.
论文作者:吴立军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：截面论文; 底座论文; 腹板论文; 盖板论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 隔板论文; 《基层建设》2019年第7期论文;