摘要：中国电建地产武汉泛悦城项目二期工程15#楼，是2018年中国电建地产、华中地区在建第一高住宅楼（64层，193.45米），普通钢筋混凝土结构满足不了超高层建筑技术要求，故在负3层至10层采用钢板-混凝土剪力墙结构。
关键词：超高层建筑 钢结构安装 钢混结构 技术探讨
中国电建地产泛悦城项目位于武汉市东湖高新区珞瑜东路以南，关山大道以东，总建筑面积约635720平米，高层建筑7栋，超高层建筑6栋。其中15#楼为3层地下和地上64层193.45米住宅楼组成。本工程建筑类别为二类居住建筑，建筑抗震设防列别为丙类，设防烈度为6度，结构设计使用年限50年，建筑结构安全等级为二级。结构为剪力墙结构体系，抗震等级为二级。
由于受施工条件限制，大型吊装设备无法进15#楼施工现场，根据本工程现场整体布置情况及吊装设备配置情况进行平面布置，钢结构安装采用已安装的QTZ250(T7020-10E)型塔吊，现就钢结构剪力墙安装技术进行研究。
1、质量要求
钢材：采用Q345B，其力学性能和化学成分应符合《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-2008)的规定。钢材抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验和硫、磷含量、含碳量等应有合格保证。钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。
栓钉：采用?19圆柱头栓钉，长度76mm。材质为优质 ML15钢，其各项指标应符合《钢-混凝土组合结构施工规范》(GB50901-2013)及《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》(GB/T 10433-2002)的规定。
焊接材料：手工焊接时，焊条的技术条件应符合《热强钢焊条》(GB/T 5118-2012)的规定；自动焊接或半自动焊接时，焊丝的技术条件应符合《熔化焊用钢丝》(GB/T 14957-1994)的规定。
1.1钢构件进场检查及报验
对进入现场的钢构件几何尺寸、构件外观、焊缝外观、质量证明资料等进行检查，验收标准按照《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001及设计文件进行。检查合格的构件方可吊装。对于尺寸偏差超出规范允许范围的构件必须进行整修，保证使用的构件全部合格。现场钢构件检查内容如下：
几何尺寸检查和外观检查的内容有：单根构件的长度、牛腿位置、楼层间距、腹板中心线位置、螺栓孔位置、构件整体变形、牛腿变形等方面；焊缝外观检查对照规范对焊缝外观的要求逐条进行。
进入现场的构件必须带有钢材材质证明、探伤报告、产品质量合格证书、制作过程中用到的各种辅料的合格证和质量证明书，以及工厂的各种构件制作和焊接质量检验报验表，每项资料和构件必须符合本工程所规定的质量要求。
2、安装安全技术
根据建筑平面测量控制线，测量出每个钢柱定位轴线，根据定位轴线安装支架和基础钢柱，等到底板施工完后随着土建进度吊装地下部分钢柱，钢柱的定位控制线必须是安装基础钢柱所使用的同一个轴线控制网；施工出了±0.000之后，把地下部分的控制轴线网引测到主体结构1F层，且把此轴线控制网保护起来，作为标准轴线控制网，以后每节钢柱定位的都以此轴线控制网为基准；安装钢柱时要进行初校，框架钢梁安装完后进行整体校正，之后安装次梁和安装高强螺栓，之后焊接，钢结构框架安装具体工艺流程见下图。
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3、钢柱安装
（1）构件验收合格后，准备吊装。利用现场的QTZ250(T7020-10E)塔吊。起吊前，一端由主机吊起，另一端垫木保护，以免钢柱在起吊过程中将脚板损坏。起吊时，吊车应边起钩，边转臂，使钢柱完全垂直后提升。
（2）当钢柱吊至距其就位位置上方200mm时放慢塔吊运行速度使其稳定，然后缓慢下落，待上柱落到下柱顶后，使用角尺检查，调整钢柱使其中心线与定位轴线重合，用扳手拧紧安装螺栓。调整时需三人操作，一人移动钢柱，一人协助稳定，另一人进行检测。就位误差控制在2mm以内。
（3）钢柱垂直度校正先采用水平尺进行初步调整，然后用两台经纬仪从柱的两个侧面同时观测，依靠千斤顶或缆风绳进行调整。
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图6-1 钢柱垂直度调整示意图
（4）安装示意图
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图6-2 钢柱安装示意图
4、测量控制网的测设
（1）平面控制网布设的要求
①.平面控制网应遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则。
②.控制点应选在通视条件良好、安全、易保护的地方。
③.控制桩必须保护好并用红油漆作好测量标记。
（2）平面控制网的布设
①.柱坐标系统的引测
首先以土建的原始点(原始的两条相互垂直的线前视后视控制点)为依据，放出或者复测土建单位放出的钢柱坐标轴线(柱脚中心十字线);
②.测量控制线的设定
测量控制线以已复核过的坐标轴线为依据，用经纬仪和钢尺在每条轴线外侧1米的距离测设出测量控制线，并且保护好测量控制线的控制点，另外用墨线分段弹出测量控制线以便以后测量用。
（3）高程控制点的测设
①.依据总包提供的施工水准基点（不少于三个），采用水准仪对所提供的水准基点进行复测检查，校测合格后，以此作为标高基点。
②.依据以上标高基点，引测钢结构安装标高控制点，并且作好保护。
③.安装标高控制点至少应有三个。
4.1施工测量
（1）内控点布设
平面内控点的布设，要根据施工流水段的划分进行，平面内控点要组成闭合图形。
（2）内控点的竖向传递
采用激光铅垂仪进行内控点的竖向传递。
地上结构楼层浇筑混凝土之前应预留内控点竖向传递孔洞，待该楼层混凝土浇筑完毕后，在首层的内控点上架设激光铅垂仪，并发射激光穿过楼板预留洞而直射到激光接收靶上，激光铅直仪操作人员转动仪器，使激光点在接收靶上形成圆圈，上面操作接收靶人员见光后移动接收靶，使靶交点与圆圈中点重合，此时固定靶位，接收靶中心即控制点位置。轴线投测时，测量人员互相之间用对讲机进行联络。
（3）作业层轴线、细部线放样
完成内控点向上一楼层竖向投设后，将经纬仪分别置于各点上，检查相邻点间夹角是否为90°，然后用检定过的50M钢尺校测每相邻两点间水平距离，检查控制点是否投测正确。检查无误后依据控制点与轴线的尺寸关系放样出轴线。轴线测放完毕并自检合格后，以轴线为依据，依图纸设计尺寸放样出柱边线、洞口边线等细部线。
5、构件校正
（1）构件安装校正时，在互为90度的两个方向上合适的位置架设两台经纬仪并同时观测同一钢柱的垂直度，测出钢柱偏差并指挥校正。
（2）钢柱柱顶偏移测量
钢柱校正完毕后，再测出柱顶间距偏差和钢柱偏离轴线数据，为上节柱、上层梁安装提供预控数据。
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（3）高程控制测量
竖向传递高程时，首先采用电子水准仪将标高控制点引测到便于向上传递处，然后用检定合格的钢尺向上竖直量测，测设高程控制点。钢尺量测时须加温差、拉力、尺长改正数。
作业层标高抄测时，首先校测传递到作业层的标高控制点，经校测无误后取平均值作为引测标高的依据，开始抄测。
6焊接方法及工艺
（1）程序
坡口准备→点固焊→预热(按规范需要预热时才进行)→焊道施焊→焊道清理→焊后热处理(按规范需要后时才进行)→自检/专检→无损检验
（2）焊接工艺参数﹙以直径1.2的焊丝为例﹚
焊条型号规格 电源极性 电流（A） 焊速（m/min） 电压（V） 气流量
ER50-3 直流反接 120～135 0．5 20 15-25L/min
（3）焊接
①.焊前检查接头坡口角度、钝边、间隙及错口量，均应符合要求。坡口内和两侧之锈斑、油漆、油污、氧化皮等均应清除干净。
②.预热：钢柱母材板厚在14mm，按规范加热，焊前预热采用火焰加热方式，焊前预热的加热区域应在焊缝坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；当用加热预热时正面测温应在加热停止后进行。在焊接坡口两侧各100mm处用多头气体火焰枪加热，用电子测温仪在焊接电弧经过前，距焊缝纵轴线两侧各75mm处测量温度，必要时在焊接坡口反面测温。构件焊接根据接点及板厚所选定的预热要求。用红外线测温仪在要求测温区域达到预热温度后方可进行施焊，首道焊接取预热温度的上限值。构件焊接前的预热温度为60～80oC。
③.装焊垫板或引弧板，其表面应清洁，要求与坡口相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。
④.重新检查预热温度，如温度不够应重新加热到60～80℃，使之符合要求
⑤.本工程重要工序的钢结构焊接，发生安全事故的可能性极高，极易发生火灾，钢柱焊接时，由于钢柱周围多属于高空临边处，针对这些特殊部位，配备钢柱焊接挂篮和接火盆如图：
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接火装置示意图
⑥.焊接：打底焊应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。每道焊接层间温度应控制在60～230℃，温度太低时应重新预热，太高时应暂停焊接。焊接时不得在坡口外的母材上打火引弧。
⑦.一个接口要连续焊完，如不得已而中途停焊时，再焊以前应重新按规定加热。
⑧.焊后冷却到环境温度时进行外观检查，24h后进行超声波检测。
⑨.焊工和检验人员要认真填写检查记录表。
6.1焊接技术保证措施
本工程共计8处钢结构，暗柱和钢板剪力墙构件在厂家已加工成型。现场焊接主要为构件与暗梁节点焊接，采取坡口焊。
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足设计图纸要求，如下图
节点上对称施焊，先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。图中未注明的焊缝高度均为6mm，未注明的焊缝长度均为满焊。为防止接头变形还应注意以下方面：
①.为了防止焊接变形，多层焊，第一层至第三层使用小规范操作，因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。
②.当焊接第二层时，焊接方向应与第一层方向相反，以此类推。每层焊接接头应错开15-20mm。
③.在焊接中应从引弧板开始施焊，收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。
6.2焊接检验
根据设计图纸及规范要求，焊缝质量标准：所有对接焊缝、全焊透坡口焊缝及非设计原因拼接焊缝的质量等级为二级，其余焊缝均应按三级。焊接质量及焊缝等强控制等应符合《钢结构焊接规范》(GB 50661-2011)及其它有关规定要求。规范要求：二级焊缝采用超声波探伤进行内部缺陷检验，探伤比例20%，检验等级B级。
6.3栓钉焊接
本工程暗梁、暗柱及钢板剪力墙均设置了抗剪连接栓钉，采用?19圆柱头栓钉，间距200*200，使栓钉杆承受钢构件与混凝土之间的剪力，实现钢-混凝土的抗剪连接。,栓钉直接焊在钢板及工字钢上，为非穿透焊。栓钉在厂家车间全部焊接完成。主要技术参数：施焊电流1200~1300A；施焊时间0.8S；栓钉伸出瓷环长度5mm；栓钉提升高度2.5mm。
焊接用瓷环应保持干燥，表面受潮的瓷环，在使用前应置于120℃的烘箱中烘烤2h。栓钉焊接完成后，出厂前进行外观检查，外观检查合格后，应在主要构件上逐批进行1%抽样打弯15°检查，若栓钉根部无裂纹则认为通过弯曲检验。
7、结语
民用居住楼建设高度超过64层193.45米在国内实属罕见，特别是采用钢混结构剪力墙设计并不多有，因此在钢结构安装方面的安全技术要求颇高。综上所述，中国电建地产武汉泛悦城15#成了典范，过硬的施工技术为已经取得的武汉市优质结构工程打下了坚实基础。
参考依据
（1）《钢-混凝土组合结构施工规范》 GB50901-2013
（2）《电弧螺柱焊用圆柱头焊钉》 GB/T 10433-2002
（3）《钢结构工程施工质量验收规范》 GB 50205-2001
（4）《组合结构设计规范》 JGJ 138-2016
（5）《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010
（6）《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276-2012
论文作者:田朝强
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月4期
论文发表时间:2020/4/23
标签：轴线论文; 构件论文; 测量论文; 标高论文; 钢结构论文; 结构论文; 混凝土论文; 《城镇建设》2020年2月4期论文;