大跨度超高钢骨梁关键施工技术

1　工程概况

北京市城市规划设计研究院新建业务综合楼项目总建筑面积62000m ² ，其中地上建筑面积为35136m ² ，地下建筑面积为26864m ² 。建筑高度为40.07m，地下3层，地上9层。地下1层东侧设置了注册规划师培训教室，该房间空间结构长28.3m，宽15.2m，房间净高达12m，房间内设置2道劲性结构框架梁，框架梁截面尺寸为900mm×2750mm，钢骨内钢骨截面为H1 950×300×30×40，劲性结构钢筋规格较大，密集施工难度大，劲性结构梁具体位置如图1所示。

   

图1　超长钢骨梁平面布置示意

2　施工重点与难点

（1）本工程地下1层劲性结构及钢骨梁截面尺寸较大且超重，属于超过一定规模的危险性较大工程，施工时超限梁下部模架支撑设计与邻边作业安全控制难度较大。

（2）本工程超高钢骨梁安装跨度较大，钢骨吊装安装及质量控制难度大。

（3）劲性结构梁内钢筋密集，钢筋拉钩等与劲性钢骨连接困难。

3　主要施工技术及解决措施

超限结构钢骨梁主要施工工艺流程：钢骨梁深化制作→劲性钢骨柱安装施工→钢骨梁支撑架体安装→拼装梁及支撑垫块安装→两端钢骨梁安装→中间钢骨梁安装→卸载。

3.1　劲性钢骨梁节点深化

本工程地下1层培训教室上方设置了2根24m长的劲性钢骨梁，由于劲性钢骨截面尺寸较大，安装地点距离槽边及道路面较远，现场采用塔式起重机及汽车式起重机一次吊装难度较大。为了满足施工要求，经过与设计单位沟通，将图纸钢骨梁进行了合理分节与节点深化设计，并且将钢骨梁两端与钢骨柱采用栓焊混合连接，中间拼装点采用安装螺栓临时安装连接后，再采用全熔透焊接连接完成。

通过合理优化设计钢骨梁，既满足了现场安装及吊装要求，又满足了节点施工质量具体作法，如图2所示。

   

图2　现场拼接节点作法示意

3.2　超限劲性钢骨梁的支撑节点设计

本工程该部位劲性钢骨梁长24m，集中线荷载达85.014kN/m，属于超长超重及超过一定危险的构件。

为确保超限构件的支撑安全，项目提前进行了大荷载支撑架体设计和方案优化，在方便施工与安装及确保支撑杆件刚度的情况下，首选盘销式钢管脚手架进行架体搭设，创新性地采用钢管与槽钢相结合进行梁底主龙骨的安装，不仅避免了主龙骨槽钢滑移，而且提高了架体的整体稳定性能（图3）。

   

图3　超限支撑架体搭设示意

3.3　钢骨梁与钢筋连接

由于本工程超限钢骨梁高宽比较大，钢骨梁腹板范围内配筋较密集，尤其是连接构造钢筋的连梁拉钩较多，为了减少钢骨梁的开孔率，方便钢骨梁拉钩与构造钢筋的有效连接，项目提前进行钢骨梁节点深化，将连接钢板按照梅花形布置在钢骨梁的腹板上，并由工厂加工制作完成后运至现场进行安装，钢板上部焊接构造钢筋，采用拉钩的形式将框架梁构造钢筋连接在一起，不仅方便了钢梁梁钢筋的绑扎，而且满足了钢筋的连接及受力要求。

3.4　超限钢骨梁的拼装及卸载连接

由于本工程超限钢骨梁自重较大，为满足设计、图纸要求，按照1‰~3‰且不小于10mm起拱，避免钢骨安装对支撑模板损伤，方便钢骨梁卸载，项目创新性地采用槽形垫块结合工字钢垫梁进行超限钢骨梁的起拱和卸载。

（1）根据超限钢骨梁拼装位置，提前将工字钢垫梁安装在超限模架模板上，为了避免钢骨栓钉与垫梁贴合造成钢骨梁无法安装，提前计算起拱高度，并根据栓钉的间距及位置设置U形卸载垫块，将竖向钢板设置在相邻栓钉之间，高度大于栓钉的长度及卸载尺寸。

（2）确定好超限梁拼装位置及卸载点后，将卸载垫块临时点焊在垫梁上部，防止垫块移位。

（3）待钢骨梁拼装、校正、焊接完成且合格后，采用气割设备将垫块上部竖向钢板进行对撑切割卸载，卸载时加强超限钢骨梁的沉降监测，具体作法如图4、图5所示。

   

图4　保护垫梁安装

   

图5　卸载垫块安装

4　主要质量与安全控制要点

4.1　质量控制要点

（1）工程超限钢骨梁的制作需要严格按深化图纸节点进行加工，加工精度满足图纸及规范要求。

（2）超限梁安装前，需要将两侧钢骨柱安装完成，严格控制两端钢骨柱的净距尺寸。

（3）钢梁与钢骨柱安装连接按先两端后中间的顺序进行，严格遵守先栓后焊的施工工艺，钢骨梁焊接时采用对称间断焊接，避免钢骨梁变形过大，影响钢筋的安装质量。

（4）钢筋与钢板的焊接严格按照设计图纸及施工规范要求进行焊接，焊接材料要与母材匹配，钢筋的焊缝宽度不得小于钢筋直径的60%，焊缝有效厚度不得小于钢筋直径的35?%，钢筋与钢板焊接长度不得小于钢筋直径的5d（双面焊接）。

4.2　安全控制要点

（1）超限梁安装与组装必须在支撑架体验收合格后方可投入使用。

（2）安装与组装提前做好安装技术交底，对于钢骨梁的安装流程，起拱高度及卸载方式要进行安全重点控制。

（3）超限梁吊装过程中，要进行安全监督旁站，不得起吊捆绑不牢、吊装材料不明的物件。

（4）现场电气焊作业严格执行动火审批手续，电气焊作业周围不得有易燃、易爆物品，应设置专职看火人员，以确保施工作业安全。

5　结论

本工程针对超限钢骨梁安装与节点连接施工的难题提前进行了钢结构的节点深化，尤其在超限钢骨梁的安装与现场拼接节点、卸载方式、钢筋与钢骨的连接等方面进行了创新性的深化设计，不仅解决了超长、超重构件起重吊装的难题，而且解决了超限梁钢筋与钢骨的连接难题，安装方便，便于操作，大幅降低了施工成本，保障了超限劲性结构的质量与安全。大跨度超高钢骨梁关键施工技术成熟、安全可靠，可为类似项目提供参考，具有良好的推广前景。