一种高层建筑钢结构安装工法的制作方法

专利2022-06-29  81


本发明涉及建筑施工技术领域,尤其涉及一种高层建筑钢结构安装工法。



背景技术:

目前,国内的超高层建筑方兴未艾,钢结构以其强度高、刚度大、施工周期短以及抗震能力强的诸多优势被人们广泛地应用在了超高层建筑中,各类钢结构施工技术也呈蓬勃发展趋势。

高层建筑钢结构体系是一项多样化和复杂系统工程,在设计和施工时都谨慎布局规划,在施工前制定周密,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,致使现有的高层建筑钢结构技术复杂,施工难度大,施工精度低。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高层建筑钢结构安装工法,旨在解决现有技术中的高层建筑钢结构技术复杂,施工难度大,施工精度低的技术问题。

为实现上述目的,本发明采用的一种高层建筑钢结构安装工法,包括如下步骤:

钢结构制造,用于对钢构件的制作;

钢结构运输,将钢构件按安装顺序运进现场;

钢结构吊装,依次对编号的钢构件进行吊装;

钢结构测量,利用测量仪器对钢构件进行测量控制;

钢结构焊接,确定钢构件的焊接顺序、焊接工艺和焊接参数;

钢结构涂装,对钢构件部位进行现场涂装;

钢结构的中间验收,对所有钢构件的安装焊接进行检查验收,并记录。

其中,对于焊接连接的钢柱的长度制作采用负公差,对于焊接连接的钢梁的长度制作采用正公差。

其中,采用门式起重机和轨道式钢栈桥进行钢构件的运输,将钢构件运输到指定地点后按类摆放,在摆放时需将构件的底部铺垫防潮垫,次要构件的摆放不超过一米,钢柱、钢梁等主要构件切勿将其堆叠,采用单层堆放。

其中,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,其吊装顺序为吊钢柱、吊主梁、吊次梁,待全部吊装完成后,进行精确校正。

其中,利用预先控制的方法对钢构件吊装进行测量控制,即在吊装前将底板铺设于安装层地面,用经纬仪通过内控法测得的土建原始控制点a、原始控制点b、原始控制点c和原始控制点d,分别投影到底板上,并根据投射出的四个原始控制点绘制控制轴线,根据控制轴线绘制每根钢柱安装位置所对应的十字轴线,将十字轴线投影和绘制于安装层及钢柱两端柱头上。

其中,利用跟踪校正对吊装后的钢柱进行校正及纠偏,即根据标记的轴线位置对钢柱的偏移、扭曲进行调节,当钢柱出现异侧偏移并伴有扭曲现象时,调节公式为:位移偏移值为a-b/2,扭曲值为a b/2,当钢柱出现同侧偏移并伴有扭曲现象时,调节的计算公式为:位移偏移值为a b/2,扭曲值为a-b/2,其中a、b为翼板位置建筑轴线与钢柱轴线的偏差值,根据计算出的扭曲偏移量,通过错口安装纠正钢柱的扭曲,根据计算出的钢柱位移偏移量,调节钢柱垂直度时反方向倾斜钢柱以纠正钢柱的位偏移。

其中,对钢结构整体测量控制,即根据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,并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,完成钢结构内倾外放的空间定位。

其中,钢柱和钢梁或钢柱和钢梁伸出的梁头接头的焊缝,先用栓后焊工艺,先终拧高强螺栓,再电焊,先电焊下翼板,后电焊上翼板。

其中,对压型钢板进行焊接,压型钢板铺放前在钢梁上测放压型钢板的位置线,板排放铺设均匀,压型钢板的点焊点数,点焊大小长短,要满足栓钉焊的电流,板间可用铆钉,且满足混凝土无漏浆。

其中,防火涂料与钢结构的防腐涂料相匹配,且防火涂料的施工,按照防火等级达到要求厚度。

本发明的一种高层建筑钢结构安装工法,包括如下步骤:钢结构制造,钢结构运输,钢结构吊装,钢结构测量,钢结构焊接,钢结构涂装,钢结构的中间验收。获得高层建筑钢结构技术简单,施工难度小,施工精度高的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的高层建筑钢结构安装工法的流程图。

图2是本发明的钢结构制造的流程图。

图3是本发明的钢结构运输的流程图。

图4是本发明的钢结构吊装的流程图。

图5是本发明的钢结构测量的流程图。

图6是本发明的钢结构焊接的流程图。

图7是本发明的钢结构涂装的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图7,本发明提供了一种高层建筑钢结构安装工法,包括如下步骤:

s100:钢结构制造,用于对钢构件的制作;具体步骤操作如下:

s101:编制钢结构制造作业指导书,在钢构件的制作过程中,严格遵守;

s102:对钢材材质按批进行复验,其材质要符合设计要求;

s103:对焊接连接的钢柱的长度制作采用负公差,对于焊接连接的钢梁的长度制作采用正公差;

s104:对钢构件制作检查。

首先在对高层建筑钢结构进行安装时,需要编制钢结构制造作业指导书,其中钢结构制造作业指导书包括适用范围、生产技术准备、钢结构生产工艺流程、下料、钢材组装、钢材矫正、总装、焊接、涂装、编号等流程,并且在钢件的制作过程中工人严格遵守钢结构制造作业指导书,对钢材所使用的材质按批进行复检,保证钢材所使用的材质符合设计的要求,对钢柱的制作长度采用负公差,即取负5正1,对钢梁的制作长度采用正公差,即取负1正5,对于制作好的钢材构件需要进行检查,检查钢材构件的外形尺寸、连接板零件的位置、角度、螺栓孔及位置,钢材构件焊接质量,摩擦面加工质量,表面涂层质量等,并有构件出场合格证。

s200:钢结构运输,将钢构件按安装顺序运进现场;

s201:编制钢结构安装顺序图表和焊接顺序图表;

s202:在地面设置堆放场;

s203:采用门式起重机和轨道式钢栈桥进行钢构件的运输,将钢构件运输到指定地点后按类摆放,在摆放时需将构件的底部铺垫防潮垫,次要构件的摆放不超过一米,钢柱、钢梁等主要构件切勿将其堆叠,采用单层堆放。

首先编制钢结构安装顺序图表和焊接顺序图表,以便于供高层建筑钢结构工程施工全过程各工序工作时使用,在钢构件制作顺序、制作质量检查、钢构件配套运输、钢构件安装顺序编号、钢构件现场堆放顺序、钢构件吊装顺序、钢结构安装校正、钢结构焊接顺序编号、压型钢板施工均统一使用本图表,然后在空旷的地面设置堆放场,利用门式起重机和轨道式钢栈桥依次按照钢构件上的标号顺序,对钢构件进行分类包装捆扎,并对其进行运输,并运输至指定地点后按类摆放,在摆放时需在钢构件的底部铺设枕木或者防潮垫,以免钢构件受潮,其中次要构件的摆放不超过一米,以免需要使用次要构件时,需要在堆放处进行翻找,不方便工人操作,钢柱、钢梁等主要构件切勿将其堆叠,需单层堆放,一方面是为了方便在吊装构件时,方便工人吊装,另一方面能够防止主要构件堆叠过高而散落,防止安全事故的发生。

s300:钢结构吊装,依次对编号的钢构件进行吊装;

s301:安装吊机;

s302:对钢结构进行吊装分区和确定吊装顺序;

s303:将需要吊装的钢结构放到吊机的吊钩下方,并对钢结构进行全面检查;

s304:预算钢构件的重量,钢构件上移所需空间范围大小;

s305:调整吊钩在水平方向到达吊机支架的安全距离,然后利用吊钩将捆绑好的钢构件吊起;

s306:将吊起的钢构件移至需要安装的地方,采用螺栓将其固定。

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有举足轻重的影响,需要对钢构件进行吊装之前需要对吊机进行安装,在需要安装吊机的地方将地基铺平,将地基向下挖深90cmp~110cmp,占地面积3㎡~3.5㎡,在挖好的坑里面放入扎好的钢筋架,然后注入混凝土,采用震动泵将混凝土填实,采用机器将其混凝土上表面抹平,等待混凝土完全凝固后,在浇筑好的地基上转孔固定螺栓,将吊架的支架通过固定螺丝固定在地基的螺柱上,在靠近地基一节的支架四周采用钢筋加固,在加固好的基部支架方向上加装吊机支架,在加装支架时采用吊机上料,安装工人在对准后将两节支架之间采用螺栓固定,以此完成吊机的安装,吊机安装好后,将安装好的吊机支架的侧面每间隔2m采用一根固定钢筋将吊机支架固定在墙上,利用吊机进行吊装前需要根据结构平面和立面形状、结构形式、现场施工条件等因素确定吊装分区和吊装顺序,中吊装分区为顺时针划分八个区并顺时构件吊装,其吊装顺序为吊钢柱、吊主梁、吊次梁,将需要吊装的钢构件放置在吊机的吊钩下方,对钢构件进行全面检查,检查钢构件表面是否存在问题,然后预算所需要吊装的钢构件的重量,推算钢结构上移所需要的空间范围大小,然后对钢构件进行捆绑,调整吊钩在水平方向到达吊机支架的安全距离,然后将吊机的吊钩放下,将事先捆绑好的钢结构吊起,并对准需要安装的地方,采用固定螺栓将钢构件进行固定。其中该吊装方法不仅可靠性强,生产效率高,而且施工进度快。

s400:钢结构测量,利用测量仪器对钢构件进行测量控制;

s401:利用预先控制的方法对钢构件吊装进行测量控制;

s402:利用跟踪校正对吊装后的钢柱进行校正及纠偏;

s403:对钢结构整体测量控制。

在超高层钢结构施工中,垂直度、轴线和标高的偏差是衡量工程质量的重要指标,测量作为工程质量的控制阶段,为施工检查提供依据。从钢结构施工流程可以看出,各工序间既相互联系又相互制约,测量控制方法直接影响到工程的测量精度与进度。在工程测量施工中,采取“预先控制”与“跟踪校正”相结合,即在吊装前将底板铺设于安装层地面,用经纬仪通过内控法测得的土建原始控制点a、原始控制点b、原始控制点c和原始控制点d,分别投影到底板上,并根据投射出的四个原始控制点绘制控制轴线,其中对经纬仪的安装架设具有一定要求,首先需要进行下节钢结构框架钢柱及对应框架钢梁安装施工,对于已安装框架结构最上层平台钢梁位置选取一根钢柱180°范围搭设半径1m的简易临时操作平台,在框架钢柱上端的连接耳板处安装水平支撑架,水平支撑架上架设经纬仪,然后利用经纬仪及卷尺,根据控制轴线绘制每根钢柱安装位置所对应的十字轴线,将十字轴线投影和绘制于安装层及钢柱两端柱头上,并用笔在钢柱柱头位置标记,根据标记的轴线位置对钢柱的偏移、扭曲进行调节,待钢柱安装完成后使用经纬仪对钢柱的垂直度进行调节,确保钢柱的安装精确度,当钢柱出现异侧偏移并伴有扭曲现象时,调节公式为:位移偏移值为a-b/2,扭曲值为a b/2,当钢柱出现同侧偏移并伴有扭曲现象时,调节的计算公式为:位移偏移值为a b/2,扭曲值为a-b/2,其中a、b为翼板位置建筑轴线与钢柱轴线的偏差值,根据计算出的扭曲偏移量,通过错口安装纠正钢柱的扭曲,其中错口安装时不要超出规范允许的偏差范围,如扭曲值偏大,可分为两次或者多次进行调整,根据计算出的钢柱位移偏移量,调节钢柱垂直度时反方向倾斜钢柱以纠正钢柱的位偏移,垂直度偏差不要超出规范允许范围,该纠偏法有效的纠正了制作及安装时产生的误差,能够避免误差的累计,并结合钢结构整体质量控制,根据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,并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,完成钢结构内倾外放的空间定位,实现区域施工各工序间良性循环的目标,提高了高层建筑钢结构的钢柱的安装精度,简单有效的将钢柱的垂直度及偏移控制在规范要求之内,保证了高层建筑钢结构的施工质量。

s500:钢结构焊接,确定钢构件的焊接顺序、焊接工艺和焊接参数;

s501:确定钢构件的焊接顺序,钢柱和钢梁或钢柱和钢梁伸出的梁头接头的焊缝,先用栓后焊工艺,先终拧高强螺栓,再电焊,先电焊下翼板,后电焊上翼板;

s502:对压型钢板进行焊接,压型钢板铺放前在钢梁上测放压型钢板的位置线,板排放铺设均匀,压型钢板的点焊点数,点焊大小长短,要满足栓钉焊的电流,板间可用铆钉,且满足混凝土无漏浆;

s503:焊接开始前,进行焊接工艺试验;

s504:确定焊接参数,选定工艺后,编制一套切实可行的适用高层建筑特点的二氧化碳气体保护半自动焊接方法及参数。

其中焊工在焊接前进行焊接培训及考试,有理论考试及实际技能考试,焊工要编号,有代号钢印,焊接工作开始前,先确定钢构件的焊接顺序,钢柱和钢梁或钢柱和钢梁伸出的梁头接头的焊缝,先用栓后焊工艺,先终拧高强螺栓,再电焊,先电焊下翼板,后电焊上翼板;然后对压型钢板进行焊接,首先编制压型钢板平面布置图,即排板图,包括板、封头、檐板编好构件号,地面加工好切角缺口和钢构件一样,高空不用加工,压型钢板铺放前在钢梁上测放压型钢板的位置线,板排放铺设均匀,压型钢板的点焊点数,点焊大小长短,要满足栓钉焊的电流,板间可用铆钉,且满足混凝土无漏浆;然后进行焊接工艺试验,其包括大直径焊条试焊,低温焊接工艺试验,异种钢材连接的焊接试验。在现场柱接头焊接同等条件做1:1操作试验,并全部合格,电焊机空载电压大等于80v,容量要能够焊5~8mm直径的焊条,焊接时,使用焊条额定电流的上限值,即用稍大的电流,焊把线、地线截面不小于50平方毫米,长度100米为宜,每台电焊机的地线要和钢结构直接牢固连接,母材厚度超过40㎜的钢材,焊前预热到100℃-150℃,再施焊,施焊时要分别用打底焊缝,中间焊缝,盖面焊缝不同焊接工艺进行焊接,焊后热保持100℃-150℃至1h,冬季或者环境温度低于0°以下时用保温材料保温,温度降速不大于每分钟10°,焊后24h用超声波探伤检查,一次合格率97%,不合格返修至合格。确定焊接参数,选定工艺后,编制一套切实可行的适用高层建筑特点的二氧化碳气体保护半自动焊接方法及参数,目的是使焊接环境处于相对稳定状态,加强了施工防护措施和辅助措施。

s600:钢结构涂装,对钢构件部位进行现场涂装;

s601:防火涂料与钢结构的防腐涂料相匹配,且防火涂料的施工,按照防火等级达到要求厚度。

现场涂装部位有:高强度螺栓接头、焊接接头处、运输吊装碰撞损伤部位,压型钢板下梁面部位,清理涂装的构件表面涂装施工与构件涂层遍数涂层厚度相等,其防火涂料与钢结构的防腐涂料相匹配,且防火涂料的施工,按照防火等级达到要求厚度。

s700:钢结构的中间验收,对所有钢构件的安装焊接进行检查验收,并记录。

在涂装完成后,工地检验人员对所有钢构件的安装焊接进行检查验收,并进行记录。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。


技术特征:

1.一种高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,包括如下步骤:

钢结构制造,用于对钢构件的制作;

钢结构运输,将钢构件按安装顺序运进现场;

钢结构吊装,依次对编号的钢构件进行吊装;

钢结构测量,利用测量仪器对钢构件进行测量控制;

钢结构焊接,确定钢构件的焊接顺序、焊接工艺和焊接参数;

钢结构涂装,对钢构件部位进行现场涂装;

钢结构的中间验收,对所有钢构件的安装焊接进行检查验收,并记录。

2.如权利要求1所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

对于焊接连接的钢柱的长度制作采用负公差,对于焊接连接的钢梁的长度制作采用正公差。

3.如权利要求1所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

采用门式起重机和轨道式钢栈桥进行钢构件的运输,将钢构件运输到指定地点后按类摆放,在摆放时需将构件的底部铺垫防潮垫,次要构件的摆放不超过一米,钢柱、钢梁主要构件切勿将其堆叠,采用单层堆放。

4.如权利要求1所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

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,其吊装顺序为吊钢柱、吊主梁、吊次梁,待全部吊装完成后,进行精确校正。

5.如权利要求1所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

利用预先控制的方法对钢构件吊装进行测量控制,即在吊装前将底板铺设于安装层地面,用经纬仪通过内控法测得的土建原始控制点a、原始控制点b、原始控制点c和原始控制点d,分别投影到底板上,并根据投射出的四个原始控制点绘制控制轴线,根据控制轴线绘制每根钢柱安装位置所对应的十字轴线,将十字轴线投影和绘制于安装层及钢柱两端柱头上。

6.如权利要求5所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

利用跟踪校正对吊装后的钢柱进行校正及纠偏,即根据标记的轴线位置对钢柱的偏移、扭曲进行调节,当钢柱出现异侧偏移并伴有扭曲现象时,调节公式为:位移偏移值为a-b/2,扭曲值为a b/2,当钢柱出现同侧偏移并伴有扭曲现象时,调节的计算公式为:位移偏移值为a b/2,扭曲值为a-b/2,其中a、b为翼板位置建筑轴线与钢柱轴线的偏差值,根据计算出的扭曲偏移量,通过错口安装纠正钢柱的扭曲,根据计算出的钢柱位移偏移量,调节钢柱垂直度时反方向倾斜钢柱以纠正钢柱的位偏移。

7.如权利要求6所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

对钢结构整体测量控制,即根据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,并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,完成钢结构内倾外放的空间定位。

8.如权利要求1所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

钢柱和钢梁或钢柱和钢梁伸出的梁头接头的焊缝,先用栓后焊工艺,先终拧高强螺栓,再电焊,先电焊下翼板,后电焊上翼板。

9.如权利要求8所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

对压型钢板进行焊接,压型钢板铺放前在钢梁上测放压型钢板的位置线,板排放铺设均匀,压型钢板的点焊点数,点焊大小长短,要满足栓钉焊的电流,板间可用铆钉,且满足混凝土无漏浆。

10.如权利要求1所述的高层建筑钢结构安装工法,其特征在于,

防火涂料与钢结构的防腐涂料相匹配,且防火涂料的施工,按照防火等级达到要求厚度。

技术总结
本发明公开了一种高层建筑钢结构安装工法,包括如下步骤:钢结构制造,钢结构运输,钢结构吊装,钢结构测量,钢结构焊接,钢结构涂装,钢结构的中间验收。达到高层建筑钢结构技术简单,施工难度小,施工精度高的目的。

技术研发人员:李勇超;黄宗川;何炫宇;杜函京;邓丽;罗川
受保护的技术使用者:重庆建工集团股份有限公司
技术研发日:2020.02.20
技术公布日:2020.06.09

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