裕达国际贸易中心大厦双H形钢柱安装技术

图1　双H形钢混凝土柱

　　该工程位于郑州市中原西路220号，整个建筑长79.5m，宽65.5m，主楼的筏形基础，南裙房的箱形基础埋深-16.25m，主楼(2栋塔楼)总高度201.6m，总建筑面积144668m2，地上45层，地下4
层，A、B塔楼中间裙房14层。总投资约17亿元人民币。
　　A、B两座塔楼，共采用32根双H形钢柱，外包钢筋混凝土(图1)，双H形钢柱共用钢材1400t。

图2　双H形钢柱平面布置

1　双H形钢柱的柱形和断面
　　A、B塔楼从筏基顶板-13.15m至地上59.55m，每层设有32根双H形钢柱(图2)。其柱形为国产舞阳铁厂生产的Ⅰ级钢板(即Q235A)，厚度为36mm、30mm加工组成双H形钢柱。其截面形式有2种(图3)按孔的布置有9种规格，钢柱每节重量1～3t不等。

图3　双H形钢柱截面形式

2　双H形钢柱的吊装
2.1　现场吊装概况及出厂前的准备
　　根据现场2台塔吊的实际位置，确定出吊钩在每1位置的最大吊装重量，见图4。制作厂家依据设计院的分段制作方案加工制作，确保塔吊不超载运行。由2台塔吊(FQ/23B，R=60m)构成一吊装体系。北塔吊卸车及安装的构件有A塔11根，B塔5根。南塔吊吊卸及安装的构件有B塔11根，A塔5根。钢柱在制作厂内预拼装时，将中心线用样冲打在柱子两端的翼缘板上，并作红色标记，用于安装时的轴线和垂直度控制。所有构件出厂时全部编好柱号、节号，南、北方向，便于安装。
2.2　吊装应注意的事项
　　(1)因施工场地的限制，所有钢柱不能同时大批量出厂，必须按现场安装顺序出厂，向北塔和南塔提供将要吊装的钢柱，以节省时间。
　　(2)起重工应熟悉塔吊在每一吊装点的承载能力，塔吊司机与指挥要密切配合，口令手式要准确。
　　(3)起吊前应仔细检查钢丝绳扣、吊具等有无损伤，有损伤的严禁使用。
　　(4)吊装时应将吊臂摆置在所吊构件的重心之上，然后缓慢行走“小车”，将构件吊到位，严禁转臂与“小车”行走同时进行，严禁快起、快落、急停等操作。

图4　现场吊装塔吊位置示意

　　(5)吊装到位之前，应根据标明型号、方向对号入座，特别应注意相同截面尺寸的钢柱，配筋的柱与轴线位置、穿筋孔位不同，切勿错位。
　　(6)钢柱就位后，安装临时固定板上的螺栓，同时对垂直度初校，超差时用手拉葫芦校正。用钢板尺检查错边量，合格后，卸去吊索，割掉吊耳，并磨平，清理干净焊缝两侧30～50mm范围内的铁锈、毛刺和油污。
2.3　校正固定
　　钢柱吊装到位时，柱底轴线位置用撬棍进行调正，钢柱垂直度由2台经纬仪在相邻两侧同时观测调正。按照《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—95)附录C，柱脚底座中心线对定位轴线的偏移不大于5mm，柱垂直度当柱高H≤10m时，按不大于10mm的要求进行控制。发现偏差过大用手拉葫芦校正，待钢柱安装达到规范要求时，立即上紧连接板固定，并用点焊临时定位。再检查一遍钢柱底部轴线位置和垂直度，合格后，实施对称焊接。焊接完毕后拆除连接板。
3　双H形钢柱的焊接
3.1　焊接前的准备
　　(1)焊接前，焊条先在现场的烘干箱里烘干，烘干温度为200～250℃，烘干后保温1～2h，当班未用完的焊条，应按规程重新烘干。
　　(2)施焊前，应检查焊机运行是否正常。
　　(3)由于钢柱对接口的位置距地面高度不等，施焊前在钢柱周围搭设牢固脚手架，铺设脚手
板。
3.2　焊接材料及设备
　　焊接材料选用E4303，φ4mm的猴王牌焊条。共16台ZXS-400D电焊机，电流为220～250A。
3.3　焊接工艺
　　每段钢柱下接口须打坡口，翼板为单面坡口，腹板为双面坡口，上接口不打坡口，其坡口角度为50±5°。当垂直度、轴线位置和上下错口对接缝符合规范要求后，将其四周点固。然后两人开始从翼板外侧对称焊接。焊接缝隙要求分4次填焊完，满足焊缝余高8mm的要求。焊接完毕后，再对称焊另一侧翼板外侧，每填焊一遍均用引弧板收根。而后再对称焊腹板，要求6次填焊完，满足焊缝余高的要求。焊接顺序和坡口示意见图5、6、7。钢柱焊接全部完成后，拆除连接板。进行焊缝外观检查，有缺陷或焊缝余高不够的进行修补，直到合格为止。

图5　焊接顺序

图6　翼板焊接坡口示意

图7　腹板焊接坡口示意

4　质量保证措施和焊接质量检验
4.1　质量保证措施
　　(1)运输、就位应在车上和每层楼板面上加垫木，运输过程中不许发生碰撞，防止变形。
　　(2)安装就位时，利用2台经纬仪在相邻两侧同时检测，进行垂直度的校正。
　　(3)施焊时，每条焊缝要连续操作，收根要有引弧板，保证焊缝质量。
　　(4)大风、大雨天严禁施焊。小雨和雾气较大时施焊必须搭设防护棚和围护措施。夜间施工照明应充足。
　　(5)冬季施工要防止冷缩变形。应按设计及规范要求对施焊部位加热。
　　(6)夏季施工应防止热效应。中午最热期间，不宜进行垂直度校正、纠偏和平整度校正。
　　(7)钢柱的安装必须符合设计和《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—95)和《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81—91)中的有关规定。
　　(8)所有钢柱在穿钢筋时，在钢筋对接头处穿不过钢柱预留钢筋孔时，应在钢柱以外约1.5m处断开，采用搭接焊将其连接。或用电动砂磨机磨光接头处。
4.2　焊缝质量的检验
　　(1)所有焊缝按《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—95)表4.7.2的内容，进行外观检
查，确保表面平整，无裂缝、无缺陷、无气孔、夹渣、油污等现象。
　　(2)所有焊缝为二级，要求采用超声波探伤，探伤数量为20%，探伤检验要求应符合(GB50205—95)表4.7.2中的规定。所有检验项目检查合格后，方可同意下道穿钢筋工序的施工。

刘树春，中国建筑二局二公司，工程师，洛阳　471001