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大庆石油科技博物馆C区屋面型钢柱安装施工方案

大庆石油科技博物馆型钢柱安装施工技术

[摘要]：随着大空间、大跨度结构的设计应用，要求柱有较高的承载力，型钢钢筋混凝土柱的应用，是型钢与钢筋混凝土的结合，在不增加柱截面尺寸的情况下，大幅度提高柱的承载力和刚度。本文阐述型钢柱的安装施工技术。

全现浇框架结构综合楼及库区配套建筑施工组织设计实例[关键词]：型钢柱安装

大庆石油科技博物馆工程，位于大庆市让胡路区新城北街东侧，世纪大道南侧，框架结构，地上三层局部四层，占地面积13938.98m2，建筑面积54544.74m2，建筑物总高度34.5m，本工程属于大规模公用建筑，平面布置为园形及扇形，平面造型为中石油标志，结构设计新颖，建筑造型美观，功能齐全，设备先进。C区四层为大空间结构，跨度达27m，高度达10m，为增加柱的承载力和刚度，设计中在四层布置了16根型钢钢筋混凝土柱。型钢柱的安装位置为D轴与13～20轴的交汇点，G轴与13～20轴的交汇点，共计16根型钢柱。型钢柱为焊接H型钢结构，断面尺寸为H400×400×30×30，安装底标高为22.95m，顶标高为31.44～32.528m，构件最长为9.6m，单件最重2.7T，其中G轴钢柱单件重为2.5T，D轴钢柱单件重为2.7T。

C区四层型钢柱平面布置图

型钢钢筋混凝土柱平面图

依据现场实际情况编制施工方案，要求安全、经济、可操作。根据起吊点位置，验算型钢柱吊装时的刚度和稳定性，防止出现裂缝和构件失稳。

型钢柱在吊装现场堆放时，为保证安全堆垛高度一般不超过2m和三层，应根据吊装工艺作平面布置进行摆放，避免出现现场二次倒运。

吊装前应对型钢柱的变形、构件标识、制作精度等进行检查，当型钢柱的变形和缺陷超出规范和设计允许偏差时应进行处理。

H型钢柱进场后的的检查

型钢柱吊装焊接施工前应对焊接材料的品种、规格、性能进行检查，各项指标应符合国家产品标准和设计要求。

（1）对使用的各种测量仪器及钢尺进行计量检定符合要求。

（2）对柱底预埋钢板的标高、位置、表面水平度进行复验，符合规范及设计要求。

（3）对进场的型钢柱检查验收，对出现的变形调整完毕。

（4）在安装区域设置足够的电源。

（5）清理柱底预埋钢板上的杂物，并在预埋钢板及型钢柱根部弹上安装定位线。

（1）型钢柱安装前对钢筋混凝土柱底预埋钢板的定位轴线、标高及表面水平度进行检查。

（2）柱底混凝土强度达到设计要求。

（3）柱底预埋钢板的轴线和标高基准点标志准确、齐全，其偏差符合规范及设计要求。

钢柱安装前先设置标高观测点和中心线标志，所有钢柱的观测点和标志设置位置一致，并应符合下列规定：

（1）标高观测点设置在距柱底1m位置，用墨线弹一水平线，以便安装固定前后作复查平面标高基准用。

（2）在柱脚及柱头四面用墨线弹出柱的中心线，以便校正柱的垂直度。

吊装流程：型钢柱分段切割→型钢柱倒运、就位→下段柱吊装就位→上段柱吊装就位，依此类推，直至型钢柱全部安装结束。

由于型钢柱吊装的水平垂直距离均达到40m以上，现场吊车无法进场进行吊装，现场施工用塔吊最大吊重量为1.5吨，型钢柱单体重量达到2.7吨，安装前先将钢柱从中间位置截断，并在下段柱接头处焊上吊装用的吊环鼻子，采用分段吊装，现场组焊的安装方法。

H型钢柱现场切割成两段

型钢柱倒运采用70T吊车，将切割分段的型钢柱依次吊至A、C区塔吊附近，利用塔吊将分段型钢柱吊装至相应的安装位置进行安装。准备就绪后，开始吊装作业。

型钢柱吊点设置在柱的端部，在端部焊接一吊环鼻子，采用单绳一点起吊。将型钢柱吊至安装就位位置，用电焊将型钢柱底板上较高的角焊上，然后用经纬仪在柱相互成90度的两个面上校正垂直度，待合格后将型钢柱底板与柱底预埋钢板焊牢。摘钩，吊装该型钢柱的上段柱，安装时，上下柱的接头处一定要对齐，且接口必须开坡口焊透，接口处不焊接牢固，不得摘钩。以此类推，依次将其它钢柱安装完毕。

下段H型钢柱柱底与预埋钢板的焊接下段型钢柱与上段型钢柱的焊接

型钢柱的校正工作主要是校正垂直度和复查标高。

校正钢柱垂直度需用两台经纬仪观测。首先，将经纬仪放在钢柱一侧，使纵中丝对准型钢柱底座的基线，然后固定水平度盘的各螺丝，对型钢柱的中心线由下而上观测。若纵中心线对准即是柱子垂直；不对准则需调整柱子，直到对准经纬仪纵中丝为止。同时以同样方法测另一面的垂直度，当型钢柱两面垂直度均符合要求后，表示型钢柱准确定位，即可对型钢柱进行临时固定工作，并完成型钢柱的安装焊接施工。

5、型钢柱上后增钢梁安装

由于钢筋混凝土柱截面尺寸为700×700㎜，H型钢柱截面尺寸为400×400㎜，穿过柱的屋面梁为600×2200㎜预应力钢筋混凝土梁，梁下部非预应力筋为18Ф25，在柱中锚固不满足要求，为此设计变更要求型钢柱在梁柱节点处增设H型钢梁，H型钢梁向钢筋混凝土梁中伸出1m长，同时预应力梁底钢筋焊接于型钢柱上，以确保在柱中锚固符合要求。

后增型钢梁安装时，先将柱子的标高控制点返到钢柱上，然后在钢柱四周搭设井字脚手架，脚手架的横杆间距用钢柱上钢梁的位置来确定，同时横杆间距不得大于1.6m,在脚手架上铺满钢跳板，利用钢柱上的水平标高控制线用钢卷尺在钢柱上绘出钢梁的安装定位线，由于单个钢梁的重量最重不超过100kg，故可用棕绳和滑轮将钢梁吊至定位位置进行安装，安装时利用钢卷尺进行钢梁安装高度的调整，通过控制钢柱的边缘线与钢梁端部的距离调整钢梁水平方向的定位，最后将钢梁牢固地焊接在钢柱上。

大梁底部受力主筋与型钢柱焊接型钢柱上焊接钢梁伸入预应力大梁中

预应力大梁波纹管穿过型钢柱时在型钢柱上割孔安装后的H型钢柱

型钢柱的装卸、运输和堆放，均不得损坏构件并应防止变形。型钢柱应放置在垫木上。已变形的型钢柱应予以矫正，并重新检验。

型钢柱校正应先校正偏差大的一面，后校正偏差小的一面，如两个面偏差数字相近，则应先校正小面，后校正大面。

型钢柱在两个方向垂直度矫正好后，应再复查一次平面轴线和标高，如符合要求，则抓紧对型钢柱进行临时固定彭阳县民生家园保障性住房一期工程施工组织设计，以免在风力作用下发生倾斜。

风力对柱面产生压力，柱面的宽度越宽，柱子高度越高，受风力影响就越大，对柱子的侧向弯曲影响也就越大。因此，柱子校正操作时，风力超过5级时不能进行。

焊接工作必须由取得焊接考试合格证的焊工担任。焊接材料应与焊接母材相符，否则不得焊接。

焊条应有质量证明书，使用前应抽查外观质量，其方法是将焊条由1米高处自由落到铁板上，药皮无脱落、裂纹现象，即为合格。施焊前，焊条必须进行烘干处理。

吊装作业范围内设立警戒线，并设专人看护，禁止非工作人员通行。现场所有人员必须坚守工作岗位，听从指挥，统一行动，以确保安全。

根据工程特点，在施工以前对吊装用的机械设备和索具、工具进行检查，如不符合安全规定则不得使用。

现场施工临时用电必须严格执行《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46）等的规定河北省村庄规划编制导则(试行)（河北省自然资源厅2019年11月），电工需持证上岗。

严禁超载吊装、歪拉斜吊，吊车避免满负荷行驶。进入施工现场必须佩带安全帽，高空作业必须系安全带，穿防滑鞋。高空作业人员使用的工具及安装用的零、部件应放入随身佩带的工具袋内，不可随便向下丢掷。施工时尽量避免交叉作业，如必须交叉作业时，不得在同一垂直方向上操作。下层作业的位置必须处于依上层高度确定的可能堕落范围之外，不符合上述条件的应设置安全防护层。

设计与施工有时存在脱节现象，有时候设计未考虑到现场实际施工条件，致使现场施工条件无法满足设计要求，影响施工质量。设计中做好建筑与结构、各专业设计之间的协调，同时兼顾施工现场的实际施工条件，这样即能满足设计要求，又能保证施工质量。本工程设计中，虽然采用型钢钢筋混凝土柱能够提高柱的承载力和刚度，但由于柱位于四层，水平、垂直吊运距离均大于40m，柱单体重量达2.7吨，现场垂直运输能力无法满足，只能采取分段吊装现场组焊施工工艺，不利于保证型钢柱的安装质量。由于H型钢柱与钢筋混凝土柱截面尺寸相近，只差300㎜，每边只有150㎜空隙，致使屋面预应力大梁受力主筋在柱中锚固无法满足要求，只能靠钢筋与型钢柱的焊接来满足钢筋的锚固要求，不利于保证施工质量。