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1、鋼結(jié)構(gòu)型鋼柱精確定位技術(shù)1、工程概況本工程兩塔樓之間在標(biāo)高74.64m位置有一咖啡連廊，連廊上頂標(biāo)高為86.07m，總高度11.43m，寬度9.2m，總長(zhǎng)度為33. 6m，鋼結(jié)構(gòu)部分總重164噸，其中主體桁架部分66噸，在21層位置貫穿兩塔樓。連廊的主要受力部位為由上下弦組成的主體桁架，桁架長(zhǎng)30.560m、寬9.2m、高3.6m，桁架主梁與次梁之間由大六角頭M20高強(qiáng)螺栓連接，兩塔樓間四根型鋼混凝土柱（型鋼尺寸：7004001630）外伸焊制牛腿，H型桁架主鋼梁與牛腿腹板用M20高強(qiáng)螺栓連接，翼板焊接連接。因此型鋼柱及牛腿預(yù)埋的精確定位是確保連廊桁架順利安裝的前提條件。2、影響型鋼柱施工偏差2、的原因（1） 型鋼柱安裝產(chǎn)生的偏差安裝偏差安裝過程中測(cè)量偏差 吊裝過程中的撓度吊點(diǎn)選擇不合理測(cè)量?jī)x器的偏差讀數(shù)不準(zhǔn)確測(cè)量人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高儀器自身偏差和誤差堆放過程中的撓度支墊方式不合理溫度風(fēng)力造成的偏差未采取有效措施澆注砼時(shí)發(fā)生偏差固定方式自身問題工人野蠻操作（2） 型鋼柱制作產(chǎn)生的偏差圖紙問題焊接工藝放樣不準(zhǔn)確號(hào)料有誤切割不準(zhǔn)確加工制作偏差下料偏差焊接制作偏差技術(shù)準(zhǔn)備不充分號(hào)料人員責(zé)任心不強(qiáng)放樣人員責(zé)任心不強(qiáng)號(hào)料時(shí)未留切割余量切割人員責(zé)任心不強(qiáng)焊工問題加工條件焊接機(jī)械問題焊工無(wú)相應(yīng)資質(zhì)質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)焊制平臺(tái)精度不高機(jī)械化程度低焊制加工過程未矯形未消除焊接變形（3） 平面控制網(wǎng)和豎向控制網(wǎng)偏差水3、平和豎向控制網(wǎng)偏差人的因素機(jī)的因素放線存在偏差儀器操作有誤操作人員無(wú)相應(yīng)資質(zhì)放完線后未復(fù)核儀器本身的測(cè)量偏差儀器未經(jīng)年檢存在測(cè)量誤差室內(nèi)外溫差引起的測(cè)量誤差測(cè)量方案因素水平和豎向控制網(wǎng)放線方案不合理測(cè)量人員質(zhì)量意識(shí)差3、控制措施本工程由兩塔樓組成，鋼結(jié)構(gòu)部分施工高度74.64m-85.94m，裙房以下部分的平面控制可用同一控制軸線；裙房以上兩塔樓，每一塔樓的水平和豎向控制可自成體系，結(jié)合這一特點(diǎn)我們選擇如下測(cè)量放線方案： 3.1水平軸線控制 在零層板上，設(shè)置8個(gè)豎向控制點(diǎn)，每塔樓四個(gè)，如圖示。以8個(gè)基點(diǎn)為控制點(diǎn)，采用激光鉛直儀進(jìn)行豎向投點(diǎn)，控制水平軸線。因高度越高，激光鉛直儀所發(fā)出的激光束擴(kuò)散4、越大。因此，在十層平臺(tái)上，相同位置設(shè)置8個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)行豎向投點(diǎn)的接力傳遞。 型鋼柱于十九層開始埋設(shè)，十九層軸線放好以后，采用全站儀對(duì)兩塔樓的軸線進(jìn)行復(fù)核，如圖示。將全站儀立于B塔樓十九層A點(diǎn)，將反射棱鏡放于A塔樓十九層A1點(diǎn)，側(cè)得A、A1兩點(diǎn)的距離，用同樣方法，測(cè)得B、B1兩點(diǎn)的距離，調(diào)整5軸和9軸之間的距離，使其距離偏差為零。 將全站儀旋轉(zhuǎn)90度，檢測(cè)直線AB是否垂直于直線AA1。測(cè)得線段AB之間的距離，調(diào)整C軸和D軸之間的距離，使其距離偏差為零。3.2豎向標(biāo)高控制每座塔樓的標(biāo)高控制沿其核心筒引測(cè)。兩塔樓均引測(cè)至十九層時(shí)，將水準(zhǔn)儀立于B塔樓上，測(cè)量B塔樓的標(biāo)高控制線，然后將標(biāo)尺立于A塔樓測(cè)量5、A塔樓的標(biāo)高控制線，然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使標(biāo)高控制線的相對(duì)高差 h=0。3.3焊接變形控制本工程中的H型鋼柱采用埋弧自動(dòng)焊，H型牛腿采用手工焊，牛腿與鋼柱的連接也采用手工焊。H型鋼柱采用機(jī)械焊接，焊接完后機(jī)械矯形，偏差不會(huì)很大；手工焊制牛腿及與鋼柱的連接將可能出現(xiàn)比較大的焊接變形。焊縫的橫向收縮值可按下式計(jì)算： S=kA/t 其中：t：焊縫高度；A：焊縫橫斷面積；k：常數(shù)，取0.1。為此我們采取如下措施： 1、將16m長(zhǎng)型鋼柱焊制完畢后進(jìn)行矯形，然后固定在焊接平臺(tái)上，之后將同根鋼柱上的四個(gè)牛腿一一點(diǎn)焊固定。 2、將牛腿點(diǎn)焊固定后，在牛腿之間用兩根14號(hào)槽鋼連接，防止因牛腿發(fā)生焊接變形牛腿間距無(wú)法6、保證。 3、采用等溫同速對(duì)稱施焊的焊接順序。兩牛腿同時(shí)焊接，兩牛腿間焊接的構(gòu)件一致，同一構(gòu)件兩側(cè)焊縫同時(shí)施焊。同一牛腿先焊接與槽鋼相連的翼板，再焊接腹板，最后焊接加勁板。3.4臨時(shí)固定控制鋼柱的臨時(shí)固定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度不夠，則會(huì)引起固定結(jié)構(gòu)的變形和位移，將直接影響型鋼柱的預(yù)埋精度，為此我們采取如下固定方式： 1、在十八層頂平臺(tái)預(yù)埋20020010鋼板，用于臨時(shí)固定架生根；在柱頂位置預(yù)埋4塊10010010鋼板，用于固定型鋼柱。 2、臨時(shí)固定用鋼性骨架由14號(hào)工字鋼焊制，尺寸為200020007500，并在74.91m和74.64m位置即型鋼柱兩側(cè)鋼牛腿位置焊制橫向龍骨，鋼牛腿擱置在橫向龍骨上，控7、制鋼牛腿的標(biāo)高。 3、鋼柱垂直度及標(biāo)高調(diào)整完畢后，將鋼柱與鋼骨籠子用槽鋼焊接固定，并將鋼柱底端與預(yù)埋鋼板固定，之后進(jìn)行支設(shè)模板。 4、模板支撐體系與固定型鋼柱體系不得相連，應(yīng)獨(dú)立成受力體系。為防止兩鋼骨架發(fā)生相對(duì)變形，用腳手鋼管焊接連接。3.5溫度變形控制本工程中單根鋼柱長(zhǎng)度8m，為長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，鋼柱也因熱脹冷縮而變形，并在體內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。根據(jù)理論值，溫度應(yīng)變：l=a tL 溫度應(yīng)力：=a Te 其中： a 材料的線膨脹系數(shù)，鋼材取12.510-61/ ； E材料的彈性模量，鋼材取0.2106； t溫差變化，取晝夜溫差15 ； L構(gòu)件長(zhǎng)度，取8m。帶入數(shù)據(jù)得： l=1.5mm 8、對(duì)于本工程中的鋼柱，校正完畢，未固定之前，在一天內(nèi)早晨、中午兩次對(duì)柱子垂直度進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)，兩次測(cè)量值相差5mm，此部分偏差不可忽視。為消除溫度偏差采取如下措施： 1、增加鋼柱的鋼性固定點(diǎn)，即增加其約束，強(qiáng)制其不發(fā)生變形；2、澆注該部位混凝土?xí)r必須選擇在凌晨，這時(shí)白天的變形已消除，下一次的變形還沒開始。4、實(shí)施效果我們對(duì)已隱蔽施工完畢的型鋼柱牛腿，進(jìn)行測(cè)量。將全站儀和水準(zhǔn)儀架于B塔樓二十層O點(diǎn)，測(cè)量A、B、C、D點(diǎn)，如圖示：鋼結(jié)構(gòu)連廊順利提升到頂，隨即成功進(jìn)行了牛腿螺栓連接，經(jīng)過反復(fù)測(cè)量，型鋼柱牛腿預(yù)埋誤差僅為3mm和4mm。并取得了地方主管部門的質(zhì)量?jī)?yōu)良和過程安全鑒定證明書。5、技術(shù)總結(jié)（1）鋼結(jié)構(gòu)的施工中加工制作、安裝和測(cè)量必須三位一體，以測(cè)量為控制中心，密切配合，相互制約，三者的控制缺一不可。本工程型鋼柱的施工過程中，就嚴(yán)格的貫穿了這一原則。（2） 對(duì)于長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件，在安裝過程中，溫度變形不可忽視。本工程中8m長(zhǎng)型鋼柱，按理論計(jì)算，其變形量為1.5mm，實(shí)際變形量最大可達(dá)5mm，兩者之間差距較大。因此，在今后的類似工程的施工過程中應(yīng)進(jìn)一步探索影響溫度變形的其他因素。（3）通過制訂合理的水平和豎向控制網(wǎng)放線方案，在施工中消除焊接變形、控制溫度變形，以及解決固定結(jié)構(gòu)自身的問題，確保了型鋼柱及外伸牛腿的施工精度符合規(guī)范規(guī)定，從而確保了工程質(zhì)量。