1、大型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制賈永標(biāo)（上海遠(yuǎn)東水運(yùn)工程建設(shè)監(jiān)理咨詢公司，上海200080）摘要：以上海吳淞口國際郵輪碼頭客運(yùn)中心大樓為例，闡述屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量控制。介紹該工程概況，分析該工程的特點(diǎn)和難度。介紹大型箱型截面肋環(huán)型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)工程制作、安裝和質(zhì)量驗(yàn)收等方面的質(zhì)量控制內(nèi)容。關(guān)鍵詞：港口鋼結(jié)構(gòu)制作安裝質(zhì)量控制TheQualityControlofConstructionforSteelStructureofLargeReticulatedShellSystemJIAYongbiao(ShanghaiYuandongTransportEngineeringConstru

2、ctionandSupervisionCorporation,Shanghai200080,China)Abstract:Thepassengerbuildingoftheinternationalcruiseterminalistakenasanexampletostatethequalitycontrolofroof'ssteelstructureengineering.Thegeneralsituation,characteristicsanddifficultyofthisengineeringisintroduced.Thenthemanufacture,installati

3、onandqualitycheckandacceptofthesteelstructureofringreticulatedshellsystemoflargeboxstylesectionareintroduced.Keywords:portsteelstructuremanufactureinstallationqualitycontrol作為上海國際航運(yùn)中心建設(shè)的重要組成部分，上海吳淞口國際郵輪碼頭工程于2011年10月15日宣布開港，并投入運(yùn)營。該工程歷經(jīng)三年的建設(shè)，終于將規(guī)劃演變成了現(xiàn)實(shí)。上海吳淞口國際郵輪碼頭工程的建成，不僅為長江口增添了一道亮麗的風(fēng)景，成為上海新的對外交流窗口，也

4、為上海市拓展郵輪經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展安裝了新的引擎。上海吳淞口國際郵輪碼頭工程由碼頭、引橋、水上平臺和客運(yùn)中心大樓等四部分組成。面積達(dá)2.4萬m的客運(yùn)中心大樓建在水上平臺之上，由514m引橋與陸地連接，客運(yùn)中心大樓外形美觀別致，宛若水中生出的一只銀色巨貝，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去又像一只眼睛，所以被美稱為“東方之睛”，見圖1。圖1客運(yùn)中心大樓外觀造型港口科技港口建設(shè)該客運(yùn)中心大樓屋蓋造型采用的是鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)橢球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)件類型多，規(guī)模大，制作安裝難度高，施工技術(shù)難度最大。筆者有幸參與了該客運(yùn)中心大樓的施工監(jiān)理工作，結(jié)合客運(yùn)中心大樓屋蓋鋼結(jié)構(gòu)施工監(jiān)理工作實(shí)踐，對鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段的質(zhì)量控制進(jìn)行簡單

5、闡述，以供同行參考。2.1 鋼結(jié)構(gòu)制作加工難度高客運(yùn)中心大樓的屋蓋造型為橢球形，所以徑向構(gòu)件和屋帽構(gòu)件具有弧形曲線，特別是邊緣加強(qiáng)構(gòu)件，具有彎扭特征（見圖3）。為此，構(gòu)件加工前首先要建立三維模型，計算出彎扭構(gòu)件各個控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，在此基礎(chǔ)上制作專門的組裝胎具及預(yù)拼裝胎架。1工程概況上海吳淞口國際郵輪碼頭公共配套設(shè)施一一客運(yùn)中心大樓，位于上海市寶山區(qū)吳淞口北側(cè)的炮臺灣防波堤水域岸線（寶山支航道內(nèi)），向東南距吳淞口約2km。客運(yùn)中心大樓建于郵輪碼頭平臺上（通過引橋與岸邊相連）?？瓦\(yùn)中心大樓的結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)單層肋環(huán)形屋面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，建筑面積約為2.4萬m2,共計三層（包括一層夾

6、層，二層夾層），建筑高度23.95m?？拐鹪O(shè)防類別為乙類，抗震設(shè)防烈度7度。建筑物使用年限為50年。鋼結(jié)構(gòu)屋蓋造型為標(biāo)準(zhǔn)橢球面。橢球面東西向長度為158m,南北向?qū)挾葹?7m,矢高為22m,采用箱型截面肋環(huán)型單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系（見圖二），并在網(wǎng)殼周邊開孔處設(shè)置箱形截面拱梁進(jìn)行加強(qiáng)。屋蓋內(nèi)部由8根混凝土框架柱作為網(wǎng)殼的支點(diǎn)，每根柱子上伸出樹杈形的鋼管構(gòu)件與上部單層網(wǎng)殼連接。鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的構(gòu)件型式主要為箱型構(gòu)件，包括環(huán)向構(gòu)件、徑向構(gòu)件、邊緣加強(qiáng)構(gòu)件、屋帽構(gòu)件等，構(gòu)件截面最大規(guī)格為2000mmX700mm圖2客運(yùn)中心大樓屋蓋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系圖3客運(yùn)中心大樓邊緣加強(qiáng)構(gòu)件2.2 安裝精度控制難度高每個構(gòu)件在預(yù)制

7、廠加工完成后需要在現(xiàn)場完成空中對接，由于每個構(gòu)件空間坐標(biāo)都不一樣，且需要三維坐標(biāo)，需要進(jìn)行大量精確計算和現(xiàn)場放樣，測量工作量大，難度高。2.3 吊裝難度高鋼結(jié)構(gòu)屋蓋面積大，安裝高度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為現(xiàn)場吊裝帶來很大的難度。在實(shí)際吊裝前需要根據(jù)吊裝設(shè)備的吊裝能力、作業(yè)半徑以及鋼結(jié)構(gòu)的自然間隔對構(gòu)件進(jìn)行分段，既要滿足結(jié)構(gòu)受力要求，又要滿足現(xiàn)場吊裝要求。2.4 現(xiàn)場焊接量大、要求高屋蓋鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝完成后，各構(gòu)件之間均采用焊接工藝。主要構(gòu)件之間的對接焊縫要求坡全熔透焊接，坡口焊縫均要求等強(qiáng)度焊接，按一級焊縫質(zhì)量控制，現(xiàn)場焊接工作量大、質(zhì)量要求高，同時焊工作業(yè)條件差。2.5 現(xiàn)場組織協(xié)調(diào)工作量大鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)

8、場安裝的同時，客運(yùn)中心大樓內(nèi)部裝飾裝修、水電安裝等工作也在同步施工，故在.13.2本工程鋼結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)與難點(diǎn)V?L994-20MChinaAcadcniic.ToumulElcclrtinicPublishing國皿亂Alli儂弊xvsefvcdLhllpwuxCiikLnci港口科技港口建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，現(xiàn)場的協(xié)調(diào)工作量很大。3充分做好施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備工作能夠達(dá)到事半功倍的效果。監(jiān)理人員十分重視鋼結(jié)構(gòu)施工前的各項準(zhǔn)備工作，重點(diǎn)圍繞如何確保鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝質(zhì)量控制，切實(shí)做好以下幾方面的工作。3.1 專業(yè)承包方的資質(zhì)審查屋蓋鋼結(jié)構(gòu)部分由上海某特級鋼結(jié)構(gòu)施工單位進(jìn)行專業(yè)

9、分包，經(jīng)審查該單位具有相應(yīng)的技術(shù)能力和綜合實(shí)力，具有相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)施工資質(zhì)和設(shè)計資質(zhì)，相應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)豐富，這也為鋼結(jié)構(gòu)的順利施工打下了良好基礎(chǔ)。3.2 設(shè)計詳圖的復(fù)核和會審鋼結(jié)構(gòu)加工廠制作的依據(jù)是鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖，詳圖上應(yīng)明確所有構(gòu)件的加工細(xì)節(jié)，如材料、焊縫、節(jié)點(diǎn)等，而原設(shè)計圖紙卻不具備這種特征，必須根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征并結(jié)合制作及安裝的需要加以細(xì)化，最終轉(zhuǎn)化成可供工廠進(jìn)行加工的施工詳圖。本工程鋼結(jié)構(gòu)部分的深化設(shè)計是由鋼結(jié)構(gòu)承包方負(fù)責(zé)的。深化設(shè)計完成后，一方面，監(jiān)理要督促承包方將詳圖提交總體設(shè)計院進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)，另一方面，監(jiān)理還要組織各方進(jìn)行詳圖的會審，重點(diǎn)審查詳圖是否對其他專業(yè)有遺漏，如屋面板、照明

10、、監(jiān)控等專業(yè)的預(yù)埋件、預(yù)埋板設(shè)置。3.3 施工組織設(shè)計和關(guān)鍵工序施工方案的審查作為組織施工的重要指導(dǎo)性文件，監(jiān)理人員應(yīng)對施工方編制的施工組織設(shè)計進(jìn)行認(rèn)真審查，重點(diǎn)圍繞施工組織設(shè)計編制的程序性、符合性以及針對性進(jìn)行審查。1）程序性審查。項目經(jīng)理部編制的施工組織設(shè)計應(yīng)經(jīng)承包方的技術(shù)負(fù)責(zé)人審核批準(zhǔn)，未經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核批準(zhǔn)的應(yīng)予以退回。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，危險性較大的分部、分項，在工程施工前還應(yīng)在施工組織設(shè)計的基礎(chǔ)上編制專項施工方案，超過一定規(guī)模的危險性較大的分部、分項工程承包方，還應(yīng)組織專家對專項施工方案進(jìn)行論證；2）符合性審查。施工組織設(shè)計中有關(guān)的受力分析、施工工藝、技術(shù)措施、安全措施等，必須符合建

11、設(shè)工程的有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求；3）針對性審查。施工組織設(shè)計的編制應(yīng)充分針對本工程的特點(diǎn)以及所處的環(huán)境和管理模式，必須具有可操作性。3.4 施工人員資格以及設(shè)備狀態(tài)的審查重點(diǎn)審查電焊工、吊車司機(jī)等特殊工種的上崗證書是否完備、是否在有效期內(nèi)，培訓(xùn)是否及時、規(guī)范；關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)是否良好，檢修保養(yǎng)記錄是否完整。3.5 編寫好監(jiān)理實(shí)施細(xì)則鋼結(jié)構(gòu)工程施工前，監(jiān)理人員應(yīng)在已批準(zhǔn)的監(jiān)理規(guī)劃、施工組織設(shè)計的基礎(chǔ)上，編制有針對性的鋼結(jié)構(gòu)工程施工監(jiān)理實(shí)施細(xì)則。同時，監(jiān)理實(shí)施細(xì)則編制完成后還要向監(jiān)理人員內(nèi)部和承包方進(jìn)行交底，使監(jiān)理內(nèi)部和承包方充分明確監(jiān)理工作范圍以及質(zhì)量控制的程序、方法以及控制目標(biāo)值。4強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)制作

12、質(zhì)量控制鋼結(jié)構(gòu)工程屬于裝配式結(jié)構(gòu)，大部分鋼構(gòu)件均在加工廠制作，同時本工程的鋼構(gòu)件造型十分復(fù)雜，特別是部分構(gòu)件具有彎扭特征。監(jiān)理單位派出了2名經(jīng)驗(yàn)豐富的監(jiān)理工程師常駐加工廠，除做好常規(guī)的鋼材、焊接材料以及加工設(shè)備的檢查外，重點(diǎn)做好以下幾方面的制作質(zhì)量控制。4.1 焊接工藝評定焊接工作正式開始前，對工程中首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊接接頭形式、焊后熱處理等，要求加工廠必須進(jìn)行焊接工藝評定試驗(yàn)。試驗(yàn)符合要求后，方才同意進(jìn)行正式焊接。4.2 構(gòu)件的制作分段本工程徑向構(gòu)件、屋帽構(gòu)件、邊緣加強(qiáng)構(gòu)件的長度較長，部分邊緣加強(qiáng)構(gòu)件單件重量很大，結(jié)合現(xiàn)場施工和運(yùn)輸?shù)男枰?，加工廠制作時必須進(jìn)行分段。對于如

13、何分段，監(jiān)理人員應(yīng)督促承包方嚴(yán)格遵守以下幾個分段原則：1）充分考慮結(jié)構(gòu)體系特征及受力特點(diǎn)，必須滿足結(jié)構(gòu)受力的要求及設(shè)計要求；2）在滿足現(xiàn)場施工要求的情況下，盡可能使得構(gòu)件在工廠進(jìn)行焊接成型，減少構(gòu)件的分段點(diǎn)和現(xiàn)場焊接量，提高工程質(zhì)量；3）充分考慮運(yùn)輸條件及施工組織方案的要求。4.3 彎扭構(gòu)件三維模型的搭建1141QQ4-2014ChinaAcEidTunudEluvlronicFub出hin四House.AllH由忖ic'icrvcd.hUj?:ww.ciikuiLJl港口科技港口建設(shè)根據(jù)深化設(shè)計提供的數(shù)據(jù)，需要編寫生成彎扭曲線的程序。將此程序?qū)隒AD,由CAD自動生成曲線，然后根據(jù)

14、此曲線搭建彎扭構(gòu)件的三維模型。同時，據(jù)此模型搭建組裝胎架，并由計算機(jī)自動生成彎扭構(gòu)件各點(diǎn)的三維控制坐標(biāo)以及胎架搭設(shè)的三維控制坐標(biāo)。該坐標(biāo)不僅作為加工廠下料、胎架搭設(shè)、組裝的依據(jù)，而且還是監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收的依據(jù)。4.4 構(gòu)件制作的隱蔽驗(yàn)收由于本工程鋼結(jié)構(gòu)主要是箱型構(gòu)件，為此，在上側(cè)蓋板組裝前，必須要求承包方提前通知監(jiān)理工程師對箱型構(gòu)件內(nèi)部焊接質(zhì)量進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收。只有驗(yàn)收合格了，才能進(jìn)行上側(cè)蓋板的組裝。4.5 構(gòu)件的成型檢測構(gòu)件組裝焊接校正后，督促承包方進(jìn)行全面檢測。檢測在原組裝胎架上進(jìn)行，用全站儀對各控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)進(jìn)行測量。然后根據(jù)測得的坐標(biāo)點(diǎn)與軸側(cè)圖中給定的控制點(diǎn)坐標(biāo)核對，得出構(gòu)件組裝焊接后

15、的實(shí)際變形情況，對超差處進(jìn)行局部修整。4.6 構(gòu)件的工廠預(yù)拼裝為保證現(xiàn)場安裝的質(zhì)量和精度，提高現(xiàn)場一次拼裝和吊裝成功率，減少誤差，要求加工廠必須對徑向構(gòu)件、屋帽構(gòu)件及邊緣加強(qiáng)構(gòu)件進(jìn)行工廠預(yù)拼裝（見圖4）。同時，監(jiān)理工程師對預(yù)拼裝的情況進(jìn)行全面檢查，嚴(yán)格按照預(yù)拼裝允許偏差值做好實(shí)測實(shí)量（見表1）。預(yù)拼裝檢測合格后，就要督促加工廠及時標(biāo)記好各構(gòu)件的編號以及構(gòu)件之間的對接接口，使用專用夾具對構(gòu)件進(jìn)行包裝，準(zhǔn)備出運(yùn)。圖4構(gòu)件工廠預(yù)拼裝示意圖5嚴(yán)格做好鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制鋼結(jié)構(gòu)安裝是鋼結(jié)構(gòu)工程中的重要環(huán)節(jié)之一。它主要包括鋼結(jié)構(gòu)的定位、空中吊裝焊接、鋼結(jié)構(gòu)卸載以及鋼結(jié)構(gòu)涂裝等。在現(xiàn)場安裝中，監(jiān)理人員應(yīng)重點(diǎn)做

16、好以下幾方面工作：5.1 鋼結(jié)構(gòu)的定位放線、變形監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)的定位放線主要包括：地面預(yù)拼裝的定位、吊裝焊接過程的空間定位、鋼結(jié)構(gòu)焊接后以及加載過程中的變形觀測。作為監(jiān)理人員主要審查承包方的測量方案是否合理，測量儀器是否在校準(zhǔn)期內(nèi)，使用的測量基線是否準(zhǔn)確，定位放樣計算是否正確。同時，監(jiān)理人員還應(yīng)對現(xiàn)場的測量基線、放樣的軸線與標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，對變形監(jiān)測進(jìn)行旁站檢查。5.2 鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、焊接鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、焊接是鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是監(jiān)理人員現(xiàn)場控制的重點(diǎn)。1）應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際，對承包方吊裝方案的選擇進(jìn)行慎重的審查。由于本工程的客運(yùn)中心大樓建在水上平臺上，平臺的承載能力決定了鋼結(jié)構(gòu)安裝不能采

17、用大型履帶吊在平臺上行走安裝鋼結(jié)構(gòu)，因此，承包方只能考慮采用塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝。2）臨時支撐體系應(yīng)符合施工組織設(shè)計的要求。在構(gòu)件安裝過程中，尚未形成一個完整體而整體剛度較弱，因而需要設(shè)置一些臨時支撐體系來維持構(gòu)件的穩(wěn)定。3）采用旁站和巡視的方式做好現(xiàn)場焊接的質(zhì)量檢查，隨時檢測焊縫縫隙、焊縫尺寸以及焊接觀感質(zhì)量，用照相機(jī)、攝像機(jī)記錄焊接過程。4）按設(shè)計圖紙要求的焊縫質(zhì)量等級進(jìn)行焊縫無損探傷檢測。監(jiān)理人員應(yīng)見證無損檢測過程。由于各方積極主動地參與質(zhì)量控制，本工程焊縫質(zhì)量檢測合格率達(dá)100%5.3 鋼結(jié)構(gòu)的涂裝鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)的耐久性和維護(hù)費(fèi)用，影響著鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命和結(jié)構(gòu)安全。本工

18、程的防腐處理分為兩部分：一部分是在加工廠完成的，包括噴砂除銹，底漆、中間漆的處理，由駐場監(jiān)理人員負(fù)責(zé)監(jiān)督；另一部分是在施工現(xiàn)場完成的，主要包括焊縫的防腐處理.15.hUn護(hù)w就的,cnkuiclQQ4-2014ChinaAcEidcnik：EkcgnkPuh出hingHouse.AllrinhlsrscivM港口科技港口建設(shè)和面漆涂裝，由于現(xiàn)場涂裝條件差，監(jiān)理人員應(yīng)重點(diǎn)控制。面漆涂裝前，監(jiān)理人員必須組織一次全面檢查，對有碰損的部位及時要求承包方進(jìn)行補(bǔ)涂。焊縫部分的拋光除銹，必須經(jīng)監(jiān)理人員檢查驗(yàn)收后才能進(jìn)行各層的涂裝。所有部位涂裝完成后，監(jiān)理人員應(yīng)組織承包方對涂層厚度進(jìn)行檢測。收基礎(chǔ)上的，對于分項工程、分部工程的驗(yàn)收，監(jiān)理重點(diǎn)是做好質(zhì)量控制資料的審查和重要分部工程的有關(guān)安全、功能的檢驗(yàn)、抽樣檢測結(jié)果的審查。單位工程施工完成后，監(jiān)理人員應(yīng)及時對承包方提交的竣工驗(yàn)收報告進(jìn)行審查，編寫單位工程質(zhì)量評估報告，參與建設(shè)單位組織的單位工程質(zhì)量驗(yàn)收會議。6認(rèn)真組織好鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收對于工程施工過程中的質(zhì)量驗(yàn)收是監(jiān)理人員的重要職責(zé)。鋼結(jié)構(gòu)工程施工完成后，監(jiān)理人員應(yīng)及時按照國家標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求組織好檢驗(yàn)批、分項、分部工程的驗(yàn)收，其中應(yīng)重點(diǎn)抓好檢驗(yàn)批的質(zhì)量驗(yàn)收。這是因?yàn)闄z驗(yàn)批是施工質(zhì)量驗(yàn)收的最小劃分單元，也是施工現(xiàn)場最基