PAGEPAGE14北京航空航天大學(xué)東南區(qū)教學(xué)科研樓鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)總結(jié)1、工程概況北京航空航天大學(xué)教學(xué)科研樓工程位于海淀區(qū)學(xué)院路37號北京航空航天大學(xué)院內(nèi)，設(shè)計功能為教學(xué)、科研、會議、辦公為一體的現(xiàn)代化教學(xué)科研場所，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu),地下２層，地上１1層,局部6層,由Ａ、B、Ｃ、D、E、F、G七個塔樓圍合而成，各塔樓之間采用鋼連橋連接，Ａ、G塔樓之間由鋼桁架連接在一起。整個鋼結(jié)構(gòu)工程共使用約為２000T鋼材。2、設(shè)計概況本工程涉及鋼結(jié)構(gòu)工程的施工可分為六個組成部分:⑴Ⅰ區(qū)九層以上鋼桁架⑵Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)７～１１層鋼連橋⑶Ⅲ區(qū)D座鋼架⑷A~Ｇ座大堂及屋頂鋼結(jié)構(gòu)⑸中心區(qū)鋼樓梯⑹勁性柱與勁性梁2．1Ⅰ區(qū)九層以上鋼桁架該部分為本工程鋼結(jié)構(gòu)中的重點和難點，其工程量所占比重比例最大，鋼桁架投影面積為5６．7ｍ×３２.４m,鋼桁架橫跨在Ａ、G座之間，桁架至地面無建筑物。其下弦底標(biāo)高為37m,上弦標(biāo)高為46ｍ，由三層桿件組成。桁架凈跨度為５６。７m，共由六品桁架組成，其中HＪ1(１20Ｔ)2榀,ＨＪ２(１70T）２榀,HＪ2（25T）２榀（如圖所示）。桁架間通過H型鋼水平梁連接。整個鋼結(jié)構(gòu)總重量約為８60T。2.２Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)７～1１層鋼連橋該部分鋼架主要起到裝飾和連接作用，兩側(cè)連接塔樓,鋼柱自五層頂板生根，在六層與勁性混凝土梁連接，梁、柱均采用H型鋼，鋼梁每米重量約２00ｋg，鋼架鋼梁軸線間距2．0５m，樓板為混凝土樓板,上貼廣場磚飾面。２.3Ⅲ區(qū)D座鋼架該部分鋼結(jié)構(gòu)施工部位為D座十層~十一層，由截面H830×5００×２４×３５的型鋼組成，鋼梁跨度為24。3m，每根鋼梁重量為12T。2。４Ａ~G座大堂及屋頂鋼結(jié)構(gòu)該部分鋼結(jié)構(gòu)分布在A～Ｇ座中庭大堂中,構(gòu)件斷面尺寸較小,長度較短，最長的為16．２m，重量約為1.７T,中庭頂層為波浪形結(jié)構(gòu):3、本工程重點、難點鋼桁架凈跨56．７m，單榀桁架重達1７0Ｔ,整個鋼桁架總重量約8６0T,下部懸空,提升高度3７m。7~１1層鋼連橋（共6組),構(gòu)件截面尺寸大，長度長,而且安裝高度較高.D座十一層鋼架,跨度大，單件構(gòu)件重量大。4、主要施工方案4．1Ⅰ區(qū)九層以上鋼桁架1１-18軸鋼桁架安裝部位圖⑴桁架安裝前,我們根據(jù)現(xiàn)場實際情況,制定了三種施工安裝方案：①在鋼桁架結(jié)構(gòu)下方搭設(shè)滿堂紅腳手架承重平臺，高空散拼費用高:需大量的腳手桿，提高了工程的租賃費及人工費;工期長:高空散拼搭設(shè)腳手架的時間大約為1個月，占用工期長；質(zhì)量差:鋼桁架的拼裝需進行大量的焊接工作，高空施工容易對焊接質(zhì)量造成不利影響；可行性不強：鋼桁架下方即為地下一層頂板,板厚3０0mm，設(shè)計荷載４KN/m2,如搭設(shè)37m高的腳手架承重平臺，下部必須進行加固處理，將嚴(yán)重影響后續(xù)工序的施工,故此方案不可行。②大噸位起重機械直接吊裝就位本工程中ＨJ1重12０Ｔ，HJ２重170T，如采用大噸位起重機吊裝，至少需要兩榀桁架組合一起構(gòu)成穩(wěn)定體系才能吊裝，所以每次起重重量超過３00T，而桁架安裝高度達３７m，故必須采用超大噸位履帶吊進行吊裝，其租賃費用高.而且,工程位于北航院內(nèi)，現(xiàn)場空間狹小,大噸位履帶吊的工作空間不足。故此方案不可行。③地面拼裝，整體提升此方案是將整個鋼桁架結(jié)構(gòu)在地面組拼成整體后利用TJJ—5400液壓牽引器進行整體提升就位的施工方法在十一層勁性混凝土結(jié)構(gòu)施工時加焊牛腿，并輔助其他設(shè)備組成整體提升動力系統(tǒng)，桁架在地面拼裝,待組拼完成后,利用提升系統(tǒng)將整個桁架體系提升就位。此方案費用低，工期短，安全性好，本著“保證安全、節(jié)約成本、確保工期”的原則,我們經(jīng)過篩選,確定采用第三種施工方案.⑵主要施工機具根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點，我們在施工中用于固定液壓油缸的提升支架采用在“勁性混凝土鋼柱”頂部帶斜拉槽鋼的牛腿的方法。⑶液壓提升系統(tǒng)液壓同步提升技術(shù)是一項超大型結(jié)構(gòu)提升安裝施工技術(shù).它采用柔性鋼絞線承重,提升油缸集群,計算機控制,液壓同步提升原理,結(jié)合現(xiàn)代施工工藝，將超大型結(jié)構(gòu)在地面拼裝完成后，整體提升到預(yù)定安裝位置,實現(xiàn)超大噸位的大型結(jié)構(gòu)整體同步提升安裝的施工工藝.TJJ－54００型液壓牽引器YT型計算機控制系統(tǒng)變頻調(diào)速泵站同步傳感器在結(jié)構(gòu)整體提升工作中,采用8臺200噸提升油缸,分別布置在8根勁性柱,頂部。提升過程中,采用２臺泵站，每臺泵站驅(qū)動4臺提升油缸,每臺泵站的額定流量:１6０Ｌ/Min，這樣提升理論最高提升速度可達10m／ｓ。整個提升過程采用計算機集中控制，保證各吊點提升高度、速度保持一致。液壓提升系統(tǒng)⑷鋼桁架提升方法及過程利用塔吊安裝牛腿及提升系統(tǒng)，下吊點加固，連接提升地錨系統(tǒng)調(diào)試，分級加載,提升離地，靜載24小時?桁架整體提升,通過計算機控制調(diào)整各點標(biāo)高整體提升就位,利用提升器將結(jié)構(gòu)鎖定，桁架與支座焊接就位⑸鋼結(jié)構(gòu)的就位焊接桁架提升到預(yù)定高度后,首先進行桁架的定位處理,將螺栓穿入孔中，使用手動扳手進行初擰，達到設(shè)計應(yīng)力強度的70-80%,待準(zhǔn)確定位后，進行終擰,達到設(shè)計應(yīng)力強度的10０％。桁架與勁性柱接頭大樣翼緣板為坡口熔透焊接連接，焊縫等級為一級，２4小時后,進行探傷試驗，在整個就位焊接過程中,始終在縱橫兩個方向用經(jīng)緯儀進行定位，保證了安裝和連接效果。4。２Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)７～１１層鋼連橋鋼連橋結(jié)構(gòu)基本形式為連接兩塔樓之間的鋼架，其鋼柱生根于５層，鋼梁底標(biāo)高為4６。２2m.鋼連橋下部鋼柱鋼連橋施工方法為先采用２0０T履帶式起重機吊裝就位，再進行高空施工焊接的施工方法。鋼梁分為三段,在兩塔樓中間鋼柱處進行搭接,鋼連橋分段如圖。連橋吊裝示意圖４。３Ⅲ區(qū)Ｄ座鋼架該鋼架位于D座十層、十一層，每層四榀，共八榀,每榀重量約為1２T,其下部至四層樓板為懸空。此部分鋼梁不分段，采用200Ｔ履帶式起重機直接吊裝焊接。Ⅲ區(qū)D座鋼架4。4Ａ～Ｇ座大堂及屋頂鋼結(jié)構(gòu)該部分鋼結(jié)構(gòu)分布在Ａ~Ｇ座大堂及屋頂上,大堂鋼結(jié)構(gòu)鋼梁、鋼柱的重量較輕，而且所在位置均在塔吊作業(yè)范圍內(nèi)。因此，直接利用塔吊進行鋼結(jié)構(gòu)安裝施工.此部分鋼結(jié)構(gòu)施工正值土建結(jié)構(gòu)收尾階段，故主要安排在夜間施工，這樣,既保證了結(jié)構(gòu)施工的正常,同時，也節(jié)省鋼結(jié)構(gòu)的安裝所占用的總工期時段。5、小結(jié)通過對北京航空航天大學(xué)東南區(qū)教學(xué)科研樓鋼結(jié)構(gòu)工程的施工，總結(jié)了以下幾點經(jīng)驗：1、鋼結(jié)構(gòu)工程與其他專業(yè)相互配合施工的主要內(nèi)容是勁性混凝土柱和梁施工,在其施工前,應(yīng)結(jié)合各方圖紙,利用工程軟件進行大樣圖繪制,以準(zhǔn)確確定鋼結(jié)構(gòu)上的留孔位置，以避免現(xiàn)場施工中,鋼筋與型鋼梁、柱發(fā)生矛盾時現(xiàn)場開孔，影響鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量.2、Ⅰ區(qū)桁架的組拼、提升是本工程鋼結(jié)構(gòu)施工的重點,超大型鋼結(jié)構(gòu)整體提升技術(shù)興起于上世紀(jì)9０年代初。到目前為止，已相當(dāng)成熟、完備.此次提升鋼桁架總重量達８60T，為了保證桁架的順利提升，在施工過程中，我們嚴(yán)格控制鋼結(jié)構(gòu)組拼,校正。因此，焊縫質(zhì)量是整個組拼工作中的重點。