大型钢骨柱预埋安装施工技术

大型钢骨柱预埋安装施工技术

摘要：广州市城市规划展览中心工程预埋钢骨柱，具有体积大、重量大，预埋安装精度要求高等特点。利用现场塔式起重机、汽车吊机，采用分段吊装，整体控制标高、平面位置的方法，解决预埋安装问题。

关键词：大型钢构件 预埋件 钢骨柱 吊装

Abstract: embedded steel column of Guangzhou City Planning Exhibition Center project has characteristics of larger volume, larger weight, higher precision of installation. It suggests a way to solve the installation problem.by hoisting segmentally, whole control of the plane location and the elevation, with the tower crane, crane.

Key words: large steel column,embedded structure , hoisting 1.工程概况

广州市城市规划展览中心工程，分地下三层，地上九层。划分为北区和南区两个区域，其中南区以钢结构为主，主要有钢桁架、楼层钢梁和吊柱等，分布在二、三、四、六、七层。钢桁架结构为正交桁架结构，主要构件截面为箱型钢。三层主桁架和七层主桁架支撑于4个混凝土筒上，最大跨度约36m，截面高度主要有2.87m、4.1m两种，最大悬挑约21m，单榀桁架最重约65t。桁架与混凝土连接采用预埋钢骨柱的形式，预埋钢骨柱主要分布在三层和七层，构件截面类型为箱型钢。主要截面为600×500×30、350×350×30，分段最大重量11.3t。本工程钢骨柱体积大、质量大的特点，而且四个筒体的预埋要求水平标高统一，轴线相互对应。对安装精度要求较高。

2. 钢骨柱脚预埋件安装

1）预埋件由一层钢板和螺杆组成，主要是用于预埋钢骨柱的柱脚定位。

螺杆节点图

2）测量定位：根据整个工程统一布置的控制网测设细部轴线，确定预埋件安装位置。由于此时只有钢筋网无法进行轴线标定，可以采用拉线的方法保留轴线。

3）埋件安装：在楼层（核心筒）竖向钢筋与水平钢筋能够形成稳定的钢筋网片时，把埋件初步就位，等结构施工钢筋基本绑扎完，利用脚手架，对预埋件

进行精确校正。此时检查轴线定位、标高是否正确。

4）埋件安装就位固定后，经测量复核，验收合格后才能浇筑混凝土。

5）地脚螺栓在浇筑混凝土前应再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢靠，螺纹上要涂黄油并包上油纸，外面再装上套管。浇筑过程中，要防止对螺杆造成损伤。

6）对已安装就位弯曲变形的地脚螺栓，严禁碰撞和损坏，钢柱安装前要将螺纹清理干净，对已损伤的丝牙要进行修复。

3.钢骨柱安装思路

1）南区钢骨柱主要分布在三层和七层，三层钢骨柱吊装时，采用现有的塔吊和汽车吊配合进行吊装。构件制作已根据现场塔吊的起重能力合理分段，确保吊装顺利进行。七层钢骨柱部分节点区域板厚达45mm，经最优分段后，重量也达11.3t，已超过现场塔吊的最大起重量，且吊装的高度达35m，吊装距离最大35m。因此七层钢骨柱吊装采用一台200t汽车吊，布置在原基坑边外进行吊装。（此时基坑内已完成回填。）

因与结构施工交叉施工工序较多，钢骨柱吊装顺序要根据现场实际情况而定。安排专人负责现场安装进度和协调工作，现场具备钢结构施工条件后，及时插入施工。

2）钢骨柱分段：

按钢骨柱的结构特点及重量限制要求，在制作加工时先将钢骨柱分成满足起吊设备吊重的若干部分。各部分按顺序先后安装，焊接连接。

三层钢骨柱分段示意图

七层钢骨柱分段示意图

4. 钢骨柱安装施工

结构施工钢筋绑扎至+13.17m（+27.05m）时，插入进行预埋螺杆的安装，安装完成后进行混凝土浇筑。浇筑完成并达到一定强度后，进行螺杆校正及标高的复核，再进行首节钢骨柱的吊装，吊装后进行钢骨柱垂直度、轴线位置及标高的校正。校正后做临时固定，然后开始其它分段的吊装，吊装完成后进行整个钢骨柱的轴线位置、标高和垂直度的校正，校正完成后开始焊接。

第一步：结构施工完成钢筋绑扎后，插入进行预埋螺杆的安装。

第二步：结构施工完成混凝土浇筑后，进行螺杆校正（检查螺杆的螺纹、垂直度、轴线位置），校正完成后利用调节螺母将柱底标高调整好。

第三步：开始钢柱吊装。起吊前，钢骨柱应横放在枕木上，柱脚板位置垫好模板或方木，起吊时，不得使柱的底端在地面上有拖拉现象。钢柱起吊时必须边起钩、边转臂使钢柱垂直离地。当钢骨柱吊到就位上方200mm时，停机稳定，对准螺栓孔和十字线后，缓慢下落，下落中应避免磕碰地脚螺栓丝扣，当柱脚板刚与基础接触后应停止下落，检查钢柱四边中心线与基础十字轴线得对准情况。如有不符及时进行调整，控制钢柱的就位偏差在3mm以内。满足偏差要求后，继续下落钢柱并座实。同时收紧三个方向缆风绳，楔紧柱脚垫铁，拧紧地脚螺栓的锁紧螺母。如受环境条件限制，不能拉设缆风绳时，可采用在相应方向上以便支撑方式进行临时固定和校正。当钢柱校正完毕后拧紧地脚螺栓、收紧缆风绳，并将柱脚垫铁与柱底板点焊，然后用钢管将钢骨柱做临时固定，再进行剩余分段的吊装。

第四步：校正：

1）柱脚柱脚的位移调整以基面中线与柱身中线对齐为标准，如有偏差，可用千斤顶往反方向调整，千斤顶的反作用受力点可作用在劲性柱脚插筋的根部。

2）垂直度的校正采用两台经纬仪分别置于相互垂直的轴线控制线上（可借用1m 线），精确对中整平后，后视前方的同一轴线控制线，并固定照准部，然后纵转望远镜，照准钢柱头上的标尺并读数，与设计控制值相比后，判断校正方向并指挥吊装人员对钢柱进行校正，直到两个正交方向上均校正到正确位置。钢柱的垂直偏差也可以采用控制柱底位移来调整，利用千斤顶调整柱底中心线的就位偏差来调整柱子的垂直精度。

3）标高校正：用全站仪采用坐标交会法进行校正，因钢骨柱分段较多，每分段均需取两个点进行校正，确保整体标高在误差允许范围内。

5.钢骨柱安装精度保证措施

南区钢桁架支撑与混凝土核心筒的预埋钢骨柱上，而钢桁架吊装需在核心筒整体浇筑完成之后，钢骨柱的安装精度将直接影响桁架的安装质量，为此通过采取以下措施，确保钢骨柱的安装精度。

1)在加工厂成立质检小组，从下料、组装、校正、焊接等工序中层层把关，确保构件尺寸满足规范和设计要求。

2)编制钢骨柱吊装指导书，在吊装前对吊装班组进行技术交底，并在吊装过程中安排施工员实时跟进，确保安装质量。

3)定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上，不得从下层柱的轴线引上。

4)标高可按相对标高进行，安装第一节柱时从基准点引出控制标高在混凝土基础或核心筒上，以后每次使用此标高，确保结构标高符合设计及规范要求。

5)起吊前钢构件应横放在垫木上。起吊时不得使构件在地面上有拖拉现象。回转时需有一定的高度，起钩、旋转、移动三个动作交替进行，就位时缓慢下落，防止损害螺栓。

6)校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑，全面兼顾，每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求。

7)安装完成后安排测量人员进行钢骨柱各分段的垂直度、轴线位置和标高的复核，四个核心筒的钢骨柱应采用相同的测控点，每个独立核心筒的钢骨柱校正完成后，应检查其与已完成的钢骨柱之间的开档尺寸、相对标高，如变差较大应立刻进行调整，确保桁架吊装顺利进行，校正完成后需上报监理进行验收，待验收合格后方可进行焊接。

8)钢骨柱焊接应采用对称焊接，受塔吊及汽车吊起重量的影响整个核心筒钢骨柱分段较多，因此在每个独立钢骨柱、连系梁焊接需要两名焊工在腹板两侧同时开始进行，为了减少钢骨柱整体的焊接变形，应安排八名焊工同时进行四个钢骨独立柱的焊接。

9)在焊接过程中应该全站仪全程进行钢骨柱整体标高、垂直度的监控，如发现变形较大时应立即停止焊接，查明原因后并采取相应措施后方可继续焊接，如耽搁时间较长时，在重新焊接前需进行预热。

10)在形成空间刚度单元后，应及时进行核心筒混凝土浇筑。

11)钢骨柱设置在核心筒上，且标高在13、27m高度上，因此在预埋螺杆的同时，预先在核心筒中心位置预先预埋4块钢板，主要用于固定钢骨柱临时支撑

（H125×125×6×10）。在钢骨柱校正完成后用临时支撑进行焊接固定，确保钢骨柱在混凝土浇筑过程中不会发生位移和减少焊接过程中的变形，如图所示：

6.结语

经检测，钢柱安装质量能有效控制：柱底轴线对定位轴线偏移控制偏差不超过3.0mm，柱子定位轴线控制偏差不超过1.0mm，单节柱的垂直度偏差不超过10.0mm。

该工程预埋钢骨柱的安装，为大型预埋件的空间定位安装提供了实践经验。充分利用了现场的场地和机械，节约了施工成本，也为后继的大型复杂钢结构桁架的施工打下良好的基础。

参考文献：

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《钢结构工程施工工艺标准》 中国建筑工程总公司 中国建筑工业出版社

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。