超高層建筑鋼板剪力墻技術(shù)應(yīng)用

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摘要:介紹了某地塊的T4塔樓工程超高層建筑的基本概況，如高度、層數(shù)等。并對(duì)鋼板剪力墻施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了描述，工藝包括鋼板剪力墻拼裝、鋼板剪力墻吊裝、鋼板剪力墻焊接以及鋼板剪力墻焊后校正等。最后，通過(guò)工程實(shí)驗(yàn)對(duì)以上工藝安裝的鋼板剪力墻的成效進(jìn)行了檢驗(yàn)，使鋼板剪力墻難以安裝與焊接的難題得到有效解決。

關(guān)鍵詞:高層建筑，焊接，校正，吊裝，鋼板剪力墻

1概述

隨著高度超過(guò)400m的城市綜合體建筑的發(fā)展，為保證結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，超高層建筑大部分采用勁性結(jié)構(gòu)來(lái)提高其承載能力以及抗側(cè)能力，鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)由此而生［1］。但這種結(jié)構(gòu)形式也給超高層建筑施工帶來(lái)技術(shù)難關(guān)，對(duì)于鋼板剪力墻勁性結(jié)構(gòu)的安裝精度控制、整體變形控制等成為施工過(guò)程質(zhì)量的關(guān)注點(diǎn)［2-4］。通過(guò)對(duì)某地塊的T4塔樓工程實(shí)例介紹鋼板剪力墻的施工技術(shù)。主要包括安裝、焊接等。

2工程概況

本工程為某地商業(yè)、商務(wù)兼容住宅項(xiàng)目一標(biāo)段，為2019年2月27日中標(biāo)的項(xiàng)目，位于浙江省杭州市蕭山區(qū)某板塊。本工程共含3棟超高層，T3樓為高199．800m的辦公樓、T4及T5樓為高191．400m的住宅樓。其中T3樓基礎(chǔ)～42層(標(biāo)高－12．600～148．370)部分框架柱內(nèi)含型鋼柱，B1層～14層(標(biāo)高－5．800～49．570)部分剪力墻內(nèi)含型鋼柱及鋼板;T4，T5樓基礎(chǔ)～26層(標(biāo)高－12．600～95．670)部分框架柱及剪力墻約束邊緣暗柱內(nèi)含型鋼柱，B1層～26層(標(biāo)高－5．800～95．670)部分鋼板混凝土剪力墻內(nèi)含型鋼柱及鋼板。

3鋼板剪力墻施工關(guān)鍵技術(shù)

在鋼板墻具體施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生前期考慮不全的各類問(wèn)題，包括剪力墻鋼板的水平底座與豎向構(gòu)件鋼筋定位沖突、鋼板剪力墻鋼結(jié)構(gòu)暗梁與墻體分布鋼筋定位綁扎沖突、鋼板剪力墻暗梁處鋼筋過(guò)密導(dǎo)致混凝土下料困難并難以振搗、鋼板定位偏位及焊接變形導(dǎo)致的偏位與墻體鋼筋沖突及模板定位加固沖突等問(wèn)題［5-8］。因此鋼板剪力墻的施工實(shí)現(xiàn)技術(shù)必須確保，以保證現(xiàn)場(chǎng)鋼板剪力墻的正常施工。T4樓鋼板剪力墻外框有8根框架勁鋼柱，鋼柱截面尺寸最大為400×35，最大板厚為35mm，材質(zhì)為Q345B。組合鋼板剪力墻由型鋼柱、鋼梁、鋼板組成，型鋼柱截面尺寸為H250×170×20×20mm，250×170×25×25mm，250×170×30×30mm，鋼梁截面尺寸最大為300×30，鋼板厚度規(guī)格:20mm，25mm，30mm，材質(zhì)為Q345B。勁性鋼骨柱從基礎(chǔ)－12．6m～95．67m，鋼板剪力墻從－5．8m～95．67m(見(jiàn)圖1，圖2)。

4鋼板剪力墻安裝

4．1鋼板剪力墻吊裝

1)鋼板剪力墻吊耳及臨時(shí)連接板設(shè)置。臨時(shí)連接板設(shè)置在核心筒鋼板剪力墻的橫向與豎向焊縫之間，并且橫向焊縫使用的臨時(shí)連接板部分兼做吊耳。吊耳的位置依據(jù)單元中心位置而定，一般為距離中心的位置。鋼暗樁的翼緣兩側(cè)適宜安裝臨時(shí)連接板，材質(zhì)使用Q345，并且兩個(gè)連接板之間的距離不大于1m。2)鋼板剪力墻就位。施工時(shí)需要用到四臺(tái)塔式起重機(jī)，但由于施工場(chǎng)地較小，起重機(jī)均在核心筒內(nèi)進(jìn)行工作。鋼板剪力墻的吊裝方法為兩點(diǎn)起吊，但核心筒的上部被頂升鋼平臺(tái)遮擋，因此為了成功安裝核心筒內(nèi)部的鋼板剪力墻，必須使用雙機(jī)換鉤法吊裝。其中，塔式起重機(jī)背后的鋼板剪力墻以及連線2臺(tái)塔式起重機(jī)不能使用雙機(jī)換鉤法，因此選用了手動(dòng)葫蘆拉結(jié)鋼板剪力墻。塔式起重機(jī)松鉤，越過(guò)桁架與原吊耳處連接，頂升鋼平臺(tái)的桁架下弦部位與吊耳成功焊接。

4．2鋼板剪力墻拼裝

在已安裝完成的鋼板剪力墻上的斷口部分每間隔3m焊接2列對(duì)稱的鋼板并將鋼板焊接超出斷口300mm～400mm，以預(yù)防在鋼板剪力墻的換鉤過(guò)程中發(fā)生意外的前后傾倒。使用普通螺栓固定住連接板，并在成功將鋼板剪力墻吊至作業(yè)面時(shí)設(shè)置好支撐。鋼板剪力墻使用鋼筋作為連接板與型鋼支撐固定。鋼筋連接形式示意圖如圖3所示。

5鋼板剪力墻焊前校正

在鋼板剪力墻吊裝操作結(jié)束后，如果沒(méi)有借助普通的螺栓將其進(jìn)行初步固定的話，那么塔式起重機(jī)就不得松鉤［9-12］。本工程先要采用全站儀加吊線和千斤頂對(duì)整個(gè)鋼板剪力墻拼裝進(jìn)行勘測(cè)和微調(diào)處理，工程中的第一根暗柱先要進(jìn)行測(cè)量校正，然后再安裝鋼板剪力墻，在安裝的同時(shí)也要進(jìn)行調(diào)整處理，以確保安裝的精確度，當(dāng)安裝校正完成后就對(duì)普通螺栓進(jìn)行擰緊固定。1)立面垂直度校正。把全站儀架設(shè)在軸線位置，使其處于平衡狀態(tài)，再豎絲觀察和校正鋼板剪力墻的端部(對(duì)接立邊或勁性鋼柱)垂直度情況，校正利用的是橫焊縫旁的千斤頂進(jìn)行調(diào)整處理。此外，在水平對(duì)接邊與勁性柱間、勁性柱間、水平對(duì)接邊與水平對(duì)接邊間的單板過(guò)渡區(qū)垂直度主要受頂端吊線的主導(dǎo)。2)鋼板剪力墻頂面坐標(biāo)測(cè)控與墻體垂直度控制。安裝好鋼板剪力墻后，將控制點(diǎn)豎向投遞到鋼平臺(tái)桁架上的四個(gè)端點(diǎn)上并使用全站儀校正桁架軸線。每次將鋼平臺(tái)頂升后都需要再次將控制點(diǎn)豎向投遞并依據(jù)閉合平差校正位置，將獲得的數(shù)據(jù)整理成控制點(diǎn)坐標(biāo)。在鋼板剪力墻施工時(shí)使用內(nèi)控法進(jìn)行施工，全站儀設(shè)置在鋼平臺(tái)的頂部，能夠形成一條回路，并使用后視法測(cè)量鋼板剪力墻是否安放在正確位置，為掌控鋼板剪力墻的垂直程度，需在鋼平臺(tái)的下部分拉線錘。在使用全站儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要確保全站儀棱鏡處于較低位置并且俯角小于30°，并使用外框架的控制點(diǎn)分散布置確定好控制點(diǎn)的測(cè)控區(qū)域如何劃分，以此控制測(cè)量的準(zhǔn)確度以及防止布置好全站儀后其后近端俯角過(guò)大。

6鋼板剪力墻焊接

6．1焊前清理及溫度控制

1)焊前清理。在進(jìn)行焊接工作前，需要先清理干凈坡口中以及坡口背后襯板的水泥灰、泥沙雜質(zhì)、氧化層、風(fēng)化腐蝕及鐵銹、油污等雜物。用平板尺或者鋼塞尺測(cè)量鋼板剪力墻中間隙的寬度，其中允許出現(xiàn)以下偏差:有墊板的間隙是+3．0mm，－2．0mm;無(wú)墊板的間隙是+0．3mm，－0．00mm。若出現(xiàn)間隙寬度與要求不符的情況時(shí)，需要使用以下方式進(jìn)行處理:若坡口的組裝間隙大于2倍較薄板的厚度或大于21mm，使用減少組裝間隙以及增大構(gòu)建長(zhǎng)度的方法，而不能使用堆焊的方法;若坡口組裝間隙超過(guò)偏差規(guī)定而沒(méi)有超過(guò)21mm時(shí)，需要使用堆焊法，將坡口的兩側(cè)或一側(cè)進(jìn)行堆焊并將其打磨平整，最終與間隙偏差相符合。在某超高層建筑的建設(shè)過(guò)程中，鋼板剪力墻的間隙不超過(guò)18mm，因此能夠使用堆焊法，對(duì)間隙進(jìn)行堆焊與磨平。處理完間隙后，間隙大小符合規(guī)定，可以進(jìn)行施工。2)焊前溫度控制。使用火焰加熱器與電加熱器進(jìn)行維持層間溫度以及焊前預(yù)熱的工作。本工程中有交叉作業(yè)的存在并且操作面也不夠大，因此根據(jù)本工程的特點(diǎn)，選擇了電加熱器完成加熱工作，同時(shí)也能夠加快工程進(jìn)度。預(yù)熱中，加熱區(qū)域?yàn)槠驴诘膬蓚?cè)，并且測(cè)量溫度需要使用專業(yè)測(cè)溫儀器。加熱區(qū)域應(yīng)比焊件的施焊厚度大1．5倍或以上并且不小于100mm，測(cè)量溫度時(shí)應(yīng)選擇焊件反面，并且測(cè)量點(diǎn)與焊接點(diǎn)之間的距離必須不小于75mm。a．焊前預(yù)熱:操控電加熱器在焊接構(gòu)件之前加熱坡口兩側(cè)的150mm范圍，并根據(jù)鋼板的厚度選擇加熱溫度。b．控制層間溫度:因鋼板層數(shù)較多，選擇連續(xù)施焊的方法焊接鋼板，必須在完成每一道焊道的焊接之后第一時(shí)間清理鋼板表面的飛濺物以及焊渣，并且把握好焊接區(qū)域的層間溫度以及母材溫度，需要控制層間溫度在110℃～200℃范圍內(nèi)。若出現(xiàn)焊接中途斷焊，應(yīng)使用保溫與后熱步驟，在繼續(xù)焊接前需要將焊接溫度預(yù)熱至初始預(yù)熱溫度以上。c．處理后熱:因構(gòu)件在焊后殘余力的影響下可能會(huì)發(fā)生塑性變形等負(fù)面影響，所以應(yīng)操控電加熱器在焊接結(jié)束后繼續(xù)對(duì)焊縫兩側(cè)的180mm范圍進(jìn)行加熱，溫度在200℃～250℃之間并需要持續(xù)75min～125min。

6．2鋼板剪力墻焊接順序

鋼板剪力墻的焊接順序?yàn)橄蓉Q后橫及從內(nèi)向外，且在焊接時(shí)需要采用多道、窄道與薄層的焊接方式。厚板焊縫的優(yōu)先級(jí)高于薄板焊縫，并且應(yīng)先焊接變形程度較高的焊縫，后焊接變形程度較低的焊縫。在對(duì)鋼梁進(jìn)行焊接活動(dòng)時(shí)，必須注意不能同時(shí)焊接同一根鋼梁的兩側(cè)，應(yīng)在焊接了其中一端之后，等待其冷卻至常溫，再焊接另外一端。在進(jìn)行焊接工作時(shí)，需要將鋼襯墊板、引出板和引弧板設(shè)置好，并且注意這些板的強(qiáng)度不能大于鋼材的強(qiáng)度，同時(shí)被焊的鋼材和引弧板、引出板、鋼襯墊板的材質(zhì)應(yīng)具有相近的焊接性。焊接時(shí)，需要使用CO2氣體保護(hù)焊接過(guò)程，確保焊接工作的質(zhì)量和效率。焊縫的長(zhǎng)度需大于25mm，襯墊板的厚度需不小于4mm。使用火焰切除焊接完成后多余的引出板與引弧板，再使用其他工具打磨斷面使其平整，但需注意不能使用工具錘敲落，并且按照區(qū)域的序號(hào)進(jìn)行施工。

6．3焊后檢查及校正

在完成了鋼板剪力墻的焊接工作之后，需要對(duì)電加熱器進(jìn)行冷卻，將其放置一段時(shí)間，等焊縫處冷卻至常溫后拆去電加熱板并去除臨時(shí)連接板，在進(jìn)行臨時(shí)連接板的切割工作時(shí)應(yīng)預(yù)留出6mm，避免對(duì)母材造成傷害。最后，使用上文的測(cè)量方法測(cè)量工程各數(shù)據(jù)并對(duì)比預(yù)先設(shè)計(jì)數(shù)值，使用火焰糾偏變形程度較大的構(gòu)件。

7結(jié)語(yǔ)

某地塊T4塔樓超高層建筑的建設(shè)采用了上文所提到的方法并得到了較好的成果，特別是鋼板剪力墻的安裝工作，與預(yù)期效果十分相符，解決了難以焊接和拼裝鋼板剪力墻的弊端。

參考文獻(xiàn):

［1］丁子奇．中國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景［J］．建材與裝飾，2017(39):8-9．

［2］侯勝利，趙宏．超高層建筑結(jié)構(gòu)中伸臂桁架的設(shè)計(jì)實(shí)踐［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2018，48(18):15-21．

［3］孫振泉，張進(jìn)紅，年永林，等．超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工綜合技術(shù)［J］．建筑技術(shù)，2018，49(7):696-700．

［4］于金光，鄭春明，王雪軍，等．框架柱橫向撐桿對(duì)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)研究［J］．工程力學(xué)，2017，34(12):192-201．

［5］李進(jìn)宇．對(duì)建筑鋼混結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)分析［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016(27):33-35．

［6］汪瀟駒，馬駿，張雪斌，等．鋼板混凝土組合剪力墻施工技術(shù)［J］．建筑技術(shù)，2018，49(7):737-740．

［7］李國(guó)強(qiáng)，顧福霖，孫飛飛．鋼連梁與混凝土剪力墻內(nèi)埋鋼暗柱式連接節(jié)點(diǎn)受力性能———試驗(yàn)研究［J］．土木工程學(xué)報(bào)，2017，50(2):44-54．

［8］孫加齊，袁廣鑫，李晉柳，等．基于整體頂升平臺(tái)施工條件下超高層核心筒鋼筋施工技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2017，46(23):61-64．

［9］陳彥賓，馮杰才，李俐群．高強(qiáng)鋼厚板激光—GMAW復(fù)合雙面同步橫焊特性研究［J］．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2016，52(2):47-55．

［10］郭靜，荊旭東．中厚板K型坡口焊縫單面焊雙面成型工藝的研究［J］．工程技術(shù)(引文版)，2016(9):284-285．

［11］徐志鵬，高青松．一種千斤頂接頭座高可靠性自動(dòng)化拼焊生產(chǎn)線設(shè)計(jì)［J］．熱加工工藝，2018，47(15):229-231，235．

［12］鄭瑩．中低速磁浮道岔組裝測(cè)量技術(shù)研究［J］．鐵道建筑技術(shù)，2016(10):106-108．

作者：劉海賓 單位：下大同泰瑞集團(tuán)建設(shè)有限公司