成都万象城苹果店改造钢结构工程安装施工技术

吴军

摘  要：成都万象城苹果店改造钢结构工程是对既有建筑进行的大空间结构改造（截断部分混凝土柱，增大跨度和进深）。该工程钢结构总重量达到900吨，在改造工程中属于大型钢结构改造，具有代表性。由于是对原主体结构进行改造，施工环境条件受到限制，钢结构的安装施工难度大。本文就该工程的安装施工技术进行分析和总结，为今后类似工程提供参考。

关键词：改造；钢结构；钢桁架；施工技术；

The steel structural engineering for the reconstruction of the Apple Store in Chengdu MIXC is a large space structural reconstruction of the existing buildings (cutting off some concrete columns, increasing the span and depth). The total weight of the steel structure in this project reaches 900 tons, which is a representative large-scale steel structure renovation in the renovation project. Due to the modification of the original main structure, the construction environment conditions are limited, making the installation and construction of steel structures difficult. This article analyzes and summarizes the installation and construction technology of this project, providing reference for similar projects in the future.                                 

Wu Jun

KEY WORDS: renovation; steel structure; steel truss; construction technology

1工程概况

本工程是对已建商业建筑华润万象城苹果店区域进行的大空间改造工程。原混凝土结构为框架剪力墙结构，地上6层，地下3层。为了增大苹果店的无柱空间，在负1层至2层进行钢结构桁架体系加固，截除了一层中间8根混凝土柱。整个钢结构采用H型钢连接的桁架体系，支撑体系为混凝土柱外包箱型钢柱，地上2层，地下1层。桁架上弦、下弦和腹杆均为H型钢。整个桁架的构件连接、支撑体系箱型柱的组立和拼装均在现场进行，其中箱型柱构件的进场状态为60mm厚板件。钢结构总重量约为900吨。

2结构特点

苹果店区域内B、C、D轴为一榀27米单排钢桁架，E轴为27米双排桁架，共计4榀桁架。本工程采用的钢板厚度主要为30mm、60mm和70mm，材质Q345B。桁架均采用焊接H型钢，上弦梁和下弦梁最大截面为H600*800*60*60，腹杆最大截面尺寸为H700*700*60*60（图1）。

每榀桁架由两端的箱型钢柱支撑。在原混凝土柱外围，通过钢板拼装焊接形成箱型钢柱。箱型钢柱的钢板通过锚栓和混凝土锚固在一起，再在空腔内浇筑高标号砼使之成为一个整体，使混凝土结构能够传递荷载至钢结构桁架体系上。在桁架梁的跨中，梁受到上部荷载作用引起的弯矩最大，同时也为考虑截去原有砼柱的施工需要，设计方在此节点采取较复杂的节点加强措施（图2）。

图3  桁架立面图图4  加强节点  

3施工难点

1)由于在原混凝土柱上所钻的锚栓孔孔位不规则，原混凝土柱的平整度和垂直度都存在偏差，因此确保柱钢板的对孔精度和现场组对箱型柱钢板都存在很大困难。

2)在原主体结构内部施工，施工受到原混凝土结构的制约，构件堆放场地和堆放荷载受到楼板的限制，无法使用大型吊装设备转运和吊装。单根最大构件约12吨。所有构件均采用人工和简易机具进行内部转运和吊装。

3)焊接难度高。钢板厚度大，焊缝宽度大，焊接量大。对接钢板均为30mm、60mm和70mm，焊缝最大宽度达到100mm。现场主焊缝焊接总长度约3500米，为全熔透一级焊缝，立焊和仰焊居多。

4）工期紧，总工期为50天。

4钢结构安装技术

4.1箱型柱的安装

箱型柱钢板在钢结构制作厂按图加工后，运至施工现场，在原混凝土外围进行拼装形成箱型钢柱。在具体施工过程中，箱型柱钢板经过液压手动叉车配合人工转运，采用手拉葫芦和专用夹具进行提升就位。为了便于转运和安装，采取对钢板进行分段安装的方法。钢板分段的部位必须经过对施工现场和图纸的认真分析和研究，并结合施工规范的要求，应错开柱梁节点位置，避开受力较大的部位，根据本工程特点每层分为2～3段。由于部分箱型柱钢板紧贴原混凝土，因此考虑到混凝土的平整度误差和对接焊缝垫块的厚度，箱型钢柱的截面尺寸与原混凝土柱有20mm的名义间歇。根据现场实际标高情况和施工累积误差，最上段钢柱钢板标高方向上应留有余量，本工程取值30mm。

4.2钢桁架的转运和安装

    钢桁架构件的转运采用在构件下端放置滚筒，卷扬机牵引配合人工的转运方法。根据构件的安装位置和安装顺序制定构件转运和安装的顺序，即保证了构件转运和安装的流水施工，又保证了场地的堆放，避免二次堆放和再次转运； 桁架梁的安装采取手拉葫芦提升的方式，在原混凝土柱上设置葫芦的吊挂点，采取两端同时提升的方法提升就位。为了确保吊装安全，本工程使用工作拉力为构件重量两倍的手拉链葫芦。

部分桁架梁吊装受到原混凝土结构的限制，没有链葫芦吊挂点，垂直提升通道有障碍物。本工程采取搭设钢管支架作为吊挂点，然后采用错位提升，平移就位的方法避开阻碍物进行吊装就位。

5  现场焊接技术

5.1  现场箱型钢柱的焊接

由于钢板较厚，现场焊接量大，且焊缝均为全熔透一级焊缝，焊接质量的控制非常重要。加上工期紧，对焊工的数量需求大、专业技能要求高，焊接施工除了严格按照《建筑钢结构焊接技术规程》的要求执行外，对焊接工人的管理至关重要。本工程对焊接工人采取“考试—培训—考试”的上岗制度，首先进行严格的焊接准入考试，选用经超声波检测合格的焊缝施焊工人，然后在根据本工程的特点和质量要求对焊工进行有针对性的焊接技术培训，培训后再次进行理论考试，考试合格后方能上岗。在具体部位的焊接施工前，对焊工进行有针对性的焊接技术交底，对焊接顺序和焊接方法进行说明。从人的因素和管理的因素方面对质量进行控制，变被动为主动，有助于保证焊接质量。

5.2 现场桁架的焊接

本工程主要受力体系都是通过焊接连接的方式传力。因此桁架的焊接质量是本工程质量控制的重点。为了防止焊接变形，焊接顺序遵循“先中间后两边”的原则；对焊接工人，采取最优焊接的组织方式进行焊接（选择一批质量意识强，焊接合格率高，焊接技术好的焊工）。同时强调此部位焊缝的重要性，以及质量问题可能导致的严重后果，旨在使工人从心里形成要把焊缝焊好的意识，以达到以工人为主体的主动控制。

通过对焊接质量的控制，焊缝检测一次性合格率为90%，整改合格率100%，顺利地通过了焊接质量和隐蔽过程的验收，达到本工程质量控制目标。

6  结 语

本工程一次性验收合格，截断8根混凝土柱后荷载所引起的整个钢结构桁架最大下扰5mm（要求11mm），结构改造工程取得圆满成功。

万象城苹果店钢结构工程的安装施工不同于一般钢结构工程的施工。本文对其进行了的分析和总结，其中对于原结构的误差补偿措施、桁架的吊装方法和通过工人的组织和管理以及控制焊接质量的方法，可为今后类似工程提供参考。

参考文献

[1]  中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].北京：中国计划出版社，2002.

[2]  JGJ 81—2002 建筑钢结构焊接技术规程[S].