高层建筑屋面异形构架钢结构施工技术

高层建筑屋面异形构架钢结构施工技术

陆德高 刘亘 张萍 黄上

中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：介绍了高层建筑屋面异形构架钢结构施工方法，以恩瑞万豪酒店为例，对工程的难点进行了分析，提出了采用钢结构异形构架的施工处理方法，确保了施工过程的安全，为后续幕墙工程的顺利实施提供了条件，实现了五星级酒店的建筑外观设计意图。

关键词：异形，构架，钢结构

1 工程概况

1.1 建筑及结构概况

恩瑞万豪酒店项目位于湖南省长沙市岳麓区金星中路与枫林二路交汇处东北角，龙王港河西岸，地上设计有一座附带4层裙楼的149.8m高五星级酒店塔楼（地上35层，地下3层）。本工程总用地面积约10890.14m²，总建筑面积约97856.23m²，框架-核心筒结构，建筑外墙设计为单元体幕墙。

1.2 工程难点

屋顶设计有4层构架（楼梯屋顶层、机房层、幕墙顶构架一、幕墙顶构架二），除核心筒部位有楼板外，其余部位均为平梁及斜梁，构架总高度达到9m～18m，斜梁最大高差为5.399m。

因主体结构施工的外防护架采用了全钢型附着式升降脚手架，异形构架不在一个水平面且转角处断开，无法提供附着点，全钢型附着式升降脚手架无法提升，如何确保构架高空施工的安全是难点，同时大高差斜梁的支模及混凝土浇筑、质量保证也是难点。

2 施工处理方法

为确保高空作业安全，同时考虑本工程构架的使用需求，楼梯屋顶层、机房层两层平梁继续采用钢筋混凝土结构，将全钢型附着式升降脚手架提升至最高处（高出平梁1.2m）作为施工外防护。内幕墙顶构架两层斜梁采用钢结构，TC7530塔式起重机作为吊装机械，无需提升外脚手架即可保障高空作业的施工安全，同时钢结构重量轻，施工周期短，无需支模及混凝土浇筑，质量有保障，如图1所示。

图1 屋面钢结构构架示意图

本工程钢结构采用Q345B钢材，钢柱为焊接箱型柱，钢梁为焊接H型钢梁和箱型钢梁，为镂空结构，梁柱连接采用腹板高强螺栓连接，翼缘焊接的连接方式，支撑采用现场焊接的连接方式。

2.1 工艺流程

测量放线→柱脚及锚栓施工→钢柱安装→钢梁安装→涂装施工→验收。

2.2 施工步骤

2.2.1 测量放线

本工程建筑高度高，利用全站仪测量的无接触、实时、高精度等优越性能，对其进行准确定位，以保证工程的质量。在施工测量放样中，遵循二次放样、三线到位、内外结合、主次分明、步步校核的原则。

2.2.2 柱脚及锚栓施工

埋地脚锚栓前，务必去除表面之浮锈、油脂及其他污物，以免影响与混凝土之粘结性；埋地脚锚栓时，必须用模板等进行定位，注意浇捣混凝土时之冲击力量，不使地脚锚栓移位。

基础底板及锚栓尺寸经复验符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)要求且基础砼强度等级达到设计强度等级的70%后方可进行钢柱安装。

钢柱安装校正完毕后，应将锚栓垫板与钢柱底板相焊接，螺母与锚栓垫板亦进行点焊以防螺母松动。

2.2.3 钢柱吊装

钢柱采用单点吊装的吊装方式，在钢柱顶焊接吊耳，吊耳材质Q345，厚度16mm。

2.2.4 钢梁吊装

钢梁采用双点吊装的吊装方式，在钢梁翼缘两端距离500mm的地方焊接吊耳，吊耳材质Q345，厚度16mm。

2.2.5 钢柱、钢梁安装

首先吊装第一支钢柱，然后依次吊装临近的第二支钢柱和第三支钢柱，见图2。

图2 钢柱安装示意图

待固定好三支钢柱后及时将钢柱间的钢梁连接起来,钢梁固定好后在钢梁吊耳间及时拉好生命线，见图3。

图3 钢梁安装示意图

依照上面顺序依次安钢柱钢梁，直至安装完成。

2.2.5 涂装施工

钢构件的防锈与涂装应在制作质量检验合格后进行，钢材表面经喷砂处理除锈等级应不低于Sa2.5级，除锈质量符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等》的有关规定执行，除劲性钢骨构件外其他钢构件均应涂防锈漆。经除锈后的钢材表面在检查合格后，应在2小时内进行涂装，要求底漆、中间漆、面漆在工厂完成，现场施工，底、中、面漆应配套采用同一品牌产品。防锈底漆选用环氧富锌底漆，环氧配套面漆。螺栓连接接触面部位和安装焊缝处60mm宽范围内不涂漆。为确保涂装质量，要求涂装防腐底漆整体一次性涂装完毕。

2.2.6 验收

质量控制主要分为工厂控制和现场控制，重点在钢结构制作厂。现场构件验收主要是焊缝质量、构件尺寸和外观检查及制作资料的验收和交接。经检查，缺陷超出允许偏差范围的构件，在现场进行修补，满足要求后方可验收，对于现场无法进行修补的构件应送回工厂进行返修。

2.3 施工控制要点

2.3.1 安全控制要点

为确保高空作业人员的人身安全，在施工过程中必须设置安全生命线。在现有的钢柱钢筋上穿入10mm的镀锌钢丝绳，两端反向用专用十字卡卡牢。钢丝绳松紧以轻拉能离开桁架上弦水平面为宜，如图4所示。

图4 安全生命线示意图

作业人员衣着应灵便，戴安全帽，穿防滑鞋，配备安全带，禁止穿硬底鞋和带钉易滑的鞋。

风力大于6级或大雾、大雨、大雪天及及构件上有积冰时应停止作业。雨雪后作业应有防滑措施。

施工中应经常观察支架变形情况并及时调整，发现支架不稳定或下沉，应立即停止施工，待问题解决后方可施工。

钢结构焊接作业为施工作业危险源，必须配备齐全灭火器、接火斗等消防设备。以避免发生火灾或点燃其他物品 。

2.3.2 高强度螺栓控制要点

临时螺栓的数量不得少于本节点螺栓安装总数的30%且不得少于2个临时螺栓。

装配和紧固节头时，应从安装好的一端或刚性端向自由端进行；高强螺栓的初拧和终拧，都要按照紧固顺序进行：从螺栓群中央开始，依次向外侧进行紧固。

同一高强螺栓初拧和终拧的时间间隔，要求不得超过一天。

终拧检查完毕的高强螺栓节点及时进行油漆封闭。

2.3.3 焊接施工控制要点

箱型梁间对接焊缝要求为二级焊缝，其他部位焊缝要求为三级。所选用的焊条型号应与主体金属相匹配，不同强度的钢材焊接时，焊接材料的强度应按照强度应按强度较低的钢材采用。自动焊或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应，且其熔敷金属的抗拉强度不应小于相应手工焊条的抗拉强度。

3 施工效果

该施工方法在高空作业条件下，利用建造过程中原有的塔吊、附着式升降脚手架等机械设备，安全、高效地完成了施工任务，实现了设计意图，为后续的塔冠幕墙施工提供了良好的施工条件。

4 结语

以恩瑞万豪酒店项目为例，介绍了高层建筑屋面异形构架的施工处理方法，确保了施工安全，实现了设计意图。结论为本工程采用钢结构构架的施工处理方法确实可行，具有良好的安全效益和社会效益，可作为类似施工条件下高层建筑屋面异形构架的优选方案，为类似工程提供了经验和参考。

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