钢结构吊装论文1.docx
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钢结构吊装论文1
上海银行大厦钢结构工程施工技术简介
陈建家刘旭葛毅忠
内容提要：
本文主要介绍上海银行大厦工程中几种特殊类型的钢结构吊装技术，其中包括高空大跨度钢结构转换梁和转换桁架的吊装技术、预应力钢结构屋架的设计与施工技术、和屋顶钢结构避雷桅杆的吊装技术。
关键词：
钢结构、转换钢梁、转换钢桁架、预应力、吊装。
一、工程概况
上海银行大厦位于上海市陆家嘴地区东园路、银城中路口，占地面积11677.4m2，南北长88.2m，东西宽84.9m。
总建筑面积107976m2，其中地下3层计建筑面积22978m2，地上46层计建筑面积84998m2。
标准层高4.10m，建筑物总高度230m。
本工程主楼结构形式为框筒结构，在东西两侧设有两个钢筋混凝土结构的核心筒，核心筒内设有暗钢骨柱。
两个筒体之间及周围为框架结构，其中，框架柱为钢结构混凝土劲型柱，框架梁为钢结构梁，楼盖为压型钢板上现浇钢筋混凝土板。
主楼1~6层在两个核心筒之间为高大空间，在6层楼通过钢结构转换钢梁将东西两个核心筒相连接。
为减少6层转换梁的荷载，在14层设计了三榀钢结构转换桁架。
在裙楼与主楼之间设有一个高大空间的共享大厅，其顶盖为预应钢结构屋架玻璃天棚，是本工程的钢结构设计的一个特色。
在主楼屋面两个核心筒的外侧，各设有一根37m高的避雷桅杆，其吨位重，吊装高度大，且在屋面结构的外侧，是本工程钢结构吊装的一个难点。
二、主体钢结构的安装
2.1钢结构框架梁柱的安装
主体框架柱为钢筋混凝土内配钢结构劲型柱，钢结构劲型柱的断面的十字型和H型，KZ1柱的材料为SM409B，其余为Q345B。
核心筒结构中的钢骨柱断面为H型，材料为Q345B。
楼面的主梁为Q345B钢材与框架固定连接，次梁为Q235B钢材与框架梁铰接。
主楼钢结构梁柱布置形式如图
（1）所示。
钢结构构件的主要特征如表
（1）所示。
立面图
平面图
图
（1）：
主楼钢结构梁柱布置形式
表
（1）钢结构梁柱构件的特征参数表
序号
构件名称
构件编号
规格
标准节重（t）
1
钢结构劲型框架柱
KZ1
+1000×450×28×36
12.5（三层）
2
钢结构劲型框架柱
KZ2
+800×400×30×14
+600×300×22×14
+600×300×24×16
+600×300×20×10
7.2（三层）
4.8（三层）
5.0（三层）
4.0（三层）
3
钢结构劲型框架柱
KZ3
+600×300×22×14
4.8（三层）
4
钢结构劲型框架柱
KZ4
H500×350×22×14
2.8（三层）
5
钢结构劲型框架柱
ZLZ1
H500×350×16×18
H400×400×16×18
H600×300×20×10
H300×300×18×10
1.5（三层）
2.2（三层）
1.8（三层）
1.3（三层）
6
核心筒内钢骨柱
钢骨柱A
+850×450×18×22
+800×400×18×22
+700×300×18×22
4.8（三层）
4.5（三层）
3.5（三层）
7
核心筒内钢骨柱
钢骨柱B
H400×400×22×14
H300×300×20×12
2.3（三层）
1.6（三层）
8
钢结构框架梁
SKL
Ι500×300×12×20
~Ι1100×400×20×30
9
钢结构次梁
SL
Ι350×175×7×11
~Ι588×300×12×20
根据设计要求，钢结构柱每三层高（12.3m）可设一个接头，其中，十字型柱对接采用单面坡口现场焊接；H型柱腹板采用扭剪型高强螺栓现场连接，翼缘板采用单面坡口现场焊接。
框架柱与梁的腹板采用扭剪型高强螺栓，翼缘板采用单面坡口现场焊接。
次梁与主梁采用腹板扭剪型高强螺栓，翼缘板不连接。
1）主体钢结构施工时，在主楼两侧设有两台300t-m塔吊，臂长分别为45m、50m，最大起重量12t，最大臂长时起重量6t，回转半径能覆盖整个主楼。
2）主楼钢结构每三层为一节，最大一节重12.5t，塔吊的起重能力可以满足吊装的要求。
3）施工顺序：
核心筒钢柱（梁）吊装→核心筒混凝土施工→核心筒外围钢柱（梁）吊装→压型钢板安装→筒体外围混凝土施工。
其中：
筒体钢结构吊装早于筒体混凝土结构3个标准层高度，筒体混凝土结构施工早于筒体外钢结构吊装3个标准层高度，筒体外钢结构吊装早于筒体外混凝土框架结构3个标准层高度，即：
筒体钢结构吊装至9层时，筒体混凝土结构施工至6层，筒体外钢结构吊装至3层，此时筒体外一层的混凝土框架开始施工。
以后各层施工基本保持这样的施工梯度进行。
4）钢结构施工的顺序：
钢柱吊装→钢梁吊装→钢柱垂直度、标高校正→高强螺栓施工→钢结构二次校正→钢结构焊接→超声波检测→验收→压型钢板施工→栓钉焊接→交接验收。
2.2高空大跨度钢结构转换梁及桁架的吊装
主体结构在6层楼层以下分为东西两个部分，其中间6~9轴部分为大堂共享空间。
在6层楼面的B、C、D、E轴线上共设计4根钢结构箱型转换梁，每根梁为三跨，其中间最大跨（6~9轴）为21.6m，边跨为5.4m。
两端与筒体内的钢结构相连接。
箱型钢结构转换梁的设计参数如表
（2）所示。
设计允许的吊装接头设在边跨的中间，这样最大单根起吊的长度为27m，最大重量78t，安装高度24.6m。
表
（2）箱型钢结构转换梁的设计参数表
纵向轴线
钢梁规格
钢梁长度及重量
B
□1100*400*20*30
L=27m，G=10t
C、D、E
□1500*1000*48*48
L=27m，G=78t
1）主要施工机具的配备：
表（3）钢结构转换箱梁主要吊装施工机具配备表
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
汽车吊
100t
台
2
钢梁卸车
2
起重卷扬机
8t
台
4
钢梁吊装
3
卷扬机
5t
台
2
水平牵引
4
滑轮组
H50*6
H35*4
H20*3
付
付
付
8
4
4
C、D、E轴起重
B、F轴牵引
水平牵引
5
卸扣
50t
35t
只
只
16
6
6
导向滑轮
H10*1K
只
15
7
钢梁
1000*600
根
8
每根长8m，钢梁平移用
8
钢丝绳
Ф25-530m跑绳
Ф22-380m跑绳
Ф22-200m跑绳
根
4
2
2
C、D、E轴主吊
B、F轴牵引
辅助牵引
9
钢丝绳卡
Ф20~Ф25
只
1500
2）钢梁的水平运输：
6层楼面的转换箱梁从厂区运至施工现场时平放于A~B轴/5~10轴之间的首层楼面平台上，吊装时应先水平运输至起吊部位，然后才能起吊。
如D轴大梁应水平运输至C~D轴之间。
钢梁水平运输的方法是在7轴、8轴上设置两根H型钢轨道，大梁卸车时置于轨道之上，利用卷扬机水平拖拉至起吊部位。
图
（2）是D轴大梁水平运输的示意图。
图
（2）：
D轴大梁水平运输的示意图
3）起吊过程：
以D轴梁为例，在东西筒体的C、D轴10层楼面的高度上设置钢牛腿，以挂吊点定滑轮组，在钢梁的两端各设一个钢吊耳，以挂起吊动滑轮组。
每个滑轮组采用走12钢丝绳和1台8t卷扬机，共设4组卷扬机和滑轮组，每个滑轮组的起吊能力为50t，实际最大起吊重量为39t。
起吊初时，4组起吊设备同时运作，使钢梁在B~C轴之间缓缓上升，如图（3）a所示。
当高度提升至吊装高度以后，如图（3）b所示，逐步放松C轴的起吊设备而收紧D轴的起吊设备，使钢梁在空中水平位移至D轴就位，如图（3）c所示。
图（3）：
转换大梁吊装过程图
主楼6层楼层的转换钢梁承载6~13层楼层的结构，在14~15层的5~10轴之间的C、D、E轴上各设一榀钢结构转换桁架，其构造形式如图（4）所示。
转换桁架的主要设计参数如表（4）所示。
图（4）：
钢结构转换桁架构造图
表（4）转换桁架的是要设计参数表
构件名称
纵向轴线
榀数
构件编号
截面尺寸
设计理论重
ZHHJ1
D轴
1
B1
□1000*1000*80*80
总重量180t，
第1段14t
第2段16t
中间段120t
B2
□1000*1000*30*30
B3
□700*1000*50*50
B4
□700*1000*30*30
B5
□600*1000*56*56
B6
□600*1000*30*50
B7
□500*1000*26*50
ZHHJ2
C、E轴
2
B1
□1000*1000*60*60
总重量155t，
第1段12.5t
第2段15t
中间段100t，
B2
□1000*1000*30*30
B3
□700*1000*40*40
B4
□700*1000*24*24
B5
□600*1000*48*48
B6
□600*1000*30*50
B7
□500*1000*26*50
1）主要吊装施工机具的配备：
表（5）钢结构转换桁架主要吊装施工机具配备表
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
汽车吊
200t
台
2
桁架卸车
2
起重卷扬机
16t
台
6
桁架吊装
3
卷扬机
5t
台
4
水平牵引
4
滑轮组
H100*8
H50*4
H20*2
付
付
付
8
4
4
起重
水平牵引
5
卸扣
100t
20t
40t
只
只
只
8
10
10
6
导向滑轮
H40K
H8K
只
只
8
10
7
钢梁
1000*600
根
8
每根长8m，桁架平移用
8
钢丝绳
Ф31跑绳
Ф19.5跑绳
m
3600
600
16t卷扬机用
5t卷扬机用
9
钢丝绳卡
Ф19.5~Ф40
只
200
2）钢桁架的水平运输：
由于14层转换桁架吊装时，其下部的6~13层结构已施工完毕，所以对E轴的一榀桁架应在首层楼层上水平运输至E~F轴之间，而C、D轴的桁架则要水平运输到B~C轴之间，对于D轴线上的一榀桁架在C~B之间起吊后在空中水平过渡到D轴线。
桁架从厂区运至施工现场后堆放于A~B轴/6~9轴之间的钢轨道上，通过卷扬机的水平拖拉进行水平位移，其方法同6层转换钢梁的水平位移。
图（6）是E轴线桁架水平位移的示意图。
图（6）：
E轴线桁架水平位移的示意图
3）桁架的吊装顺序：
每一榀桁架共分为5个分段进行吊装，分段位置如图（4）所示。
其中：
A段在筒体结构施工时利用单台塔吊直接吊装到位；B段采用两台塔吊双机抬吊一次性吊装到位；对于中间的C段，需在筒体混凝土结构及筒体外的2~6轴、9~13轴之间结构吊装施工至18层，并且筒体外的混凝土楼板结构施工到10层楼面时方可进行吊装。
本文仅介绍C段吊装方案。
4）吊装过程：
a）起吊顺序和起吊位置：
首先在E~F轴之间起吊E轴线上的桁架，第二在B~C轴线之间起吊D轴线桁架到C轴，然后在空中摆渡到D轴。
第三在B~C轴线之间起吊C轴线桁架。
b）吊装过程：
以起吊D轴线桁架为例，在18层楼面标高处的B/6轴、C/6轴、D/6轴和B/9轴、C/9轴、D/9轴上设置吊点钢牛腿。
采用H100*8滑轮组四套先分别安装在B/6轴、C/6轴和B/9轴、C/9轴的吊点钢牛腿上。
第一步：
利用4台16t起重卷扬机将桁架吊起，如图（7）a所示，当桁架提升到14层楼面高度以上时，逐步放松B轴线上的起重钢丝绳，使桁架水平位移到C轴线，如图（7）b所示。
第二步：
松开B轴线上的
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