02 重型铸钢节点钢结构高空散装施工工法10-1-15

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1、重型铸钢节点钢结构高空散装施工工法1前言1.1重型钢结构在超高层、大跨度、大悬挑建筑结构中是主要结构骨架形式，其超强的结构使各种建筑形式得以实现，有很高的安全性、耐久性。重型钢结构节点上一般构件很多，焊接连接焊缝集中，应力大，不仅会引起构件变形、变位，而且还会引起裂缝，节点连接，孔洞密集，截面削弱大，节点板位置难布置，而铸钢节点则解决这类问题，使重型钢结构应用更为优越。1.2在结构施工当中，采用整体吊装，构件与节点大量的连接是在工厂进行，现场焊接工作量少，焊接、检测质量有保证，但运输受道路上的桥、洞、高压线及转弯半径的限制，需要

2、大型机械进场。同样要受道路及场地的限制。高空散装法是解决这类问题的重要方法，可以根据道路运输能力，场地条件来确定吊装单元的大小，然后现场拼装。四层屋面12m全宽16m全长52m悬挑17m1.3我公司施工的宁波东部新城商务区B－4商务楼工程，在其南楼六层以上部分为钢结构工程，全长52m，宽16m，共四榀两层大桁架，总用钢量为1100t。其中靠北侧四层上空12m处悬挑跨度为17m的两层桁架结构。如图1.3所示。该项目特殊的建筑形式对施工方法要求创新，我企业根据工程特点，采用高空散装法进行吊装施工，结合铸钢节点技术，完成该工程的建设，

3、积累了大型铸钢节点钢结构施工经验，形成工法。图1.3　宁波东部新城商务区B－4商务楼效果图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2工法特点2.1高空散装法2.1.1降低了对吊装机械的要求。整体吊装需要超大型起重机，机械要求高，机械进退场、组装困难。2.1.2降低了对场地的要求。如果大型机械进退场，场地处理难度大、费用高。2.1.3解决了运输道路及道路上管线、道路、桥洞以及转弯半径等条件限制。2.1.4合理的单元体划分使现场焊接数量降到最低，减少现场高空焊接质量风险。2.2铸钢节点9重型钢结构节点处构件交错复杂，密集的焊接区域不仅

4、使焊接次应力高度集中，而且会导致构件变形、扭曲，甚至焊接使节点开裂，采用铸钢节点能有效地解决此类问题。2.2.1铸钢节点检测。目前国家尚无统一的铸钢节点的检验及验收标准，对其进行力学性能试验、化学成分试验、整体无损探伤试验，形成能被各方接受的检测方法是质量控制的重点。2.2.2焊接工艺评定。铸钢节点材质与其相连的杆件材质不同，进行焊接工艺评定是确定焊接工艺和焊接质量控制的关键环节。3适用范围本工法适用于重型铸钢节点钢结构工程。且在道路运输、施工场地基础承载能力等受限制的情况下，此工法更有针对性。4工艺原理4.1高空散装法施工4.

5、1.1可合理划分为较小的单元体或扩大单元体，降低了对场地、道路及起重机的要求。一般认为工厂整体焊接、整体吊装对质量有保证，但是整体吊装也是分块（片），片与片之间仍然是高空焊接。而高空散装法不同的是块（片）分得更多，但高空散装法可以解决运输道路转弯半径及运输道路上管线、架空高度、场地条件不足，结构位置高度高等客观限制条件。高空散装法可根据客观条件选择合适的起重机，降低对起重机的要求。4.1.2合理的结构单元体或扩大单元体划分，可降低现场施工风险，加快施工进度。单元体或扩大单元体划分时，受拉构件尽量划分为一个单元体，在工厂焊接、工厂

6、检测。从客观条件上来讲，工厂焊接、检测可靠度比现场高空焊接检测可靠度高。划分单元时要根据构件的受力特征，在满足吊装、运输能力条件下，单元体尽可能划分为扩大单元体，使更多的构件在工厂中完成焊接。划分单元体时按断柱不断梁的原则划分，尽量使现场焊接焊缝的工作状态处于受压状态。4.2铸钢节点4.2.1确定检测标准：铸钢节点使节点区密集的焊缝得以分散，避免因集中的焊接应力引起裂缝及次应力，铸钢节点目前尚无统一的国家标准，对其质量检测需要有一套被工程各方认可和接受的程序、方法和标准。4.2.29确定焊接工艺标准：铸钢节点的材质一般不同于与其

7、相连的杆件，如构件材质为Q345C，铸钢节点材质为GS-20Mn5。两者之间焊接通过焊接工艺评定来确定焊接工艺条件、坡口尺寸、拼接间隙、预热温度、多层多道焊接，保温缓冷、现场的防风防雨等措施及CO2气体保护焊环境控制标准。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程5.1.1高空散装法施工工艺流程：铸钢节点检测→焊接工艺评定→单元体或扩大单元体划分→工厂制作各单元体组件→现场吊装（临时固定、焊接环境控制）→按规定工艺焊接→焊缝检测。5.1.2铸钢节点施工工艺流程：分解设计图纸→计算机建模→工厂制作及出具出厂合格证（制作木模、翻砂、浇铸

8、、打磨及精加工、喷砂、表面磁粉探伤检测、出具合格证、刷防锈油漆等）→现场检测及焊接工艺评定→进入施工阶段。5.2操作要点5.2.1铸钢节点检测铸钢节点是根据图纸、建模、翻砂、浇铸而成，其质量检测是关键内容，对铸钢节点材料进行原位取样（可浇铸时长出一块或同时浇铸一