刍议体育场钢结构工程的施工技术

王兵 1 吴兴立 2

1 山东泰山体育工程有限公司 山东 德州 253600

²乐陵市龙啸置业有限公司 山东 德州 253600

摘要:在体育场钢结构工程的主钢结构吊装与焊接的施工过程中，通过尽量利用现有条件，因地制宜，扬长避短，采用钢结构立柱与横梁零散吊装、分段焊接的施工技术，具有施工方便、不需要搭设脚手架的优点，同时避免了出现超大构件和常规高空施工操作平台搭拆。这样不但缩短了工期，降低了吊装的安全隐患，还节约了施工成本，取得了较好的经济效益和社会效益。

关键词:体育场工程;主钢结构;分段拼装焊接;质量控制

体育场馆的建设中，常采用钢结构的屋面。而钢结构工程一般体量较大，施工方法多种多样，如何选择安全合理并能保证施工质量的施工方法是关键。本文对体育场外围主钢结构利用钢柱(斜柱)、环梁进行分段零散吊装、焊接安装进行详细的介绍，为以后的类似工程施工提供一个参考。

1基础施工

体育场斜柱基础预埋在土建的承台里，待基础垫层完成后开始施工。施工时先根据施工图预埋螺栓布置图的尺寸，计算出螺栓中心的坐标，再标高引测，架设水准仪，将标高从基准水准点引测到各个柱基础的模板上，然后摆放固定架，在摆放固定架时应注意固定架的纵横方向，将固定架用水平尺测量，放置平整。当固定架放置好后，穿入预埋螺栓，用螺母将螺栓在固定架上固定，用钢卷尺丈量引测到模板上的标高与螺栓顶的距离，计算螺栓顶的标高，通过拧螺母来调整螺栓顶的标高。在穿入螺栓时，应尽量避免移动固定架，同时应避开基础钢筋，使螺栓自然下垂，保证螺栓的垂直度并对固定架中心线与基础模板上中心线是否对齐进行复核。螺栓在固定架上穿好，调整标高及固定架的位置，确认准确无误后，用准备好的钢筋将螺栓与绑扎好的基础钢筋焊接连接，同时将钢筋的四周与模板顶紧，做到螺栓与基础钢筋及模板之间的位置都固定。固定架位置定位后浇捣混凝土，然后埋入预埋段钢柱。

2吊装

原则上吊装单元的划分需综合考虑安全、成本、进度、质量等多方面因素，结构特点、机械性能、现场条件、吊装重量、支撑体系、施工安全等是主要考虑因素。在安全方面，主要是吊装过程结构受力及操作人员的安全，吊装过程的结构受力与设计阶段的结构受力状态不同，体现在结构体系的连续性被破坏、支撑点位置的变化等，这些变化可能引起局部杆件受力变化或受力过大、结构稳定性及抗倾覆性降低、节点的局部破坏而引起的吊装安全问题：空中拼接时，可靠的操作平台及施工方便性为操作人员安全及结构拼接质量提供保障。在成本方面，需综合考虑现场进度、大型机械的进出场费用及台班费用、临时支撑架费用等。

2.1斜柱吊装

待土建地基基础结构施工完成后，进行第一节斜柱(标高约14m以下)吊装，两台SC1500型150t履带吊分别从39轴、58向2轴、95轴进行吊装;第一节斜柱施工完成后，先对第一节和预埋段斜柱进行临时固定，待校正后进行焊接，然后吊装第二节斜柱(标高约26m以下)，施工顺序同第一节钢柱;最后吊装环梁区间段，先分段安装相邻两根第三段斜柱(标高约26～42m)，然后连接两根斜柱间的上下环梁。

2.2环梁吊装

上下环梁在斜柱处断开，使各斜柱间的环梁作为一个吊装分段。斜柱上带一段450mm长的环梁作为连接端头。施工中为保证整体的稳定性，第三段斜柱和环梁实际上为交叉进行，即吊装好相邻两个斜柱后就吊装该段的下环梁、上环梁，并进行固定，然后继续吊装相邻的斜柱。

3斜柱和环梁焊接

每段斜柱在吊装就位并校正后就进行焊接，环梁分段吊装就位并校正后进行焊接。即先进行钢柱的焊接，确定焊接已达到要求后，再进行下环梁的焊接，最后进行上环梁的焊接。在焊接时，柱、环梁上设置操作平台，要保证工人站立位置距离焊接点在1．2m左右，使工人以最舒适的姿势进行焊接作业，以提高焊接质量。焊接过程中，由于热输入量的存在，构件及结构会产生变形，对于类似圆管构件的焊缝，现场采取对称施工的方式，以减小焊接变形。对接焊接时将高空操作平台安装在柱对接位置以下约1．2m处，配备两名焊工。

施焊前，焊工应检查焊接部位的组装质量，如不符合要求，应修磨补焊合格后方能施焊。坡口表面不允许带有污泥杂质、油污、氧化皮等影响焊接的物体。焊接时，两人对称施焊。每层起弧点要相距30～50mm，避免缺陷集中在一处。每焊一层要认真清渣。焊接包括两种焊接:焊接1，同材质圆管对接焊接;焊接2，GS－20Mn5铸钢与Q345B钢管相焊(体育场角柱与上下环梁节点，该转换部位采用铸钢GS－20Mn5材料，斜伸段材质为Q345B)。同时为保证焊接质量，对环梁与钢柱在现场焊接难度比较大的部分采用工厂焊接，现场只进行对焊。

4钢结构进场验收包括材料验收和安装验收

安装验收在钢柱预埋段预埋就位后进行验收，各段钢柱和环梁在吊装就位焊接后进行验收。焊接验收按外观验收和无损检查进行，并做好相应的验收记录。

5施工技术措施

(1)根据本工程特点和构件情况，选用2台SC1500型150t履带吊进行对称吊装，吊点设置在柱连接耳板螺栓孔的位置，起吊时柱根部垫好枕木，以免柱底端与地面接触或发生拖拉现象。吊点的设置位置以保证做到各斜钢管柱在起吊过程中的形态与就位后的形态保持一致为准。钢斜柱在吊点的另一端用绳索连接，环梁两端用绳索连接，由现场工人配合控制起吊后的方向和稳定性。

(2)当垂直起吊至安装位置后，柱临时连接耳板放在安装好的卡具上，安装卡具的另两个临时连接耳板用连接板、大六角高强螺栓进行临时固定。同时再用缆风绳与建筑物进行连接固定。

(3)利用安装卡具调整上下柱接头错边，再利用全站仪运用三维坐标测量法，检测各个基准点和外形线的实际位置，同理论位置进行比较后，进行构件的精确调整，达到误差要求后，按照既定的焊接顺序对该吊装段的构件进行焊接固定。

(4)环梁起吊就位后，先用撬棍，再用冲头(钉)调整好梁的准确位置，然后夹好连接板，当连接板上螺栓孔对正后，临时螺栓拧紧固定，即可脱钩。

（5)焊接过程中，为减少构件及结构的变形，现场采取对称施工的方式，对称焊接，以减小焊接变形。

6施工质量控制措施

（1）严格进行材料及构配件的检验、试验和工程试验，实行工序质量监控，加强质量检查。钢管直径允许偏差≤d/500，且≤±5mm，构件长度≤±3mm，管口圆度≤d/500，且不应大于5mm。焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷，且不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤、咬边、未焊满等缺陷。每处焊缝全部采用超声波探伤对内部缺陷进行检验。

(2)加强成品保护，不颠倒工序，按正确的施工流程组织施工，防止前道工序损坏或污染后道工序。

(3)收集施工技术资料，做好工程日志，全面、科学、准确、及时记录试验检验资料，完备手续，按规定整理归档。

(4)测量定位按以下要求进行控制:①预埋栓通过全站仪将坐标放置到土建承台的基础之上，安装固定架，测设每个预埋螺栓的坐标及标高，固定架中心线对定位轴线偏移≤5mm;②钢斜柱每节安装时，始终以地面基础轴线为控制基准，绝对不能采取下节钢斜柱来控制上节柱，避免累积误差。

(5)钢结构主要构件安装质量的检查和验收应严格按照《钢结构工程施工质量验收规范(GB50205—2001)》进行。

（6)每道工序完成后，经三检符合要求通知监理单位验收，验收时各项资料齐全。验收合格后进行下道工序施工。

(7)拆撑卸载.竖向变形数量级从大到小依次是内环支撑架、上环局部支撑架，、C区三段点处支撑架。考虑到悬臂珩架悬挑达55m，内环街架端部的卸载将引起C区支撑架及上环支撑处的楠架向上位移，这两处的支撑处于自然卸载状态，因此，本工程的部载重点是内环街架的支撑卸载。内环珩架在自重作用下的最大变形为69.2mm，为避免结构内力突变引起结构杆件、节点破坏及支撑架受力过大，拆除顺序为从长轴两端开始到短轴中心，拆撑过程进行相应的工况分析，井有现场监测。

7结语

本文介绍了钢结构工程的概况，施工重点难点及相应的施工对策，重点介绍了施工吊装元、制作运输、拆撑卸载、通道加固、工况分析等施工过程各要素，对支撑架设计原则及计算的关键问题进行了论述。本文对体育场馆类施工有借鉴意义。

参考文献：

[1]陈国栋,王煦,侯文洪,等.天津奥林匹克中心体育场钢结构工程施工技术[C]//全国现代结构工程学术研讨会.2005.

[2]孙汪黎.刍议如何加强钢结构建筑工程施工管理[J].商品与质量,2015,000(048):153.