重慶國金中心塔樓伸臂桁架施工技術
徐 凱，袁 淵，方道偉，毛 進，宋利鵬
（中建三局集團有限公司成都分公司，四川成都 610041）
[摘要]重慶國金中心項目T1塔樓為帶有加強層的框架-核心筒結構，核心筒剪力墻采用頂模體系施工。為減小結構側移、提高外框架抗傾覆能力，在加強層設置了伸臂桁架-腰桁架結構。由于伸臂桁架層結構復雜、構件體型龐大、節(jié)點復雜、核心筒內(nèi)外存在沉降差且穿插有頂模體系、土建施工，因此對吊裝、節(jié)點處理、矯正、焊接、終固均提出較高要求，施工難度大、危險性較高、施工質量難以控制。主要介紹了復雜條件下超高層建筑伸臂桁架結構的
施工方法。
[關鍵詞]高層建筑；框架-核心筒結構；頂模體系；伸臂桁架；施工技術
[中圖分類號]TU758.1 [文章編號]1002-8498(2016)08-0039-04
1 工程概況
重慶國金中心項目占地面積5.1萬m2，總建筑面積約為64萬m2，地下3層結構，局部為地下4層，裙房及地下室總建筑面積約26萬m2，地上共有5座塔樓，T1塔樓地上62層，高度316m。T1塔樓核心筒剪力墻施工采用頂模體系進行施工。
頂模體系由支撐與頂升系統(tǒng)、鋼平臺系統(tǒng)、掛架及圍護系統(tǒng)和模板系統(tǒng)4大部分組成。在豎向結構內(nèi)壁設置預留洞，支撐箱梁通過兩端的伸縮牛腿支撐在預留洞處，鋼支撐立柱及液壓油缸分別固接在上下兩道支撐箱梁上，利用雙向油缸的頂升與回收動作實現(xiàn)整個頂模系統(tǒng)的自爬升。液壓油缸一次性頂升一個結構層高度，通過鋼支撐立柱頂升平臺，進而帶動懸掛在鋼桁架平臺下的鋼模板和掛架整體頂升。其工藝原理如圖1所示。
T1塔樓在28~30層、52~54層有2道伸臂桁架．腰桁架結構，伸臂桁架貫穿核心筒四邊墻體并與外框連接，腰桁架結構分布于外框結構外側，兩者形成整體框架。桁架材質采用Q345 GJC，桁架由焊接H型鋼組成，最大截面為H700×900×60×80，最大板厚80mm。本文以28~30層伸臂桁架層為例說明其施工技術。桁架布置如圖2所示。
2伸臂桁架安裝
2.1 臨時支撐安裝
在澆筑28層核心筒剪力墻混凝土前，按臨時支撐鋼柱布置圖將臨時支撐鋼柱埋設并固定好。根據(jù)構件質量、上部卸荷情況計算出支撐鋼柱截面形狀及大小，臨時支撐鋼柱的主要作用是對部分超重構件起臨時支撐作用，保證施工過程的安全性以及焊接質量控制，在鋼梁焊接完成后拆除鋼柱，如圖3所示。
2.2頂模桁架面外撐桿臨時拆除
頂模桁架主、次弦桿間距較小，而部分伸臂桁架構件較大，在吊裝這部分桁架構件時需將頂模桁架面外撐桿臨時拆除，保證鋼梁順利安裝，如圖4所示。
2.3 鋼梁、鋼柱、鋼板墻吊裝
在吊裝過程中需采取相應吊裝方法保證桁架施工的可行性與安全性，當鋼平臺桁架間隙滿足水平吊裝要求時采用水平吊裝，塔式起重機吊鉤伸至鋼平臺下側時，轉動塔式起重機大臂并調(diào)整大臂幅度，使鋼梁準確就位。否則采用豎向吊裝，吊鉤伸至鋼平臺下部后采用2個倒鏈葫蘆輔助安裝就位；因鋼平臺桁架間隙較小，吊裝過程中應緩慢移動，避免碰撞。
鋼梁、鋼柱、鋼板墻吊裝完成土建綁扎鋼筋，鋼筋預留長度不要超過29層樓面以上1. 3m，并且在頂升前6根鋼柱區(qū)域鋼筋暫不綁扎。3伸臂桁架焊接
1)焊前預熱
施工現(xiàn)場采用火焰加熱法對焊口兩側區(qū)域進行焊接預熱，寬度為1.5倍焊件厚度以上，且≥100mm。根據(jù)不同材質、不同板厚設定加熱溫度，采用紅外線測溫儀測溫，預熱溫度宜在焊件反面測量，當采用正面測溫時應在火焰離開后進行。本工程所用Q345 GJC不同板厚最低預熱溫度如下：20mm<t≤40mm, 60℃; 40mm<t≤60mm, 80℃;60mm<t≤80mm，100 ℃。
2)層間溫度控制
采用火焰加熱法進行層間溫度的控制，焊縫焊接的層間溫度應始終控制在100~150℃，且最低焊道溫度不得低于預熱溫度，焊接過程中使用紅外線測溫儀進行監(jiān)控。當焊縫焊接溫度低于要求時，立即加熱到規(guī)定要求之后再進行焊接，單節(jié)點焊縫應連續(xù)焊接完成，不得無故停焊，如遇特殊情況立即采取措施，達到施焊條件后，重新對焊縫進行加熱，加熱溫度比焊前預熱溫度相應提高20～30℃。
3)焊接方法
焊接采取薄層、多道焊接，單條焊縫長度>500mm時需采取分段退焊法。每層、每道焊縫的焊道接頭應錯開50mm，避免焊縫中焊道搭接集中。每焊完一道后應及時清理焊渣及表面飛濺，發(fā)現(xiàn)影響焊接質量的缺陷時，應清除后方可再焊。
4)殘余應力消除
焊接過程中采用錘擊焊縫區(qū)來控制殘余應力。焊接殘余應力產(chǎn)生的根本原因是由于焊縫在冷卻過程中的收縮，因此，焊后用圓頭小錘輕敲焊縫及其臨近區(qū)域，使金屬延展，抵消一些焊縫區(qū)內(nèi)的收縮，從而減小或消除內(nèi)應力。多層焊時，除第1層和最后一層焊縫外，每層都要錘擊。第1層不錘擊是為了避免產(chǎn)生根部裂紋；最后一層通常焊的很薄，主要為了消除由于錘擊而引起的冷作硬化。
焊接完成后，采用火焰加熱的方式及時對構件進行局部消除應力處理，后熱處理范圍控制在焊縫兩側各100mm處。測溫儀在距離焊縫80~100mm處測溫達到要求后用保溫棉布緊裹并扎緊，讓焊縫逐漸達到環(huán)境溫度后方可拆除。
5)焊后檢測
焊接完成24h后采用超聲波無損探傷焊縫的焊接質量，同時邀請第三方檢測單位同時進行平行檢測，檢測合格后方能進行下道工序的施工。
4伸臂桁架臨時連接
考慮整個施工階段的筒體內(nèi)外不均勻沉降和變形，伸臂桁架安裝好后需要采取臨時固定（見圖5)，待第2道桁架安裝后或結構封頂再進行第1道桁架的最終固定，桿件臨時固定采用高強度銷軸或連接板臨時連接固定。
5 型鋼混凝土結構施工
5.1 鋼柱區(qū)域鋼筋綁扎及模板加固
對于先裝梁后裝柱的樓層，型鋼柱區(qū)域鋼筋在頂模頂升前暫不綁扎，待頂模頂升完成且型鋼柱吊裝完成后再綁扎。為避免鋼模板影響型鋼柱焊接與鋼筋綁扎，需將鋼柱區(qū)域的鋼模板用導鏈下放掛在下層鋼筋上，型鋼柱區(qū)域鋼模板改為木模板。
5.2 復雜節(jié)點鋼筋綁扎
1)核心筒剪力墻內(nèi)有鋼板或鋼梁時，將其兩側箍筋（見圖6a中5號箍筋）改為拉鉤，在鋼板兩側進行綁扎。但剪力墻端部的橫向箍筋（見圖6a中8號箍筋）穿過鋼板后雙面焊接5d或單面焊接10d。
2)對于與外框連接的構件（見圖6b中3號構件：連接板、鋼牛腿），外圍箍筋（見圖6a中6號箍筋）與構件上的加勁板雙面焊接5d。
3)鋼筋綁扎時，對于需要與加勁板焊接的鋼筋，由于焊接的操作空間有限，必須綁扎一根立即焊接一根。嚴禁將鋼筋綁扎完成后再進行焊接。
5.3 筒內(nèi)混凝土施工
1)混凝土澆筑過程中應嚴格按照頂模爬升規(guī)劃控制好澆筑標高。
2)嚴格進行分層澆筑、分層振搗，且注意變換澆筑方向，即從中間向兩端、從兩端向中間交錯進行。
3)混凝土養(yǎng)護對混凝土成型質量有較大影響，重慶地區(qū)一年溫差變化較大，對混凝土進行有效養(yǎng)護是至關重要的一步。頂模系統(tǒng)頂升后即可進行混凝土養(yǎng)護，養(yǎng)護方式采用澆水養(yǎng)護。
6施工注意事項
1)伸臂桁架焊接位置，設計要求全熔透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷的檢驗，對一級焊縫探傷比例為100%，對二級焊縫探傷比例為20%。
2)筒外伸臂桁架施工按照以下施工工序進行施工：n層鋼柱安裝→n層鋼梁安裝→n+1層鋼柱安裝→n~n+1層斜撐安裝→n+1層鋼梁安裝→n+2層鋼柱安裝→n+2層鋼梁安裝→剩余斜撐安裝。
3)鋼筋綁扎施工前，由鋼筋工長對施工人員進行詳細的技術交底，內(nèi)容包括鋼筋的規(guī)格、型號、間距、搭接長度、錨固長度、保護層厚度、機械連接的位置及焊接質量要求等，并檢查鋼筋大樣圖和配料表。
4)嚴格執(zhí)行“三按”、“三檢”和“一控”：①“三按”：嚴格按圖紙、按工藝、按規(guī)范標準施工；②“三檢”：作業(yè)班組自檢、施工員復檢、質檢部終檢；③“一控”：控制準確率、一次驗收合格率。
5)澆筑混凝土前，應對鋼筋進行調(diào)整。對暗柱鋼筋可綁3個箍套，先行卡定上端預留鋼筋的位置；對預留墻筋，可綁3道水平筋，以固定預留豎筋的位置。
7結語
復雜環(huán)境下超高層建筑伸臂桁架-腰桁架結構的安裝，安裝難度較大、質量控制難度較大，對各工序協(xié)調(diào)要求較高，因此鋼結構、鋼筋混凝土施工技術顯得至關重要。重慶國金中心項目通過對施工方法及現(xiàn)場合理的施工組織，伸臂桁架結構順利施工完成，結構質量良好。
