温惠清

摘要：指出了复杂小型圆管结构制作、安装往往造型复杂多变，多根圆管交错搭接，连接节点处多根铜管无规则相交，施工均较为困难。提出了一种小型多维向复杂型圆管铜结构高空散装的施工工艺，利用Tekla软件建模进行加工制造，将可视化的现场施工技术与测量技术相结合，进行高空散装施工。工程实证表明：该方法质量可靠，经济效益优于其它方法。

关键词：多维向;圆管;高空散装

中图分类号：U445

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）14-0202-02

1 引言

复杂圆管钢结构，特别是针对复杂小型圆管结构制作、安装方面，此类结构往往造型复杂多变，多根嘲管交错搭接，连接节点处多根钢管无规则相交，其制作、施工均较为困难。高空散装不但适用于大跨度钢结构屋盖网架的施工，也适用于钢主梁的分段散装施工。高空散装施工可采用全站仪或经纬仪和计算机三维坐标辅助法，从而快速准确地完成双曲面定位测量。我国钢结构行业“2025”需要重点突破的领域包括BIM（建筑信息模型）与仿真模拟技术应用，并可以优化组合绿色施工方案。本文提出了一种小型多维向复杂型圆管钢结构高空散装的施工工艺，能显著提高圆管结构安装精度，提高经济效益。

2材料与方法

2.1钢结构加工制作

细化设计节点及施工要求，利用Tekla软件进行建模，通过对构件进行尺寸矫正，构件搭接节点处理，调节生成构件加工及安装详图。在生成超长圆管构件加工图时需考虑构件加工设备和运输过程巾对构件长度的限制，合理设置分断点，构件加工图通过专用软件生成相贯线数控机床加工程序。

通过相贯线数控切割机输入切割程序，从而进行圆管相贯线切割。每根圆管切割完成后对接头部位进行打磨，磨平毛刺，圆管加工完成后对每根圆管进行尺寸复核，检查无误后在每根圆管端部内壁、外壁均喷涂上构件编号并打上相应钢印。所有钢管切割加工完成后，根据图纸进行预拼装，测量拼装尺寸，要求整体拼装尺寸验收规范规定的偏差范围内。预拼装完成后，构件全数进行抛丸除锈，除锈等级按图纸要求，完成后涂刷防腐油漆，并编制相对应的编码。

2.2 吊装

所有管件预拼装尺寸偏差满足要求后，各个管件按照编号以轴线为单位分别进行捆装，构件之间垫软性材料，防止油漆磨损;装车时避免多捆圆管堆叠，防止管件受压变形;所有构件必须可靠固定，以防构件在运输过程中失稳碰撞导致相贯线切口碰撞变形。影响现场拼装精度。

吊装前根据钢结构的特点安排吊装顺序，复核地脚螺栓位置偏差，要求地脚螺栓中心偏移量≤5 mm，支承面标高偏差≤3 mm，在所有圆管梁柱构表面用墨斗弹好所有标识线。竖向构件吊装：吊索采用扁平编织吊带，吊带规格可根据构件重量选用，柱吊装时的拴结点设置在构件1/3L處，并在柱顶处栓接好4道缆风绳;吊装过程中构件缓慢向上提升，吊装人员操作溜绳防止构件摆动幅度，吊至钢筋混凝土基础上方约150 mm处，让钢柱缓慢下降，操作工人手扶钢柱，使预埋螺栓穿过钢柱底板，操作中严防钢柱和混凝土基础冲撞，待钢柱基本到位后，将钢拄和预埋螺栓用螺帽拧紧做临时固定，同时固定好缆风绳。竖向构件吊装完成后进行初步的尺寸、位置复核，包括：标高、垂直度、中心偏移。钢柱垂直度校正：柱校正采用经纬仪，分别在x轴和y轴方向观察垂直度，垂直度控制在L/1000以内且不大于10mm;校正时采用两台经纬仪分别安置在纵横轴线X、Y轴上，两台经纬仪分别安置在纵横轴线一侧，测量时先对准柱顶位置标识线，再渐渐俯视到柱底，在柱底位置用钢尺测量标识线与视线的偏移值，偏移值如超出偏差允许范围，则可通过调节柱顶缆风绳进行调直，调直后复测垂直度，直到符合要求为止。钢柱调直后拧紧地脚螺母，进行初步固定。复核完成后搭设满堂钢管脚手架，脚手架在施工层位置满铺竹笆。

所有竖向钢柱安装完成并复核尺寸后安装横向构件（钢梁），先吊装圈梁，使梁、柱形成稳定的框架，圈梁采用手工电弧焊点焊初步固定，固定后撤掉钢柱缆风绳，用水准仪复核圈梁标高;圈梁安装完成后在对角线位置的之间的钢柱上端约1/3柱高处，设置一道通长的钢索，钢索中间用手拉葫芦连接，用红外线测距仪复核梁、柱框架的对角线尺寸，如对角线长度偏差≥10 mm，则通过张拉手拉葫芦调节钢索长度校正对角线长度。校正完成后锁定手拉葫芦，对角线对拉钢索需在所有横向构件全部安装完成并焊接固定后方可拆除。

柱、圈梁初步形成固定框架后逐步安装剩余圆管钢梁，总体按照先主管，后副管的顺序进行施工。主管可通过临时支架进行临时支撑固定，临时支架搭设在满堂脚手架上，临时固定后需对主管的标高、标识线位置偏差进行复核.复核方法参照钢柱。主管固定后根据Tekla软件生成的图纸，用钢卷尺测量出其他副管标识线与主管标识线拼接节点位置，用记号笔标记在主管标识线上，副管吊装时采用扁平吊带拴结.拴在梁两端1114L处。副管吊装时需由专业指挥统一协调，用溜绳调整构件空中位置，副管提升至主管上方15 cm处时缓慢下降，防止管件之间发生碰撞，初步吊装入位后可用橡胶锤轻轻敲击副管端部，使副管中心线与主管上的标记位置重合，手工电弧焊点焊固定;副管吊装顺序按照从下到上依次进行，每根副管安装完成后均应对主管位置复核，确保位置无误后再依次进行其他副管的安装。

2.3管构件焊接

焊工焊接前应先检查焊接部位的组装质量，同时对焊缝进行清理，用角磨机清除拼装利点焊留下的药皮、油漆等杂物，角磨机无法打磨的凹坑位置采用砂皮纸手工清理;清理干净后方可进行正式焊接。管件搭接节点部位管壁与管壁相交处如有三角形拼缝，焊接时采用多层焊，打底时焊缝根部确保焊透，第二层焊道应采用直径为3～4 mm的焊条，以后各层可根据实际焊缝尺寸选用大直径的焊条以提高焊接效率，每焊完一道后，必须仔细检查，砂轮打磨清理，清理完才能施焊下一道，以防止产生夹渣、未焊透等缺陷。

对于圆管拼缝较小处可采用单道焊，当焊缝焊脚>6 mm时采用多层多道焊，第一层用直线形运条方法，其后各层可选用斜三角形或斜环形运条方法。焊接顺序按照先低后高，左右对称的原则进行，如多名焊接同时焊接，可安排在对称位置进行。

2.4效益分析

本施工方法各构件单独制作，易捆扎，运输效率高，显著减低运输费用;各构件单独吊装，只需使用小型吊装机械，既节省吊装机械费，对施工场地地耐力要求低。表1为高空散装法与整体拼装方法的经济性比较。

3应用实例

案例一：常熟碧溪镇怡景华庭小区，总建筑面积46150 m²，小区中央花园有1座钢结构凉亭，凉亭与住宅通过钢连廊连接，总用钢量95 t，凉亭与连廊造型别致，是小区的主要点睛景观，最高5.8 m，全部由钢管搭接组成，采用本施工方法，克服了在整体式地下车库上不能使用大型设备的局限，只需采用小型起吊结合满堂脚手架施工，施工便捷、可靠，经济效益显著。

案例二：金土木大厦工程，工程地址常熟市古里镇金湖路，其中广场钢结构廊道长度104 m，共2条，总长208 m，廊道宽12.8 m，高6.2 m，总用钢量158 t。所有连廊构件均为圆管，2条廊道结构、尺寸均相同，采用多维向圆管结构空中散装工艺后，工期合计提前5 d，节约施工费用合计10300元。施工过程安全可靠，构件尺寸精确，所有焊缝质量一次合格率100%。

4结语

所有散构件在工厂制作，现场采用逐根构件高空拼接方法，其可行性高，施工过程中调整偏差简便易行。每根构件单独制作，克服了整体制作的构件在运输过程中构件变形问题。吊装不需要使用大型吊装机械，对施工场地要求低。采用可视化的BIM技术指导现场施工。适用于各类造型复杂、多圆管不同立体角度焊接于同一节点的钢结构单体。

在整个过程中因施工工作的连续性强，工艺的成熟可靠，吊装效率提高50%以上，有效地缩短了工期，降低了成本，最大限度地消除了多圆管拼接时的各种不利因素，保证质量，对环境无影响;采用本方法具有很好的社会效益和环境效益。