论文部分内容阅读
摘要：威海市民文化中心工程位于威海市青岛路以东、海滨路以西、即墨路以北，会展中心北侧。本工程总建筑面积63314.39m2其中地上47868.66 m2，地下15445.73 m2。主體建筑四层，地下一层。工程南北总长约180米，东西总长约105.8米，建筑物最高点为32米。工程被评为“鲁班奖”，本文以威海市民文化中心工程为例介绍了工程中应用到的一些施工技术，望对同类工程起到指导借鉴作用。
关键词：节点防水；光伏发电；防雷； 钢结构安装
Abstract: the weihai city center project is located in weihai, Qingdao road east, west of HaiBinLu, JiMo road, north of the convention and exhibition center on the north side. The project total construction area of 63314.39 m2 including 47868.66 m2 on the ground, underground 15445.73 m2. The main body building four floors, underground. Engineering the total length of about 180 meters, is about 105.8 meters in length, high building is 32 meters. Project was rated as "luban prize", this article in the weihai city center project as an example of application in engineering are introduced to some construction technology, hope guides reference for similar projects.
Key words: node waterproof; Photovoltaic power generation; Lightning protection; Steel structure installation
中图分类号：D412.65文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1 后张法预应力钢绞线抗浮锚杆及节点防水技术
1.1、基础施工阶段控制
对套管外侧的进行防水处理，筏板防水层采用4mm厚聚氨酯防水涂料进行处理，保证套管根部的防水质量。锚垫板在基础混凝土浇筑前安装，使用加强钢筋网固定在附加钢筋上。锚杆坑模板提前预制好，混凝土浇筑完成后随同锚杆坑模板一起拆除。
1.2、锚杆坑内的防水处理
锚杆注浆完成后要进行对锚杆坑内的防水处理，使用水泥基渗透结晶配合聚氨酯防水涂料进行锚杆坑的防水处理，要求水泥基防水涂料灌入锚杆坑内，要没过锚具至少1cm。水泥基渗透结晶施工完成后使用3mm厚聚氨酯防水涂料涂刷钢绞线收头，形成双保险。然后浇筑比基础筏板混凝土强度高一等级的无收缩防水混凝土，将锚杆坑填至基础筏板顶标高。
2、展览大厅大跨度钢框架结构施工技术
本工程单根钢柱重约20吨，单榀桁架重量约为86吨。同时现场场地十分受限，桁架部分位于整个工程偏中位置，桁架位置距建筑物边缘均在20米以上，跨外无法实现机械吊装。
2.1预留施工空间
由于跨外无法吊装，只能考虑在建筑物内部施工，如下图K轴/16-20及H轴/16-20为两榀桁架位置，从施工成本及施工方便考虑，采取在下图斜线所示位置预留施工空间，以便停放机械设备及构件。吊装及运输车辆进入施工区域须在18-19轴之间预留坡道，提供行车路线。
2.2搭设桁架组装平台
由于桁架需要现场组装，根据现场条件搭设桁架组装平台，材料选用219×5.5钢管及I32工字钢，根据桁架尺寸，确定平台平面尺寸。
2.3桁架现场拼装
首先对地下室顶板处组装平台用水准仪进行水平抄侧，用钢板垫平，组成组装平台，将桁架上下弦杆平放在平台上组装，保证其平整，从而保证桁架组装尺寸和垂直度。测量工作必须贯穿整个组装过程，随组随测，对于组装中出现的弯曲、变形尽早发现，进行校正。
2.4吊点确定
经计算桁架吊装使用两台QY150汽车吊进行双机抬吊。
2.5桁架吊装
吊装前对钢柱标高及垂直度进行测量，保证安装精度。为防止桁架在吊装过程中发生滑动，在拼装平台靠近桁架下弦杆200mm处焊接挡板进行控治。根据吊点位置及吊车参数将吊车就位，检查钢丝绳等吊装器械。
2.6桁架临时固定
为方便安装，在钢柱桁架弦杆安装位置焊接钢牛腿及连接耳板用于对桁架的临时固定。
3、超大面积曲线屋面（6300㎡）非晶硅太阳能光伏发电系统与建筑的一体化施工技术
3.1光伏屋面系统整体构造
整个光伏屋面系统构造主要由四部分组成，即承重纵横向钢结构桁架及檩条、屋顶拼为一体的光伏玻璃组件（BIPV）方阵及纵横向支撑龙骨、电气线缆线槽集线箱等、桁架下弦的展厅天棚保温及吊顶四部分，总体施工部署也按此顺序展开。
3.2 光伏玻璃屋面安装施工工艺
钢托架与可调支座安装先根据图纸测量放线，确定光伏发电系统的支撑龙骨安装和固定位置。在钢管桁架上弦杆焊接钢托架，在钢托架上及钢檩条上焊接U形钢底座，在钢底座上采用螺栓连接安装倒U形8mm厚镀锌钢件，由于该钢件上开有连接用的四个条形孔，故钢件顶面标高、角度可以微调，形成支撑龙骨用的可调支座。
3.3支撑龙骨安装
1) 龙骨伸缩缝的留设：由于屋面面积大、昼夜温差也大，主龙骨伸缩缝每段接头间留有不小于15mm间隙, 且采用的连接钢板上均开有椭圆形螺栓孔，可调节因温度变化引起的伸缩。
2）平面、曲面部分的龙骨变坡度做法：平面、曲面过渡及支撑龙骨变坡度综合采用四项措施：支撑主龙骨的可调支座标高、角度可以调整；每段主龙骨接头留间隙且采用的连接钢板椭圆形螺栓孔使此处可变坡度；次龙骨每段长度小连续折线渐近弧线；主、次龙骨上的螺栓支垫帽上下可调整支撑光伏组件。
3.4光伏组件安装
光伏玻璃组件理论规格尺寸: 2.1m ×1.05m，实际尺寸因四周有20mm宽耐候胶嵌缝，长、宽度相应缩小20mm。主、次龙骨型材顶部有可调螺栓支垫帽、通长U形卡槽，组件安装时应调节龙骨上的螺栓支垫标高, 组件应垫稳无晃动且使安装的组件与周围已安完组件接缝顺直、相邻板块高低差符合要求。卡槽内有螺帽，通过M5×60螺钉与其顶部的可调连接件组成锚拉件，可调连接件伸入光伏组件边框凹槽内并压住两侧组件，通过紧固螺栓将组件固定在龙骨上。组件间拼缝塞入泡沫塑料胶条并用耐候胶嵌缝。
3.5光伏发电系统与建筑物防雷装置的一体化施工
3.5.1太阳能电池板防雷施工
铝框架安装时应预留伸出屋面的引下线，以便与屋面上后安装的避雷网可靠焊接，使太阳能电池板四周铝合金框架与支架导通连接，支架均采用等电位连接接地。
3.5.2对沿直流输入线和交流输出线侵入的感应雷的防护安装施工
1)针对沿直流输入线侵入的感应雷的保护：一是在太阳能电池方阵的汇线盒内进行一级防雷保护，安装防雷过电压浪涌保护器；二是逆变器有过电压保护功能。
2） 对于沿交流输出线侵入的感应雷的保护，安装防雷过电压浪涌保护器，同时并接的外部电网系统也有防雷系统进行保护。
3） 对所有引入机房的线槽金属外壳进行可靠接地处理，以削减雷电波侵入的幅值。
3.6系统调试
1） 运行调试前准备：先应对逆变器、配电柜、配电箱试运行，符合设计要求后，方可进行调试工作；检查太阳能光伏组件的二极管连接、逆变器、配电柜的接线是否正确。
2） 监控系统检测：检测逆变器到计算机间的RS485通信线是否通信正常；检查光伏系统监测软件是否已经安装，是否可在计算机上正常启动使用。
3） 系统性能的检测与调整：启动系统设备，观察逆变器、配电柜是否正常工作；检查监控软件是否正常显示光伏系统发电量、电压、频率、CO2排放量等系统参数。
4、椭圆形锥体钢结构施工技术
箱型柱基础平面分为两部分：锥体东半部分为半圆弧,标高为±0.00；西面蛋圆部分, 标高为±19.00；坐落在混凝土建筑物上，第一部分１５根箱型柱组成竖向结构和第二部分的１３根箱型柱连成锥体主框架在箱梁接点下＞500mm处设置环梁支撑、交叉竖向桁架及安装平台。
柱脚平面布置如下图：
4.1施工准备
锥体钢构部分总重量为720吨，其中最大单吊吊装重量为18吨。最大吊装高度为42.5米，经计算选用999 SERIES 3型（250吨）履带塔式起重机和QUY50吨液压履带起重机配合使用。
地锚埋设位置及地锚的埋设形式见右图：
4.2立柱姿态的观测及调整
（1）观测：
本工程中，立柱有两个参数需要观测及调整。即两侧表面垂直于地面，以及內外表面与地面水平夹角为72°至55°。因此，为观测这两个面的角度。可在径向外侧架设经纬仪，进行垂直校正。在法向外侧架设经纬仪观测内、外表面的倾角。
（2）角度调整：
其角度的调整通过主受力索与两侧的稳定索张紧度来调整。
（3）错口调整：
承插口与待安装柱子的内壁存在一定的配合间隙。在重力作用下，必然出现错口现象。调整方法：在下端柱子顶部安装调整法兰。法兰与顶丝、小千斤顶配合，将错口余量调整回正常范围。
4.3标高±０.００处箱型柱吊装方案(地面部分)
锥体东半部共1５根箱型钢柱（每根分为四截）由加工厂运至施工现场，经监理验收合格后，用５０吨履带吊将钢柱对接摆放到水平胎架上、调整平直，由四截箱型钢柱在现场对接成39ｍ长的整体一截箱型钢柱,定好位置后进行熔透焊接，自检合格后再接受威海市质检站超声波检测。焊接上吊装用的挂耳、附件，校正后，用SCC2500液压履带吊直接吊装。采用缆风绳借助手动葫芦调整、定位，过程中用经纬仪结合铅垂仪调整到控制点位，根据构件长度、重量、截面尺寸相应采取加固措施，检查柱脚与底板对接角度、轴线无误后，将该柱与底板采用对称焊接方法，一次焊接完毕，当固定好相临的第二根箱体柱后，开始利用塔吊或者50吨履带吊安装之间的环形梁，如此重复施工。
具体的施工顺序如下：
4.4标高+19Ｍ处钢柱安装方案(屋面部分)
+19.00米每根钢柱分为两截用５０吨履带吊将钢柱对接摆放到水平胎架上、调整平直，由两截箱型钢柱在现场对接成29ｍ长的整体一截箱型钢柱,定好位置后进行熔透焊接，自检合格后再接受威海市质检站超声波检测。焊接上吊装用的挂耳、附件，校正后，用SCC2500液压履带吊直接吊装。采用缆风绳借助手动葫芦调整、定位，过程中用经纬仪结合铅垂仪调整到控制点位，根据构件长度、重量、截面尺寸相应采取加固措施，检查柱脚与底板对接角度、轴线无误后，将该柱与底板采用对称焊接方法，一次焊接完毕。
施工顺序
安装环梁:两根相临的钢柱完成安装后即可进行环梁安装，由于环梁的重量较轻垂直运输可由塔吊或人字架（结合卷扬机）协助完成。环梁采用两点绑扎，环梁吊离地面后应基本水平以便于安装，施工人员沿爬梯到达工作地点，将环梁放到设计位置，平焊临时固定。待同一标高环梁安装到位后再最后固定。施焊人员站在吊篮里进行焊接。吊篮的移动由塔吊或者50吨履带吊完成。
斜支撑安装：环梁、斜支撑安装方法相同。
4.5标高37.1米及42.5米平台以上部分
采用50吨履带吊结合搬倒法来实施吊装。
具体施工顺序如下：
首先在42.5米及37.5米钢平台上搭设脚手架，等脚手架搭设完成后，开始吊装相应的立柱和环梁。立柱从MO开始，延两边依次退着装，环梁跟着立柱同时吊装。与之相对应的环形压顶定位焊接上，使这一部分形成一个整体。37.5米平台的立柱和随着42.5米处的整体的形成开始吊装。立柱从和42.5米处的相接的钢柱开始吊装，依次往两边退着装，同样环梁跟着立柱同时吊装。最后把与之相应的环形压顶定位焊上即可。
关键词：节点防水；光伏发电；防雷； 钢结构安装
Abstract: the weihai city center project is located in weihai, Qingdao road east, west of HaiBinLu, JiMo road, north of the convention and exhibition center on the north side. The project total construction area of 63314.39 m2 including 47868.66 m2 on the ground, underground 15445.73 m2. The main body building four floors, underground. Engineering the total length of about 180 meters, is about 105.8 meters in length, high building is 32 meters. Project was rated as "luban prize", this article in the weihai city center project as an example of application in engineering are introduced to some construction technology, hope guides reference for similar projects.
Key words: node waterproof; Photovoltaic power generation; Lightning protection; Steel structure installation
中图分类号：D412.65文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1 后张法预应力钢绞线抗浮锚杆及节点防水技术
1.1、基础施工阶段控制
对套管外侧的进行防水处理，筏板防水层采用4mm厚聚氨酯防水涂料进行处理，保证套管根部的防水质量。锚垫板在基础混凝土浇筑前安装，使用加强钢筋网固定在附加钢筋上。锚杆坑模板提前预制好，混凝土浇筑完成后随同锚杆坑模板一起拆除。
1.2、锚杆坑内的防水处理
锚杆注浆完成后要进行对锚杆坑内的防水处理，使用水泥基渗透结晶配合聚氨酯防水涂料进行锚杆坑的防水处理，要求水泥基防水涂料灌入锚杆坑内，要没过锚具至少1cm。水泥基渗透结晶施工完成后使用3mm厚聚氨酯防水涂料涂刷钢绞线收头，形成双保险。然后浇筑比基础筏板混凝土强度高一等级的无收缩防水混凝土，将锚杆坑填至基础筏板顶标高。
2、展览大厅大跨度钢框架结构施工技术
本工程单根钢柱重约20吨，单榀桁架重量约为86吨。同时现场场地十分受限，桁架部分位于整个工程偏中位置，桁架位置距建筑物边缘均在20米以上，跨外无法实现机械吊装。
2.1预留施工空间
由于跨外无法吊装，只能考虑在建筑物内部施工，如下图K轴/16-20及H轴/16-20为两榀桁架位置，从施工成本及施工方便考虑，采取在下图斜线所示位置预留施工空间，以便停放机械设备及构件。吊装及运输车辆进入施工区域须在18-19轴之间预留坡道，提供行车路线。
2.2搭设桁架组装平台
由于桁架需要现场组装，根据现场条件搭设桁架组装平台，材料选用219×5.5钢管及I32工字钢，根据桁架尺寸，确定平台平面尺寸。
2.3桁架现场拼装
首先对地下室顶板处组装平台用水准仪进行水平抄侧，用钢板垫平，组成组装平台，将桁架上下弦杆平放在平台上组装，保证其平整，从而保证桁架组装尺寸和垂直度。测量工作必须贯穿整个组装过程，随组随测，对于组装中出现的弯曲、变形尽早发现，进行校正。
2.4吊点确定
经计算桁架吊装使用两台QY150汽车吊进行双机抬吊。
2.5桁架吊装
吊装前对钢柱标高及垂直度进行测量，保证安装精度。为防止桁架在吊装过程中发生滑动，在拼装平台靠近桁架下弦杆200mm处焊接挡板进行控治。根据吊点位置及吊车参数将吊车就位，检查钢丝绳等吊装器械。
2.6桁架临时固定
为方便安装，在钢柱桁架弦杆安装位置焊接钢牛腿及连接耳板用于对桁架的临时固定。
3、超大面积曲线屋面（6300㎡）非晶硅太阳能光伏发电系统与建筑的一体化施工技术
3.1光伏屋面系统整体构造
整个光伏屋面系统构造主要由四部分组成，即承重纵横向钢结构桁架及檩条、屋顶拼为一体的光伏玻璃组件（BIPV）方阵及纵横向支撑龙骨、电气线缆线槽集线箱等、桁架下弦的展厅天棚保温及吊顶四部分，总体施工部署也按此顺序展开。
3.2 光伏玻璃屋面安装施工工艺
钢托架与可调支座安装先根据图纸测量放线，确定光伏发电系统的支撑龙骨安装和固定位置。在钢管桁架上弦杆焊接钢托架，在钢托架上及钢檩条上焊接U形钢底座，在钢底座上采用螺栓连接安装倒U形8mm厚镀锌钢件，由于该钢件上开有连接用的四个条形孔，故钢件顶面标高、角度可以微调，形成支撑龙骨用的可调支座。
3.3支撑龙骨安装
1) 龙骨伸缩缝的留设：由于屋面面积大、昼夜温差也大，主龙骨伸缩缝每段接头间留有不小于15mm间隙, 且采用的连接钢板上均开有椭圆形螺栓孔，可调节因温度变化引起的伸缩。
2）平面、曲面部分的龙骨变坡度做法：平面、曲面过渡及支撑龙骨变坡度综合采用四项措施：支撑主龙骨的可调支座标高、角度可以调整；每段主龙骨接头留间隙且采用的连接钢板椭圆形螺栓孔使此处可变坡度；次龙骨每段长度小连续折线渐近弧线；主、次龙骨上的螺栓支垫帽上下可调整支撑光伏组件。
3.4光伏组件安装
光伏玻璃组件理论规格尺寸: 2.1m ×1.05m，实际尺寸因四周有20mm宽耐候胶嵌缝，长、宽度相应缩小20mm。主、次龙骨型材顶部有可调螺栓支垫帽、通长U形卡槽，组件安装时应调节龙骨上的螺栓支垫标高, 组件应垫稳无晃动且使安装的组件与周围已安完组件接缝顺直、相邻板块高低差符合要求。卡槽内有螺帽，通过M5×60螺钉与其顶部的可调连接件组成锚拉件，可调连接件伸入光伏组件边框凹槽内并压住两侧组件，通过紧固螺栓将组件固定在龙骨上。组件间拼缝塞入泡沫塑料胶条并用耐候胶嵌缝。
3.5光伏发电系统与建筑物防雷装置的一体化施工
3.5.1太阳能电池板防雷施工
铝框架安装时应预留伸出屋面的引下线，以便与屋面上后安装的避雷网可靠焊接，使太阳能电池板四周铝合金框架与支架导通连接，支架均采用等电位连接接地。
3.5.2对沿直流输入线和交流输出线侵入的感应雷的防护安装施工
1)针对沿直流输入线侵入的感应雷的保护：一是在太阳能电池方阵的汇线盒内进行一级防雷保护，安装防雷过电压浪涌保护器；二是逆变器有过电压保护功能。
2） 对于沿交流输出线侵入的感应雷的保护，安装防雷过电压浪涌保护器，同时并接的外部电网系统也有防雷系统进行保护。
3） 对所有引入机房的线槽金属外壳进行可靠接地处理，以削减雷电波侵入的幅值。
3.6系统调试
1） 运行调试前准备：先应对逆变器、配电柜、配电箱试运行，符合设计要求后，方可进行调试工作；检查太阳能光伏组件的二极管连接、逆变器、配电柜的接线是否正确。
2） 监控系统检测：检测逆变器到计算机间的RS485通信线是否通信正常；检查光伏系统监测软件是否已经安装，是否可在计算机上正常启动使用。
3） 系统性能的检测与调整：启动系统设备，观察逆变器、配电柜是否正常工作；检查监控软件是否正常显示光伏系统发电量、电压、频率、CO2排放量等系统参数。
4、椭圆形锥体钢结构施工技术
箱型柱基础平面分为两部分：锥体东半部分为半圆弧,标高为±0.00；西面蛋圆部分, 标高为±19.00；坐落在混凝土建筑物上，第一部分１５根箱型柱组成竖向结构和第二部分的１３根箱型柱连成锥体主框架在箱梁接点下＞500mm处设置环梁支撑、交叉竖向桁架及安装平台。
柱脚平面布置如下图：
4.1施工准备
锥体钢构部分总重量为720吨，其中最大单吊吊装重量为18吨。最大吊装高度为42.5米，经计算选用999 SERIES 3型（250吨）履带塔式起重机和QUY50吨液压履带起重机配合使用。
地锚埋设位置及地锚的埋设形式见右图：
4.2立柱姿态的观测及调整
（1）观测：
本工程中，立柱有两个参数需要观测及调整。即两侧表面垂直于地面，以及內外表面与地面水平夹角为72°至55°。因此，为观测这两个面的角度。可在径向外侧架设经纬仪，进行垂直校正。在法向外侧架设经纬仪观测内、外表面的倾角。
（2）角度调整：
其角度的调整通过主受力索与两侧的稳定索张紧度来调整。
（3）错口调整：
承插口与待安装柱子的内壁存在一定的配合间隙。在重力作用下，必然出现错口现象。调整方法：在下端柱子顶部安装调整法兰。法兰与顶丝、小千斤顶配合，将错口余量调整回正常范围。
4.3标高±０.００处箱型柱吊装方案(地面部分)
锥体东半部共1５根箱型钢柱（每根分为四截）由加工厂运至施工现场，经监理验收合格后，用５０吨履带吊将钢柱对接摆放到水平胎架上、调整平直，由四截箱型钢柱在现场对接成39ｍ长的整体一截箱型钢柱,定好位置后进行熔透焊接，自检合格后再接受威海市质检站超声波检测。焊接上吊装用的挂耳、附件，校正后，用SCC2500液压履带吊直接吊装。采用缆风绳借助手动葫芦调整、定位，过程中用经纬仪结合铅垂仪调整到控制点位，根据构件长度、重量、截面尺寸相应采取加固措施，检查柱脚与底板对接角度、轴线无误后，将该柱与底板采用对称焊接方法，一次焊接完毕，当固定好相临的第二根箱体柱后，开始利用塔吊或者50吨履带吊安装之间的环形梁，如此重复施工。
具体的施工顺序如下：
4.4标高+19Ｍ处钢柱安装方案(屋面部分)
+19.00米每根钢柱分为两截用５０吨履带吊将钢柱对接摆放到水平胎架上、调整平直，由两截箱型钢柱在现场对接成29ｍ长的整体一截箱型钢柱,定好位置后进行熔透焊接，自检合格后再接受威海市质检站超声波检测。焊接上吊装用的挂耳、附件，校正后，用SCC2500液压履带吊直接吊装。采用缆风绳借助手动葫芦调整、定位，过程中用经纬仪结合铅垂仪调整到控制点位，根据构件长度、重量、截面尺寸相应采取加固措施，检查柱脚与底板对接角度、轴线无误后，将该柱与底板采用对称焊接方法，一次焊接完毕。
施工顺序
安装环梁:两根相临的钢柱完成安装后即可进行环梁安装，由于环梁的重量较轻垂直运输可由塔吊或人字架（结合卷扬机）协助完成。环梁采用两点绑扎，环梁吊离地面后应基本水平以便于安装，施工人员沿爬梯到达工作地点，将环梁放到设计位置，平焊临时固定。待同一标高环梁安装到位后再最后固定。施焊人员站在吊篮里进行焊接。吊篮的移动由塔吊或者50吨履带吊完成。
斜支撑安装：环梁、斜支撑安装方法相同。
4.5标高37.1米及42.5米平台以上部分
采用50吨履带吊结合搬倒法来实施吊装。
具体施工顺序如下：
首先在42.5米及37.5米钢平台上搭设脚手架，等脚手架搭设完成后，开始吊装相应的立柱和环梁。立柱从MO开始，延两边依次退着装，环梁跟着立柱同时吊装。与之相对应的环形压顶定位焊接上，使这一部分形成一个整体。37.5米平台的立柱和随着42.5米处的整体的形成开始吊装。立柱从和42.5米处的相接的钢柱开始吊装，依次往两边退着装，同样环梁跟着立柱同时吊装。最后把与之相应的环形压顶定位焊上即可。