李志全

摘要：文章通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)樓梯的造型考慮和受力分析從而選擇合理的機(jī)械設(shè)備，并對(duì)整個(gè)旋轉(zhuǎn)樓梯進(jìn)行合理分節(jié)處理，在樓梯拼裝焊接過(guò)程中，采用全站儀進(jìn)行精準(zhǔn)定位，確保了旋轉(zhuǎn)樓梯拼裝時(shí)的拼接點(diǎn)精確無(wú)誤。

關(guān)鍵詞：建筑工程；旋轉(zhuǎn)樓梯；鋼結(jié)構(gòu)；拼裝焊接；全站儀 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU352 文章編號(hào)：1009-2374（2016）01-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.058

1 設(shè)計(jì)出圖

借助三維輔助軟件TEKLA軟件建立三維立體模型，考慮生產(chǎn)加工及現(xiàn)場(chǎng)安裝方便性，采用分段加工方法，為保證車間制作好的鋼旋轉(zhuǎn)樓梯運(yùn)輸方便，將旋轉(zhuǎn)樓梯分段，但同一個(gè)旋轉(zhuǎn)樓梯必須整體拼裝后分段，盡量不要同一旋轉(zhuǎn)梯段中不同運(yùn)輸和吊裝分段單獨(dú)放胎架制作，這樣很難保證梯段間光順過(guò)渡，分段選在休息平臺(tái)處斷開(kāi)分4段，以方便現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)胎架牛腿設(shè)置。根據(jù)深化圖紙尺寸將外旋水平段箱型鋼梁焊接在箱型柱上——箱型柱牛腿，將整體模型分割成多段，旋轉(zhuǎn)樓梯除鋼柱外分為4片，確定每段構(gòu)件的尺寸、扭曲角度等，并將三維立體模型轉(zhuǎn)化為三維CAD模型指導(dǎo)加工生產(chǎn)及后期

施工。

2 旋轉(zhuǎn)樓梯的制作

2.1 箱型平臺(tái)的制作

箱型平臺(tái)分為水平平臺(tái)和螺旋上升平臺(tái)，截面尺寸均為800mm×300mm×20mm的箱型，采用鋼板焊接而成，箱型平臺(tái)的腹板下料為直條，根據(jù)模型展開(kāi)圖的角度，利用卷圓機(jī)滾彎，腹板直條在卷彎前表面每300mm的距離畫上與滾軸平行的直線，在卷彎過(guò)程中時(shí)刻控制平行線與滾軸平行，以保證旋轉(zhuǎn)樓梯的外形尺寸。

箱型的蓋板均下料成弧形板，制作箱型時(shí)，利用千斤頂將弧形蓋板壓到螺旋上升的腹板上去，部分位置采用火烤校正，火焰溫度不得超過(guò)650℃。以上在制作前先搭好胎架，內(nèi)旋胎架所選取的點(diǎn)及坐標(biāo)尺寸要合理，要保持各胎架受力均勻控制變形均勻。

內(nèi)旋支設(shè)4組胎架，胎架頂標(biāo)高分別為608mm、1216mm、1824mm、2432mm（相對(duì)于構(gòu)件底）；外旋支設(shè)6組胎架，胎架頂標(biāo)高分別為304mm、608mm、912mm、1216mm、1824mm、2432mm（相對(duì)于構(gòu)件底）。制作胎架用于構(gòu)件制作及檢測(cè)。

2.2 鋼柱的制作

鋼柱截面是600mm×300mm×20mm，采用鋼板焊接而成，鋼柱主焊縫牛腿區(qū)及上下600mm的范圍內(nèi)全熔透一級(jí)探傷，其余區(qū)域主焊縫按半熔透制作。

2.3 構(gòu)件的預(yù)組裝

所有的箱型平臺(tái)先在地面上搭好的胎架上制作好，然后再根據(jù)模型及圖紙預(yù)組裝。

3 工廠涂裝

鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯外部不澆筑混凝土部位要進(jìn)行防腐涂裝，與上下兩層樓板接觸部位不得進(jìn)行涂裝。所有鋼構(gòu)件在涂裝前需進(jìn)行表面噴砂除銹處理，并在鋼結(jié)構(gòu)上設(shè)置涂裝邊線，防止將與混凝土接觸部位涂裝上油漆。

4 運(yùn)輸

為保證車間制作好的鋼旋轉(zhuǎn)樓梯運(yùn)輸方便，將旋轉(zhuǎn)樓梯分段。在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)予以加固，控制變形，不得損壞構(gòu)件。

5 安裝

工藝：施工準(zhǔn)備→吊裝機(jī)械的選擇→放線定位→旋轉(zhuǎn)樓梯安裝。

5.1 施工準(zhǔn)備

類似于本工程旋轉(zhuǎn)樓梯施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)樓板已封閉，無(wú)法使用塔吊或大型汽車吊整體吊裝，經(jīng)分析探討認(rèn)為單純使用電動(dòng)葫蘆進(jìn)行鋼構(gòu)件吊裝存在施工周期長(zhǎng)、安裝速度慢、吊運(yùn)過(guò)程中安全隱患大且人工花費(fèi)高等問(wèn)題。在經(jīng)專家論證之后為保證在業(yè)主要求的施工節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成旋轉(zhuǎn)樓梯施工，現(xiàn)場(chǎng)采取鋼構(gòu)件分節(jié)優(yōu)化、樓板支撐加固等措施后，使用輕型汽車吊，同時(shí)輔以電動(dòng)葫蘆鋼構(gòu)進(jìn)行安裝校施工。

5.2 吊裝機(jī)械的選擇

利用汽車吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝方便快捷，可大大提高工作效率，也是鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝中最常見(jiàn)的吊裝機(jī)械，故此先考慮利用汽車吊，根據(jù)最重構(gòu)件的重量來(lái)選擇汽車吊的型號(hào)。如若汽車吊支腿在樓板上，則需要考慮樓板的承載力是否滿承載力要求。

5.3 放線定位及空間坐標(biāo)的測(cè)量

安裝前將場(chǎng)外主控點(diǎn)引入大堂內(nèi)，復(fù)核旋轉(zhuǎn)樓梯鋼梁與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)位置。在施工現(xiàn)場(chǎng)建立三維坐標(biāo)系，以旋轉(zhuǎn)樓梯圓心作為坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)CAD模型及已經(jīng)制作完成的旋轉(zhuǎn)樓梯實(shí)際尺寸，測(cè)算出各個(gè)節(jié)點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際位置坐標(biāo)（x、y、z）。在施工現(xiàn)場(chǎng)中可以確定旋轉(zhuǎn)樓梯鋼梁與主體結(jié)構(gòu)連接的節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)（與CAD模型中A點(diǎn)位置坐標(biāo)相同），利用全站儀通過(guò)旋轉(zhuǎn)樓梯鋼梁與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)可以精確測(cè)出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際旋轉(zhuǎn)樓梯各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)（x、y、z）。最終測(cè)量出鋼柱牛腿與旋轉(zhuǎn)樓梯節(jié)點(diǎn)（3處），后擴(kuò)底錨栓的孔位（兩處）以及胎架與旋轉(zhuǎn)樓梯各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)（x、y、z）。

5.4 旋轉(zhuǎn)樓梯安裝

5.4.1 按設(shè)計(jì)意圖，旋轉(zhuǎn)樓梯除鋼柱外分為4片，自下而上編號(hào)分別為5H-ST-1、5H-ST-2、5H-ST-3、5H-ST-4，可設(shè)置支撐胎架進(jìn)行整片安裝。但實(shí)際旋轉(zhuǎn)樓梯均散件進(jìn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)只能設(shè)置支撐胎架進(jìn)行散件安裝，旋轉(zhuǎn)樓梯散件安裝的施工工藝流程：對(duì)穿錨栓安裝→后置埋件安裝→樓梯立柱安裝→支撐胎架安裝→外旋箱型曲梁安裝→內(nèi)旋箱型曲梁安裝→樓梯踏步槽鋼安裝→樓梯踏步及休息平臺(tái)安裝。

首先使用水鉆在已定位的樓板上進(jìn)行打孔，安置埋件，并且予以固定。將汽車吊站位至指定位置首先進(jìn)行立柱吊裝，整個(gè)吊裝過(guò)程中使用全站儀進(jìn)行精準(zhǔn)定位并予以校正。完成立柱安裝后進(jìn)行支撐胎架安裝，過(guò)程中依然使用全站儀進(jìn)行定位。完成胎架安裝后使用汽車吊與手動(dòng)葫蘆相配合方式依次進(jìn)行外旋箱型曲梁安裝與內(nèi)旋箱型曲梁安裝。曲梁安裝完成后依次進(jìn)行樓梯踏步槽鋼、樓梯踏步及休息平臺(tái)安裝。整個(gè)過(guò)程使用精密儀器進(jìn)行控制，保證安裝的精度。

5.4.2 旋轉(zhuǎn)樓梯胎架均與樓梯鋼柱對(duì)應(yīng)設(shè)置，樓梯鋼柱設(shè)置于旋轉(zhuǎn)樓梯外旋，旋轉(zhuǎn)樓梯胎架對(duì)應(yīng)樓梯鋼柱設(shè)置于旋轉(zhuǎn)樓梯內(nèi)旋，旋轉(zhuǎn)樓梯進(jìn)行第1片及第2片散件安裝的胎架設(shè)置位置為胎架設(shè)置位置2，旋轉(zhuǎn)樓梯進(jìn)行第2片及第3片散件安裝的胎架設(shè)置為胎架設(shè)置位置1，旋轉(zhuǎn)樓梯進(jìn)行第3片及第4片散件安裝的胎架設(shè)置為胎架設(shè)置位置2，以上胎架與樓梯鋼柱或胎架間兩側(cè)均設(shè)置L75×5的等邊角鋼焊接固定，角鋼沿胎架支撐或樓梯鋼柱豎向間距500mm均布。

5.4.3 胎架基礎(chǔ)的做法。測(cè)量放線距離箱型鋼梁端部或者對(duì)接口200mm處，對(duì)應(yīng)支撐胎架底部在負(fù)1層樓板上設(shè)置鋼板，采用6顆M20化學(xué)螺栓臨時(shí)固定。鋼板規(guī)格PL30*600*400。H型鋼胎架底部與鋼板采用角焊縫焊接。

表1 旋轉(zhuǎn)樓梯需設(shè)置胎架的構(gòu)件

序號(hào) 構(gòu)件號(hào) 支撐胎架類型 胎架

數(shù)量 構(gòu)件狀態(tài)

1 5H-ST-1/5H-ST-2

5H-ST-3/5H-ST-4 H400×200×8×13 1 旋轉(zhuǎn)樓梯內(nèi)旋鋼梁

2 5H-ST-2/5H-ST-3 H400×200×8×13 1 旋轉(zhuǎn)樓梯內(nèi)旋鋼梁

旋轉(zhuǎn)樓梯支撐胎架標(biāo)高統(tǒng)計(jì)如表2：

表2 胎架牛腿標(biāo)高及高度

序號(hào) 胎架號(hào) 牛腿頂

標(biāo)高/m 曲梁截面高度/mm 胎架頂標(biāo)高/m 胎架底標(biāo)高/m 胎架高度/m H型鋼總長(zhǎng)度/m

1 胎架1 3.608 800 4.5 -0.12 4.62 4.59

2 胎架2 1.176 800 -0.12

6.04 800 6.88 -0.12 7 6.97

總計(jì) 11.56

5.4.4 旋轉(zhuǎn)樓梯鋼構(gòu)件的安裝。旋轉(zhuǎn)樓梯鋼構(gòu)件的安裝采用16t汽車吊作為起吊設(shè)備將鋼構(gòu)件安裝就位，鋼構(gòu)件安裝就位后利用連接板或靠山板臨時(shí)固定，然后進(jìn)行鋼構(gòu)件的焊接。

5.4.5 樓梯踏步及休息平臺(tái)安裝。梯段安裝時(shí)先進(jìn)行休息平臺(tái)安裝，自休息平臺(tái)處自下往上安裝樓梯踏步。安裝前先將踏步及休息平臺(tái)定位線放于曲梁上，焊接支撐槽鋼再進(jìn)行踏步鋼板焊接。

6 旋轉(zhuǎn)樓梯安裝的精度控制

6.1 旋轉(zhuǎn)樓梯組對(duì)間隙控制技術(shù)

設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)前考慮現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差以及安裝后樓板與鋼梁節(jié)點(diǎn)的變形影響。加工階段：根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，考慮旋轉(zhuǎn)樓梯加工后的變形收縮量，預(yù)先掌握對(duì)接后鋼梁整體長(zhǎng)度的實(shí)際偏差值。埋件的偏差值：事前考慮埋件位置偏差以及安裝后的實(shí)際誤差。焊接收縮值：預(yù)先掌握焊接收縮理論值；預(yù)先掌握焊接收縮成熟經(jīng)驗(yàn)值。總體考慮安裝偏差、構(gòu)件尺寸偏差、焊接收縮對(duì)安裝精度的影響，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)合相關(guān)規(guī)范、以往類型工程的施工的成熟經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析對(duì)比，確定鋼結(jié)構(gòu)對(duì)接的組對(duì)間隙，將各種影響因素提前消化。具體做法為：組對(duì)間隙=設(shè)計(jì)間隙+構(gòu)件本身長(zhǎng)度方向的偏差+埋件的偏差值+焊接收縮值。

6.2 偏差調(diào)整措施

測(cè)量放樣實(shí)測(cè)已施工砼體偏差→鋼構(gòu)件根據(jù)實(shí)際測(cè)量放樣結(jié)果進(jìn)行微調(diào)→旋轉(zhuǎn)樓梯第一段外旋及內(nèi)旋箱型曲梁安裝→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進(jìn)行調(diào)整→箱型曲梁焊接→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進(jìn)行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步槽鋼的安裝→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進(jìn)行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步槽鋼的焊接→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進(jìn)行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步、休息平臺(tái)安裝→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進(jìn)行調(diào)整→旋轉(zhuǎn)樓梯踏步、休息平臺(tái)焊接→復(fù)核坐標(biāo)及標(biāo)高→如有偏差進(jìn)行調(diào)整。

構(gòu)件安裝過(guò)程中做到步步復(fù)核、步步調(diào)整，構(gòu)件安裝拼接前，應(yīng)做臨時(shí)固定，進(jìn)行坐標(biāo)、標(biāo)高、水平垂直度復(fù)核，滿足要求后進(jìn)行最終拼接；若存在誤差，切割臨時(shí)固定點(diǎn)，重新對(duì)坐標(biāo)、標(biāo)高、水平垂直度等進(jìn)行調(diào)整，再進(jìn)行臨時(shí)固定、復(fù)核、焊接。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）