CN1727616A - 用h型钢结构构成观光塔的方法及h型钢结构制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用H型钢－砼组合结构构成观光塔和H型钢结构制作安装的方法，所述观光塔包括筒体及观光厅，所述筒体采用挖孔灌注桩，所述筒体为型钢砼结构，所述观光厅包括观光平台、观光厅顶，所述观光平台为H型钢－砼组合结构，通过筒体上下左右各设两道实腹型工字钢相连，四根贯通筒体的钢梁，作为悬挑平台的主要受力构件，配合环向和径向的次梁和钢楼承板形成整体楼盖体系，楼承板采用有痕压型钢板，压型钢板上面为钢筋砼。H型钢结构制作方法包括，H型钢梁板的放样下料：采用数控多头切割机进行板材切割；H型钢梁组装：H型梁组装胎具，以已开坡口处为始点，进行H型梁的组装，并焊接固定。H型钢梁焊接：焊接采用埋弧自动焊机。

Description

用H型钢结构构成观光塔的方法及H型钢结构制作方法

技术领域

本发明涉及土木建筑工程领域，属于塔桅结构工程建造技术，特别涉及一种H型钢结构构成观光塔及H型钢结构制作方法。

背景技术

国内、外的各种观光塔，主要分为钢结构和钢筋混凝土结构(包括预应力混凝土结构)，塔楼(观光厅)部分结构主要分为预应力砼结构、钢结构。

国内、外观光塔建筑概况见下表。

工程名称	塔身结构	塔楼(观光厅)结构
			大庆电视塔(260m)	外层为空间钢网架、内层为装配式钢结构	空间钢管桁架结构
大连电视塔(190m)	空间桁架结构	悬挑钢管桁架结构
			徐州电视塔(199.5m)	钢筋砼	钢网架结构，塔楼平台里端支撑在钢筋砼筒体上，外端支撑在网球节点上
合肥电视塔(339m)	正六边形空间桁架体系	悬挑钢管桁架结构
			汕头电视塔(212m)	六边形钢管结构，设预拉力柔性杆，	十二边形，用18根斜撑支撑在六根塔柱上，形成空间桁架体系
泰州电视塔(218m)	空间桁架体系	16根拉索悬挂成悬挑结构
			东方明珠(468m)	钢筋砼结构	钢管柱、钢桁架组成，球体外壳为钢网架结构
汉中电视塔(188.8m)	空间桁架体系	悬挑钢管桁架结构，
			多伦多电视塔(553m)	全预应力砼结构	支撑结构为预应力牛腿上悬挑砼墙，用预应力钢筋砼圈梁加固牛腿

亚美尼亚埃里温电视塔312.00m	三边形空间桁架结构，设组合式斜杆和横杆，用钢量1758t，	空间钢管桁架结构
			俄罗斯圣彼得堡电视塔315.00m	六边形格构式钢管结构，用钢量1160t，	钢网架结构
日本水户艺术馆瞭望塔100.00m	钢管焊接连接，预制单元，现场组装焊接，空间桁架结构；外装饰3.2mm厚钛合金板	空间钢管桁架结构
			新西兰摩天塔(328m)	钢筋砼结构	空间钢管桁架结构
澳门观光塔(346.7m)	钢筋砼结构	八条钢筋砼悬挑斜支撑，塔楼主体为钢结构

现有的大多数高塔、塔楼结构采用空间桁架结构、网架结构、预应力砼结构。钢结构塔楼结构体系包括圆盘形塔楼的悬挑桁架体系、球形塔楼网壳结构体系、塔身内田字形塔楼结构体系，砼结构塔楼采用预应力砼结构。海尔观光塔观光厅承受的静荷载为6.5KN/m2，承受的静荷载为3.5KN/m2，通过综合考虑，决定采用型钢-砼组合结构构成观光塔，筒体采用型钢砼结构，观光厅采用悬挑H型钢梁，上面铺钢楼承板，浇筑砼，构成组合楼板。采用型钢-砼组合结构满足了建筑的飞碟造型。

钢-砼组合结构有以下优点：同传统的混凝土结构相比，可以减小梁柱截面尺寸，增大建筑使用空间，大大减轻结构自重，减少现场湿混凝土作业量，加快施工速度，缩短施工周期，增强结构的延性和抗震性能等。同钢结构相比，同样可以减小构件截面高度，增大构件刚度和结构的整体性及稳定性，节约钢材，降低造价，增强结构的耐久性等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用H型钢结构构成观光塔的方法及H型钢结构制作方法，可以减小梁柱截面尺寸，增大建筑使用空间，大大减轻结构自重，减少现场湿混凝土作业量，加快施工速度，缩短施工周期，增强结构的延性和抗震性能等。同钢结构相比，同样可以减小构件截面高度，增大构件刚度和结构的整体性及稳定性，节约钢材，降低造价，增强结构的耐久性等。

本发明的目的是这样实现的：

本发明还公开了一种用H型钢结构构成观光塔的方法，所述观光塔包括筒体及观光厅，所述筒体采用挖孔灌注桩，所述筒体为型钢砼结构，所述观光厅包括观光平台、观光塔顶，所述观光平台为H型钢-砼组合结构，通过筒体上下左右各设两道实腹型工字钢相连，四根贯通筒体的钢梁，作为悬挑平台的主要受力构件，配合环向和径向的次梁和钢楼承板形成整体楼盖体系，楼承板采用有痕压型钢板，压型钢板上面为钢筋砼。所述H型钢砼结构分为H型钢柱和H型钢梁，柱与塔基埋件连接为焊接，梁与柱为焊接，筒体内梁与梁安装时，腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板为焊接连接，筒体外梁与梁腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板为高强螺栓连接。

所述观光塔顶采用悬挑网架结构；所述悬挑网架结构设置固定支座即钢牛腿焊接连接，上下弦各为9个支承点。为使筒体支座即钢牛腿能承受网架的拉力，采用在上弦牛腿之间用劲性钢梁贯穿筒体连接，使左右、上下两边的拉力通过钢梁连成一体，达到自平衡。

本发明公开了一种H型钢结构制作方法，用于构建观光塔，包括如下步骤：

H型钢梁板的放样下料：对整体板材进行拼接，并进行板材切割；

H型钢梁组装：H型梁组装胎具，以已开坡口处为始点，进行H型梁的组装，并焊接固定。

所述板材切割采用多头数控切割机气切，以保证切割板材的边缘质量，同时使切割的板材两边受热均匀。

所述的焊接包括如下步骤：

在对接接头、自动焊角接接头在焊道的两端设置引弧和引出板；

施焊前应进行预热，焊后应进行后热；

焊接完后，对一级焊缝进行超声波检测；

采用碳弧气刨和手工砂轮磨削对焊缝缺陷进行翻修。

所述的焊接采取控制H型梁四条纵焊缝的焊接顺序，用焊接收缩的先后次序以使梁轻微上挠。

所述的用于观光塔的H型钢结构制作方法，还包括如下步骤：采取火焰矫正法对焊接H型梁的局部波浪变形和弯曲变形进行翼缘矫正及二次装配。

所述的用于观光塔的H型钢结构制作方法，还包括如下步骤：

修正合格的H型梁，要整齐摆放在经测量找平的组装平台上；

根据图纸尺寸组装加劲板，确定腹板开孔位置，并将开孔中心线移置于翼缘板侧面；

待焊接完加劲板后，再检查腹板开孔中心线位置的准确性，最后切割腹板预留孔并双面组焊加强圈，以减小腹板的焊接变形；

H型梁加劲板组装焊接完成后，经过二次修正合格，以组装时的基准端按图纸尺寸号出梁两端的高强度螺栓孔位置线，将孔位检查线和端面铣位置线标注清楚，并打上样冲眼，以便于施工和检查。

所述的用于观光塔的H型钢结构制作方法，还包括如下步骤：端面铣加工合格的H型梁，放置钻孔平台上，以铣平端为基准，并以梁中心线、孔位置线为依据，夹紧固定钻孔模具。

所述高强度螺栓的施拧顺序为：先拧主梁高强度螺栓，后拧次梁高强度螺栓；同一节点的高强度螺栓初、终拧顺序为：从中间向四周扩散。

所述栓钉的焊接包括：根据图纸中栓钉排列的位置，在钢梁、钢柱表面和压型钢板上用墨斗放出栓钉焊接的位置线，保证焊后栓钉排列整齐；焊接前清理需要焊接剪力钉的部位，压型钢板下的钢梁应在铺设压型钢板前清理干净；焊接时栓钉焊枪要与梁柱表面垂直；栓顶装进焊枪卡子时，要压紧卡子；栓钉枪、栓钉和焊件顶紧后再按下电门，电弧停止后再提起栓钉枪。

本发明的优势在于较好的满足建筑形式要求。

附图说明

图1为本发明的观光塔的立面示意图；

图2为本发明的观光塔的剖面示意图；

图3为本发明的H型钢柱布置图；

图4为本发明的型钢梁布置图；

图5为本发明中筒体型钢砼结构图；

图51本发明中网架牛腿图

图52本发明中型钢柱-砼组合结构图

图53本发明中型钢梁-砼组合结构图

图6为本发明中钢梁平面图；

图7为本发明中钢梁等强连接图；

图8为本发明中钢梁-砼组合结构图

图9为本发明中H型钢梁焊接顺序

图10为本发明中H高强螺栓的施拧顺序

具体实施方式

如图1所示的本发明的观光标志塔包括观光塔1和标志塔4，所述观光塔1包括位于下部的筒体11和位于上部的观光厅12，观光厅12的观光平台22为悬挑结构，塔顶24为网架结构。

观光塔混凝土筒11体直径为8.94m，筒体外墙厚350，内隔墙厚250，在42.00标高有一个直径为26米的观光平台22，结构采用SRC结构，在观光塔顶是一个直径为31--32.8m的空间网架结构24；

下面详细说明观光厅H型钢-砼组合结构

如图5所示，海尔观光塔观光塔筒体采用型钢砼结构，包括型钢柱砼结构52、型钢梁砼结构53和54，54中钢梁与网架牛腿相连。砼采用C40，钢柱、型钢、预埋件钢板均采用Q345C，螺栓采用10.9级摩擦型高强度螺栓。钢结构防腐寿命不低于50年，防火涂料耐火时间1.5小时。柱、梁防火涂料厚度须达到构件耐火极限。

如图52所示型钢柱-砼组合结构，型钢砼中钢骨采用实腹式H型钢521，型钢柱布置详见图3，图3中SZ1、SZ2、SZ3、SZ4为型钢柱，钢筋由竖向钢筋522、箍筋523、拉结筋524构成，充分发挥砼和型钢柱强度和塑性性能。

如图53所示型钢梁-砼组合结构，型钢砼中钢骨采用实腹式H型钢21，型钢梁布置详见图4，图4中GL1、GL1a为型钢梁，作为悬挑平台的主要受力构件。钢筋由纵向钢筋531、箍筋532、拉结筋533和竖向墙钢筋534和横向墙钢筋535构成，充分发挥砼和型钢梁强度和塑性性能。

如图53所示所述H型钢梁翼缘宽为400，而筒壁厚为350，内墙仅250厚，钢梁对墙体存在偏心作用；悬挑钢梁在根部对筒体作用的剪力和弯矩是相当大的，墙体因此承受很大的压应力。在设计中采取了以下几种措施：

图53中，墙身根据钢梁宽度放大，按高度1∶6放坡，使这部分墙身的混凝土形成鱼腹式，墙厚从350增大至485，墙内钢筋36从钢梁旁边绕过而不截断；保证了筒体墙身的上下完整性。

由于钢梁根部的墙体承受较大的压应力，故通过埋设钢柱使钢柱和混凝土墙肢形成劲性墙肢来改善墙肢的受压状况

如图5中53所示，钢柱在与钢梁焊接处，对放坡一侧钢柱的翼缘进行加腋，通过和混凝土共同作用逐渐把偏心力传至筒体上。

通过上述措施保证了钢梁的连续性和筒体上下的完整性，有效解决了钢梁偏心作用以及对筒体墙肢的压应力问题。

所述观光塔顶采用悬挑网架结构；所述悬挑网架结构设置固定支座即钢牛腿焊接连接，上下弦各为9个支承点。如图5所示，为使筒体支座即钢牛腿能承受网架的拉力，采用在上弦牛腿之间用劲性钢梁54贯穿筒体连接，使左右、上下两边的拉力通过钢梁连成一体，达到自平衡。如图51所示，网架牛腿设埋件11和12，为保证网架的安装质量，埋件12不能有正偏差。

所述H型钢砼结构中，型钢柱与筒体内埋件连接为焊接，梁与柱为焊接，柱端设连接钢板，连接钢板与钢梁焊接，筒体内梁与梁安装时，腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板之间为剖口融透焊接。

如图6所示，所述观光平台为H型钢-砼组合结构，通过筒体上下左右各设两道实腹型H型钢梁GL1相连，四根贯通筒体的钢梁GL1，作为悬挑平台的主要受力构件，配合环向次GL2、GL4、GL3和径向的次梁GL5和钢楼承板形成整体楼盖体系。

如图7所示，H型钢梁与梁腹板712之间采用高强度螺栓连接，翼缘板711为高强螺栓连接。

如图8所示楼承板采用有痕压型钢板811，栓钉822穿透压型钢板凹肋并与梁的上翼缘焊成一体，在压型钢板上面绑扎钢筋833浇筑砼。

下面说明H型钢制作安装工艺。

1、钢结构构件制作

1.1构件形式：

本工程中主要的钢构件为H型柱和H型梁，柱与塔基埋件连接为焊接，梁与柱为焊接，筒体内梁与梁安装时，腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板为焊接连接，筒体外梁与梁腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板为高强螺栓连接。

主大梁等强连接如图7。

1.2材料要求：

钢柱、型钢、预埋件钢板采用Q345C、B。对于厚度大于或等于36mm的钢板，尚应对板厚方向(Z向)的抗拉强度提供可靠保证，要求钢板厚度方向的断面收缩率不得小于Z15级断面收缩率的允许值，防止材料内部存在分层或夹渣等缺陷。螺栓采用M27和M30的大六角头高强螺栓。

1.3H型钢梁制作

1.3.1H型钢梁制作流程

钢材检查复验→翼缘、腹板拼接→探伤检查→平直→下料切割→梁组装→焊接矫正→二次组装→焊接矫正→端面铣→梁端坡口处理→模具钻孔→摩擦面处理→梁外观几何尺寸检查→除锈→涂装→编号→成品检查验收→包装发运

1.3.2放样下料

H型梁板经喷砂除锈，满足规范要求后使用。为保证H型梁翼缘板和腹板的下料质量，采取整体板材拼接，拼接的焊缝按一级质量等级，II级评定，B级检验，进行100％超声波检查，合格后备案使用。板材的切割采用多头数控切割机气切，保证切割板材的边缘质量，同时使切割的板材两边受热均匀，不产生难以修复的侧向弯曲。

H型梁翼缘及腹板下料长度的确定以图纸尺寸为基础，根据梁截面大小和连接焊缝的长度，考虑预留焊接的收缩余量并结合以往施工经验，四条纵焊缝每一米沿长度方向收缩0.6mm；每对加经板和每对加强圈各按0.3mm收缩考虑，因此一般两翼缘及腹板下料长度的预留量为50mm。同时翼缘板的一端在下料切割时应加工成图纸要求的坡口形式，便于装配H型梁时依此端为基准，减少装配后的二次切割工作量。

1.4H型钢梁组装

切割完成的板材，经检查符合图纸要求及规范规定后，利用专用的H型梁组装胎具，以基准端(已开坡口处)为始点，进行H型梁的组装，并由专职焊工点焊固定。点焊按如下要求进行：采用的焊接材料型号与焊件应相互匹配，焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，且不应大于8mm。焊缝长度不宜小于25mm，焊缝间距保持在300-400mm范围内。H型梁细装允许偏差如表所示：

1.5焊接

1.5.1焊接工艺评定

钢结构焊接前，通过焊接试验和焊接工艺评定选择出最佳的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊后热处理参数等，以保证焊接接头的力学性能达到设计要求，根据评定报告确定指导施工的焊接工艺。工艺评定合格后应编制出正式的焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书，根据工艺指导书及图样的规定，编写焊接工艺，根据焊接工艺进行焊接施工。

1.5.2焊接工艺

施焊前应复查装配质量和焊区的处理情况，当不符合要求时，休整合格方可施焊。对接接头、自动焊角接接头在焊道的两端设置引弧和引出板。

引弧应在焊道处。多层焊接宜连续施焊，注意各层的清理和检查，有缺陷要及时清除后再焊。焊缝出现裂纹时查清原因，订出返修工艺再处理。焊条、焊剂和栓钉焊用瓷环在使用前必须按产品说明书及有关工艺文件规定的技术要求进行烘干。厚度大于36mm的钢板施焊前应进行预热，焊后应进行后热。预热区在焊道两侧，每侧宽度均大于焊件厚度的2倍。焊接完后，对一级焊缝进行超声波检测。焊缝缺陷翻修采用碳弧气刨和手工砂轮磨削，返修后的焊缝按原要求重新进行外观检查和内在质量的探伤检查。工厂内焊接采用埋弧自动焊和手工电弧焊，施工现场焊接采用手工电弧焊。H型钢梁腹板采用高强螺栓连接，翼缘采用全熔透焊连接时，先焊下翼缘，后焊上翼缘，翼缘板厚度大于30mm时宜上、下翼缘轮换施焊。

本工程H型梁长度均小于12米，设计没有起拱要求，但规范规定不允许下挠。根据以往制作12米吊车梁的经验采取控制H型梁四条纵焊缝的焊接顺序，用焊接收缩的先后次序以使梁轻微上挠。其焊接顺序见图9。

H型梁的焊接采用埋弧自动焊，焊接工艺参数：

焊脚(mm)	焊丝直径(mm)	焊接电流(A)	电弧电压(V)	焊接速度(m/min)	送丝速度(m/min)
						9	5	700-750	34--36	0.42	0.82-0.92
12	5	750--800	34--36	0.3	0.9-1

1.5.3焊接H型梁的矫正及二次装配

焊接完成后的H型梁，由于焊缝收缩常会引起翼缘板弯曲和梁整体扭曲，因此必须通过翼缘矫正，对局部波浪变形和弯曲变形采取火焰矫正法处理。矫正机工作的环境温度不应低于0度，可采用逐级矫正方式实施矫正，以保证翼缘板表面不出现严重损伤，角焊缝不发生裂纹。采用火焰矫正时应控制好加热温度，避免出现母材损伤。加热温度不得超过900摄氏度，并采用三角形加热法，根据H型梁弯曲的程度，确定加热三角形的大小和个数。同一部位加热矫正不得超过二次；矫正后应缓冷。矫正后的H型梁应满足上表“焊接H型梁允许偏差(mm)”的要求。

修正合格的H型梁，要整齐摆放在经测量找平的组装平台上。根据图纸尺寸组装加劲板，确定腹板开孔位置，并将开孔中心线移置于翼缘板侧面。待焊接完加紧板后，再检查腹板开孔中心线位置的准确性，最后切割腹板预留孔并双面组焊加强圈，以减小腹板的焊接变形。

H型梁加劲板组装焊接完成后，经过二次修正合格，以组装时的基准端按图纸尺寸号出梁两端的高强度螺栓孔位置线，将孔位检查线和端面铣位置线标注清楚，并打上样冲眼，以便于施工和检查。H型梁端坡口二次切割时，采用半自动切割机气切。

1.5.4高强螺栓孔加工及摩擦面处理

端面铣加工合格的H型梁，放置钻孔平台上，以铣平端为基准，并以梁中心线、孔位置线为依据，夹紧固定钻孔模具。一般实际钻孔直径均大于设计要求一个级别。螺栓孔一般均为双排多孔分布，故本工程H型梁钻孔采取如下方法：钻孔前须经二人互相检查选用模具的正确性；钻孔过程中经常检查模具紧固情况；由于钻孔常采用多班作业，每班安排专人检查模具磨损情况，随时更换不合格模具；每班安排专人修正钻孔毛刺。

摩擦面处理采用喷砂法。经处理的摩擦面要检验其抗滑移系数是否达到设计要求。

抗滑移系数检验在拉力试验机上进行，并测出其滑移荷载，试验时，试件的轴线应与试验机夹具中心严格对中，抗滑移系数值按下式计算：

μ＝N/(n·∑Pt)

式中N-抗滑移荷载，kN

n-传力摩擦面数，n＝2

Pt-试件滑移一侧对应的高强度螺栓紧固轴力之和，kN

本工程Pt为实测值，此值应准确控制在(0.95-1.05)PO范围内，其中为设计预拉力值。抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。

2钢结构安装技术

2.1安装机械的选择及人员准备

本工程筒体型钢构件共有260件，观光厅最西侧距筒体中心13.2米，构件最大重量11吨，由于现场条件，根据本工程特点，决定采用一台150t履带式起重机和一台QTZ25塔吊吊装，GL1翻身采用80t汽车吊。吊装专业人员共15人，高空及指挥人员均持证上岗，所有登高人员必须佩带登高证。

2.2施工工艺流程

柱施工准备→安全防护设施搭设→现场构件预检并做测量标记→钢柱安装、初校、固定→预埋件焊接→浇注砼→主梁安装→次梁安装→高强度螺栓初拧、终拧→柱与梁焊接→压型钢板预铺设→投点、控制网闭合、排尺、放轴线、定相对标高控制线→超声波探伤合格→轴线、标高、垂直度会签记录→栓钉焊接→浇注砼

2.3构件安装

2.3.1编制安装顺序表和绘制安装顺序图

完成详图设计会审后，根据工程实际情况编制安装顺序表，绘制安装顺序图。在安装顺序图中标明每个构件的平面位置、构件安装顺序号和构件名称等。在安装顺序表中列出每个构件的安装顺序号、构件名称、图纸号，安装所用高强度螺栓，及连接板的数量、规格、构件重量、构件外形等。

2.3.2钢结构构件的预检

在制作合同签订后即将安装顺序表交给构件制作厂，要求按顺序进行制作，确保现场安装进度的需要。为保证钢结构的安装质量和安装进度，安装单位派监造组进驻构件制作厂，对构件制作的全过程进行监督检查。监造人员进场后首先熟悉图纸，参与详图设计会审。审查制作单位的工艺指导书和技术方案，要求制作厂对构件进行100％的检查并做好记录，对达不到国家标准规定的构件，要求制作单位进行整改，合格后签字验收。

2.3.3安装前的准备

构件进场后，现场质检员对进场构件的尺寸、摩擦面质量等于安装有关的项目进行检查，不满足安装要求的必须进行修整，避免在高空修改。测量人员根据检查结果做好中心线、标高线的标记工作。每节柱在安装前，要将地面的定位轴线引测到安装部位，标记在预埋检侧面上，且每安装两节柱要与地面标高线复核一次。柱子进场检查合格后，要将柱的中心线和标高基准线，标记在柱的两端，标志要醒目。每根柱在地面以柱顶为基准标记安装用的标高控制线，应至少投设和标记于两个面上。对于不对称或两端有孔的梁，要标出梁的轴线方向。柱的测量标志做完后，将安装用的钢梯绑扎在柱子便于操作的一侧。钢梯绑炸要安全牢固，便于作业人员上下和拆卸掉具等用。

2.3.4安装方法

本工程采用单个构件安装校正法，即安装一个构件校正一个构件。柱的标高采用相对标高控制，用设计标高校核。

2.3.4.1柱的安装方法

36.6m以下砼浇筑前在劲性柱位置预埋钢板，预埋钢板在一个标高。搭设槽钢支架固定钢柱，钢柱调整好后与预埋钢板焊接固定，上面用角钢拉结成一个整体。

吊装时，吊点设置在柱的连接耳板上，采用专用的吊具进行安装。柱的起吊采用150吨履带吊回转法，起吊时在柱根部垫好枕木，以避免柱低端与地面接触。柱在安装之前，要将校正用的垫板和钢楔、连接板和高强螺栓吊装在柱底连接耳板上。在下柱另外方向两个连接耳板上安装调整扭转的卡具。当柱子吊至安装位置时，搭设槽钢支架临时固定钢柱，先调整标高。此外，标高控制时应考虑柱接头焊接的收缩量(约2-3mm)。最后进行柱子垂直度的校正。进行垂直度偏差校正时，以下节柱的轴线标记与上节柱柱顶中心先标记作为基准线，至少用两台经纬仪从两个不同方向进行测控。如果两条基线不在同一直线上，则说明柱子不垂直，此时可在上下节柱连接耳板件的间隙处打入钢楔进行调整，或在柱上加焊钢支座用千斤顶来调整。最终将柱顶偏差控制在±2mm范围之内。

2.3.4.2梁的安装

筒体砼浇筑完以后，达到一定强度后，开始吊装钢梁。钢梁安装除筒体处钢梁在高空单件拼装，由内向外，先主梁，后次梁。

安装梁之前，先将筒体周边用于安装钢梁的脚手架提升到要施工的部位，但不能影响该部位压型钢板的安装，再测量筒体预埋件位置的标高线并投放梁底标高线，然后在预埋件上焊接支承梁的临时托架。

吊装梁的吊索水平角度不得小于45度，绑扎必须牢固，并在地面用临时螺栓把连接板固定在梁的两端，将高强度螺栓装于工具包绑扎在离梁头1m以内处。根据预先编好的安装顺序图案顺序吊装。

将梁吊起、进档对正，先用撬棍再用冲头调整好构件的准确位置，当连接板栓孔对正后对于主梁先用不少于1/3孔属的临时螺栓拧紧固定，即可脱钩。接着即由专人投放高强度螺栓，按高强度螺栓施工工艺实施初拧、终拧。次梁安装与主梁安装方法相同，但采取了直接投放高强度螺栓的方法，节省了安装时间又达到质量标准。安装梁时预留好经试验确定的焊缝收缩量。

2.3.4.3特殊部位的安装

42米筒体中心的构件是一组结构复杂的空间构架，安装难度很大，因此，采用地面整体拼装校正后一次吊装。拼装前对现场已安装好的连接节点的尺寸进行实测并做好记录，以保证安装一次到位。

2.4高强度螺栓施工技术

本工程所用高强度螺栓连节点均采用10.9S级M27和M30大六角头高强度螺栓，共3800套，柱安装用的临时螺栓同样采用10.9S级大六角头高强度螺栓。高强螺栓施工采用扭矩法施工。

2.4.1高强度螺栓的管理及质量检查

本工程的高强度螺栓由专职保管员管理，均贮存于干燥的仓库内。所有高强度螺栓根据安装进度计划提前订货，并在使用前一个月内进场；高强度螺栓紧场后，按规格、批号分别码放并填写标牌，以避免混淆；高强度螺栓的领用，每班凭日限额领料，领取时要在高强度螺栓领用登记表上签字。对施工中报废的高强度螺栓应回收并交保管员登记处理。

高强度螺栓的质量检查：高强度螺栓进场首先按批次检查是否有出厂质量保证书，每箱内是否有合格证；按高强度螺栓复试要求取样复试，复试合格后方可使用。

2.4.2摩擦面的控制处理

为检查构件制作厂摩擦面的处理是否达到设计要求，结构制作厂在加工构件的同时，应用同样的方法加工出安装现场复试抗滑移系数所需的试板，同构件存放在同一个场地上，与构件同时运至施工现场。

将摩擦面试板运至现场后，采用现场施工完全相同的方法终拧高强度螺栓，然后送检。其抗滑移系数，Q345B均大于0.55的设计要求时，则该批钢材的摩擦面满足设计要求，可进行安装。

构件吊装前，应对构件和连接板的摩擦面进行100％检查。检查的内容主要有：连接板有无变形，螺栓孔有无毛刺，摩擦面有无锈蚀、油污等。安装前摩擦面均需用细钢丝刷沿垂直受力方向刷出面上的杂物等。螺栓孔若有毛刺、焊渣，可用锉刀清除，但不得损伤摩擦面。

在现场对摩擦面进行检查发现有个别连接耳板未经喷砂处理，或少数梁端摩擦面质量不合格的，应在现场采用金刚砂轮沿垂直于受力方向进行打磨处理。

2.4.3高强度螺栓的安装

2.4.3.1主梁的高强度螺栓安装，是在主梁吊装就位后，每端用两根冲钉将连接板栓孔与粱栓孔对正，穿入1/3的普通螺栓，用扳手拧紧，摘下吊钩。随后由专业工人将其余2/3的孔穿入高强度螺栓，用扳手拧紧，再把1/3的普通螺栓更换成高强度螺栓，最后取出冲钉，穿入剩余的高强度螺栓。

2.4.3.2次梁的高强度螺栓安装，是在次梁安装就位后，每端先用两个冲钉把两端螺栓孔与连接板孔对正，然后一次投放高强度螺栓，用扳手拧紧后，摘去吊钩。最后取出冲钉穿入剩余的高强度螺栓。

2.4.3.3安装高强度螺栓时严禁强行穿入，个别不能自由穿入的孔，采用电动铰刀扩孔或用圆锉刀扩孔，扩孔后的孔径小于等于1.2d。成组错孔或个别错孔超过1.2d时，可采用更换连接板的方法处理。

2.4.3.4高强度螺栓的施拧顺序及施拧时间

梁的高强度螺栓的施拧顺序为：先拧主梁高强度螺栓，后拧次梁高强度螺栓；同一节点的高强度螺栓初、终拧顺序为：从中间向四周扩散，见图4。

主梁高强度螺栓的初拧和终拧，必须在钢梁安装完毕，钢柱、钢梁经校正，其偏差满足规范要求之后，方可按施工技术方案实施初拧终拧。初拧终拧必须在同一天内完成，初拧后的高强度螺栓应采用红漆做标志。

2.5高强螺栓连接副的检验

高强螺栓连接副按批进行检验和复验，螺栓在储存和使用过程中扭矩系数易发生变化，工地安装前进行扭矩系数复验，复检合格后根据复验结果确定施工扭矩。终拧前，对螺栓多的大接头，需进行复拧。初拧、复拧、终拧的次序，从中间向两边或四周对称进行，初拧和终拧的螺栓应做不同的标记，避免漏拧、超拧等不安全隐患。螺栓终拧后，100％进行扭矩检测。

3栓钉焊接施工技术

筒体砼钢梁钢柱栓钉及楼承板与钢梁接触处设有栓钉，栓钉焊接采用栓钉电弧焊机进行焊接。

3.1栓钉、瓷环的选择及焊接工艺实验

先由两家栓钉厂提供100套样品，其中包括三种瓷环。现场焊接形式有：直接在钢梁上焊接栓钉；穿透一层压型钢板焊接栓钉；穿透两层压型钢板焊接栓钉。根据三种形式按规范在现场分别进行可焊性工艺实验，对实验结果进行分析，选用8齿瓷环及Φ16、Φ19两种型号的栓钉。

3.2栓钉焊接

根据图纸栓钉排列的位置，在钢梁、钢柱表面和压型钢板上用墨斗放出栓钉焊接的位置线，保证焊后栓钉排列整齐。焊接前清理需要焊接剪力钉的部位，压型钢板下的钢梁应在铺设压型钢板前清理干净。焊接时栓钉焊枪要与梁柱表面垂直；栓顶装进焊枪卡子时，要压紧卡子。栓钉枪、栓钉和焊件顶紧后再按下电门，电弧停止后再提起栓钉枪。

3.3栓钉焊的检验

施工班组对焊后的焊钉外观进行100％检查。外观有缺陷的，用锤击打至偏斜30度，以不出现异常为合格，出现裂纹等缺陷则应重焊；其余按5％进行锤击检查，合格后报监理公司验收。本工程栓钉焊一次合格率为97.8％。

4楼承板施工

本工程42米观光厅外挑部分上为压型钢板，压型钢板采用BHP产品，在地面上进行排板，高空进行拼装。观光厅筒体柱次梁焊接完毕及高强度螺栓终拧后进行压型钢板的吊装铺设。

铺设楼承板时首先，布设四周安全绳和行走通道的安全绳，安全绳应与钢柱及筒体紧密相连，首先在筒体四周用跳板铺设人行道，保证工人行走安全。在钢梁上方压型钢板铺设的位置线，清理钢梁上的污物，以保证压型钢板铺设平整，保证铺设正确，避免高空重复搬运，确保安全。压型钢板应严格按已放好的位置线铺设，做到横平竖直，铺设搭接均匀，开孔边长大于300mm时，用L30X3的角钢将四周加固。将压型钢板与钢梁连接，在横向每个波谷都进行点焊，在纵向与梁搭接部位，按间距300-400mm点焊，两块压型钢板之间的搭接点焊为500-600mm，点焊要牢固，保证浇注混凝土时不漏浆。封头板点焊牢同不漏浆，封边板与梁点焊后，考虑强度要求沿四周每隔0.8-1米增加了d＝3mm的加强筋，以保证混凝土振捣时不漏浆，封边板不变形。

5涂装

海尔观光塔防腐寿命年不低于50年，防火涂料耐火时间1.5小时。观光塔防腐涂料配套方案(本方案防腐使用年限50年)。

涂料类型	涂装道数	干膜厚度
			704无机硅酸锌防腐底漆	2道	60μm
842环氧云铁防锈漆	4道	140μm
			FC-1各色氟碳面漆	2道	80μm

Claims (15)

1.一种用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述观光塔包括筒体及观光厅，所述筒体采用挖孔灌注桩，所述筒体为型钢砼结构；所述观光厅包括观光平台、观光塔顶，所述观光平台为H型钢-砼组合结构；观光塔顶采用悬挑网架结构。

2.如权利要求1所述的用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述观光厅通过筒体上下左右各设两道实腹型工字钢相连，四根贯通筒体的钢梁，作为悬挑平台的主要受力构件，配合环向和径向的次梁和钢楼承板形成整体楼盖体系。

3.如权利要求2所述的用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述观光平台为H型钢-砼组合结构楼承板采用有痕压型钢板，压型钢板上面浇筑钢筋砼。

4.如权利要求1所述的用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述H型钢砼结构分为H型钢柱和H型钢梁，柱与塔基埋件连接为焊接，梁与柱为焊接，筒体内梁与梁安装时，腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板为焊接连接，筒体外梁与梁腹板之间采用高强度螺栓连接，翼缘板为高强螺栓连接。

5.如权利要求1所述的用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述筒体型钢砼中，墙身根据钢梁宽度放大，使这部分墙身的混凝土形成鱼腹式，通过埋设钢柱使钢柱和混凝土墙肢形成劲性墙肢来改善墙肢的受压状况，钢柱在与钢梁焊接处，对放坡一侧钢柱的翼缘进行加腋，通过和混凝土共同作用逐渐把偏心力传至筒体上，保证了钢梁的连续性和筒体上下的完整性，有效解决了钢梁偏心作用以及对筒体墙肢的压应力问题。

6.如权利要求1所述的用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述观光塔顶采用悬挑网架结构；所述悬挑网架结构设置固定支座即钢牛腿焊接连接，上下弦各为9个支承点；为使筒体支座即钢牛腿能承受网架的拉力，采用在上弦牛腿之间用劲性钢梁贯穿筒体连接，使左右、上下两边的拉力通过钢梁连成一体，达到自平衡。

7.如权利要求1所述的用H型钢结构构成观光塔的方法，其特征在于，所述焊接形式有：直接在钢梁上焊接栓钉；穿透一层压型钢板焊接栓钉；穿透两层压型钢板焊接栓钉。

8.如权利要求1所述的用H型钢结构构成的观光塔的方法，其特征在于，所述高强度螺栓的施拧顺序为：先拧主梁高强度螺栓，后拧次梁高强度螺栓；同一节点的高强度螺栓初、终拧顺序为：从中间向四周扩散。

9.一种H型钢结构制作方法，用于构建观光塔，其特征在于，包括如下步骤：

H型钢梁板的放样下料：对整体板材进行拼接，并进行板材切割；

H型钢梁组装：H型梁组装胎具，以已开坡口处为始点，进行H型梁的组装，并焊接固定。

10.如权利要求9所述的H型钢结构制作方法，其特征在于，所述板材切割采用多头数控切割机气切，以保证切割板材的边缘质量，同时使切割的板材两边受热均匀。

11.如权利要求所述的H型钢结构制作方法，其特征在于，所述的焊接包括如下步骤：

在对接接头、自动焊角接接头在焊道的两端设置引弧和引出板；

施焊前应进行预热，焊后应进行后热；

焊接完后，对一级焊缝进行超声波检测；

采用碳弧气刨和手工砂轮磨削对焊缝缺陷进行翻修。

12.如权利要求9或11所述的H型钢结构制作方法，其特征在于，所述的焊接采取控制H型梁四条纵焊缝的焊接顺序，用焊接收缩的先后次序以使梁轻微上挠。

13.如权利要求9或11所述的H型钢结构制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：采取火焰矫正法对焊接H型梁的局部波浪变形和弯曲变形进行翼缘矫正及二次装配。

14.如权利要求13所述的H型钢结构制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：

修正合格的H型梁，要整齐摆放在经测量找平的组装平台上；

根据图纸尺寸组装加劲板，确定腹板开孔位置，并将开孔中心线移置于翼缘板侧面；

待焊接完加紧板后，再检查腹板开孔中心线位置的准确性，最后切割腹板预留孔并双面组焊加强圈，以减小腹板的焊接变形；

H型梁加劲板组装焊接完成后，经过二次修正合格，以组装时的基准端按图纸尺寸号出梁两端的高强度螺栓孔位置线，将孔位检查线和端面铣位置线标注清楚，并打上样冲眼，以便于施工和检查。

15.如权利要求14所述的H型钢结构制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：端面铣加工合格的H型梁，放置钻孔平台上，以铣平端为基准，并以梁中心线、孔位置线为依据，夹紧固定钻孔模具。

Images