某超高层建筑钢板剪力墙施工技术

 赵  阳1，刘小刚2，穆静波1

 （1．北京建筑大学土木与交通工程学院，北京  100044；2．中信和业投资有限公司，北京  100000）

[摘要]就某超高层建筑中钢板剪力墙吊装、焊接、测量、校正等施工工艺进行介绍，工程实践表明，按照上述方法进行施工，钢板剪力墙的安装均达到预期效果，有效地解决了钢板剪力墙拼装难、焊接难的问题。

[关键词]高层建筑；钢板剪力墙；焊接；吊装；测量；施工技术

[中图分类号]TU745.1  [文章编号]1002-8498(2016)09-0001-03

1  工程概况

 某超高层结构高528m，整体结构采用巨型框架+核心筒结构形式。地下7层，地上108层，其中地下7层~地上46层、地上104~108层采用钢板剪力墙结构，地上47~103层将钢板剪力墙更换为钢骨剪力墙。

 核心筒钢板剪力墙在底部区域（地上47层以下）采用的是内置单钢板，其厚度最大为60mm。在中间区域（地上47~103层）采用的是内置钢暗撑、钢暗柱，其截面为热轧或焊接H型钢。在顶部区域（地上103层及以上）采用8mm厚内置单钢板。在核心筒边缘构件中布置型钢暗柱、暗梁。核心筒内钢结构的材质均为Q345 GJC，Q345C。其中最大单块钢板高度为4. 5m，长度为9.3m，质量为24. 9t，单次吊装起重量大；所有连接缝均采用焊接连接，横向焊缝均采用单面坡口焊接，竖向焊缝均为双面坡口焊接，焊接工作量大且均为一级焊缝。

2钢板剪力墙安装流程

 钢板剪力墙的钢板与暗柱、暗梁均在加工厂进行加工，加工厂验收合格后进场进行吊装就位，并进行拼装焊接。每层钢板剪力墙施工均分为4个区域，由南向北依次施工（见图1），首先吊装东北角处暗柱，钢板剪力墙施工工艺流程为：钢板剪力墙进场报验→钢板剪力墙起吊拼装→焊前报验→焊前加热焊后校正→焊后验收→焊后环冷。

3钢板剪力墙安装

3.1  钢板剪力墙吊装

3.1.1  钢板剪力墙吊耳及临时连接板设置

 核心筒钢板剪力墙在横向焊缝与竖向焊缝处均设置临时连接板，横向焊缝处的部分临时连接板兼做吊耳使用。钢板剪力墙根据单元中心的位置设置吊耳的具体位置，距中心距离≥L/3。临时连接板尽量布置在暗柱的翼缘两侧，两道连接板间距≤1m，吊耳与临时连接板材质均为Q345，如图2所示。

3.1.2钢板剪力墙就位

 由于现场场地狭小，4台塔式起重机均布置在核心筒内，钢板剪力墙吊装采用两点起吊，由于结构施工时上部有顶升钢平台遮盖，导致核心筒内部分钢板剪力墙无法直接安装就位，需要采用双机换钩法进行吊装，部分构件（如2台塔式起重机连线、塔式起重机背部钢板剪力墙）无法通过双机换钩来完成，选择通过手动葫芦来完成钢板剪力墙的临时拉结，然后塔式起重机一端松钩，跨过桁架再次连接原吊耳处，吊耳在顶升钢平台桁架下弦部位焊接。

3.2钢板剪力墙拼装

 由于施工过程中采用顶升钢平台，钢平台下部设置挂架可供工人进行作业，故钢板剪力墙拼装焊接无须单独制作操作架。为防止钢板剪力墙换钩过程中发生前后倾倒，在已安装钢板剪力墙上断口处每隔2m对称焊接2列钢板，钢板超出断口处300~ 400mm。为防止钢板剪力墙在施工中发生变形，在钢板剪力墙吊至作业面时首先将连接板采用普通螺栓固定，并在钢板剪力墙之间设置H350×250×9 x14临时约束支撑。型钢支撑与钢板剪力墙之间通过连接板固定，连接板采用250mm×200mm×20mm钢板。临时约束支撑平面布置如图3所示。

4钢板剪力墙焊前校正

 在钢板剪力墙吊装完成后采用普通螺栓进行初步固定，待固定完毕后塔式起重机松钩，首先要对钢板剪力墙整体拼装进行测量校正，测量采用全站仪加吊线，校正采用千斤顶进行微调整，本工程中先对第1根暗柱进行测量校正后再进行钢板剪力墙的安装，采用边安装边校正的方法来保证安装精确度，当安装校正完毕后将螺栓拧紧固定。

4.1  立面垂直度校正

 将全站仪在轴线方向架设，调平后竖丝观测校正钢板剪力墙端部（劲性钢柱或对接立边）垂直度，通过横焊缝处的千斤顶来校正垂直度。劲性柱间、劲性柱与水平对接边间、水平对接边与水平对接边间单板过渡区垂直度由顶端吊线控制。

4.2  钢板剪力墙顶面坐标测控与墙体垂直度控制

 钢板剪力墙安装就位，竖向投递控制点位至顶升钢平台的4个端点位置（桁架上），架设全站仪进行轴线校正。钢平台每次顶升后，重新从下方基准点位竖向投递控制点，经闭合平差改正后作为控制点坐标数据。钢板剪力墙施工采用内控法，随着楼层升高，将全站仪架设在钢平台顶部，并形成回路，利用后视法测量钢板剪力墙，并且在钢平台下弦拉线锤以控制钢板剪力墙垂直度。为避免全站仪架设后近端俯角较大，采用外框架控制点布设，划分

控制点测控区域，保证全站仪照准棱镜时俯角< 300及降低棱镜高，以控制测量精度。

5  钢板剪力墙焊接

5.1  焊前清理及温度控制

5.1.1  焊前清理

 在施焊前，先将坡口内部及垫于坡口背部衬板表面的油污、锈蚀、氧化皮、水泥灰渣等杂物清理干净。钢板剪力墙间隙的大小采用钢塞尺或平板尺检查，钢板剪力墙间隙允许偏差：无垫板间隙时为+0. 3mm，0.0mm,有垫板间隙时为+3.0mm,-2.0mm。

 间隙不符合要求的处理措施：坡口组装间隙超过允许偏差规定时，在坡口单侧或两侧堆焊，修磨平整使其符合要求。当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或> 20mm时，不得采用堆焊方法，而采用增加构件长度和减小组装间隙的方法。本工程中钢板剪力墙间隙最大为17mm，采用堆焊方法进行堆焊、磨平后间隙大小均符合上述规定。

5.1.2  焊前温度控制

 焊前预热及层间温度保持常采用电加热器、火焰加热器。本工程由于操作面小，存在交叉作业，为加快施工进度，选择电加热器进行加热，并采用专用的测温仪器测量，预热的加热区域应在坡口两侧，宽度各为焊件施焊厚度的1.5倍以上，且≥100mm，如图4所示，预热温度宜在焊件反面测量，测温点应距离焊接点各方向≥75mm。

 1)焊前预热  构件焊接前使用电加热器将焊接坡口两侧150mm范围内进行加热，加热温度根据板厚而不同。

 2)层间温度控制  多层焊时采用连续施焊，每一道焊道焊接完成后及时清理焊渣及表面飞溅物。连续施焊过程中控制好焊接区母材温度，使层间温度控制在120~190℃。遇到中途断焊的情况，采取后热、保温措施，再次焊接时重新预热温度须高于初始预热温度。

 3)后热处理  为防止构件由于焊后残余应力产生塑性变形等不利影响，在焊接完成后使用电加热设备将焊缝两侧200mm范围内加热至200~250℃，保持70~120min。

5.2钢板剪力墙焊接顺序

 钢板剪力墙焊接严格遵守由内到外、先立后横的原则，焊缝采取窄道、薄层、多道的焊接方法。优先焊接厚板焊缝，其次焊接薄板焊缝，先焊接变形较大焊缝，后焊接变形较小焊缝。钢梁焊接时，一根钢梁不能同时在其两侧焊接，一端焊接完成后，待达到常温后再进行另外一端焊接。

 焊接时需设置引弧板、引出板和钢衬垫板，其强度均不能大于被焊钢材的强度，且应具有与被焊钢材相近的焊接性。

 为保证焊接质量，焊接均采用CO2气体保护焊，要求焊缝引出长度> 25mm，衬垫板厚度≥4mm。焊接完成后，采用火焰切割去除引弧板和引出板并修磨平整，不得用锤击落，焊接顺序如图5所示从区域1到区域4依次施工。

5.3焊后检查及校正

 钢板剪力墙焊接完成后将电加热器留置一段时间进行环冷，待焊缝处冷却之后将电加热板拆除，再将临时连接板割除。切割临时连接板时需留出5mm富余量，以免伤害母材。之后采用上述测量方法进行测量，与设计数值进行对比，针对部分变形较大构件采用火焰校正进行纠偏。

6  结语

 本工程采用上述方法进行施工取得了良好的效果，钢板剪力墙的安装均达到预期效果，有效地解决了钢板剪力墙拼装难、焊接难的问题。