司法鉴定能推翻吗▲工程概况
北投大厦工程位于北京城市副中心通州区潞城镇,规划总用地面积17148m²,总建筑面积111870m²,其中地上面积53150m²,地下面积58720m²,建筑高度45m。塔楼地上10层,裙房地上2层,地下4层。建筑主要功能包括了办公、商业、餐饮、配套服务设施。地下为钢筋混凝土框架–剪力墙结构体系,地上为钢框架–BRB支撑结构体系,局部位置支撑设置耗能屈曲支撑,结构顶部设置单层钢拱壳屋盖。
为了创造良好的自然采光和舒适办公空间,地上4层以上采用“回”字形布置,内倾16颗钢柱自下向上逐渐向中庭中心倾斜,内倾角度5.83°,斜柱周圈的板边也随之向外侧挑出,形成带采光顶的中庭,让其充分获得自然采光,提升使用舒适度(图1)。
中庭斜柱
主楼中部1/D~1/K轴交1/2~1/8轴,2~4节柱设置了16根向内倾斜的钢柱,内倾角度约为5.83°,倾斜钢柱垂直总高度为35.2m。考虑到运输及现场安装,将其深化为3节,从4层开始内倾,内倾角度5.83°,最长的一节柱达13.22m,重量达6.23t,截面尺寸为600mm×600mm×20mm。荆圣司法鉴定所
▲内倾斜柱特点和难点分析
这个工程内庭钢结构斜柱共计16根,从第二节柱开始倾斜至顶,内倾角度约为5.83°,倾斜钢柱垂直总高度为35.2m。斜柱与斜柱间的定位测量,需要对结构柱在倾斜状态下精准定位提出更高的要求。结构在倾斜状态下,采取合理的临时固定方式,确保结构的安全亦至关重要。
鉴于结构处于微倾状态,在自重下会产生变形,安装完毕对其变形的控制要求较高。
▲创新技术原理
工程按照建筑高度,深化设计把其分为四节柱开始吊装,从第二节柱开始内倾,直至四节柱顶。在地面安装爬梯、防坠器以及缆风绳等装置,通过合理设置吊点,实现起吊后快速达到安装角度以及快速安装、塔式起重机快速脱钩。内倾钢柱共设置3个吊点,包括柱顶设置2个吊点,柱底设置1个吊点,并且柱底吊点间设置1只手拉葫芦,作为调整钢柱姿态,以便于钢柱定位。塔式起重机起钩后缓慢就位至下节钢柱顶约200mm悬停,以及由吊装人员牵拉葫芦初次调整钢柱空间姿态,直至倾斜角度满足设计要求。上下节柱贴合后,利用全站仪进行复核,并且利用手拉葫芦进行精确姿态调整。定位精准后采取卡板临时固定,焊缝打底后进行拆钩。长治司法鉴定中心
▲内倾钢柱安装过程
〔1〕深化设计。工程采用TEKLA软件进行钢结构深化设计。钢结构深化设计对钢结构制作、安装的工期、质量、成本产生较大的影响,需要结合塔式起重机型号、构件的分段重量和平面布置。深化设计把其分为四节柱开始吊装,从第二节柱开始内倾,直至四节柱顶,这其中二三节柱涉及三层范围内钢梁,四节柱涉及两层范围内钢梁。
〔2〕准备工作。核对构件编号,确保安装定位无误。清理钢柱表面的渣土、浮锈等,检查钢柱几何尺寸、油漆完整度等情况。若是出现变形、油漆破损等情况,吊装前应及时进行校正和修补。钢柱吊装采用柱顶两点结合柱底单点的吊装方法,按照构件的重量选定合适的钢丝绳,同时绑扎相邻两根绳间的夹角不大于60°。钢柱起吊前,先在钢柱上安装软爬梯和防坠器。在靠近柱顶不影响操作的部位挂好缆风绳等装置。绑扎好钢丝绳后起钩,安装钢柱定位板,把钢柱上定位板穿上螺栓一并吊装就位用。
〔3〕起重机起吊。按照构件的最大起吊距离以及构件的吊装距离,选用STT293塔式起重机进行吊装,最大起吊重量11t,满足斜柱构件的最大起重重量7.4t,按照钢柱的重量及连接板形式确定卡扣形式。采用扳起法进行起吊,边起钩边回转调整柱子姿态,使得柱底离地面保持40~60cm,缓慢回转吊臂。
〔4〕测量定位。按照钢柱布置图,技术部门提交钢柱定位坐标,钢柱安装时通过全站仪进行精确定位,复测下节柱柱底定位坐标,并把钢柱安装轴线与标高投测到下节柱钢柱柱顶,满足安装精度要求后进行钢柱的吊装。
从第二节柱开始,安装时通过钢柱两端头对合线进行水平定位,通过两台全站仪观测柱身两个相互垂直方向的垂直定位线,确保钢柱的垂直度。再通过手持测距仪校验柱间距。从第三节柱开始,安装涉及斜柱定位控制,采用三点吊装缓慢就位后,塔式起重机缓缓起钩至钢柱下端约200 mm时,由吊装人员牵拉手拉葫芦调整钢柱角度,进行初次姿态调整,使得结构柱略向中庭倾斜。同时,塔式起重机缓慢落勾,使得钢柱下端与下节柱上的卡板接触。接触完毕,采用全站仪对标高以及垂直度进行精确测量,对钢柱截面四条边线的中心点进行坐标测量,测量数据见表1。亳州东升司法鉴定所
从表1可以看出,3节柱的柱底z向坐标偏差仍然过大,实测值高于规范值,表明上节柱的一侧翘起,并且未与下柱姿态保持一致,不满足规范要求。为此,在柱下侧末端,工人缓慢向下拉葫芦导链,进行精确调平,使得结构微向后侧倾斜,确保上下节柱完整贴合,通过全站仪进行第二次复测。测量数据见表2。
从表2可以看出,3节柱的柱底偏差已经降低,满足规范偏差在3mm以内,表明通过手工葫芦对柱的倾斜度有调节作用,通过拉手工葫芦使结构向后与下节柱贴合,提高了测量的精度。江门南天司法鉴定所
〔5〕固定措施。地上钢柱分段安装时,经过第二次测量复核后,在柱倾斜方向,上下节柱对应的安装耳板上贴合后连接好临时连接板。连接板和安装耳板采用安装螺栓固定。钢柱对接焊缝至少焊接1/3焊缝后,塔式起重机松钩,起重人员通过爬梯摘除吊装钢丝绳。
为了防止内倾斜柱在自重的影响下产生较大变形,在倾覆弯矩的反方向采用缆风绳进行固定。临时固定后,钢结构斜柱与周边钢梁迅速连接成整体,在上下节柱接头连接处进行焊缝填充与盖面,直至满足设计与相关的规范要求。
▲内倾钢柱质量控制要点
〔1〕测量定位保证。首节柱安装后,用经纬仪检查首节柱顶相互垂直方向的边线中点,与柱底对应侧边中心点数据对比,控制首节柱垂直度的偏差。从第二节及以上柱涉及斜柱安装,用经纬仪检查3节柱顶相互垂直方向的边线中点,柱顶部依靠手拉葫芦控制偏差,进行初次以及精确调整,以缆风绳辅助固定。
〔2〕临时措施保证。在钢柱倾斜方向即主受力方向,利用临时定位板与两侧的卡板,卡板和连接板不能安装在钢柱次受力方向,防止结构柱在主受力方向过大,采用螺栓固定。钢柱对接焊缝至少焊接设计高度的1/3即进行焊缝打底。打底完毕,塔式起重机才可以松钩。塔式起重机脱钩后,斜柱在自身弯矩的作用下会产生轻微变形,在斜柱主受力方向利用缆风绳进行固定,以及对其变形进行约束。临时固定后,与周边梁板结构迅速连接,可以对斜柱起到侧向支撑的作用,随即进行钢结构上下节斜柱的两道焊接,包括焊缝的填充与盖面。
〔3〕焊接质量保证。为了防止焊接变形带来的残余应力对结构的影响,采用两边对称施焊后,对另外对称两边进行施焊,必须确保分层分道焊接,包括打底、填充以及盖面等工序。柱连接处坡口焊缝必须探伤合格后才能够进行上一节柱吊装,从而保证结构质量。在现场焊接作业前,提前研究构件的安装偏差方向。在焊接的过程中,对斜柱的标高以及垂直度进行复测。若是焊接变形过大,需要及时调整施焊顺序。重新司法鉴定的条件
▲内倾钢柱安全防护措施
〔1〕钢构件安装时,应使用梯子或操作平台,如钢爬梯、吊篮、平台等,而且应设计轻巧、牢靠、实用。制作焊接牢固,检查合格,并根据规定正确使用。
〔2〕考虑构件截面尺寸及焊接位置。工程外框柱操作平台都采用工具式操作平台。操作平台宽度为2500mm,高度为1500mm,底面铺厚4mm的花纹钢板,并设置踢脚板(彩钢板)。踢脚板高度200mm,涂抹警示油漆。外框柱与节点对接处采用C形焊接操作平台(图2),C形平台与独立管上方平台间采用M12的螺栓连接,以便安拆。平台龙骨采用L75×5的角钢,平台栏杆采用□30×2.5mm的方管,平台上铺4mm花纹钢板。安装时预留的人孔位置应和钢柱上固定的钢爬梯位置对应,以便于人员上下。
操作平台
〔3〕构件起吊时需要保证水平,起重吊钩应在重心正上方。起钩后构件不作前后、左右摆动,构件吊点应牢固、无滑落现象。起钩由地面人员指挥,落钩前应明确位置,摆正构件,落钩速度要慢,经过充分落钩、钢绳不受力才能够靠近取钢绳。钢绳退出时不允许使用吊钩直接拉动,防止钢绳弹出伤人。
采用手工葫芦三点吊装内倾钢结构斜柱,与传统两点吊装相比较,通过手工葫芦进行初步与精确的姿态调整,便于内倾钢结构斜柱的位置调节与精确安装,随后进行焊缝打底、连接卡板、塔式起重机脱钩、缆风绳固定,且不需要利用额外斜支撑进行固定,显著加快了施工进度,提升了施工效率与施工质量。珠海市司法鉴定