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科技创新成果研究应用报告:钢结构旋转楼梯施工工艺
2022-07-08

科技创新成果研究应用报告:钢结构旋转楼梯施工工艺

赵昱

摘要:目前, 会所、星级酒店大堂、展厅等跨层装饰工程常常采用旋转楼梯。如果旋转楼梯在土建施工时完成,往往采用混凝土支模现浇结构,则容易出现厚重笨拙、外观不完美等问题,装饰效果不佳。钢结构旋转楼梯以其制作轻巧、安装简便、流线性强、更能表现轻快的气氛等优点受到青睐,本文探究了钢结构旋转楼梯施工工艺的施工技术,对建筑施工技术的革新有重大帮助。

关键词:科技创新;钢结构;旋转楼梯;施工

一、工程简介

陕西信息大厦观光会所坐落于陕西省西安市南二环中段,位于素有“陕西省第一高楼”之称的陕西信息大厦 三层(49~51层),大厦整体定位为高端国际酒店连锁品牌——皇冠假日酒店。本工程装饰施工面积为4450㎡,定位为超五星级豪华会所。会所内设豪华套间、视听室、中餐包间、西餐包间、特色餐厅及酒吧,可俯瞰西安全景,是集休闲、娱乐、餐饮为一体的多功能场所。

陕西信息大厦外景

二、创新成果简述

目前, 会所、星级酒店大堂、展厅等跨层装饰工程常常采用旋转楼梯。如果旋转楼梯在土建施工时完成,往往采用混凝土支模现浇结构,则容易出现厚重笨拙、外观不完美等问题,装饰效果不佳。而钢结构旋转楼梯以其制作轻巧、安装简便、流线性强、更能表现轻快的气氛等优点,得到了诸多设计师的青睐。

本工程的钢结构旋转楼梯位于观光会所第50层接待大厅西南角,从50层通往51层。楼梯高度4500毫米,共计28踏,踏步高度161毫米,梯宽1750毫米。钢结构梯梁是空间立体结构,为螺旋形,因此,控制梯梁的空间立体行位公差成为施工难点。且由于楼梯起点与终点基本上在一条直线上,整段楼梯悬挑于空中,扭曲力度较大。为保证装饰效果,楼梯厚度需严格控制。我司采用箱梁式钢结构工艺,使楼梯钢结构完成厚度控制在最小范围内,做到整体完成效果美观、轻盈。

三、设计计算

我们对楼梯整体重量进行验算,包括自重、栏杆、饰面,合计114.1kN(标准值),结果如下图。

楼梯重量(单位kN)

考虑楼梯对主体结构的影响,计算楼梯支反力(基本组合,含人群),结果如下图。

下支点支反力计算结果(单位kN-m)

楼梯与50层固定点为一边在400梁上,一边在240梁上,施工时在梁上分别预埋钢板,楼梯最后一级踏步用化学锚栓与预埋件及梁固定后满焊连接。

楼梯平面图

楼梯立面图

四、施工准备

1、技术准备

按照图纸、图集施工,施工前进行图纸会审,组织施工人员熟悉图纸,严格遵守施工规范。

2、人员准备

对施工人员进行上岗检查和培训,特种作业人员必须持证上岗。

五、钢结构的制作与安装

1、下料

下料前,应该对钢材的质量进行检验,合格后即可使用;下料前必须看清、看懂图纸。严格按图纸施工,确定图纸的几何尺寸。预备气割损耗量及焊接收缩量。

钢板下料时,必须找到切割符号及碰爬线符号,防止切错线检查几何尺寸。切割后必须清除氧化铁。

按设计要求对接和搭接(台阶),全焊满焊透,焊缝外观几何尺寸按图纸标准。

2、零件加工

钢结构旋转楼梯在拼接及焊接时,紧固件(六角头带垫螺栓)、踏步钢板等零件按要求尺寸加工,零件应做相应的性能检测,拉力荷载、硬度、螺母保证荷载试验等,检测无误后即可使用。

3、构件装配拼接

这是本工程的关键工序。台阶用单块钢板拼接而成,第1踏至第4踏为楼梯底座,用膨胀螺栓与地面固定连接;第15踏是楼梯平台,占4踏位置,第28踏与大梁用化学锚栓固定相连,其余各踏步全部悬空,踏步为箱形结构,踏步与踏步之间用紧固件连接并满焊处理。底部加肋条4道,与踏步满焊连接。

焊接形式需按设计要求,选择合适的焊接工艺、焊条工艺、焊条直径、焊接电流、焊接速度、焊接电弧的长度。本工程根据其设计及实际工程情况,进行手工电弧焊进行对接焊缝。

焊接时,清理焊口,焊前检查坡口,组装间缝是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。为了防止焊缝裂纹,应选择适当的工艺参数和施焊程序,避免用大电流,不要突然熄火,焊缝接头应搭10-15mm,焊接中不允许搬动,敲击焊件。

钢结构安装施工

安装完毕的钢结构基层

4、成品检验测试

钢结构楼梯梯身及台阶整体完成后,进行检测(制作焊缝超声波探伤检测),对其钢楼梯部件、材料(Q235B)、结构与施工及建筑材料与性能进行检测。检测焊缝外观质量结果为:该旋转楼梯上下部肋板对接焊缝,踏步支撑三角板对接焊缝,焊波均匀、饱满,未见表面裂缝,气孔、夹渣等缺陷,对接焊缝余高(C=1.0-2.0MM),符合规范和设计要求;焊缝超声探伤结果为:旋转楼梯上下肋板对焊3条(20%),踏步支撑三角板对焊缝31条(20%),进行超声波探伤,焊缝质量等级均为二级,符合规范及设计要要求,检测合格。

5、钢结构防锈处理

本工程防锈漆选用H06-4(702)环氧富锌防锈漆-甲组份涂装,涂层厚度符合规范要求。

6、踏步面层安装

台阶旁侧暗藏灯带,面层安装百利金大理石,石材拼接平整,使整个楼梯的装饰效果闪亮、完美。

踏步面层施工

六、施工注意事项

1、地脚螺栓的预埋精度(标高、轴线位移)直接关系到钢楼梯的精度定位和节点处理。当螺栓表面有锈蚀时,使用角磨机配电动钢丝刷打磨螺栓栽埋段,至露出金属光泽。

2、必须采用合理的安装顺序,以清除安装积累误差,确保垂直度。

3、钢结构安装为高空作业,必须采用实际的安全措施,结构吊装时,应采用适当的措施,防止产生过大的弯曲变形,吊装就位后,及时系牢支撑及其他连接构件,保证结构的稳定性。

4、有关焊接要求,在焊接时,根据构件,选择合理的焊接顺序,减少钢结构中所产生的焊接应力计焊接变形。

5、安全文明保护措施:

各种机械设备、电气部件要经常检查,做到安全可靠,吊装由专人指挥,不允许超负荷工作,吊件下严禁站人。保持现场清洁,为施工人员创造良好的工作环境,现场机具、材料有序堆放,做到一头齐,一条线,保持规范化、制度化。

七、结语

本工程钢结构旋转楼梯完工交付使用后,由于其流线造型美观、典雅,节省空间而受欢迎。整体工艺、技术、效果也得到业主及广大用户的赞赏。

钢结构旋转楼梯完工实景