一种适用于已安装H型钢梁局部截面变小现场处理技术

一种适用于已安装 H型钢梁局部截面变小现场处理技术

申银平 姜伟 何召飞 陈旭 张海林

中建科工集团有限公司， 2021

摘要：西安“一带一路”文化交流中心系列公建项目南地块钢结构安装时楼梯位置H型截面主梁因建筑变更存在变小情况，对于安装完成已受力钢梁整根替换存在较大施工困难，在此，我们根据现场实际经验和过程管控，总结出一套安全、可靠的已安装H型钢梁截面变小现场处理技术。

关键词：H型截面、钢梁、局部、变小、处理

The utility model relates to an on-site treatment technology for local section reduction of an installed H-shaped steel beam

Shen Yinping, Jiang Wei, Chen Xu, He Zhaofei, Zhang Hailin

Abstract: Xian "area" cultural exchange center south block series of public project H section steel stairs when installation position girder because of the change of architecture and the presence of smaller, the installation is complete already bearing steel whole root to replace large construction difficulties, here, we according to the actual experience and process controls, summed up a set of safe and reliable installed field treatment technology of H type steel beam section smaller.

Key words: H-shaped section, steel beam, small, treatment

前言

目前，钢结构已经成为21世纪的主流建筑结构选择，尤其对于超高层、大跨度场馆结构，钢框架结构形式更能创造出空间大、跨度大、抗震性能好的建筑。

对于钢结构安装过程中存在的变更处理始终是较为困难的施工部分，也是施工单位及设计单位过程管理中把控的要点。对于H型钢梁局部截面变小技术，我们按照施工便利，简单的将处理技术分为两种。一种是先在变截面位置增加节点劲板及对多余腹板及翼缘进行割除，再补充一块新的下翼缘板，简称为方案一。另一种是在变截面位置先增加节点劲板及下翼缘板，再进行多余腹板及下翼缘板割除，简称为方案二，如下所示：

根据两种施工的优点，结合施工过程的便利性，在此，以“一带一路”文化交流中心系列公建项目南地块楼一处梯梁拆改为例，对两种方案进行分析研讨，总结出出一套适用于H型钢梁截面变小的现场处理技术。

1.工程概况

因建筑楼梯位置净高变更，导致现场已安装主钢梁截面高度需减小。各层楼承板混凝土均已经浇筑完成，钢梁已经承受楼承板荷载，整根替换难度大，成本高，故需要在楼梯洞口位置进行钢梁截面变小处理。

根据设计方案，钢梁截面变小仅对下翼缘板位置进行调整，板厚均不用改变。

2.安装技术

1、主要施工技术

根据现场实际工况，分别对方案一和方案二进行安装方案及受力分析，选取最优施工方案。

方案一：在钢梁下翼缘切除前，需做临时支撑措施对楼承板进行支撑，防止钢梁下翼缘割除后钢梁受上部楼板自重荷载变形。临时支撑措施完成后先进行多余腹板及下翼缘板进行割除，重新焊接新的下翼缘板，变截面位置采用立板进行加固，简称端部加强板及切割封板，焊接完成后需对焊缝进行打磨探伤，探伤合格后方可进行补漆验收。

方案一的缺点：

先对原下翼缘板进行割除，现场割除技术一般为火焰切割，切割过程质量把控难度大，切割完成后对切割腹板进行打磨，重新开焊接坡口，焊接质量和外观质量均难以保障。

切割前需对钢梁进行临时支撑，对临时措施要进行计算，防止对支撑底部钢梁造成破坏，或局部因无下翼缘板腹板发生微变形无法恢复，对结构质量造成影响。

方案二：安装时不需要做临时支撑，先在钢梁腹板需要割除位置两侧焊接腹板，变截面位置采用立板进行加固，简称端部加强板及切割封板，新翼缘板（拆改后下翼缘板）焊接完成后需进行焊缝探伤，探伤合格后进行下部多余部分割除。

2、方案二的优点

方案一是先割除后保证承载力，方案二是先保证承载力再割除，方案二相对方案一，现场施工更为方便，减少了临时支撑措施的搭设，施工方法更为可靠。且翼缘分两块焊接在腹板两侧，保证了焊缝的平整度和焊接质量，方案一是新的翼缘板焊接在切割后的腹板上，因切口不平整，焊接质量相对较低。方案二只要在新的下翼缘板焊接完成后进行多余腹板割除，割除完成后对切口与位置进行打磨，保证外观质量即可。故相比较施工难易及施工质量而言，方案二较为合理。

3.安装完成后钢梁承载力分析

方案一和方案二几何尺寸相同，根据有限元计算原理，两者划分网格后效果完全一样，故几何尺寸相同的情况下，方案一和方案二力学性能只与焊接质量有关。如采用全熔透一级焊缝焊接，焊接完成后两者承载力是相同的。在相同承载力情况下，施工方案选择仅取决于现场的施工方便性和施工成本大小。

西安“一带一路”文化交流中心系列公建项目南地块采用方案二进行现场施工，其施工过程的安全性和操作性相对方案一更实用，对后期的项目此类情况具有借鉴和参考意义。

4.施工过程中注意事项

1、钢梁拆改前需进行拆改方案交底，严格按照方案交底先焊接后割除的顺序进行施工，作业过程需要专业技术人员胖旁站指导；

2、现场钢梁拆改属于重大危险源， 现场采用方案二进行施工，翼缘及变截面出加劲板焊接完成后要进行探伤，探伤合格后进行下部多余部分割除，

3、钢梁拆改属于高空作业，现场需在拆改位置搭设操作平台或剪刀车辅助作业，作业人员需全程佩戴安全带等个人安全防护用品，做好个人安全防护。

4、施工完成后组织验收，验收合方可移交下道工序。

5.经验总结

1、随着钢结构越来越多被大跨度、超高层应用，现场施工中也会越来越暴露多种施工问题。此种H型截面钢梁现场改技术对现场较为实用，以后钢结构项目施工中可借鉴参考；

2、根据施工经验，对已经完成楼承板浇筑的钢梁，如发生截面变更，设计无特殊要求，在实际工况允许的情况下，最好是在原有钢梁上进行拆改，避免替换整根钢梁。一是钢梁受力后替换钢梁存在结构安全风险，其次拆改钢梁成本较大，且受周围已安装钢梁影响，涉及范围可能较大，施工难度大；

3、此种钢梁拆改可能涉及机电等其他专业施工，故如发生此种变更，需要设计复核验算，确定后期承载力满足设计要求，不影响其他专业施工。

参考文献

[1] 钢结构设计规范 GB 50017-2003 .北京: 中国计划出版社, 2003.

[2] GB 50205-2020，钢结构工程施工质量验收规范

[3]GB 50755-2012，钢结构施工规范