淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)

黃仕勇

（貴州建工集團(tuán)第八建筑工程有限責(zé)任公司貴州貴陽(yáng)　550000）

淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)

黃仕勇

（貴州建工集團(tuán)第八建筑工程有限責(zé)任公司貴州貴陽(yáng)550000）

隨著大型建筑工程施工數(shù)量的增加，大量鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝被廣泛運(yùn)用于建筑施工當(dāng)中，建筑工程整體施工質(zhì)量受到高層鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量的影響也越來(lái)越大。鋼結(jié)構(gòu)具有基礎(chǔ)造價(jià)低、施工周期短、綜合強(qiáng)度高、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。本文簡(jiǎn)要闡述鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)以及高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工技術(shù)，以期更好地提高鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)，進(jìn)一步確保我國(guó)高層建筑施工的整體質(zhì)量。

鋼結(jié)構(gòu)吊裝；施工技術(shù)；高層建筑

引言

隨著我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，高層鋼結(jié)構(gòu)工程得到普遍應(yīng)用，為了確保工程的整體質(zhì)量，在施工之前，需要采取合理措施提高安裝質(zhì)量、合理選擇高層鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工順序。鋼結(jié)構(gòu)吊裝在鋼結(jié)構(gòu)施工中一直以來(lái)都是重中之重，不僅涉及吊裝安全，更關(guān)乎到鋼結(jié)構(gòu)吊裝的質(zhì)量，合理的施工方案選取，不但能夠保證吊裝質(zhì)量，還能有效降低安全事故的發(fā)生概率。

1　高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)應(yīng)用的意義分析

改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，促進(jìn)了工業(yè)、建筑業(yè)設(shè)備與鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)的繁榮和發(fā)展，全國(guó)大量的基礎(chǔ)設(shè)施、公用工程、超高層鋼結(jié)構(gòu)工程相繼建成，結(jié)構(gòu)高度和自重的增加，也給結(jié)構(gòu)吊裝提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。在工廠里成批生產(chǎn)房屋、設(shè)備、橋梁的各種構(gòu)配件、組合體，當(dāng)高層建筑基礎(chǔ)施工完成后，即可將其運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝，不僅縮短安裝施工的周期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2　吊裝施工的準(zhǔn)備工作

2.1根據(jù)安裝程序制定順序圖表

一般在吊裝前，必須編制安裝順序圖表，并按照安裝程序安排柱主梁以及次梁施工。安裝順序圖表中應(yīng)簡(jiǎn)單描述各個(gè)相關(guān)構(gòu)件，如：安裝順序號(hào)、構(gòu)件名稱、構(gòu)件重量、平面位置、構(gòu)件所在的圖紙?zhí)?、?gòu)件外形等。

2.2吊裝的前期準(zhǔn)備工作

吊裝前期的準(zhǔn)備工作有：①安裝技術(shù)人員需仔細(xì)審閱施工圖紙，做好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)交底和技術(shù)交流工作；②具備有關(guān)資料及標(biāo)準(zhǔn)圖集，編制施工圖預(yù)算、勞動(dòng)力需求計(jì)劃、分部工程材料計(jì)劃及準(zhǔn)備施工工具等；③向施工人員詳細(xì)講解整個(gè)工程的施工計(jì)劃、設(shè)計(jì)內(nèi)容及相關(guān)技術(shù)要求等，并進(jìn)行施工組織和技術(shù)交底，落實(shí)施工計(jì)劃，并落實(shí)技術(shù)責(zé)任制；④做好現(xiàn)場(chǎng)定位樁的測(cè)設(shè)工作，完成定位放線工作等。

3　鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工主要包括四部分：螺栓預(yù)埋、鋼柱吊裝、鋼梁吊裝和鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接。本文重點(diǎn)從上述這四個(gè)方面分析高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工工藝與技術(shù)。

3.1螺栓預(yù)埋

施工人員必須要十分明確預(yù)埋柱腳螺栓的位置，否則不但會(huì)對(duì)安裝質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，而且還會(huì)增加鋼柱安裝的難度。除此之外，在施工過(guò)程中，也應(yīng)嚴(yán)格控制標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)和基礎(chǔ)軸線，埋設(shè)后需要進(jìn)行兩次復(fù)測(cè)，第一次在埋設(shè)定位后測(cè)量，第二次在基礎(chǔ)混凝土澆筑堅(jiān)固后進(jìn)行復(fù)測(cè)，將定位軸線的偏差控制在2mm之內(nèi)，標(biāo)高偏差控制在5mm之內(nèi)，若在第二次測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)位移超過(guò)了控制范圍，必須立即進(jìn)行重新埋設(shè)。

3.2鋼柱吊裝

3.2.1鋼管柱吊裝

鋼管柱吊裝應(yīng)遵循以下要求：混凝土環(huán)梁和鋼管柱的連接中的環(huán)箍設(shè)置為兩道一級(jí)直徑φ25鋼；鋼管柱柱腳的環(huán)箍設(shè)置為兩道三級(jí)φ32鋼；施工之前，要在鋼管柱的內(nèi)壁上粉刷兩道水泥漿，其中，基礎(chǔ)節(jié)的安裝、鋼柱垂直度的校正、調(diào)運(yùn)以及現(xiàn)場(chǎng)焊接是鋼柱吊裝關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（1）安裝基礎(chǔ)節(jié)。柱腳與鋼管柱的基礎(chǔ)的具體連接方式采用的是端承式，即：采用植筋法，樁面放出螺栓的位置和柱軸線→植入8φ32的鋼筋，定位調(diào)節(jié)螺栓→預(yù)埋鋼板的安裝→電焊固定。

（2）校正鋼管柱垂直度。鋼管柱現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接前，對(duì)接部位必須設(shè)有限位板與調(diào)節(jié)螺桿，其中使用調(diào)節(jié)螺桿校正鋼管柱的垂直度，此外，為了測(cè)量柱底偏差、調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿，應(yīng)分別在橫縱軸方向架設(shè)一臺(tái)經(jīng)緯儀，最終保證柱頂標(biāo)記與柱底十字線重合。

（3）鋼管柱吊運(yùn)。在起吊鋼管柱前，應(yīng)用墊木將鋼管柱的根部墊到要求的高度，主要采取的是兩點(diǎn)捆綁垂直起吊方式，同時(shí)為了防止鋼管柱的根部出現(xiàn)變形，需要將已經(jīng)調(diào)整好的吊裝索具、纜風(fēng)繩、溜繩固定在鋼管柱適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀Ｔ趯?duì)鋼管柱進(jìn)行起吊時(shí)，必須保證起重臂回轉(zhuǎn)與起重機(jī)起鉤相一致，鋼管柱吊直后，方可停止回轉(zhuǎn)。除此之外，為防止管內(nèi)進(jìn)入雜物，必須包封好鋼管柱上端口。在鋼管柱進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接之前，應(yīng)定出柱軸線、做好相應(yīng)的水平標(biāo)高標(biāo)記，同時(shí)，還要對(duì)對(duì)接區(qū)域做好除銹處理。

（4）現(xiàn)場(chǎng)焊接。鋼管柱的現(xiàn)場(chǎng)焊接方式一般采用水平焊，為確保對(duì)接位置的焊接質(zhì)量達(dá)到要求，要在對(duì)接位置設(shè)立附加襯管，具體厚為10mm、寬為20mm及與管內(nèi)壁間隙寬為0.5mm。鋼管柱焊接環(huán)焊縫具體采用CO2氣體保護(hù)焊+分向分段的焊接方式，為了避免焊接變形，應(yīng)注意分段施焊必須要對(duì)稱。鋼柱吊裝示意圖如圖1所示。

3.2.2型鋼柱安吊裝

型鋼柱吊裝應(yīng)遵循以下要求：

圖1　鋼柱吊裝示意圖

（1）吊點(diǎn)采用工廠制作時(shí)設(shè)置的專用鋼板制吊耳，每根鋼柱設(shè)置2個(gè)吊耳，直接焊在鋼柱的頂部?jī)蓚?cè)，吊耳距離頂面10cm，同時(shí)柱體翼緣板上焊接四個(gè)拴倒鏈的耳板。

（2）柱子起吊前為保證柱子穩(wěn)定性，采用4根φ14鋼絲繩作為纜風(fēng)繩，分別拴在柱子頂部，做為找正、臨時(shí)固定使用。選用兩根6×37（GB1102-74）φ30mm鋼絲繩作為吊裝索具，將柱頭兩側(cè)吊耳吊起。柱子安裝就位采用四個(gè)倒鏈。

（3）型鋼柱的吊裝使用的是直吊法，其需要在吊裝現(xiàn)場(chǎng)布置塔吊以及150t的汽車吊，汽車吊配合塔吊施工進(jìn)行吊裝施工。在進(jìn)行鋼柱起吊時(shí)，必須將鋼絲繩固定于起重機(jī)吊鉤之上，完后起重機(jī)收鉤，確保柱身處于直立的狀態(tài)，柱吊離地面50cm后，需停機(jī)檢查吊索具是否安全、可靠，無(wú)誤后方可繼續(xù)上升，移至就位柱的上方，緩緩下降。位置對(duì)正之后，使用連接板安裝螺栓固定，并將攬風(fēng)繩和地面地錨同定。

3.3一般柱的吊裝通用方法

柱吊裝前準(zhǔn)備：待現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格，堆放及行車路線確定后，即檢查預(yù)埋板、預(yù)埋螺栓的軸線、平整度以及標(biāo)高需要進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查確定合格之后，應(yīng)該將基礎(chǔ)螺母（柱底下）擰至預(yù)埋螺桿的上面，借助于水準(zhǔn)儀將基礎(chǔ)螺母調(diào)整到相同的水平，同時(shí)采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行固定。將柱根據(jù)相應(yīng)的編號(hào)分別運(yùn)輸?shù)桨惭b位置旁，同時(shí)根據(jù)規(guī)定將其擺放于柱腳中心。在柱吊裝之前應(yīng)該對(duì)柱的各種基準(zhǔn)點(diǎn)、中心線、吊（捆扎）點(diǎn)與其表面情況進(jìn)行檢查，在確定沒有任何問(wèn)題的時(shí)候就可以進(jìn)行捆扎與吊裝。在進(jìn)行鋼柱吊裝之前，需要對(duì)柱腳螺栓的表面進(jìn)行清理。柱子起吊前，從柱底板向上500～1000m處，劃一水平線，以便安裝固定前后作復(fù)查平面標(biāo)高基準(zhǔn)使用。

鋼柱吊裝過(guò)程主要包括綁扎→起吊→對(duì)位→臨時(shí)固定→校正→最后固定。根據(jù)柱子的種類和高度確定綁扎點(diǎn)（有牛腿的吊點(diǎn)位于牛腿下，無(wú)牛腿的位于鋼柱上部1/4處），在柱腳部用麻繩綁好作為牽制溜繩以調(diào)整就位方向用。吊裝前準(zhǔn)備工作就緒后，首先進(jìn)行試吊，吊起一端高度為100～200mm時(shí)停吊，檢查索具牢固和吊車穩(wěn)定性，確認(rèn)安全后方可繼續(xù)緩慢起吊，空中運(yùn)行階段吊車指揮人員應(yīng)密切注意構(gòu)件的起吊狀態(tài)，指揮口令協(xié)調(diào)一致，當(dāng)鋼柱柱吊運(yùn)至吊點(diǎn)處-基礎(chǔ)柱底板預(yù)埋螺栓頂部10～30cm時(shí)停止，由人工對(duì)準(zhǔn)柱底板與預(yù)埋板十字中心線位置之后，將其穩(wěn)步下放，注意需利用經(jīng)緯儀有效控制柱的垂直度有以及中心偏移問(wèn)題，當(dāng)鋼柱被吊至螺栓的上方之后，操作人員需站好各自的位置，將柱腳穩(wěn)住，使得柱腳板上預(yù)留孔與螺栓對(duì)準(zhǔn)，并將其插入，指揮吊車下降就位在柱子降至調(diào)節(jié)螺母上時(shí)停止落溝，用撬棍撬柱子，使其中線對(duì)準(zhǔn)基礎(chǔ)中線，并擰緊柱腳螺母。鋼柱的垂直度用經(jīng)緯儀檢驗(yàn)，如有偏差立即進(jìn)行校正，待垂直度偏差控制在1%以內(nèi)，臨時(shí)將柱子加固，達(dá)到安全方可摘除吊鉤。吊裝組在起吊前一定要分工明確，測(cè)量、吊裝、緊固等器具齊全，吊車、指揮、測(cè)量、對(duì)位、綁扎和現(xiàn)場(chǎng)施工各質(zhì)量安全工程師各盡其責(zé)，并盡量減少閑雜人員靠近。

3.4鋼梁吊裝

根據(jù)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的實(shí)際情況不同，鋼梁安裝的具體連接方式也會(huì)有所不同，具體如下：若鋼梁寬度＜1200mm，那么腹板的連接方式采用摩擦型高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，具體采用的焊接方式為全熔透坡口；若鋼梁寬度≥1200mm，腹板的連接方式依然采用摩擦型高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。此外，上下翼緣板具體采用全熔透坡口進(jìn)行焊接。其中現(xiàn)場(chǎng)焊接和鋼梁吊運(yùn)是鋼梁吊裝的重要環(huán)節(jié)。

（1）現(xiàn)場(chǎng)焊接。對(duì)于轉(zhuǎn)換層框架而言，鋼管柱的剛性接頭與鋼梁的焊接方式為“先中間、后兩邊”，其中相同節(jié)點(diǎn)的焊接順序?yàn)椋合乱砭?、上翼緣，注意鋼梁兩端不能同步焊接，鋼梁焊接順序：頂層梁、下層梁、中間層；此外，為避免發(fā)生梁、柱變形，在焊接鋼梁與鋼管柱時(shí)，其間必須要隔一道梁。

（2）鋼梁吊運(yùn)。鋼梁的吊運(yùn)尤其注意下列事項(xiàng)，即起吊前要清除干凈摩擦面的浮銹與污物，同時(shí)必須檢查鋼梁的節(jié)點(diǎn)板位置與方向以及幾何尺寸；起吊前鋼梁必須設(shè)置焊吊碼，同時(shí)注意安裝完成后一定要將其清除干凈；對(duì)于某些過(guò)重鋼梁，必須進(jìn)行接駁，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行分段吊運(yùn)。鋼梁吊裝示意圖如圖2所示。

圖2　鋼梁安裝示意圖

3.5鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接

3.5.1節(jié)點(diǎn)處理

為了消除接合件的錯(cuò)位、變形和錯(cuò)孔，在進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，應(yīng)在其結(jié)構(gòu)架設(shè)調(diào)整完畢后，再矯正接合件，并且板束接合摩擦面要貼緊后才能進(jìn)行安裝高強(qiáng)度螺栓，可以先用手動(dòng)扳手和臨時(shí)變通螺栓緊固，直到貼緊為止，從而確保接合部板束間摩擦面貼緊，良好結(jié)合。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上穿入臨時(shí)螺栓的數(shù)量一般不得少于高強(qiáng)度螺栓總數(shù)的1/3，最少不得少于兩個(gè)臨時(shí)螺栓。沖打穿入螺全的數(shù)量最好不要超過(guò)臨時(shí)螺栓總數(shù)的3%。避免損傷螺紋，導(dǎo)致扭矩系數(shù)的變化，不得使用高強(qiáng)度螺栓兼臨時(shí)螺栓。

3.5.2螺栓安裝

在全部節(jié)點(diǎn)都處理好之后再進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓的安裝，并且螺栓穿入方向要保持一致。針對(duì)箱形截面部件的接合部，通常以施工便利為宜，全部從內(nèi)向外插入螺栓，在外側(cè)進(jìn)行緊固。如有不便，也可將螺栓從反方向插入。在安裝大六角高強(qiáng)度螺栓時(shí)，應(yīng)將其根部墊圈有倒角的一側(cè)朝向螺栓頭，安裝尾部螺母墊圈的方式與扭剪型高強(qiáng)度螺栓的螺母和墊圈安裝相同。當(dāng)不能穿入時(shí)，應(yīng)用絞刀對(duì)螺孔進(jìn)行修整，在進(jìn)行絞孔修整前，要擰緊其周圍的螺栓，板疊密貼后再進(jìn)行，嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓。修整時(shí)要避免鐵屑落入疊縫中。絞孔完成后掃清鐵屑，并用砂輪除去螺栓孔四周的毛刺。

3.5.3螺栓緊固

對(duì)于大型節(jié)點(diǎn)可分為初擰、復(fù)擰和終擰。高強(qiáng)度螺栓緊固時(shí)，應(yīng)分初擰、終擰。初擰是為了縮小螺栓在緊固時(shí)由于鋼板變形等的影響，而采取的措施。復(fù)擰即在初擰的基礎(chǔ)上，再重復(fù)緊固一次，一般用在大型節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓初擰完成后。終擰是對(duì)高強(qiáng)度螺栓作最后的緊固。終擰的軸力值目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)軸力，并要符合設(shè)計(jì)要求。

4　結(jié)束語(yǔ)

本文以鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的施工工藝為切入點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了在實(shí)際施工過(guò)程中的施工工藝和技術(shù)。施工實(shí)踐證明，為保證施工質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)，施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按施工圖紙以及現(xiàn)行規(guī)范施工。

[1]李秀玉.淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工與管理[J].科技致富向?qū)В?011（30）：83.

[2]易鵬.淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（19）：98.

[3]周志新.淺析高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)[J].中國(guó)科技投資，2014（10）：72.

收稿簡(jiǎn)介：黃仕勇（1966-），男，貴州安龍人，高級(jí)工程師，本科，主要從事建筑施工技術(shù)工作。

TU758.11

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1673-0038（2015）26-0078-03

2015-6-8