鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝施工技術(shù)

程必濱

（福州建工<集團(tuán)>總公司，福建 福州 350000）

0 引言

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程是以鋼材為主體材料的工程，較之土木主體材料工程具有更優(yōu)的抗震性、抗復(fù)雜荷載性。鋼結(jié)構(gòu)工程多選擇構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制加工+現(xiàn)場(chǎng)吊裝模式，起吊工裝吊裝施工技術(shù)應(yīng)用效果對(duì)最終建筑主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有直接的影響。因此，探索鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝施工技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)非常必要。

1 鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝施工項(xiàng)目概述

1.1 工程基本情況

寧德市水陸聯(lián)運(yùn)中心（一期工程）建設(shè)內(nèi)容包括西側(cè)1#、2#、3#倉(cāng)庫(kù)及配電水泵房、門衛(wèi)等配套設(shè)施。一期工程建筑面積合計(jì)37248.30m2，計(jì)容建筑面積66658.22m2。

工程配送倉(cāng)庫(kù)采用單層輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)。1#配送倉(cāng)庫(kù)總長(zhǎng)度96m，總寬度60m，結(jié)構(gòu)最大跨度為20m；2#配送倉(cāng)庫(kù)總長(zhǎng)度156m，總寬度84m；結(jié)構(gòu)最大跨度為21m；3#配送倉(cāng)庫(kù)總長(zhǎng)度240m，總寬度60m，結(jié)構(gòu)最大跨度為20m。工程屋面圍護(hù)選擇360°咬合固定的雙面壓型鋼板屋面，由上層至下層組成為：≥0.6mm 厚SMP 烤漆鍍鋅單層隱藏式壓型鋼板+0.33mm 厚聚丙烯防水透氣膜+75mm厚（16kg/m3）超細(xì)玻璃棉+白色聚丙烯貼面+鍍鋅檁條+內(nèi)層壓型鋼板；墻面圍護(hù)工程為雙面壓型鋼板外墻體，采用雙層彩色壓型鋼板內(nèi)填50mm 厚超細(xì)玻璃棉（外板排板方式為豎排）。內(nèi)、外層墻板分別采用鍍鋅彩鋼板、鍍鋁鋅彩鋼板。

1.2 工程實(shí)施難點(diǎn)

結(jié)構(gòu)中鋼柱與鋼梁形式為H 型鋼柱+變截面H 型鋼柱，柱距為12m，鋼材材質(zhì)均為Q345B；而屋面檁條、墻面檁條材質(zhì)均為Q345A熱浸鍍鋅Z、C 型冷彎薄壁型鋼；柱腳錨栓材質(zhì)均為Q235B；高強(qiáng)螺栓采用10.9S（摩擦型連接）。因跨距、柱距均處于較高的水平，在結(jié)構(gòu)沒(méi)有完成最終安裝任務(wù)前極易出現(xiàn)整體穩(wěn)定性喪失進(jìn)而垮塌情況，此時(shí)，恰當(dāng)選擇鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝方案就至關(guān)重要。

1#、2#、3#配送倉(cāng)庫(kù)建筑消防高度均為13.5m，建筑規(guī)劃高度均為12.65m，一層樓面標(biāo)高分別為±0.000=7.700、±0.000=7.900、±0.000=7.800。而配電水泵房建筑消防高度、建筑規(guī)劃高度分別為5.6m、6.2m，一層樓面標(biāo)高為±0.000=6.700；門衛(wèi)房建筑消防高度、建筑規(guī)劃高度分別為3.5m、4.65m，一層樓面標(biāo)高為±0.000=6.600。由上述數(shù)據(jù)可知，工程鋼結(jié)構(gòu)施工高度處于較大的數(shù)值，鋼結(jié)構(gòu)屋面臨邊洞口數(shù)量較多，對(duì)于吊裝技術(shù)安全應(yīng)用提出了較大的難題。

2 施工方案

2.1 起吊工裝支撐

起吊工裝支撐系統(tǒng)的選擇是起吊工裝吊裝作業(yè)開展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選擇與要求相符的支撐機(jī)械不僅可以保證起吊工裝吊裝進(jìn)度，而且可以為鋼結(jié)構(gòu)的分段劃分營(yíng)造良好的條件。因此，在選擇起吊支撐機(jī)械時(shí)，需要綜合考慮鋼柱、鋼梁結(jié)構(gòu)形式以及分段重量，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，對(duì)支撐機(jī)械進(jìn)行支撐重量、支撐半徑、支撐高度的評(píng)價(jià)。最終確定鋼柱起吊工裝支撐為纜風(fēng)繩臨時(shí)固定+鋼柱間支撐。其中鋼柱間支撐需要在相鄰兩排鋼柱設(shè)置完畢后進(jìn)行支撐。

2.2 起吊工裝提升

在鋼結(jié)構(gòu)施工階段，工程1#、2#、3#配送倉(cāng)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝模式為平行施工，根據(jù)1#、2#、3#配送倉(cāng)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)安裝任務(wù)，可以依據(jù)9 臺(tái)25t 汽車吊作為起吊工裝提升機(jī)械，每棟廠房配備3 臺(tái)汽車吊，每跨配備一臺(tái)25t 汽車吊負(fù)責(zé)鋼柱吊裝施工。所選擇的汽車吊為QY25K 汽車起重機(jī)，其中長(zhǎng)臂長(zhǎng)度為28.52m，起重重量為3300～5400kg，吊臂仰角為55～65°，起升高度為23.70～26.28m。同時(shí)需要組織3 支安裝隊(duì)，獨(dú)立利用3 臺(tái)25t 汽車吊，執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工，起吊工裝提升施工內(nèi)容包括鋼柱、鋼梁兩個(gè)方面。

2.2.1 鋼柱吊裝

在鋼柱吊裝時(shí)，設(shè)定吊裝半徑為16.0m，中長(zhǎng)臂長(zhǎng)度為28.52m，最大起升高度為23.70m，起重重量為3300kg，單根鋼柱重量低于最大起重量。因鋼柱主要構(gòu)件形式為H 型鋼，根據(jù)H 型鋼的吊點(diǎn)情況、重量，可以選擇恰當(dāng)規(guī)格及長(zhǎng)度的鋼絲繩、卡環(huán)。同時(shí)依據(jù)穩(wěn)定可靠、吊裝便捷、防控變形的原則，在鋼柱頂部進(jìn)行吊點(diǎn)設(shè)置，配合專用夾具進(jìn)行鋼柱頂部封頭板的穩(wěn)固夾持，配合鋼柱下方木枋的穩(wěn)固墊設(shè)，降低鋼柱起吊時(shí)地面拖拉以及由此造成的地面、鋼柱表面損傷風(fēng)險(xiǎn)。

在吊點(diǎn)選擇完畢后，將基礎(chǔ)表面完全清理，依據(jù)預(yù)先埋設(shè)件方位進(jìn)行預(yù)測(cè)放線并穩(wěn)固放置保溫塊，保證保溫塊、基礎(chǔ)面緊密平整接觸，進(jìn)而在測(cè)量人員跟蹤抄平的基礎(chǔ)上進(jìn)行底部螺帽的調(diào)整。底部螺帽調(diào)整要依據(jù)鋼柱四面中心線、基礎(chǔ)放線中心線整齊對(duì)接（或中心線偏差在規(guī)范許可范圍內(nèi)）的標(biāo)準(zhǔn)。隨后在起吊機(jī)械的支持下，穿上壓板、擰緊螺栓，完成鋼柱就位，并拉設(shè)纜風(fēng)繩，提高鋼柱穩(wěn)固性。為減少吊車支腿次數(shù)，可以選擇每跨兩鋼柱中間設(shè)置，進(jìn)行臨時(shí)吊裝道路的設(shè)置。即在跨中安排吊車，執(zhí)行兩側(cè)鋼柱吊裝任務(wù)，保證全部鋼柱整段加工、整段吊裝作業(yè)效率。

2.2.2 臨近鋼梁安裝

在鋼柱安裝完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行臨近鋼梁安裝，以便降低框架體系失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。在鋼梁吊裝時(shí)，設(shè)定吊裝半徑為12.0m，中長(zhǎng)臂長(zhǎng)度為28.52m，最大起升高度為26.28m，起重重量為5400kg，單根鋼梁重量低于最大起重量。

施工前，鋼梁吊裝提升與鋼柱吊裝提升近似，均需要根據(jù)構(gòu)件吊點(diǎn)、重量，進(jìn)行多長(zhǎng)度、多規(guī)格的鋼絲繩以及卡環(huán)準(zhǔn)備，同時(shí)鋼梁還需要準(zhǔn)備鋼扁擔(dān)、起重鉗。在這個(gè)基礎(chǔ)上，基于吊裝鋼梁件自身穩(wěn)定要求以及高空作業(yè)量控制需要，可以依據(jù)放樣尺寸與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行每一吊裝單元的組對(duì)跨接[1]。在地面按跨將鋼梁拼成整段后，進(jìn)而在3 臺(tái)25t 汽車吊的支持下吊裝就位。在鋼梁組對(duì)跨接完畢并確認(rèn)無(wú)誤后，進(jìn)行可拆卸式安全繩的安裝，并將一條可由兩人牽引的晃繩設(shè)置在鋼梁兩端，便于控制空中鋼梁吊裝角度。鑒于鋼梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)，工程選擇吊點(diǎn)位于中心兩邊對(duì)稱設(shè)置的平衡梁四點(diǎn)吊裝法。該方法應(yīng)用時(shí)，需要經(jīng)起重鉗將吊點(diǎn)緊固夾持在鋼梁上翼緣兩側(cè)。吊點(diǎn)夾緊后，技術(shù)人員需要進(jìn)行安裝位置的再次測(cè)量以及臨時(shí)螺栓固定。在安裝位置進(jìn)行單榀鋼梁的吊裝就位。

2.3 穩(wěn)定安裝

在起吊工裝提升作業(yè)完成后，技術(shù)人員需要在吊機(jī)摘鉤前利用纜風(fēng)繩固定鋼梁兩側(cè)。同時(shí)以吊機(jī)摘鉤前利用纜風(fēng)繩固定鋼梁兩側(cè)完畢為節(jié)點(diǎn)，第一時(shí)間進(jìn)行相鄰兩鋼梁之間水平支撐、系桿、屋面檁條的安裝及校正。穩(wěn)定體系中鋼梁矯正內(nèi)容包括跨中垂直度的測(cè)量校正、軸線位置偏移的測(cè)量校正、鋼梁撓度的測(cè)量校正等。確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行永久固定（高強(qiáng)螺栓），獲得穩(wěn)定體系[2]。

在進(jìn)行相鄰兩榀鋼梁以及鋼梁間系桿、水平支撐及部分檁條安裝的基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)展進(jìn)行后續(xù)構(gòu)建安裝，以便形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。順次操作至一個(gè)區(qū)域鋼架安裝完畢后，插入剩余屋面檁條、墻面檁條安裝作業(yè)。在檁條安裝完畢后，進(jìn)行屋面板、墻面板、門窗順次安裝，完成全部鋼結(jié)構(gòu)安裝任務(wù)。

3 施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 鋼柱安裝

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)件起吊工裝吊裝施工技術(shù)方案內(nèi)容，技術(shù)人員可以支撐柱為著手點(diǎn)，進(jìn)行安裝，形成一個(gè)空間穩(wěn)定體系后，進(jìn)行擴(kuò)展安裝[3]。

首先，在鋼柱安裝前，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行安全環(huán)的穩(wěn)固焊接，并對(duì)爬梯綁扎牢固度、表面清潔度進(jìn)行再次檢查。在確定無(wú)誤后，依據(jù)相對(duì)標(biāo)高，從基準(zhǔn)點(diǎn)引出控制標(biāo)高位置，促使鋼柱橫向放置在墊木上，為后續(xù)標(biāo)高控制提供依據(jù)。進(jìn)而交替緩慢進(jìn)行起鉤、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)三個(gè)動(dòng)作，保證鋼柱吊裝就位過(guò)程中螺栓絲扣完好無(wú)損，且構(gòu)件與地面無(wú)拖拉。

其次，在鋼柱吊裝臨時(shí)就位的基礎(chǔ)上，需要采用纜風(fēng)繩臨時(shí)固定。同時(shí)在鋼柱定位后，技術(shù)人員還應(yīng)以點(diǎn)焊形式，進(jìn)行鋼柱底板與螺帽、墊板的牢固焊接，以便形成一個(gè)空間剛度單元[4]。

最后，技術(shù)人員應(yīng)以每一根鋼柱安裝完畢為節(jié)點(diǎn)，綜合考慮垂直度、軸線、標(biāo)高、焊縫間隙等因素，進(jìn)行初步校正，為桁架安裝奠定基礎(chǔ)。

3.2 鋼梁安裝

在鋼梁吊裝前，技術(shù)人員不僅需要進(jìn)行表面污物的仔細(xì)、完全清理，而且需要將易產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面銹漬完全清除。進(jìn)而在地面將安全繩以及附帶連接板、螺栓安裝在待吊裝鋼梁上，水平就位并利用沖釘調(diào)整跨間距，避免鋼梁接頭孔洞存在偏差。在鋼梁接頭孔洞調(diào)整完畢后用大于對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的30%的若干個(gè)普通螺栓（2 個(gè)以上）配合建立臨時(shí)連接[5]。同時(shí)考慮到鋼梁軸線位置準(zhǔn)確性對(duì)鋼柱垂直度也具有較大的影響，因此，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)利用絞刀擴(kuò)孔的方式對(duì)鋼梁連接螺栓孔軸線偏差進(jìn)行調(diào)整，保證相應(yīng)偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

在鋼梁吊裝時(shí)，可以借助鐵扁擔(dān)（橫吊梁）進(jìn)行，并在第一榀屋架梁吊裝作業(yè)完成后，立即利用纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，并在其與前一榀屋架梁之間進(jìn)行支撐、系桿、部分檁條安裝，配合側(cè)向支撐措施，降低鋼梁變形過(guò)大，致構(gòu)件出現(xiàn)失穩(wěn)問(wèn)題的概率。

3.3 檁條安裝

在鋼柱、鋼梁施工完畢后，技術(shù)人員可以利用汽車吊串吊的方式，進(jìn)行Z350×120×20×2.5、Z350×120×20×3.0 屋面檁條安裝。安裝時(shí)以檁條靠近檁托板為節(jié)點(diǎn)，在鋼沖釘?shù)呐浜舷抡{(diào)準(zhǔn)檁條孔與檁托孔并經(jīng)螺栓連接固定，逐根安裝檁條。而在墻面檁條安裝過(guò)程中，技術(shù)人員則需要以柱頂設(shè)置滑輪組提升的形式，依據(jù)與屋面檁條安裝相同的流程進(jìn)行操作[6]。進(jìn)而將腳手板鋪設(shè)在屋面檁條上，經(jīng)鋼筋固定腳手板、檁條，以屋面檐口為起始點(diǎn)，逐次進(jìn)行每一道拉條的拉近安裝、側(cè)向彎曲度調(diào)整。

3.4 安全操作

為了保證鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝作業(yè)安全開展，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)前期施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行安全專項(xiàng)施工方案的編制，并對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行安全教育、每日施工前安全交底。同時(shí)根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)要求，合理布置安全網(wǎng)、生命線、“臨邊”安全防護(hù)措施。

在起吊提升工作中，綜合考慮每次貨物重量以及裝卸固定，負(fù)責(zé)人員對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行必要檢查、監(jiān)督，保證配載合理。特別是在鋼柱起吊鋼絲繩與卡環(huán)準(zhǔn)備完畢后，技術(shù)人員應(yīng)在鋼柱上穩(wěn)固綁扎爬梯，同時(shí)牢固焊接安全環(huán)，在柱梁對(duì)接位置也需要設(shè)置安全防護(hù)措施，為后續(xù)工序操作提供安全防護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)起吊工裝吊裝施工涉及了起吊支撐、起吊提升、穩(wěn)定安裝幾個(gè)環(huán)節(jié)。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件以及技術(shù)規(guī)范，安全操作。并有針對(duì)性地控制鋼柱“臨邊”、鋼梁臨時(shí)就位等環(huán)節(jié)，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，保證施工技術(shù)實(shí)施效果。