高大傘蓋式鋼結構外廊吊裝施工技術

薛二俊 山西陸海路橋市政工程有限公司

1 工程概況

某人民醫(yī)院門診急診醫(yī)技樓項目，建筑物總高22.40m。門診急診醫(yī)技樓東側及南側設計鋼結構柱廊，采用H 型鋼與管柱組合結構；主要結構節(jié)點連接為栓焊組合形式，單元傘蓋柱廊高20.1m，平面8.4m×10.2m；柱直徑Φ700mm，柱帽最大處直徑Φ3100mm，喇叭口鋼柱重9t；柱帽頂部設置24 根輻射梁，鋼梁型材為HN400mm×200mm×8mm×13mm；共21 個單元，總重量約300t，最大連接跨度13.8m；最大懸挑跨度10.75m。

2 工藝原理

（1）大型喇叭口柱帽與柱身在加工廠預拼裝，對中定位設置連接鋼板，散裝運輸至現(xiàn)場后組裝焊接連接成型喇叭口鋼柱。

（2）現(xiàn)場采取主、副吊吊運喇叭口鋼柱就位；利用連接主梁定位。

（3）傘蓋內側梁采用搭腳手架，塔吊、汽車吊配合安裝輻射梁。

（4）傘蓋外側梁采取地面拼裝單元框架，懸空拼裝的方法。

3 施工工藝

3.1 吊裝工藝流程

（1）腳手架搭設→（2）柱身、柱帽預拼裝→（3）現(xiàn)場拼裝→（4）測量放線及柱腳螺絲安裝→（5）喇叭口柱安裝→（6）傘蓋內側鋼梁安裝→（7）傘蓋外側鋼梁安裝。

3.2 操作要點

3.2.1 操作腳手架

鋼柱與結構墻之間搭設通長到頂?shù)哪_手架，用于喇叭口柱吊裝定位和與結構墻之間輻射梁的安裝。此部分架體寬度為柱帽寬度中線外擴1m，本例中寬度為6.1m；高度為柱帽下1m，本例中為19.4m，采用扣件式鋼管內外雙排架組合聯(lián)拉的方案，較滿堂腳手架費用大幅降低。在柱體部位空出作業(yè)面，架體至柱邊0.5m為宜。雙排腳手架之間按照連墻件要求采用連接大橫桿和連續(xù)剪刀撐相互連接，在柱廊頂搭設雙層聯(lián)通大橫桿，頂部作業(yè)范圍內鋪腳手板；編制專項方案搭設，在鋼柱進場前完成。

3.2.2 柱身、柱帽預拼裝

柱身、柱帽分別制用，鑒于施工現(xiàn)場條件，達不到柱帽柱身拼裝精度要求；柱帽、柱身尺寸大，整體運輸難度大，因此采取加工廠預拼裝工藝，在工廠預拼定位，散裝運輸?shù)浆F(xiàn)場，現(xiàn)場進行焊接組裝的方案。

在廠內搭設拼裝胎架，拼裝胎架上放樣喇叭口形鋼柱中心線并精準抄平，利用廠內起吊行車將喇叭口柱帽和鋼柱身吊放至拼裝平臺，對中調平定位后，在柱帽和柱身上畫出0°、90°、180°、270°點，距連接焊縫60mm 處分別畫出連接耳板位置。每塊16mm 厚耳板開3 個Φ22 連接螺栓孔。用8mm 厚連接夾板拴接耳板后，調整柱帽與柱身位置，采用激光垂準儀水平垂直兩方向檢查無誤后，將耳板分別焊接與柱帽、柱身相應位置。焊接完成后，再次核查柱帽柱身同心對中位置，符合要求后對應編號，分拆運輸?shù)浆F(xiàn)場。

3.2.3 柱身、柱帽現(xiàn)場組裝焊接

施工現(xiàn)場采用18#槽鋼搭設簡易拼裝胎架。喇叭口柱帽和柱身分批運輸至現(xiàn)場后，按照廠內編號一一對應由汽車吊吊裝至簡易拼裝胎架，利用連接板螺栓連接柱帽與柱身為一體，從柱帽與柱身0°、90°、180°、270°標記點分別量距，經(jīng)過焊縫處鋼楔微調，使四邊距離相等，擰緊連接板連接螺栓。由兩名焊工在鋼柱兩側對稱施焊，轉動鋼柱連續(xù)焊接完成。

連接焊縫焊接完成24h 后，采用超聲波探傷檢測，滿足二級焊縫合格要求后方可涂刷防銹漆。

現(xiàn)場采取就近組裝的原則，卸貨點為組裝點，緊鄰鋼柱吊裝就位區(qū)。組裝點及鋼柱起吊位置均在雙機抬吊的作業(yè)半徑之內。盡量避免二次搬運。

3.2.4 測量放線及柱腳螺母墊板安裝

應用全站儀在鋼柱廊柱腳地面、屋頂框架邊梁上彈出控制軸線；應用水準儀，鋼卷尺在柱腳螺栓及屋頂框架邊梁上彈出標高控制線。清理地腳螺栓和框架邊梁上預埋鋼板和預留孔，測出相對于軸線、標高的偏差，編號記錄。

根據(jù)鋼柱腳放樣的定位軸線，逐根清理校正預埋地腳螺栓，在各個螺栓上抄平，根據(jù)水平線安裝螺母和墊板，并編號記錄各柱腳每根螺栓的相對偏差數(shù)據(jù)，形成地腳螺栓偏差記錄。按照地腳螺栓偏差記錄表，依次確定鋼柱腳板方向并修正預留螺栓孔，對各喇叭口鋼柱編號，使其與現(xiàn)場柱腳一一對應，保證鋼柱順利就位安裝。

3.2.5 喇叭口柱安裝

喇叭口鋼柱現(xiàn)場組焊完成檢測合格后，方可就位起吊。采取主副汽車吊雙機抬吊方式，就位后鋼柱和鋼柱、柱與砼框架間連接H 型鋼梁。從兩側臨結構的角部開始一柱一機位，依次吊裝。

根據(jù)構件重量、尺寸，停機位選擇吊車，案例中柱高20.1m，重量9t，起吊距離最大15m，選擇主吊75t，副吊25t。

主汽吊由柱帽處四點起吊喇叭口鋼柱，副吊點在柱身下端，主吊起臂，副吊轉臂，鋼柱緩緩起立，柱身垂直后，副吊解開鋼絲繩，由主吊獨自吊裝，轉臂、起臂緩慢移動至柱腳螺栓處，按照柱腳板編號，緩慢旋轉柱身一一對應落入柱腳螺栓上，及時安裝墊板及緊固螺母。主吊不能卸勾，由塔吊起吊連接H型鋼梁至柱帽處，作業(yè)人員位于操作平臺，進行螺栓連接和焊接作業(yè)，喇叭口鋼柱兩個方向均連接。

采用經(jīng)緯儀進行垂直度觀測，并吊線進行復核，調整鋼柱及柱頂鋼梁使其垂直度符合規(guī)范要求，及時擰緊柱腳螺母并安裝柱頂高強螺栓定緊固，再次復核垂直度滿足要求后，焊接柱頂鋼梁連接剛節(jié)點，形成傘蓋式鋼柱廊框架。主吊方可解鉤、收臂。

柱腳灌漿：鋼柱吊裝完成后，柱底板和地面混凝土之間用高等級無收縮細石混凝土填塞，圍著柱底板支設定型模板，留3個填塞口，從一邊灌入另一邊流出為止并適當超灌注一定高度，振搗密實，及時覆蓋養(yǎng)護。

3.2.6 傘蓋內側鋼梁安裝

按照鋼柱廊H 型鋼梁加工拆分圖，分編號先安裝邊框梁再安裝中間輻射梁。由塔吊兩點起吊，操作工人位于鋼管腳手架平臺上逐根對位拼裝，高強螺栓緊固連接，保證高強螺栓扭緊力矩，設計剛節(jié)點處及時拴接后焊接形成整體。

3.2.7 傘蓋外側輻射鋼梁安裝

大面外側輻射鋼梁安裝：標準型傘蓋式鋼柱廊處輻射梁安裝，首先在現(xiàn)場地面將單根梁小拼裝為“F”框架單元，由塔吊四點起吊至鋼柱帽位置，對位安裝框架單元，抄平起拱測量后高強螺栓緊固連接，剛節(jié)點處及時焊接形成傘蓋式柱廊外輪廓，最后依次逐根鑲裝輪廓內輻射梁。

圖1

圖2

轉角處非標準傘蓋式鋼柱廊處輻射梁安裝：首先在現(xiàn)場地面將單根梁小拼裝為兩個“T”框架單元。其次由塔吊和汽吊配合三點起吊其中一個“T”單元至鋼柱帽位置，對位安裝框架單元，抄平起拱測量后高強螺栓緊固連接，剛節(jié)點處及時焊接；塔吊解鉤，汽吊不解鉤臨時固定大轉角懸挑端。再由塔吊兩點起吊45°對角鋼梁，與先前安裝的“T”形外輪廓梁和鋼柱間連接鋼梁連接形成框架單元，依次逐根鑲裝單元內輻射梁，拴接焊接成為整體。最后再次由塔吊和汽吊配合三點起吊另一“T”單元至鋼柱帽處，抄平校正后拴接焊接形成封閉傘蓋式柱廊外輪廓，依次逐根鑲裝輪廓內輻射梁，完成傘蓋式鋼柱廊輻射梁安裝。

圖3

3.2.8 柱墩混凝土澆筑

鋼柱廊吊裝完成后，綁扎柱墩螺旋箍筋，柱腳外側支設定型的模板，灌注細石混凝土，分層澆筑，分層振搗密實。拆模后，及時覆蓋養(yǎng)護。

4 實施效果

門診急診醫(yī)技樓東側及南側設計鋼結構柱廊，采用H 型鋼與管柱組合結構，主要結構節(jié)點連接為栓焊組合形式，柱廊高20.1m，寬10.2m，總重量約300t。

該鋼結構工程搭設雙聯(lián)雙排腳手架1172.4m2（折合34.7t鋼管）相較于搭設滿堂腳手架2071.24m2（折合74.96t鋼管），省工省料，大大降低措施費用，加快施工進度，縮短工期15d，綜合預計節(jié)約費用28萬元。采用該工法順利完成高大傘蓋式鋼結構外廊2071.24m2，安全可靠，安裝費用低，速度快，安裝質量符合設計要求及相應施工質量驗收規(guī)范，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5 結束語

經(jīng)實踐證明，應用該施工方法解決了大型鋼構件在不同工況下，組合優(yōu)化應用各種安裝方法，操作有序，安全可靠，安裝質量好、速度快，節(jié)約費用，對類似工程推廣應用前景良好。