建筑鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝施工方案控制要點

張 宇

中核機械工程有限公司 上海 201700

城市化進(jìn)程的加快促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，而應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)有利于提升建筑工程的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)工程施工包括諸多環(huán)節(jié)，例如鋼結(jié)構(gòu)吊裝等，所以施工單位應(yīng)從各個方面入手做好鋼結(jié)構(gòu)的吊裝工作。

1 鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用十分廣泛，指的是由鋼制材料制成的結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)工程主要包括鋼梁、鋼柱、鋼桁架等組件，且應(yīng)用了諸多先進(jìn)工藝，例如水洗烘干、純錳磷化以及鍍鋅等，可有效降低鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕等問題的幾率。其次，與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)工程具有多重優(yōu)勢。

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)更加均勻

相比于混凝土，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)更加均勻。從實際情況來看，鋼材性質(zhì)的波動范圍相對較小，內(nèi)部應(yīng)力不會出現(xiàn)較大的變化，彈性以及受力狀態(tài)更符合工程力學(xué)的要求[1]?？傊?，鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)以及力學(xué)性能都更具有優(yōu)勢，可以滿足不同建筑工程的要求。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)的韌性與塑性更強

鋼材的塑性與韌性更強一些，受外界壓力的影響較小，不會出現(xiàn)斷裂等情況。例如，如果外界壓力過大，鋼結(jié)構(gòu)只會出現(xiàn)彎曲情況并不會斷裂。其次，在建筑工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)可以增強建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果建筑結(jié)構(gòu)承載的負(fù)荷過大，就可以調(diào)整鋼材的應(yīng)變值，從而提升鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)的強度更高

鋼材具有較高的彈性模量與強度，且密度與屈服強度之間的比值較低，所以相比于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的強度較高，且豎向構(gòu)件的面積比較小，可以擴(kuò)大建筑工程的實用空間。同時，鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比較輕。在高度相同的建筑工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)可以降低50%的重量。在這種情況下，如果出現(xiàn)地震，建筑工程所形成的內(nèi)應(yīng)力會更小一些。

1.4 鋼結(jié)構(gòu)工程的機械化程度較高

在建筑工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)時，施工單位需要先在工廠中預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，工廠會利用機械設(shè)備生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件被運輸至施工現(xiàn)場后，施工單位再可以直接利用大型機械設(shè)備進(jìn)行構(gòu)件的吊裝。

2 科學(xué)制定吊裝施工方案

2.1 工程概況

某工廠建筑采用的是鋼結(jié)構(gòu)，在吊裝施工過程中需要對鋼結(jié)構(gòu)立柱以及鋼橫梁進(jìn)行吊裝，其中鋼結(jié)構(gòu)立柱的總重量為8t，鋼橫梁的最大重量為10t。

2.2 施工方案

在進(jìn)行該工程施工前，施工單位應(yīng)根據(jù)實際情況制定鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝施工方案。第一，施工單位需選擇吊裝設(shè)備。常用的鋼結(jié)構(gòu)吊裝設(shè)備有塔式吊、汽車吊等設(shè)備，但相比于塔式吊，汽車吊的移動更加靈活，不會對施工現(xiàn)場造成較大的影響，且成本相對較低。因此，施工單位可以利用100t汽車吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝。在吊裝過程中應(yīng)科學(xué)設(shè)置落腳點并做好施工場地的平整工作，禁止負(fù)載行駛。第二，施工單位應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)立柱與鋼橫梁的尺寸與重量進(jìn)行施工部署。首先，施工單位應(yīng)根據(jù)建筑工程的實際情況制定鋼結(jié)構(gòu)立柱與鋼橫梁吊裝方案，并將吊裝方案上交給業(yè)主，經(jīng)過業(yè)主審核之后再進(jìn)行施工。其次，施工單位應(yīng)按照吊裝方案進(jìn)行施工準(zhǔn)備并優(yōu)化吊裝流程，為剛結(jié)構(gòu)吊裝奠定基礎(chǔ)。再次，施工單位在進(jìn)行吊裝施工之前需要將鋼結(jié)構(gòu)立柱以及鋼橫梁運輸至指定位置。同時，需要明確汽車吊的撐腳位置，并對地面承載力進(jìn)行檢查，確保承載力能夠達(dá)到18t/m2以上[2]。此外，在吊裝前應(yīng)做好吊索的準(zhǔn)備工作并全面檢查吊索的型號、尺寸以及質(zhì)量，確保吊索沒有問題后再進(jìn)行吊裝。

3 鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝施工方案控制要點

3.1 構(gòu)件的標(biāo)注

為了提高鋼結(jié)構(gòu)吊裝效率與質(zhì)量，施工單位應(yīng)按照設(shè)計圖紙標(biāo)注鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的標(biāo)高線與中心線。如果鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形狀不規(guī)則就需要明確構(gòu)件的安裝方向，若鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的體積與規(guī)模較大就需要標(biāo)注構(gòu)件的吊點以及吊裝中心。為了增強標(biāo)準(zhǔn)的精準(zhǔn)性與醒目性，施工人員可以利用不同顏色的涂料進(jìn)行標(biāo)記，避免后續(xù)出現(xiàn)差錯。

3.2 起重機械的安裝

在該工程當(dāng)中，施工單位選擇了汽車吊，所以需要在載重汽車的底盤上設(shè)置起重機構(gòu)與回轉(zhuǎn)臺，也需要在載重汽車的底盤上安裝四個支腿，從而增強起重機運行的穩(wěn)定性與安全性。在吊裝箱型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，施工人員可以利用伸縮臂進(jìn)行吊裝，從而增強起重機械運行的靈活性。其次，如果施工場地條件允許，施工人員可以利用汽車吊完成所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝工作。但如果施工場地的條件不允許，施工單位就需要完善千斤頂、卷揚機等輔助設(shè)備，為構(gòu)件吊裝提供支持。

3.3 構(gòu)件的保護(hù)

在吊裝鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時可能會對構(gòu)件造成損傷，所以需要做好構(gòu)件保護(hù)工作。施工人員可以利用焊接吊耳這種方式進(jìn)行吊裝，如果不能進(jìn)行焊接吊耳就需要利用鋼絲繩綁扎的方式保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。首先，在吊裝鋼結(jié)構(gòu)立柱時，施工人員可以在高強度螺栓孔處設(shè)置吊環(huán)活扣。其次，在進(jìn)行鋼梁吊裝時需要在構(gòu)件的四角處設(shè)置包角，降低出現(xiàn)鋼絲斷裂等問題的幾率。此外，施工人員可以在鋼構(gòu)件綁扎點處增加加勁板，從而降低H形鋼柱與工字型鋼柱出現(xiàn)壓壞等問題的幾率[3]。

3.4 吊裝順序的明確

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝時，施工人員應(yīng)明確吊裝順序，避免吊裝施工出現(xiàn)混亂等問題。第一，應(yīng)先吊裝鋼柱，并調(diào)整鋼柱的吊裝效果，再對地腳螺栓進(jìn)行緊固處理。第二，在完成鋼柱吊裝工作后需要安裝柱間支撐。第三，需要吊裝鋼橫梁并安裝剛性支撐，增強鋼橫梁的穩(wěn)定性。第四，應(yīng)安裝墻面檁條帶與屋面檁條帶。第五，應(yīng)安裝吊車梁走道板。第六，應(yīng)吊裝屋面板。

3.5 鋼柱吊裝的施工控制

在吊裝鋼柱時，施工人員應(yīng)科學(xué)選擇吊點以及起吊方法。第一，科學(xué)選擇吊點。施工人員應(yīng)根據(jù)鋼柱的長度、重量、形狀以及斷面等各方面情況選擇吊點的數(shù)量以及位置。該工程所應(yīng)用的鋼柱具有良好的彈性，所以施工人員可以利用一點起吊這種方式吊裝鋼柱。在一點起吊過程中，施工人員應(yīng)在鋼柱的頂部設(shè)置吊耳且需要增強鋼柱的垂直性，為后續(xù)校正奠定基礎(chǔ)。其次，在吊裝過程中，起重臂長度會對鋼柱的重心產(chǎn)生影響，所以施工人員需要在鋼柱的1/3處設(shè)置吊點，并利用斜吊法進(jìn)行吊裝[4]。此外，如果鋼柱屬于細(xì)長型，施工人員就可以利用二點起吊法或三點起吊法進(jìn)行吊裝，避免鋼柱出現(xiàn)變形等問題。第二，科學(xué)選擇起吊方法。常用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件起吊方法有很多，例如旋轉(zhuǎn)起吊法、遞送起吊法以及滑行起吊法等。其中旋轉(zhuǎn)起吊法主要是一邊利用起重機起鉤鋼柱，一邊圍繞柱腳旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行鋼柱吊裝。在起吊時為了避免鋼柱腳與地面產(chǎn)生摩擦的情況，需要在鋼柱腳的下方設(shè)置一塊墊木，并確保吊點以及剛柱腳的基礎(chǔ)處都在起重機吊桿回旋的圓弧上方。遞送起吊法主要是利用兩臺或三臺起重機配合起吊，在起吊過程中需要在鋼柱的下方設(shè)置吊點，并將一臺起重機當(dāng)作副機，利用主鉤與副鉤相互配合的方式進(jìn)行鋼柱起吊?；衅鸬醴ㄊ峭瑫r抬起起重機，并在鋼柱與地面之間設(shè)置滑行道，從而使剛柱腳滑行，完成吊裝工作。

3.6 鋼梁吊裝的施工控制

鋼梁吊裝的施工控制要點包括吊點選擇與屋面梁吊裝。第一，吊點選擇。在吊裝鋼梁之前，施工人員應(yīng)計算鋼梁的重心并在構(gòu)件上標(biāo)注出重心。在吊裝時，施工人員應(yīng)調(diào)整構(gòu)件的方向與位置，確保吊點與構(gòu)件以及吊鉤都處于同一垂線上。如果鋼梁的跨度比較大、且腹板寬度較大、側(cè)向剛度較小，就需要利用雙機抬吊法進(jìn)行吊裝，避免構(gòu)件出現(xiàn)損壞等問題[5]。在吊裝時需要控制好兩臺起重機械之間的距離，避免起重機械之間相互拉動。第二，吊裝屋面梁。相比于其他鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，屋面梁的跨度較大，所以施工人員可以利用鐵扁擔(dān)吊裝這種方式吊裝屋面梁，減小索具對屋面梁造成的壓力，提高吊裝效率與質(zhì)量。

4 鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝施工質(zhì)量與安全控制策略

4.1 做好施工準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝施工之前，施工單位應(yīng)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作、提高工程施工質(zhì)量。第一，加大資質(zhì)審核力度。在施工前，施工單位應(yīng)全面審核施工人員、特殊工種人員的資質(zhì)，確保其工作經(jīng)驗、能力符合要求。其次，施工單位應(yīng)組織施工人員與管理人員學(xué)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，增強施工人員與管理人員的規(guī)范意識。例如，施工單位可以加大對《鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范 GB55006-2021》等規(guī)章制度的講解工作，讓施工人員了解鋼結(jié)構(gòu)工程施工的要求與標(biāo)準(zhǔn)。第二，做好施工組織工作。鋼結(jié)構(gòu)吊裝具有較強的系統(tǒng)性與復(fù)雜性，所以在鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工前，施工單位應(yīng)優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，明確劃分各個部門與工種的責(zé)任。第三，制訂施工質(zhì)量控制計劃。首先，施工單位應(yīng)與設(shè)計單位、業(yè)主以及監(jiān)理單位溝通交流，充分了解鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路以及業(yè)主的施工要求。其次，施工單位應(yīng)根據(jù)質(zhì)量控制目標(biāo)制訂質(zhì)量控制計劃，將吊裝工程質(zhì)量控制與安全控制結(jié)合起來。此外，施工單位完善質(zhì)量控制方法。例如，施工單位可以利用BIM技術(shù)實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)吊裝的可視化，加大對施工現(xiàn)場的監(jiān)管力度。

4.2 加大對鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的檢測力度

鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量會對鋼結(jié)構(gòu)吊裝工程施工產(chǎn)生直接影響，因此在吊裝前施工單位應(yīng)加大對鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的檢測力度。首先，施工單位應(yīng)科學(xué)選擇鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件供應(yīng)商。施工單位可以對采購部門進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，讓采購人員通過肉眼識別、儀器檢測等方式檢測鋼材料的質(zhì)量，從而提高材料采購質(zhì)量。其次，施工單位應(yīng)科學(xué)選擇鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工廠，提高構(gòu)件加工質(zhì)量。此外，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件到達(dá)施工現(xiàn)場后，施工單位應(yīng)對構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，避免其中存在殘次品。例如，施工單位可以利用專業(yè)儀器檢測鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能。

4.3 做好螺栓連接工作

在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中，施工人員應(yīng)做好螺栓連接工作。例如，在連接高強度螺栓時需要先調(diào)整螺栓結(jié)構(gòu)，再校正對接件，增強連接的緊密性；在安裝時需要時刻觀察貼合面的貼合程度，也可以先利用臨時變通螺栓進(jìn)行緊固，從而降低貼合面出現(xiàn)縫隙的幾率；應(yīng)預(yù)估構(gòu)件各個節(jié)點所需臨時螺栓的數(shù)量，增強構(gòu)件的穩(wěn)定性。

4.4 完善安全技術(shù)措施

鋼結(jié)構(gòu)吊裝的危險系數(shù)較大，可能會造成施工人員受傷，因此施工單位應(yīng)完善安全技術(shù)措施，加大安全保障力度。第一，需要做好吊裝指揮工作。施工單位需要安排專業(yè)人員指揮吊裝工作，指揮人員在指揮時不能佩戴手套，且需要增強指揮手勢的準(zhǔn)確性，確保施工人員能夠理解手勢的內(nèi)涵。同時，建筑工程施工場地較大，所以指揮人員需要利用對講機進(jìn)行指揮。第二，若需要吊裝過長或過大的構(gòu)件需要先進(jìn)行試吊。在試吊時施工人員需要將構(gòu)件離地高度控制在0.2m以內(nèi)，之后對其進(jìn)行檢查，確保完全穩(wěn)妥之后再進(jìn)行起吊。試吊1次沒有問題就可以正常吊裝。第三，在吊裝大型構(gòu)件之前需要劃警戒線，避免閑雜人員進(jìn)入到吊裝區(qū)域中，并檢查構(gòu)件受力情況以及吊耳焊接質(zhì)量，避免出現(xiàn)安全問題。第四，在吊裝之前需要全面清除構(gòu)件上的雜物，避免吊裝過程中雜物突然墜落。第五，應(yīng)略微加大索具的保險系數(shù)；在吊裝前重新編排卷揚鋼絲繩；在吊裝時應(yīng)盡量縮短構(gòu)件在空中的停留時間。

4.5 制定安全應(yīng)急預(yù)案

保障吊裝安全性不僅可以減小施工單位的經(jīng)濟(jì)損失，也可以保障施工人員的人身安全，因此施工單位應(yīng)完善安全應(yīng)急組織機構(gòu)、制定安全應(yīng)急預(yù)案。首先，施工單位應(yīng)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)吊裝應(yīng)急指揮中心，全面開展應(yīng)急救援工作。其次，施工單位應(yīng)完善安全應(yīng)急預(yù)案。在吊裝過程中，安全應(yīng)急人員應(yīng)做好吊裝重難點的控制工作，避免出現(xiàn)人員傷亡等問題；如果出現(xiàn)安全事故，安全應(yīng)急人員應(yīng)立即開展救援工作，并排除相應(yīng)的危險因素；如果出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故不僅需要組織自救工作，也需要尋求110或120的幫助；及時將受傷人員輸送至醫(yī)院；上報人員傷亡信息，例如時間、地點、人數(shù)等；做好人員疏散工作。

4.6 強化人員培訓(xùn)

鋼結(jié)構(gòu)吊裝具有較強的技術(shù)性與專業(yè)性，吊裝人員的素養(yǎng)將直接影響鋼結(jié)構(gòu)吊裝質(zhì)量。且鋼結(jié)構(gòu)的形狀、規(guī)格、尺寸十分多樣，對吊裝人員提出了更高的要求。為了讓吊裝人員掌握更多的鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)，施工單位需加大對吊裝人員的培訓(xùn)力度與考核力度。施工單位可以對吊裝人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)以及專業(yè)考核。第一，崗前培訓(xùn)。施工單位需要提高吊裝人員的聘用門檻，確保所選擇的吊裝人員具備豐富的吊裝經(jīng)驗與專業(yè)知識、較高的技術(shù)應(yīng)用水平，從而控制吊裝隊伍的整體水平。在上崗之前，也需要對吊裝人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，讓吊裝人員掌握鋼結(jié)構(gòu)吊裝技巧，并對吊裝人員進(jìn)行上崗測試，確保吊裝人員持證上崗。第二，崗位培訓(xùn)。在施工過程中，施工單位也需要加強培訓(xùn)，提高吊裝人員的技術(shù)應(yīng)用水平，讓吊裝人員根據(jù)實際情況選擇合適的吊裝方法。第三，專業(yè)考核。時代在不斷進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)吊裝對吊裝人員的要求也越來越高，因此施工單位應(yīng)定期對吊裝人員進(jìn)行專業(yè)考核，督促吊裝人員不斷學(xué)習(xí)。

5 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中發(fā)揮著重要作用，施工單位應(yīng)加大對鋼結(jié)構(gòu)施工的研究力度。在鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝過程中，施工單位應(yīng)綜合分析建筑工程的特點，根據(jù)實際情況制定吊裝施工方案，同時也需要做好構(gòu)件標(biāo)注、構(gòu)件保護(hù)、起重機械選擇、吊裝順序制定等方面的工作，保障施工質(zhì)量。