大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)分析

涂敏祥 馮 博 趙 暢 鄧 璇 簡(jiǎn)澤東

大型公建工程指的是在城市建設(shè)或國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，規(guī)模龐大、功能復(fù)雜、影響范圍廣泛的公共建筑項(xiàng)目，通常涉及巨額投資，涵蓋多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，需要相關(guān)單位和人員精心規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工，滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的公共服務(wù)需求和城市發(fā)展要求。鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)是指在建筑工程中，使用吊裝設(shè)備將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件從地面或其他位置準(zhǔn)確、安全地吊裝到預(yù)定的位置并固定的過(guò)程。鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大型公共建筑、橋梁、高層建筑、廠(chǎng)房和工業(yè)設(shè)施等工程項(xiàng)目中。鋼結(jié)構(gòu)作為一種重要的建筑結(jié)構(gòu)形式，具有高強(qiáng)度、輕質(zhì)、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此，在大型工程中得到了廣泛應(yīng)用。優(yōu)化大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)的意義在于提高工程安全性、施工效率和工程質(zhì)量，適應(yīng)復(fù)雜建筑需求，同時(shí)也對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極作用。這些技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，將為現(xiàn)代建筑工程的發(fā)展和城市化進(jìn)程做出重要貢獻(xiàn)。

1 大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1 受自然條件影響較大

大型公建工程往往高聳于地面，如高層建筑、橋梁、體育館等，容易受到強(qiáng)風(fēng)影響。強(qiáng)風(fēng)可能產(chǎn)生巨大的風(fēng)壓和風(fēng)荷載，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不均勻的外力作用，增加了結(jié)構(gòu)的受力情況，要求鋼結(jié)構(gòu)必須具備良好的抗風(fēng)性能。大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)在自然條件下會(huì)經(jīng)歷晝夜溫度的變化，尤其在寒冷地區(qū)和高海拔地區(qū)，溫度差異更明顯。鋼材的熱膨脹和收縮可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形或產(chǎn)生應(yīng)力，需要合理考慮溫度影響。大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)通常在室外暴露于濕度和降雨環(huán)境中。濕度和雨水可能腐蝕鋼結(jié)構(gòu)，降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，因此需要進(jìn)行防腐處理。地震和地質(zhì)條件也是影響大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)的重要因素，在地震地區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)需要具備較強(qiáng)的抗震能力。大城市中存在大量的環(huán)境污染源，例如工業(yè)排放、交通尾氣等，這些污染物可能加速鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕和老化，對(duì)結(jié)構(gòu)的使用壽命產(chǎn)生影響[1]。

1.2 交叉作業(yè)較多

大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)往往由多個(gè)復(fù)雜的構(gòu)件組成，例如梁、柱、框架等，這些構(gòu)件需要同時(shí)進(jìn)行施工和安裝。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不同部位的施工往往需要同時(shí)進(jìn)行，導(dǎo)致出現(xiàn)交叉作業(yè)的情況。大型公建工程通常有較為緊迫的工期要求，需要在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量的工作，為了加快施工進(jìn)度，施工團(tuán)隊(duì)可能需要同時(shí)進(jìn)行多個(gè)任務(wù)，這就產(chǎn)生了交叉作業(yè)。大型公建工程的鋼結(jié)構(gòu)施工通常涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)，如鋼結(jié)構(gòu)制作團(tuán)隊(duì)、吊裝團(tuán)隊(duì)、焊接團(tuán)隊(duì)等，由于不同專(zhuān)業(yè)之間的工作任務(wù)和工藝流程存在交叉，因此可能會(huì)出現(xiàn)交叉作業(yè)的情況。大型公建工程的施工現(xiàn)場(chǎng)通?？臻g有限，特別是在城市中心區(qū)域，為了同時(shí)滿(mǎn)足多個(gè)施工任務(wù)，不同團(tuán)隊(duì)需要在有限的空間內(nèi)進(jìn)行工作，導(dǎo)致交叉作業(yè)的出現(xiàn)。大型公建工程需要大量的材料和設(shè)備供應(yīng)，不同材料和設(shè)備的調(diào)度需要時(shí)間和計(jì)劃安排，為了避免工期延誤，施工團(tuán)隊(duì)可能需要在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不同的施工任務(wù)，從而產(chǎn)生交叉作業(yè)[2]。

1.3 施工要求較高

大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)施工要求較高，涉及安全性、精度、技術(shù)、環(huán)境適應(yīng)性和質(zhì)量等多個(gè)方面。只有嚴(yán)格遵守施工規(guī)程，合理組織施工過(guò)程，并配備高素質(zhì)的施工團(tuán)隊(duì)，才能確保大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定和順利完成。

大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)通常自身重量較大、高度較高，在施工過(guò)程中，如果不注意施工安全，可能導(dǎo)致事故發(fā)生，造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。鋼結(jié)構(gòu)的連接和組裝需要高精度，任何微小的誤差都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或不平衡。因此，在施工過(guò)程中，需要確保每個(gè)構(gòu)件的尺寸和位置都精準(zhǔn)無(wú)誤，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和完整性。

大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)施工涉及復(fù)雜的工藝和技術(shù)，包括鋼材的切割、焊接、拼裝等，各個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要熟練的工程技術(shù)和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，確保施工質(zhì)量和效率。大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)施工往往發(fā)生在復(fù)雜多變的環(huán)境條件下，如高空、大風(fēng)、極端溫度等，施工團(tuán)隊(duì)需要具備應(yīng)對(duì)各種環(huán)境的能力，確保施工的順利進(jìn)行和安全完成。

鋼結(jié)構(gòu)是大型公建工程的主體部分，其質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)工程的安全和穩(wěn)定。因此，鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量要求非常高，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)和驗(yàn)收，確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

2 大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作是確保施工順利進(jìn)行和工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。制作鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要遵循一系列原則，保證構(gòu)件的準(zhǔn)確性、穩(wěn)固性、安全性達(dá)到施工要求。首先，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精確計(jì)算和標(biāo)定構(gòu)件的尺寸和幾何形狀；其次，選擇合適的鋼材，確保其質(zhì)量符合工程要求；再次，在加工過(guò)程中，嚴(yán)格控制工藝措施，確保構(gòu)件的加工精度；最后，進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)和試裝，確保構(gòu)件質(zhì)量合格[4]。

例如，在對(duì)東部新區(qū)絳溪南科創(chuàng)空間項(xiàng)目進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工中，項(xiàng)目總用地面積為186248.45 m2，總建筑面積為159179.63 m2，其中地上為128959.24 m2，地下為30220.39 m2，設(shè)計(jì)需要大量的大跨度鋼梁來(lái)支撐屋頂結(jié)構(gòu)。在鋼梁制作過(guò)程中，首先，施工團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算每根鋼梁的長(zhǎng)度、寬度、高度等尺寸，并選用高強(qiáng)度、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)鋼材，如圖1 所示。在鋼梁的加工過(guò)程中，施工人員嚴(yán)格控制每道工序，確保每根鋼梁的尺寸和幾何形狀符合設(shè)計(jì)要求。其次，在焊接過(guò)程中，采取高效焊接技術(shù)，確保焊縫的牢固性和密封性。完成焊接后，施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了全面的質(zhì)量檢驗(yàn)，包括尺寸檢測(cè)、焊縫質(zhì)量檢查等，確保每根鋼梁的質(zhì)量合格。最后，在實(shí)際吊裝前，鋼梁進(jìn)行了試裝，檢查與其他結(jié)構(gòu)部件的連接是否精確匹配。通過(guò)這一系列制作要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施，保證了鋼梁的穩(wěn)固性，為項(xiàng)目的順利施工提供了保障[5]。

圖1 高強(qiáng)度、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)鋼材（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

2.2 螺栓預(yù)埋技術(shù)

螺栓預(yù)埋技術(shù)是一種重要的連接方法，用于確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間穩(wěn)固連接，在制作鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的過(guò)程中，將連接用的螺栓提前安裝在構(gòu)件上，并在吊裝時(shí)與其他構(gòu)件緊密連接，能夠提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件精確度和施工效率。

比如，東部新區(qū)絳溪南科創(chuàng)空間項(xiàng)目的法務(wù)中心、臨街辦公02-1 號(hào)樓、臨街辦公02-2 號(hào)樓、臨街辦公02-3 號(hào)樓、獨(dú)棟辦公樓05-1 號(hào)樓、獨(dú)棟辦公樓05-2 號(hào)樓、獨(dú)棟辦公樓05-3 號(hào)樓及獨(dú)棟辦公樓05-4 號(hào)樓屋頂結(jié)構(gòu)由多個(gè)大跨度鋼梁和鋼柱組成。在鋼梁和鋼柱的制作過(guò)程中，施工團(tuán)隊(duì)使用了螺栓預(yù)埋技術(shù)（見(jiàn)圖2），根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，確定鋼梁和鋼柱之間的連接位置和螺栓數(shù)量，事先將連接用的螺栓固定在構(gòu)件上，確保在吊裝時(shí)能夠快速、準(zhǔn)確與其他構(gòu)件連接。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)工程螺栓預(yù)埋技術(shù)（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

螺栓預(yù)埋技術(shù)可以避免現(xiàn)場(chǎng)安裝螺栓帶來(lái)的不便和延誤，確保連接的準(zhǔn)確性和穩(wěn)固性。在吊裝過(guò)程中，施工人員只需將鋼梁和鋼柱的預(yù)埋螺栓與其他構(gòu)件的孔洞對(duì)齊，然后通過(guò)擰緊螺母，即可完成連接[6]。

2.3 吊裝技術(shù)

吊裝技術(shù)是大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，其涉及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件從地面或其他位置準(zhǔn)確、安全地吊裝到預(yù)定位置并固定等過(guò)程。吊裝技術(shù)的合理運(yùn)用，可降低工程事故的發(fā)生概率，確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝，保障工程的穩(wěn)固性和持久性。

例如，由于東部新區(qū)絳溪南科創(chuàng)空間項(xiàng)目的屋頂結(jié)構(gòu)由多個(gè)大跨度的鋼梁組成，因此，在吊裝過(guò)程中，工作人員要選擇合適的吊裝設(shè)備，如吊車(chē)、塔吊或起重機(jī)，根據(jù)鋼梁的尺寸、重量、施工現(xiàn)場(chǎng)的條件，選擇與施工要求高度匹配的設(shè)備。施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工方案，精確計(jì)算吊裝的位置、高度、角度，確定吊裝過(guò)程中的工藝和安全措施。在實(shí)際吊裝過(guò)程中，吊裝設(shè)備需要由經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員進(jìn)行操作，結(jié)合工程實(shí)際，靈活運(yùn)用單機(jī)吊裝法、雙機(jī)吊裝法，明確上吊點(diǎn)和下方點(diǎn)；需要有專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮和協(xié)調(diào)，保證施工能夠順利進(jìn)行。完成吊裝后，還需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行定位和固定，確保構(gòu)件牢固連接在一起[7]。

2.4 焊接工藝

在大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)中，焊接工藝是重要環(huán)節(jié)之一，涉及將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行連接和固定的過(guò)程。焊接工藝的合理運(yùn)用可以確保構(gòu)件準(zhǔn)確連接，避免連接處出現(xiàn)弱點(diǎn)或裂紋，保障整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。焊接工藝的高質(zhì)量和精確施工，不僅能夠提高施工效率，還能降低施工成本，為大型公建工程的順利完成提供堅(jiān)實(shí)的保障。

例如，在東部新區(qū)絳溪南科創(chuàng)空間項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工中，內(nèi)部建筑的主要結(jié)構(gòu)由多個(gè)鋼梁組成。制作鋼梁時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)使用焊接工藝進(jìn)行構(gòu)件的連接，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工方案，確定焊接的位置和方式，包括焊接的種類(lèi)、角度、焊縫的長(zhǎng)度等。結(jié)合焊接要求和工藝標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的焊接方法，如電弧焊（見(jiàn)圖3）。焊接過(guò)程中，施工人員需要重點(diǎn)關(guān)注焊接的質(zhì)量和穩(wěn)定性，控制焊接溫度和時(shí)間，確保焊縫的牢固和密封。焊接完成后，需要對(duì)焊縫進(jìn)行檢查和質(zhì)量驗(yàn)收，確保焊接質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范和要求[8]。

圖3 電弧焊（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

3 結(jié)語(yǔ)

大型公建工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)的研究與應(yīng)用是建筑領(lǐng)域不斷創(chuàng)新和發(fā)展的重要方向，在未來(lái)的發(fā)展中，應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)吊裝施工技術(shù)的研究與創(chuàng)新，結(jié)合現(xiàn)代科技手段，提高施工的智能化水平，保障工程施工的高效、安全和精確，加強(qiáng)施工管理和人員培訓(xùn)，提高吊裝施工人員的技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。相信隨著大型公建工程不斷涌現(xiàn)和建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為現(xiàn)代建筑的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。