建筑項目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)研究

張玉柱，尹凱正，武美振，程洋洋，李慶磊

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100000）

1 引言

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用越來越廣泛[1]。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、強度高、施工周期短、環(huán)保等優(yōu)點，因此，在大型公共建筑、工業(yè)廠房、橋梁等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2]。為此，本文以雄安新區(qū)至北京大興國際機場快線配屬車輛基地中的聯(lián)合檢修庫工程為例，對建筑項目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)進行深入研究。

2 工程概況

本工程為雄安新區(qū)至北京大興國際機場快線的配屬車輛基地，屬于五標(biāo)段，位于雄安高鐵站東北側(cè)，地處昝崗組團邊緣區(qū)域，榮烏高速、楊莊村以南，昝板路以西的地塊內(nèi)。整個車輛基地從功能上分為軌道交通指揮中心和庫區(qū)，庫區(qū)分別有運用庫、不落輪鏇庫、聯(lián)合檢修庫及咽喉區(qū)，我單位承建的是軌道交通指揮中心和聯(lián)合檢修庫，聯(lián)合檢修庫為上蓋開發(fā)模式，庫內(nèi)層高為13.6 m，庫外為8.5 m，首層為車輛基地檢修庫用房，在首層頂部設(shè)置隔震層，隔震層以上為8 層剪力墻住宅及覆土綠化，層高均為3.1 m，庫內(nèi)南側(cè)局部為附屬用房首層為鋼結(jié)構(gòu)樓承板夾層層高4.4 m，庫外二層為二級開發(fā)小汽車車庫層高4.7 m。

聯(lián)合檢修庫主要為勁性鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)分布于W、V、U、R、Q、P 等12 條軸線。合計鋼柱1500 根，鋼板墻3 000 塊，鋼梁1 000 多根。整體用鋼量約2.0 萬t，鋼材材質(zhì)為Q355B。鋼結(jié)構(gòu)由鋼柱、鋼梁、鋼板墻等組成的“一字形”“口字形”及“日字形”組合結(jié)構(gòu)形式。

3 建筑項目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工流程

3.1 獨鋼柱安裝施工流程

獨鋼柱安裝施工具體流程如下。

1）基礎(chǔ)墊層澆筑。在開始安裝鋼柱之前，首先進行基礎(chǔ)墊層的澆筑。這為后續(xù)的安裝過程提供了一個穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2）承臺底板鋼筋綁扎。在墊層上，進行承臺底板鋼筋的綁扎，為承臺結(jié)構(gòu)提供足夠的強度。

3）鋼板墻及鋼柱支撐體系（預(yù)埋件）測量定位。利用全站儀對鋼板墻及鋼柱支撐體系（預(yù)埋件）進行測量定位，確保安裝位置的準(zhǔn)確性。定位準(zhǔn)確后，開始安裝支撐體系（套架，高度0.8～1.2 m）。套架與底板鋼筋進行點焊固定，使整個結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

4）安裝首節(jié)鋼柱并拉設(shè)纜風(fēng)繩。安裝首節(jié)鋼柱并拉設(shè)纜風(fēng)繩，首節(jié)鋼柱高2.5 m。纜風(fēng)繩拉設(shè)要求：設(shè)置3 個方向，上端連接鋼柱上部孔洞，用卡扣固定；下端連接預(yù)埋在混凝土中的鋼筋環(huán)，用卡扣固定。鋼柱與套架進行點焊固定后可拆除掛鉤。

5）焊接首節(jié)鋼柱。對首節(jié)鋼柱進行焊接，確保其與套架牢固連接。

6）承臺柱筋綁扎。在完成鋼柱的安裝和焊接后，進行承臺柱筋的綁扎，使整個承臺結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。鋼筋綁扎完成后拆除纜風(fēng)繩。

7）澆筑承臺混凝土。在所有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋安裝完畢后，進行承臺混凝土的澆筑，進一步增強承臺結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

8）安裝二節(jié)鋼柱。安裝二節(jié)鋼柱，二節(jié)鋼柱高度6 m。拉設(shè)二節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩、雙夾板固定后拆除掛鉤。

9）二節(jié)鋼柱測量校正固定。對二節(jié)鋼柱進行測量校正固定（加設(shè)碼板），確保其位置準(zhǔn)確。

10）焊接鋼柱焊縫。對鋼柱的焊縫進行焊接，并在完成焊接后進行探傷檢測，確保焊縫質(zhì)量合格。探傷檢測合格后，將工程交給土建施工方繼續(xù)施工。

11）后續(xù)第三節(jié)型鋼柱施工，其施工步驟與上述過程基本一致。

3.2 鋼柱鋼板墻安裝施工流程

鋼柱鋼板墻安裝施工具體流程如下。

1）基礎(chǔ)墊層澆筑。在開始安裝鋼柱和鋼板墻之前，進行基礎(chǔ)墊層的澆筑，并在此基礎(chǔ)上做好安全防護措施，為后續(xù)的安裝過程提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2）筏板底板鋼筋綁扎。在墊層上，進行筏板底板鋼筋的綁扎，為整個結(jié)構(gòu)提供足夠的強度。

3）鋼板墻及鋼柱支撐體系測量定位。利用全站儀對鋼板墻及鋼柱支撐體系進行測量定位，確保安裝位置的準(zhǔn)確性。定位準(zhǔn)確后，開始安裝支撐體系（套架，高度0.8～1.2 m）。套架與底板鋼筋進行點焊固定，使整個結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

4）首節(jié)鋼柱和鋼板墻的安裝。安裝首節(jié)鋼柱并拉設(shè)纜風(fēng)繩，首節(jié)鋼柱高3.6 m。纜風(fēng)繩拉設(shè)要求：設(shè)置3 個方向，上端連接鋼柱上部孔洞，用卡扣固定；下端連接預(yù)埋在混凝土中的鋼筋環(huán)，用卡扣固定。鋼柱與套架進行點焊固定后可拆除掛鉤。然后安裝首節(jié)鋼板墻，微調(diào)固定、焊接碼板（拆除首節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩）。

5）焊接及檢測。焊接首節(jié)鋼板墻及鋼柱焊縫（切割碼板）。焊接完成后進行探傷檢測，待檢測合格后進行承臺面筋綁扎并澆筑承臺混凝土。

6）二節(jié)鋼柱和鋼板墻的安裝。安裝二節(jié)鋼柱，鋼柱高度10.4 m，（拉設(shè)二節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩、雙夾板固定）。二節(jié)鋼柱測量校正固定（加設(shè)碼板）。然后安裝二節(jié)首段鋼板墻（拆除二節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩）。依次安裝二段、三段、四段鋼板墻[3]。

7）焊接及檢測。焊接鋼柱焊縫（切割碼板）。焊接鋼板墻橫、立焊縫（切割碼板）。焊接完成后進行焊縫探傷檢測，檢測合格后交給土建施工方繼續(xù)施工。

3.3 鋼梁安裝施工流程

具體流程如下：

1）在地面將鋼梁的端頭連接板固定好，并綁扎吊繩。確保所有吊索具安全可靠后，開始起吊。

2）主梁吊至安裝位置后，工人利用登高車平臺升至作業(yè)面位置，用螺栓初步擰緊固定鋼梁一端。

3）工人利用登高車升至作業(yè)面，用螺栓初步擰緊固定主梁另一端。

4）對主梁進行測量和校正，確保其位置和垂直度符合設(shè)計要求。

5）主梁調(diào)校完畢后，按照設(shè)計和規(guī)范要求，對螺栓進行終擰，確保固定牢固。

6）對主梁的腹板進行焊接，確保連接牢固可靠。

7）次梁吊至安裝位置后，用螺栓初步擰緊固定次梁一端。

8）用螺栓初步擰緊固定次梁另一端，完成測量校正后，按照設(shè)計和規(guī)范要求，對螺栓進行終擰，確保連接牢固可靠。

4 建筑項目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)及應(yīng)用

4.1 鋼柱安裝施工技術(shù)要點

鋼柱的安裝施工技術(shù)要點如下：（1）吊裝準(zhǔn)備。根據(jù)鋼柱的重量及吊點情況，準(zhǔn)備足夠的不同長度、不同規(guī)格的鋼絲繩以及卡環(huán)。在柱身上固定好鋼爬梯，并焊接好拉設(shè)安全繩的安全環(huán)，以確保執(zhí)行下道工序的操作人員的安全。（2）鋼柱吊點設(shè)置。鋼柱吊點的設(shè)置需考慮吊裝簡便、穩(wěn)定可靠，還要避免鋼構(gòu)件的變形。鋼柱吊點設(shè)置在鋼柱的頂部外側(cè)，直接在臨時連接板上預(yù)留吊裝孔。設(shè)置4 塊吊裝耳板，耳板采用Q355B鋼板制作，板厚16 mm，螺栓采用4.8 級即可。（3）鋼柱的吊裝。為了保證吊裝平衡，在吊鉤下掛設(shè)4 根足夠強度的鋼絲繩進行吊運，為防止鋼柱起吊時在地面拖拉造成地面和鋼柱損傷，鋼柱下方應(yīng)墊好枕木。鋼柱起吊前綁好爬梯，爬梯要用雙股12 號鐵絲綁扎。鋼柱就位后采用雙夾板進行固定。（4）鋼柱錯邊調(diào)節(jié)。主要采用水平儀校正，以此來確保鋼柱安裝的精確度。如圖1 所示。

圖1 鋼柱安裝施工技術(shù)

在安裝施工過程中，需要注意以下內(nèi)容：

1）鋼柱吊裝應(yīng)按照各分區(qū)的安裝順序進行，吊裝完成后需及時安裝鋼板墻以便形成穩(wěn)定的框架體系。不能當(dāng)天或及時形成框架的鋼柱需拉設(shè)纜風(fēng)繩。

2）每根鋼柱臨時連接完成后應(yīng)及時進行鋼柱初步校正，以利于后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的安裝和后續(xù)校正工作。校正時應(yīng)對軸線、垂直度、標(biāo)高、焊縫間隙等因素進行綜合考慮，全面兼顧，每個分項的偏差值都要達到設(shè)計及規(guī)范要求。

3）鋼柱安裝前必須焊好安全環(huán)及綁牢爬梯并清理污物。

4）利用鋼柱的臨時連接耳板作為吊點，吊點必須對稱設(shè)置，雙股鋼絲繩需保證長度相近，確保鋼柱在吊裝時為垂直狀。

5）每節(jié)鋼柱的定位軸線應(yīng)從地面控制線直接從基準(zhǔn)線引上，不得從下層鋼柱的軸線引上，以便消除積累誤差。

6）上部鋼柱之間連接的連接板待校正完畢，并全部焊接完畢后，將臨時連接板割掉，根部可以預(yù)留一定的寬度，主要是割除時嚴(yán)禁傷害母材。割除后，待焊縫探傷完畢后進行鋼筋綁扎及混凝土澆筑[4-5]。

4.2 鋼梁安裝施工技術(shù)要點

（1）鋼梁吊點設(shè)置。為方便現(xiàn)場安裝，確保吊裝安全，鋼梁在工廠加工制作時，應(yīng)在鋼梁上翼緣部分開吊裝孔或焊接吊耳，吊點到鋼梁端頭的距離一般為構(gòu)件總長的1/4；本工程每層安裝鋼梁的數(shù)量是重力柱的幾倍，起重吊鉤每次上下的時間隨著建筑物的升高越來越長。為提高吊裝效率，在塔吊起重性能允許的范圍內(nèi)對部分鋼梁進行一機串吊。（2）鋼梁綁扎與起吊。吊裝前，應(yīng)清理鋼梁表面污物；對產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進行除銹。待吊裝的鋼梁應(yīng)裝配好附帶的連接板，并用工具包裝好螺栓。并且將焊接定位板焊接在鋼梁端部。鋼梁吊裝前要注意鋼梁的正反方向及水平方向，明確標(biāo)注，確保安裝正確。（3）鋼梁就位與臨時固定。鋼梁吊裝到位后，按施工圖進行就位，并要注意鋼梁的靠向。鋼梁就位時，及時安裝螺栓、擰緊。安裝螺栓數(shù)量不得少于該節(jié)點螺栓總數(shù)的30%，且不得少于3 顆（見圖2）。

圖2 鋼梁就位與臨時固定

鋼梁安裝過程中，需要注意以下方面內(nèi)容：（1）鋼梁吊裝前，應(yīng)清理鋼梁表面污物，對產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進行除銹。（2）為便于施工人員行走時掛設(shè)安全帶，臨邊的鋼梁須在地面上安裝夾具式安全欄桿并拉設(shè)安全繩。（3）在鋼梁的標(biāo)高、軸線的測量校正過程中，一定要保證已安裝好的標(biāo)準(zhǔn)框架的整體安裝精度。（4）鋼梁的吊裝順序應(yīng)嚴(yán)格安裝鋼柱的吊裝順序進行，及時形成框架，保證框架的垂直度，為后續(xù)鋼梁的安裝提供方便。待吊裝的鋼梁應(yīng)裝配好附帶的連接板，并用工具包裝好螺栓。（5）安裝時應(yīng)用臨時螺栓進行臨時固定，不得將高強螺栓直接穿入。（6）鋼梁吊裝就位時要注意鋼梁的上下方向以及水平方向，安裝完成后應(yīng)檢查鋼梁與連接板的貼合方向。（7）安裝后應(yīng)及時拉設(shè)安全繩，以便于施工人員行走時掛設(shè)安全帶，確保施工安全。

4.3 鋼板墻安裝施工技術(shù)

鋼板墻安裝施工技術(shù)如下。

1）鋼板墻卸車。鋼板墻進場后進行卸車，將鋼板墻平穩(wěn)堆放在堆場枕木上，并進行構(gòu)件驗收，確保構(gòu)件質(zhì)量滿足要求。

2）安裝準(zhǔn)備。在鋼板墻上綁扎安全爬梯、防墜器、纜風(fēng)繩、連接夾板等措施。綁扎吊裝時需設(shè)置包鐵保護鋼絲繩。

3）起吊控制。采用一檔起吊，吊起后往安裝位置移動。鋼板墻吊離地面200～300 mm 左右時暫停起吊，觀察吊裝是否正常，確認無問題后，逐步增檔加速起吊。較長鋼板墻，在起吊過程中必須密切觀察周邊情況和擺幅距離。

4）鋼板墻就位。鋼板墻到達吊裝位置后，通過繩索調(diào)整鋼板墻轉(zhuǎn)向。穩(wěn)定后采用點動緩慢下降，就位后及時安裝地腳錨栓螺母及固定纜風(fēng)繩。

5）鋼板墻解鉤。鋼板墻就位固定后，操作工人掛好防墜器，通過安全爬梯爬上鋼柱，安全帶掛在生命繩上，解鉤。

6）安裝后測量矯正。鋼板墻進行測量矯正，確保鋼板墻標(biāo)高、定位、垂直度滿足要求，鋼柱與鋼板墻、鋼板墻與鋼板墻間焊縫控制在1 cm。

7）鋼板墻臨時連接板及吊耳布置。每個吊裝單元至少布置2 道連接板；根據(jù)單元長度不同每個單元對稱設(shè)置2 個或4個吊點，根據(jù)單元重心的位置設(shè)置具體吊點的位置；為方便現(xiàn)場施工吊耳與臨時連接板設(shè)為一體，材質(zhì)均選用Q355 級。

5 結(jié)語

綜上，在聯(lián)合檢修庫工程中，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)的應(yīng)用顯著提高了工程的施工效率和質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使得該工程得以更快地完成，同時保證了施工的精度和質(zhì)量。在安裝鋼柱、鋼梁和鋼板墻的過程中，通過規(guī)范化的安裝流程和技術(shù)措施，使得整個鋼結(jié)構(gòu)安裝過程更加順暢和高效。未來，隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，我們相信鋼結(jié)構(gòu)將在更多的建筑工程中得到應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)的進一步發(fā)展將為建筑工程提供更加高效、安全和環(huán)保的解決方案。