鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)

摘要：鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工安全性決定著建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性，在建筑施工中具有重要作用?；诖?，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)展開(kāi)進(jìn)一步研究。選取預(yù)埋基座，做好施工基礎(chǔ)安全工作；吊裝鋼梁，保證鋼梁施工安全性；合理分段安裝鋼結(jié)構(gòu)勁性柱，提高施工安全質(zhì)量指數(shù)；校正勁性柱，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱的安全安裝。采用實(shí)例分析的方式，驗(yàn)證新技術(shù)的施工安全性更高，具有較高的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；勁性柱；安裝施工；吊裝

0 引言

從建筑行業(yè)發(fā)展來(lái)看，鋼結(jié)構(gòu)作為建筑主要結(jié)構(gòu)之一，其應(yīng)用的安全性對(duì)于高層建筑的穩(wěn)定施工具有重要意義[1]。鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)往往采用數(shù)控機(jī)床設(shè)備，產(chǎn)品精密度較高，強(qiáng)度較高，相關(guān)性能更加齊全。在現(xiàn)代化技術(shù)的加持下，鋼結(jié)構(gòu)的機(jī)械化水平更高，鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝逐漸成熟[2]。

勁性柱是將鋼結(jié)構(gòu)與混凝土相結(jié)合的建筑結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)外包裹混凝土組合構(gòu)建，其既具有混凝土的功能，又具有鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，可使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定[3]。相比于普通鋼結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)勁性柱的承重性更好，施工效果更佳。

對(duì)于大型建筑結(jié)構(gòu)而言，采用此種結(jié)構(gòu)不僅有利于節(jié)約空間，還可使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。但由于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的限制，安裝人員的操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等因素，可能導(dǎo)致勁性柱安裝誤差超差，影響勁性柱的承載能力和穩(wěn)定性[4]。基于此，本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)進(jìn)行研究，優(yōu)化傳統(tǒng)安裝技術(shù)，以保證建筑的施工安全性。

1 鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝關(guān)鍵技術(shù)

1.1 預(yù)埋基座安裝

1.1.1 預(yù)埋基座選擇

基座預(yù)埋包括錨栓、鋼板以及短型短柱的組合結(jié)構(gòu)。預(yù)埋基座具體截面、長(zhǎng)度、質(zhì)量情況需要視情況加減，以使基座適應(yīng)建筑施工條件。

在預(yù)埋基座施工之前，需要保證正常的作業(yè)條件[5]。預(yù)埋件的錨栓埋設(shè)精度需要牢牢把控，對(duì)錨栓的軸線、標(biāo)高伸出長(zhǎng)度盡心審查與驗(yàn)收。對(duì)于出現(xiàn)形變的預(yù)埋件需要更換或修正。

1.1.2 混凝土振搗

錨栓預(yù)埋件的水平偏差是影響后續(xù)安裝的關(guān)鍵，在預(yù)埋件安裝過(guò)程中，需要進(jìn)行混凝土振搗處理?；炷琳駬v是指在混凝土澆注后，通過(guò)機(jī)械振動(dòng)將混凝土內(nèi)部的空氣和水分排出，使混凝土密實(shí)、均勻，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

為防止錨栓跑位，振搗混凝土?xí)r不能卡在鋼筋上振搗，需要專人測(cè)量及時(shí)調(diào)整，以保證基座的預(yù)埋穩(wěn)定效果。振搗器應(yīng)在混凝土表面上平移，以確?；炷羶?nèi)部的空氣和水分被充分排出。對(duì)于較厚的混凝土，應(yīng)進(jìn)行多次振搗，以確?；炷羶?nèi)部的空氣和水分被充分排出。振搗時(shí)間不少于30s，頻率在120次/min左右。振搗操作應(yīng)從混凝土的邊緣開(kāi)始，逐漸向中心移動(dòng)。在振搗過(guò)程中，應(yīng)注意不要讓振搗器接觸到鋼筋或模板，以免損壞振搗器或混凝土表面。

1.1.3 預(yù)埋基座安裝驗(yàn)收

在預(yù)埋件安裝時(shí)，需要將預(yù)埋件放入預(yù)先鉆好的孔內(nèi)，并進(jìn)行調(diào)整和定位。通過(guò)使用專業(yè)的調(diào)整工具，如液壓千斤頂?shù)龋_保預(yù)埋件的位置和角度符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)還需要注意預(yù)埋件的垂直度和水平度，以確保其穩(wěn)定性和承載能力。在預(yù)埋件安裝完成后，需要對(duì)其進(jìn)行固定，常見(jiàn)的固定方式有焊接、螺栓連接等。在進(jìn)行固定時(shí)，需要注意連接點(diǎn)的質(zhì)量和強(qiáng)度，確保預(yù)埋件與基礎(chǔ)之間的連接牢固可靠。

預(yù)埋基座安裝完成后，需要進(jìn)行安裝驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)需要檢查預(yù)埋件的尺寸精度、位置、角度、垂直度、水平度等，以確保其符合設(shè)計(jì)和安裝要求。同時(shí)，還需要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢查連接點(diǎn)的質(zhì)量和強(qiáng)度，并且進(jìn)行防腐處理。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，需要及時(shí)進(jìn)行修正或更換，直到達(dá)到要求為止。

1.2 鋼梁吊裝

1.2.1 準(zhǔn)備工作

預(yù)埋基座選取并安裝好之后，需要吊裝鋼梁。在鋼梁吊裝過(guò)程中，需要在四周搭建低于整體梁面2.0m左右的作業(yè)平臺(tái)。將每一個(gè)需要吊裝的鋼梁在地面上焊接平整后，開(kāi)始準(zhǔn)備鋼梁吊裝。在吊裝點(diǎn)區(qū)域需要放置墊塊，在保證施工安全的前提下，避免吊繩的損傷[6]。

在鋼梁吊裝之前，需使用相關(guān)儀器對(duì)鋼梁各段情況進(jìn)行分析，如果其可以保持在同一水平面上，說(shuō)明鋼梁的垂直度與正直度符合施工需求。相反，如果鋼梁各段不能保持在同一水平面上，則說(shuō)明鋼梁的垂直度與正直度不符合施工需求，需要進(jìn)行校正與調(diào)整。

1.2.2 吊裝鋼梁要點(diǎn)

在鋼梁上安裝好吊環(huán)和吊鉤，并將吊鉤連接到起重機(jī)的鋼絲繩上。將起重機(jī)移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，使鋼絲繩垂直于鋼梁。在提升鋼梁時(shí)，需要注意鋼梁的平衡和穩(wěn)定，以避免發(fā)生意外事故。

在勁性柱上設(shè)置支撐架，用于支撐鋼梁。支撐架應(yīng)該與勁性柱安裝牢固，以確保鋼梁的穩(wěn)定。調(diào)整鋼梁的位置，使其與勁性柱對(duì)齊，并使用螺栓將鋼梁與勁性柱連接在一起。在連接過(guò)程中，需要檢查連接是否牢固，如果需要，進(jìn)行調(diào)整和修正。

在吊裝鋼梁的整個(gè)過(guò)程中，需要認(rèn)真操作，并嚴(yán)格遵守安全規(guī)定，以確保工人和設(shè)備的安全。在吊裝鋼梁時(shí)，需要使用專業(yè)的吊裝設(shè)備和工具，并對(duì)吊裝設(shè)備和吊點(diǎn)進(jìn)行檢查和維護(hù)，避免出現(xiàn)故障和事故。同時(shí)，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理和監(jiān)控，確保施工安全和質(zhì)量。只有這樣，才能保證吊裝鋼梁的安全和可靠性，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

1.2.3 清理與整理

在完成鋼梁的安裝后，需要及時(shí)拆除支撐架和吊裝設(shè)備，并對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理和整理。首先，需要將吊裝設(shè)備和工具歸位，避免造成雜亂和安全隱患。其次，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，包括清理工作區(qū)域和周?chē)h(huán)境的垃圾和雜物，清理施工材料和廢棄品。最后，還需要對(duì)鋼梁進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保其符合設(shè)計(jì)和安裝要求。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝

1.3.1 分析建筑主體結(jié)構(gòu)

在安裝鋼結(jié)構(gòu)勁性柱前，需要對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定核心框架和外圍鋼框架的安裝基礎(chǔ)標(biāo)高。地下室部分的勁性柱安裝基礎(chǔ)標(biāo)高一般在-0.05m左右，而外圍鋼框架的安裝基礎(chǔ)標(biāo)高在-0.05～23.4m范圍內(nèi)。

1.3.2 布置勁性柱并選擇塔機(jī)

應(yīng)根據(jù)塔機(jī)的實(shí)際情況進(jìn)行布置，并對(duì)塔機(jī)的實(shí)際作業(yè)范圍和起重能力進(jìn)行分析，以確保安裝施工的安全性。在卸貨工況符合實(shí)際施工條件的情況下，對(duì)勁性柱進(jìn)行合理的分段布置，按照標(biāo)準(zhǔn)安裝參數(shù)進(jìn)行分段安裝。要確保每個(gè)勁性柱段的安裝精度和穩(wěn)定性，避免因單個(gè)勁性柱長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或質(zhì)量過(guò)大而出現(xiàn)安全事故。

1.3.3 采取安全措施并監(jiān)測(cè)安裝質(zhì)量

安裝過(guò)程中，需要采取相應(yīng)的安全措施和監(jiān)測(cè)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全問(wèn)題。例如，在安裝勁性柱過(guò)程中，需要對(duì)勁性柱穩(wěn)定性和安裝精度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢查，確保其符合設(shè)計(jì)和安裝要求。同時(shí)，還需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理和監(jiān)控，確保施工安全和質(zhì)量。

1.4 勁性柱校正

為了提高安裝精度和穩(wěn)定性，本文采用纜繩校正的方法。將纜繩調(diào)節(jié)到勁性柱最大垂直尺度，然后在基座和鋼梁的連接板之間打入楔鐵，通過(guò)調(diào)整楔鐵的深度，對(duì)勁性柱進(jìn)行微調(diào)或大調(diào)。經(jīng)過(guò)校正后，使用高強(qiáng)度螺栓將勁性柱固定，并使用電焊將連接板焊實(shí)，以提高勁性柱的穩(wěn)定性。

1.5 質(zhì)量與安全保障措施

在施工現(xiàn)場(chǎng)，需要重點(diǎn)關(guān)注勁性柱的安全起重量和起重浮動(dòng)系數(shù)。安全起重量是指鋼結(jié)構(gòu)勁性柱在安裝過(guò)程中所能承受的最大重量，而起重浮動(dòng)系數(shù)則是指在勁性柱安裝過(guò)程中，起重機(jī)吊裝的浮動(dòng)情況。這兩者之間成反比，即勁性柱的安全起重量越高，則起重浮動(dòng)系數(shù)越低。鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安全質(zhì)量施工指數(shù)越高，施工安全質(zhì)量也就越高。

安裝過(guò)程中，需要采取合理的措施和方法，確保勁性柱的安裝精度和穩(wěn)定性，保障施工的安全質(zhì)量。例如，可以對(duì)起重機(jī)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，避免起重浮動(dòng)系數(shù)過(guò)大；及時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理和整理，確保安裝環(huán)境干凈、整潔、無(wú)障礙物等。

2 實(shí)例應(yīng)用

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)是否具有實(shí)用效果，本文以X工程為例，對(duì)上述施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)例分析驗(yàn)證。

2.1 工程概況

X工程是一座公寓樓，地下2層，地上10層，屬于小高層，總體建筑面積約42457m2，整體建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度與200m。在X工程中的結(jié)構(gòu)架空區(qū)域采用鋼結(jié)構(gòu)勁性柱的安裝形式，架空層的設(shè)計(jì)標(biāo)高在10.45～13.42m的范圍內(nèi)，勁性柱的最大截面積為1500～1500mm，勁性梁的最大橫截面積為2500mm×700mm。

整體鋼結(jié)構(gòu)勁性柱為“=”形式，勁性梁呈“土”字型，吊裝難度較大，需要分期進(jìn)行施工。受到外圍鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力環(huán)境，鋼結(jié)構(gòu)勁性柱施工條件惡劣。利用本文設(shè)計(jì)的施工技術(shù)，按照預(yù)埋基座→吊裝鋼梁→安裝鋼結(jié)構(gòu)勁性柱→校正勁性柱的流程進(jìn)行施工，在降低安裝難度的前提下，保證施工安全質(zhì)量。

2.2 安全質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

施工完成后，需對(duì)其進(jìn)行安全質(zhì)量評(píng)價(jià)，施工安全質(zhì)量指數(shù)計(jì)算公式如下：

（1）

式中：Asg為施工安全質(zhì)量指數(shù)；Zms為施工指標(biāo)；Mma為施工總質(zhì)量。計(jì)算出安全質(zhì)量指數(shù)之后，即可進(jìn)行下一步分析。

在上述條件下，本文隨機(jī)選取10個(gè)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝試件，并對(duì)其編號(hào)為GJ_1～10。利用式（1）計(jì)算出實(shí)際施工安全質(zhì)量指數(shù)，并將傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)的施工安全質(zhì)量指數(shù)，與本文設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)的施工安全質(zhì)量指數(shù)進(jìn)行對(duì)比。

2.3 具體應(yīng)用結(jié)果對(duì)比

具體應(yīng)用結(jié)果對(duì)比如表1所示。從表1可以看出，本文選取鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝試件為GJ_1～10，每個(gè)安裝試件均具有一個(gè)施工安全質(zhì)量指數(shù)，各個(gè)安全指數(shù)不同，但每個(gè)安全質(zhì)量指數(shù)均超過(guò)0.850的合格標(biāo)準(zhǔn)。

安全質(zhì)量指數(shù)在0.850左右，說(shuō)明試件安裝質(zhì)量在合格標(biāo)準(zhǔn)；安全質(zhì)量指數(shù)在0.900左右，說(shuō)明試件安裝質(zhì)量在良好標(biāo)準(zhǔn)；安全質(zhì)量指數(shù)在0.950左右，則說(shuō)明試件安裝質(zhì)量在優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)安全質(zhì)量指數(shù)達(dá)到1.000時(shí)，則說(shuō)明試件安裝質(zhì)量在完美標(biāo)準(zhǔn)。

從表1可以看出，采用傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)的施工安全質(zhì)量指數(shù)較低，與實(shí)際安全質(zhì)量指數(shù)差距較大，甚至GJ_1、GJ_9試件安全質(zhì)量指數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)要求的0.850。大部分安裝試件的安全質(zhì)量指數(shù)均低于實(shí)際安全質(zhì)量指數(shù)，僅有GJ_4超過(guò)了實(shí)際安全質(zhì)量指數(shù)。因此說(shuō)明，使用傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)，安裝質(zhì)量不佳，安全性隨之下降。

本文設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)的施工安全質(zhì)量指數(shù)較高，均超過(guò)實(shí)際安全質(zhì)量指數(shù)，大部分安全質(zhì)量指數(shù)可以超過(guò)0.950的優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)，甚至GJ_6、GJ_10試件的安全質(zhì)量指數(shù)達(dá)到了1.000的完美標(biāo)準(zhǔn)，施工安全質(zhì)量較高。由此說(shuō)明，使用本文設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)勁性柱安裝施工技術(shù)，安全性較高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

為提高建筑的安全性和穩(wěn)定性，本文通過(guò)預(yù)埋基座、吊裝鋼梁、安裝鋼結(jié)構(gòu)勁性柱、校正勁性柱等步驟，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)勁性柱的安裝進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，本文還通過(guò)實(shí)例分析的方式，對(duì)新施工技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)估，并得出了新施工技術(shù)施工安全性更佳的結(jié)論，為鋼結(jié)構(gòu)勁性柱的安裝提供了重要參考。本研究對(duì)于提高建筑安全施工水平、降低事故發(fā)生率具有積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳鵬.大型鋼結(jié)構(gòu)工程核心筒勁性結(jié)構(gòu)施工技術(shù)：以張江中區(qū)單元58-01地塊項(xiàng)目為例[J].四川建材，2022，48（3）：175-176.

[2] 夏壯，朱黎明，韓樂(lè)雨，等.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻體分類與研究現(xiàn)狀[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，51（6）：728-738+749.

[3] 王自偉，冀智，高樹(shù)棟，等.國(guó)家速滑館屋面結(jié)構(gòu)球鉸支座施工技術(shù)[J].施工技術(shù)（中英文），2022，51（2）：1-3+10.

[4] 陳柯，李迅濤，吳兵，等.結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模在大跨空間鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2021，13（2）：145-152.

[5] 徐名尉，徐小洋，王梓年，等.鋁合金模板和方圓扣加固體系在大截面異形外包混凝土勁性柱施工中的應(yīng)用[J].建筑施工，2021，43（4）：607-608+611.

[6] 胡韞頻，李超，李宗亮，等.大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) IHFACS-BN模型及應(yīng)用[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，31（8）：147-154.

[7] 楊競(jìng)?cè)?多層鋼結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)體系整體穩(wěn)定性分析[J].安裝，2021，354（10）：70-72.