淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)

殷少華

摘? ? 要：鋼結(jié)構(gòu)施工項(xiàng)目具有時(shí)間跨度短、造價(jià)成本低、綜合強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)特征。而鋼結(jié)構(gòu)吊裝工藝對(duì)專業(yè)性施工技術(shù)有較高要求，這也在一定程度上，增加了施工安全防護(hù)的難度。針對(duì)此，本文圍繞高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工展開深度探討，旨在為業(yè)內(nèi)人士提供有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)施工;吊裝工藝;安全防護(hù)

1? 前言

近年來，隨著科技領(lǐng)域的創(chuàng)新，我國(guó)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)取得了前所未有的進(jìn)步，鋼材料種類也是層出不窮。鋼結(jié)構(gòu)建筑憑借其優(yōu)勢(shì)特征備受業(yè)內(nèi)人士的青睞，具有極為寬廣的發(fā)展空間。

2? 簡(jiǎn)述高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)特征

其一，大部分高層鋼結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)都是立體交叉協(xié)同運(yùn)作的，不僅工程任務(wù)量繁重，而且施工空間有限，一線技術(shù)人員要在短時(shí)間內(nèi)配置對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，工作風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較大。

其二，高層鋼結(jié)構(gòu)具有工期緊、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高等特征，而鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝作為最基礎(chǔ)且最重要的施工環(huán)節(jié)，能夠直接影響工程的安全穩(wěn)定性。

其三，高層鋼結(jié)構(gòu)施工需要借助塔吊等起重設(shè)備完成對(duì)板材的吊裝，要求起重機(jī)臂桿長(zhǎng)度要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，盡可能的覆蓋整個(gè)作業(yè)面;同時(shí)，起重標(biāo)準(zhǔn)要能夠滿足不同類型構(gòu)件的起吊要求。由于塔吊是整個(gè)施工的關(guān)鍵設(shè)備，因此，在選擇塔吊的過程中，要綜合考量建筑群落的方位、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及相關(guān)預(yù)吊裝構(gòu)件的重量標(biāo)準(zhǔn)等，確保工序的穩(wěn)定運(yùn)行。

其四，在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)程中，吊裝屬于承前啟后的關(guān)鍵工序，吊裝的速率控制及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量具有重要作用。

3? 簡(jiǎn)要剖析高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況

為平衡城市住房供需關(guān)系，高層建筑已成為經(jīng)濟(jì)與文明進(jìn)步的標(biāo)志，其數(shù)量及規(guī)模不斷擴(kuò)張。建筑行業(yè)的發(fā)展不僅要充分結(jié)合社會(huì)現(xiàn)狀，還要加大對(duì)技術(shù)的重視程度，進(jìn)而強(qiáng)化工程質(zhì)量，滿足實(shí)際需求。由此可見，創(chuàng)新優(yōu)化高層建筑施工技術(shù)勢(shì)在必行?？v觀現(xiàn)階段高層建筑的實(shí)際施工概況可知，要想實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)本質(zhì)性的飛躍，需把控高層建筑施工的特征，采取必要的手段提高施工效率，并節(jié)約時(shí)間成本，試行總承包經(jīng)營(yíng)模式。另外在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，為了進(jìn)一步提高垂直運(yùn)輸系統(tǒng)的施工效率，需立足于高層建筑的垂直發(fā)展和實(shí)際施工進(jìn)度方面。在此過程中，一線技術(shù)人員需參照實(shí)際施工環(huán)境優(yōu)化施工技術(shù)，進(jìn)一步提升施工的安全穩(wěn)定性。

4? 結(jié)合實(shí)際案例，深度剖析鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)核心

4.1? 實(shí)際工程案例

以某市氣象臺(tái)新址工程為例，其主體結(jié)構(gòu)采用的是型鋼混凝土框架，總工程分為東西兩個(gè)塔樓。工程鋼結(jié)構(gòu)主材具體包括勁性方鋼柱、圓管柱、直播廳勁性鋼梁等。其中，勁性鋼柱呈垂直分布，從地下室貫穿至屋頂，方鋼管的最大截面為850×850×15×15。勁性鋼梁主要應(yīng)用在直播廳的建造施工環(huán)節(jié)，鋼梁的最大截面是650×1150×40×30，主鋼梁重量約為25t，長(zhǎng)度達(dá)到30.28m。

4.2? 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工流程

據(jù)上文所知，該工程的主體承載結(jié)構(gòu)為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，板材吊裝最大高度達(dá)到102m，鋼梁柱的重量標(biāo)準(zhǔn)超過25t，這也是選擇重型起吊設(shè)備的參考指標(biāo)。然后綜合考量運(yùn)輸條件及加工制作難度，可以將鋼梁柱在工廠直接切分成不同結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低運(yùn)輸難度，并借助7030塔式起重機(jī)開展現(xiàn)場(chǎng)卸料、堆放及吊裝工作。

4.3? 前期準(zhǔn)備工作

4.3.1? 相關(guān)構(gòu)件的運(yùn)輸與存放管理

在裝卸運(yùn)載過程中，要對(duì)構(gòu)件采取必要的防護(hù)措施，最大限度的避免因外力造成其結(jié)構(gòu)損壞。在主構(gòu)件與次構(gòu)件同步運(yùn)載的過程中，由于次構(gòu)件的強(qiáng)度條件較差，不宜在其上部放置重型構(gòu)件，以免造成其超過承重負(fù)荷，發(fā)生形變。在運(yùn)輸過程中，應(yīng)當(dāng)在恰當(dāng)位置增設(shè)木墊板，利用鋼絲繩將其固定，同時(shí)對(duì)穩(wěn)定性較差的構(gòu)建采用支架防護(hù)。在構(gòu)件運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，為避免其直接與地面接觸，應(yīng)當(dāng)增設(shè)上下整齊的木板墊，掌控構(gòu)件堆放的高度，以1m范圍內(nèi)為宜，針對(duì)重型或體積較大的構(gòu)件要單獨(dú)存放。在施工現(xiàn)場(chǎng)條件允許的情況下，可將構(gòu)件存放位置設(shè)立在靠近吊裝位的區(qū)域內(nèi)，但要考慮起重設(shè)備的臂桿運(yùn)行范圍和現(xiàn)場(chǎng)交通情況，盡可能將吊裝位置的構(gòu)件按型號(hào)劃分。之后再將構(gòu)件相關(guān)標(biāo)識(shí)擱置在兩端較為醒目的位置，以便后續(xù)的檢查和使用。

4.3.2? 標(biāo)注構(gòu)件的具體性征

在開展吊裝工藝前，首先應(yīng)當(dāng)確定鋼構(gòu)件的重心和中心線，準(zhǔn)確標(biāo)注標(biāo)高線，對(duì)于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的構(gòu)件還要標(biāo)注合理的安裝方向，確保起吊安裝施工的有序運(yùn)轉(zhuǎn)，避免發(fā)生重力不平衡的問題，阻礙施工的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)使用顏色鮮艷的油漆作為標(biāo)注記號(hào)，提示施工人員，以免造成混淆。

4.3.3? 加大吊裝構(gòu)件保護(hù)力度

在吊裝過程中，如果不采用焊接吊耳，要利用鋼絲繩緊固綁扎構(gòu)件;利用半圓鋼管內(nèi)夾角鋼將構(gòu)件的四個(gè)角包裹起來，以防在起吊過程中結(jié)構(gòu)自身的銳利邊角隔斷鋼絲繩。此外，對(duì)構(gòu)件的綁扎點(diǎn)也具有嚴(yán)格研究，切勿呈工字型或“H”型綁扎，以免鋼柱局部位置發(fā)生結(jié)構(gòu)損毀。

4.3.4? 吊裝鋼柱

采用旋轉(zhuǎn)法吊裝鋼柱，在正式開展工序前，進(jìn)行初步試吊，在構(gòu)件距離地面約20公分時(shí)，先暫停起吊，對(duì)構(gòu)件的承力部分進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，確認(rèn)構(gòu)件無外力損毀或重力失衡問題后再繼續(xù)操作。在吊裝過程中，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)下層鋼柱實(shí)施安裝，并借助經(jīng)緯儀等專用校準(zhǔn)設(shè)備測(cè)試垂直度，盡量縮小鋼柱的垂直偏差，之后，采用纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，在完成焊接工藝后及時(shí)卸除鋼絲繩。

在吊裝施工前，先要要在鋼柱的柱頭位置明確標(biāo)注中心軸線，以便保證上層鋼柱安裝的到位率。如果鋼柱為變截面對(duì)接，應(yīng)劃出上層鋼柱在本層鋼柱上的就位線。與此同時(shí)，將臨時(shí)連接板綁扎在鋼柱上，實(shí)現(xiàn)協(xié)同起吊。在起吊鋼柱的過程中，塔吊應(yīng)使起鉤與轉(zhuǎn)臂同步運(yùn)行，讓鋼柱呈垂直角度被吊起。

在調(diào)整標(biāo)高的過程中，借助塔吊的起落及撬棍的后續(xù)調(diào)節(jié)，確保上下柱間隙滿足實(shí)際要求。扭轉(zhuǎn)調(diào)整的方法很簡(jiǎn)單，就是在上下耳板的不同側(cè)面增設(shè)墊板，進(jìn)而在內(nèi)部擠壓力的作用下矯正角度。再利用千斤頂頂起構(gòu)件，并借助鋼楔進(jìn)行后續(xù)調(diào)整，讓垂直度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

在鋼柱起吊距離與預(yù)設(shè)部位差達(dá)到200mm時(shí)，確保柱體的穩(wěn)固性，瞄準(zhǔn)螺栓孔，勻速下落，避免在此過程中與地腳螺栓發(fā)生磕碰。在鋼柱落實(shí)后，再借助專用角尺測(cè)量鋼柱的定位線。在整個(gè)調(diào)整過程中，需要三位技術(shù)人員同時(shí)參與，分別負(fù)責(zé)鋼柱的移位調(diào)整、穩(wěn)固及施工檢測(cè)，將誤差控制在3mm以內(nèi)。

在調(diào)整鋼柱標(biāo)高時(shí)，先要在柱體明確標(biāo)注基準(zhǔn)點(diǎn)，然后使用水準(zhǔn)儀測(cè)定差值，調(diào)整校對(duì)螺母，以保證柱頂標(biāo)高滿足要求。

4.4? 吊裝鋼梁

4.4.1? 選擇恰當(dāng)?shù)钠鸬觞c(diǎn)

在吊裝鋼梁前，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)算鋼梁的重心，并在其上部作出明顯記號(hào)，在吊裝過程中，讓吊點(diǎn)與構(gòu)件重心的在同一垂直線上，如下圖。通常來說，吊點(diǎn)的最佳位置是鋼梁體的三分之一處。

4.4.2? 具體工藝流程

將鋼梁起吊→提升至恰當(dāng)?shù)母叨取扇∨R時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定→調(diào)節(jié)水平及豎直方向的螺桿→使用專業(yè)設(shè)備判斷吊點(diǎn)合理性→焊接固定點(diǎn)→在鋼梁兩側(cè)增設(shè)腹板→對(duì)抗剪連接件兩側(cè)實(shí)施焊接工藝→處理焊接縫→檢驗(yàn)焊接外觀→采用超聲波技術(shù)判斷是否存在內(nèi)部缺陷→檢驗(yàn)工藝質(zhì)量。

4.4.3? 安裝鋼梁

首先，鋼梁體的重心應(yīng)當(dāng)與鋼柱的中軸線相疊合，使鋼梁軸線位置符合力學(xué)特征。其次，在試吊過程中，當(dāng)構(gòu)件起吊高度達(dá)到200mm左右時(shí)暫停操作，檢驗(yàn)繩索的穩(wěn)固性。經(jīng)確認(rèn)無誤后，方可繼續(xù)起吊。最后施工技術(shù)人員再調(diào)整鋼梁水平度，然后勻速升鉤，在鋼梁起吊高度達(dá)到超過指定點(diǎn)位50cm后，使鋼梁的垂直對(duì)準(zhǔn)安裝點(diǎn)位，緩慢下落。

此外，在安裝鋼梁環(huán)節(jié)，可通過調(diào)節(jié)剛腹板兩側(cè)的螺母保證鋼梁垂直度符合要求，利用自行設(shè)計(jì)在鋼柱收縮來進(jìn)行調(diào)整。在安裝鋼梁的過程中，需反復(fù)校驗(yàn)中軸線及標(biāo)高，在確定其符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范后方可實(shí)施后續(xù)工藝。

在完成鋼梁焊接工藝后，先要割除鋼梁邊緣的吊耳，并再次檢驗(yàn)鋼梁垂直度標(biāo)高。針對(duì)已經(jīng)完成焊接的鋼梁，需在其上下翼邊緣準(zhǔn)確標(biāo)注抗剪構(gòu)件的中軸線，采用自動(dòng)栓釘進(jìn)行加固處理。

此外，為控制組合鋼梁垂直度、標(biāo)高軸線等偏差，在每道工序完成后，都應(yīng)反復(fù)校驗(yàn)這兩方面差值，將其控制在合理范圍內(nèi)。再者，在安裝鋼梁的過程中，為便于起吊安裝，可以將鋼梁分為兩到三段，分別采用高強(qiáng)度螺栓和型鋼梁進(jìn)行緊固連接，進(jìn)而調(diào)整標(biāo)高，在確定鋼梁點(diǎn)位符合實(shí)際要求后，對(duì)鋼梁接縫采取焊接施工。

除此之外，構(gòu)件的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和安全穩(wěn)定性也應(yīng)充分滿足施工要求。在確定安裝點(diǎn)位后，根據(jù)施工規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙，采取必要的緊固措施和焊接工藝，以提高穩(wěn)定性，完成脫鉤，若該過程穩(wěn)定性較差，則需增設(shè)臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，在未完成鋼梁安裝前借助四根規(guī)格相同的纜風(fēng)繩作為臨時(shí)加固裝置。

5? 結(jié)語

總之，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工對(duì)專業(yè)技術(shù)有較高的要求，工程中的施工工藝必須嚴(yán)格履行相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，且施工技術(shù)人員必須遵照相應(yīng)流程進(jìn)行施工，以此最大限度的提高施工質(zhì)量，促進(jìn)工程盡快竣工。

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