高层建筑钢结构吊装施工技术的研究

张昊亮　谢昆

【摘要】在进行高层建筑的施工过程中，吊装施工是一项非常重要的施工技术，吊装施工的施工质量直接关系到建筑的稳定性，本文重点针对高层建筑钢架构吊装施工的特点和关键技术控制进行了详细的分析和探索，供相关的技术人员参考。

【关键词】高层建筑；钢结构；吊装施工；技术

一、前言

高层建筑在施工的过程中，钢结构是现代建筑的主要结构，吊装技术的运用时钢结构在进行施工中一项技术工作，本文重点针对高层建筑中钢结构的吊装施工技术的有關问题进行了针对性的分析和探索。

二、施工阶段工艺流程

由于钢结构与混凝土结构之间存在大量的交叉施工，核心筒内劲性钢柱钢梁、外围钢管柱内灌混凝土和钢结构安装搭接穿插，相互间亦有影响，桁架层施工更是复杂。处理好钢结构与混凝土结构施工的合理搭接，亦是本有序施工进行的关键。

1、施工段划分与施工工艺

主体施工在垂直方向上分为3个阶段：地下室施工阶段，地上标准层施工阶段，屋顶层以上施工阶段。

（1）结构整体工艺流程：筒体内墙板钢劲性柱就位→劲性柱初始校正→钢梁骨架安装→钢骨架整体校正→焊接→焊缝检测→核心筒钢筋绑扎→模板工程→核心筒混凝土浇筑、养护→核心筒上节钢骨的安装。核心筒结构高于钢结构框架6层→钢结构框架安装、调整、校正、焊接与验收→楼层板安装→钢柱灌心混凝土→楼层混凝土施工。

（2）核心筒工艺流程。核心筒钢骨施工应领先于核心筒土建结构施工1节（3层），核心筒土建结构需要高出钢结构框架6层，同时考虑塔吊的自由端悬臂高度的限制。核心筒施工采用钢框竹胶合板大模板、整体电动爬架施工工艺，泵送混凝土，喷淋法养护。

（3）核心筒内劲性柱与钢梁骨架吊装与加固。首节钢柱柱脚锚固于基础底板结构上，塔吊采用一点法吊装劲性柱。先吊装4个拐角处的8个劲性柱，然后再依次吊装就位中间部位的劲性柱；临时固定劲性柱后对劲性柱初步校正。为了保证核心筒内劲性柱骨架的稳定和安装精度采取加固措施，即在劲性柱和钢梁钢骨整体校正后，通过中间带有调节螺栓的钢管来连接整体、增加整体刚度、形成稳定结构。

2、外筒钢柱与核心筒施工的衔接协调

（1）地下室施工阶段。在基础底板结构施工完成后，先安装核心筒内钢柱钢梁，之后进行筒体混凝土的结构施工、钢构安装等流水作业；其次待核心筒施工至地上1层时开始外围第1段钢柱安装，安装好后用缆风绳临时固定，待土建施工地下室顶板后，再开始外围第2段钢柱的安装。

（2）地上标准层施工阶段。核心筒施工高于钢管柱吊装作业面6层后，开始安装地上标准层钢柱、钢梁。为了保证结构单元的几何稳定，每节钢柱吊装时要用临时连接系统连接于核心筒。首层钢柱高度10.4m，用缆风绳临时固定，并采用钢管与核心筒临时固定，吊装相邻钢管柱时，与第1根钢管柱相连接，形成稳定体系。

3、钢结构吊装

选用TC7035B-16内爬塔吊作为起重设备，当塔吊自由悬臂独立工况不能满足吊装高度需要时，采用随结构升高而自升内爬工况，直至塔楼结构封顶。按塔吊起重能力和楼层钢梁布置状况划分吊装单元。

4、钢柱吊装：施工现场钢柱的安装采用汽车吊进行吊装，吊耳设置在柱顶处，吊耳采用钢板，与构件应焊接牢固。起吊时钢柱的根部要垫实，在保证根部不离地的情况下，通过吊钩的起升变幅以及吊臂的回转，逐渐讲钢柱扶直，待钢柱停止晃动后在继续提升。为了吊装的安全、平稳，应在柱端栓一根麻绳进行牵引。此时应注意：钢柱吊装时不的在地面上拖拉，以免损坏地脚螺栓螺纹。钢柱吊装就位后，可令吊车将约40%的荷载落在下部结构上，然后进行标高调整，标高调整可在预埋地脚螺栓上加一个调整螺母，用水准仪将螺母上表面的标高调整到柱底板标高齐平，安装上钢柱后，根据钢柱柱顶部标高与设计标高的差值，利用柱底板下的调整螺母来调整钢柱的标高，然后测量人员利用水准仪复测其标高无误后令吊车落钩，进行初拧。

三、钢结构吊装施工过程中质量控制技术

1、闭环控制方法

钢结构工程施工采用闭环控制方法进行结构施工控制，包括分析预测（计划）、实施、监测、反馈和调整。

2、施工监测

施工监测主要有结构变形监测、应力监测。在实施监测前，根据国家规范的要求以及结构分析预测结果来确定监测阈值。

3、施工过程结构变形监测

结构变形监测包括结构形体监测和结构标高监测。结构形体监测是观测已施工结构的中心相对于预定轴线位置的偏位，使用全站仪结合测距棱镜进行测量；结构标高监测是观测楼层结构是否达到设计标高。

4、施工过程应力监测

钢结构施工过程是一个从下部逐级而上到逐步成型、从不完整到完整的过程，施工过程中伴有结构形态的变化，不同施工阶段有不同的结构形态和不同的受力特性，且每个施工阶段的内、外部荷载条件也不尽相同。故根据结构受力特点以及施工方案建立专门的施工应力监测系统，在核心受力构件及受力情况复杂的部位设置应力监测点，在结构关键位置布置变形监测点，在结构施工过程中实时监测其应力、位移参数的变化情况，以此来判断设计计算的准确性与施工过程的安全性，从而掌握施工过程关键构件关键截面的应变（应力）的变化历程，分析实测应变数据，与施工阶段计算的理论数据进行分析、比较，保证施工安全和工程质量。

5、钢柱垂直度校正：

钢柱的垂直度校正采用两台经纬仪从柱的两个纵横轴线同时观测，依靠千斤顶进行调整，钢柱轴线观测无误后，即可固定柱脚，紧固螺栓。 安装完成后以尽快将钢柱地板下面的空隙用混凝土进行二次灌浆填实。 然后再次进行标高和垂直度的检查，如检查标高和垂直度偏差不符合设计规范要求，应及时进行调整，以免影响下一道工序安装精度。 钢柱安装，应尽量选择在天气晴朗、无风的情况下吊装，防止应天气情况使校正后的钢柱自动产生偏移，给安装工作带来难度。

四、钢结构工程相关的检测试验

钢结构工程相关的检测试验主要有以下几项：钢材原材的相关检测、焊接工艺的检测以及焊缝无损的检测。其中具体包括了X射线检测、超声波检测、磁粉检测、高强度螺栓的扭矩系数或者预拉力的检测试验、高强度螺栓的接触面抗滑系数的检测试验、钢网架节点承载力的检测试验以及钢结构防火涂料性能的检测等。如果想要很好的完成工程任务，保证工程质量，在进行这些相关的检测试验时施工人员必须遵照以下几点：①应将工程委托给具有相应检测资质的检测机构进行检测，并严格进行监督；②要坚持公证取样、送检的制度，避免出现检测样本与实际工程不一致的现象。

五、结束语

综上所述，本文首先分析了在钢结构吊装施工过程中，影响吊装施工质量的因素，针对吊装技术的常见施工程序进行了探讨，随后分析了提高施工过程中的质量措施，最后针对施工过程中相关的检测方法也进行了针对性的分析，供相关的技术人员参考。

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