高层住宅屋顶造型钢结构安装施工技术研究

吕谋贵

引言

高层住宅，作为当前城市居民进行生产生活的重要场所，其施工建设的安全稳定性关乎所处行业的发展能否满足用户的舒适度需求。然而，在实践过程中，屋顶造型钢结构施工的复杂性，增加了施工质量控制的难度，尤其是安装施工技术的应用安全性与质量效果。为此，工程建设者应以实际高层住宅项目为例，即在明确屋顶造型钢结构施工控制重点难点的情况下，着手对安装施工技术进行优化控制，进而强化整个高层住宅工程项目建设使用的安全可靠性。

1 研究高层住宅屋顶造型钢结构安装施工技术的现实意义

经济发展速度的不断加快，建筑行业已经在高层化的建设道路上取得了长足进步。此背景下，高层住宅建筑的市场占有率越来越高。然而，在实际建造过程中，因所处的施工环境复杂、技术应用难度大以及所处的材料设备市场环境多元，降低了各部分结构施工控制的安全稳定性。为此，研究人员以高层住宅屋顶造型的钢结构安装技术应用过程为例，即通过分析其施工控制的重点难点，来使存在的问题影响得到控制解决[1]。

2 高层住宅屋顶造型钢结构施工重点难点

2.1 垂直运输选择

研究表明，当高层住宅屋顶造型钢结构施工现场的塔吊已拆除完毕后，无法采用塔吊方式进行钢构件安装作业。此施工情况下，需采用传统的方法进行优化控制，即通过独脚桅杆+滑轮组以及卷扬机的方式进行提升。而钢柱吊装的垂直运输操作，是工程保证吊装作业质量的问题难点，施工技术人员可以实际工程项目为例，对吊装安装控制的稳定性进行优化控制[2]。

2.2 安全施工难点

经分析统计，在对高层住宅的屋顶钢结构进行施工建设过程中，存在焊钉、螺栓与连接板等小型构件与手持工具众多的情况。而虽然柱与柱之间、梁与梁之间以及柱与梁之间的施工操作空间较大，但楼层面面积较小且容易发生小构件坠落事件，这就降低了施工建设工作开展的安全性。为此，高层施工的安全管理人员应在施工现场的周边搭设起防护作用的脚手架，并通过绑扎密目的安全网与柱与柱之间的安全绳，来为安装作业人员的安全性提供保障。此过程，作业点的操作平台、人员的上下通道以及安全带的设置点，均是安全施工控制的难点[3]。

3 高层住宅屋顶造型钢结构安装施工技术应用实例分析

以某高层住宅屋顶造型钢结构施工过程为例，其主要的结构形式为框架钢结构，总高度为19m，柱脚采用4根M24的锚栓进行连接。此外，钢结构的主要材料确定为Q235B，其连接采用栓焊连接方式，高强螺栓采用的是10.9级摩擦型的高强螺栓材料。如图1所示，为施工完成后的幕墙装饰示意图。

图1 屋顶钢结构立面图

为使高层住宅屋顶造型钢结构安装施工技术的应用效果充分发挥出来，进而解决施工的重点难点问题，采用了以下措施方法：

3.1 明确施工要求及方法

由于本高层住宅屋顶造型钢结构形式基本相同且安装方法一致，因此，施工技术人员应严格按照如下的施工流程要求来控制施工质量。即先确定立桅杆的位置，桅杆吊装首节柱、首层钢梁吊装以及二层钢梁吊装等。施工技术的应用方法需根据钢构件的特点差异对施工方法进行调整。如，采用大型吊车将钢柱与钢梁吊装至每个楼层的楼顶。此外，因施工现场条件与其他因素的影响，施工技术人员采用了传统的独脚桅杆的起吊方法进行钢柱与钢梁的安装。

3.2 垂直运输设备选择

在将钢构件以垂直状态从地面运至楼顶施工时，应采用130t的汽车吊。此过程，因钢柱与钢梁的自身重量较轻，构件最重仅在800kg左右，作业半径也仅设计30m。因故而，应选用130t的汽车吊进行吊装作业。

3.3 安装测量控制

在调整梁平面标高的过程中，应通过利用标尺与水平仪进行钢梁两端高差的实测。对于超出允许范围的情况，应通过铰刀来对端部的螺栓连接孔进行扩大调整。此外，钢框架的安装测量人员还应对框架平面内部的两对角线偏差值进行检查，并通过校正来提高安装控制的可靠性[4]。

对于钢框架的测量控制与校核，施工技术人员首先要对轴线位移进行校正，即一节框架钢柱轴线校正完成后，以下节柱的测量应以实际柱的中心线为准。此外，在进行钢柱安装施工时，应将其底部对准下节钢柱的中心线，并对节点位置的表面进行平整处理。与此同时，为避免焊接作业后的垂直度平滑过度，应控制好偏差的均匀性，不能出现集中在一侧的问题情况。

其次，调整钢柱标高，当每一节柱安装完成后，应对柱顶进行一次标高的实测，并根据实际测量的偏差值来确定采用何种方法进行调整。具体来说，对于标高偏差值在6mm以内时，只需做好记录无需进行调整；当偏差值大于20mm时，应采用分次调整的方式，以使钢柱底部的同材质垫板垫达到规定要求。

最后，对于垂直度的校正，钢柱测量人员应采用激光经纬仪，并将其放置在基准点上，以使激光经纬仪的光束能够投射到固定的钢柱靶标上。此过程，如光束中心与靶标的中心重合，则表示钢柱垂直度不存在偏差问题；反之，则存在偏差问题。此外，为在测量过程中控制误差，应采用4点透射光束法来确定钢柱的垂直度，并通过向靶标投射4次光束，以将靶标上4次光束的中心进行对角线连接。这里的对角线就是钢柱垂直度测量的正确位置。这里的4次光束旋转角度分别为：0、90、180、360[5]。

当标准柱测量校正后，其钢柱的校正不能采用激光经纬仪，应通过丈量测定法。具体测量过程，应以标准柱作为测量依据，并在钢丝绳配合组成的平面方格下用钢尺进行距离丈量。对于出现规范的情况，应对其进行及时的调整。值得注意的是，当第一节钢柱矫正完成后，如垂直度偏差在规范标准允许的范围内进行记录；而第二节钢柱垂直度的测量矫正，应根据第一节钢柱的偏差调整情况进行调整。

3.4 施工安全措施

由于本高层住宅建筑的屋顶施工属高空作业，存在较大的安全隐患，因此，为保证钢结构安装施工人员的安全性，采用了以下措施，其目的是为人员创造一个安全可靠的施工作业环境。如在建筑物内部设置防护设施，即拉设水平安全网，来提高施工控制的合理性。对于柱梁的安装施工，采取的安全防护措施为搭设操作平台。如图2所示，为操作台结构示意图。

图2 操作台结构示意图

图中所示的操作爬梯，应在钢柱起吊前设置爬梯，以为钢梁安装施工人员的摘钩作业提供上下便利[6]。

4 结束语

综上所述，高层住宅屋顶造型的钢结构安装施工，应在掌握施工控制问题现状的基础上，进行明确施工要求及方法、垂直运输设备选择、安装测量控制以及施工安全措施等方面的优化控制。事实证明，只有这样，才能将各个钢构件的吊装施工作业以安全稳定状态达到施工预期目标。故，研究人员应将上述分析内容与科研结果更多地作用于实践，以推动现代化经济建设背景下的建筑行业的快速稳定发展进程。

[1]陈少林.太阳能热水系统选择分析——基于不同住宅屋面形式和住宅类型[J].福建建筑，2017（06）：130～132.

[2]卢玫珺，高长征.基于能耗模拟的轻钢结构别墅节能优化策略[J].施工技术，2014，43（16）：85～88.

[3]白占林，朱瑞，李新安，刘驷达.高层住宅屋顶造型钢结构安装施工技术[J].工程质量，2013，31（S1）：148～151.

[4]赵晓文，仲丽.浅议高层住宅太阳能热水系统方案选型及整合设计[J].建筑节能，2012，40（10）：24～29.

[5]张竹.管网叠压（无负压）供水在高层住宅改造中的应用[J].给水排水，2011，47（S1）：328～329.

[6]杜晓辉，夏海山.高层住宅太阳能集热屋顶一体化设计形式探讨[J].工业建筑，2012，42（02）：5～9.