建筑钢结构工程吊装施工技术

李加孟 山西西山金信建筑有限公司

1 前言

近年来，随着社会的发展，科学技术的飞速发展带动了我国科学技术的进步。至此，依托目前的大跨度钢结构，针对大跨度钢结构的实施过程，对主要构件的安放情况、起重设备及起重的实施方法进行了说明，以保证大跨度钢结构的安全实施。

钢结构在大跨度工程中的实施，同时为类似钢结构吊装的实施提供了有益的经验，影响深远。钢结构与其他建筑材料相比具有许多优点，但其复杂的施工工艺在实际应用中存在较多问题，从而使钢结构的施工技术成为施工中的难点和难点。目前，以钢结构为主要应用材料的建筑设计已成为行业关注的重点，钢结构施工技术具有普遍的规范和标准。

2 工程难点及关键技术分析

该工程工期短，吊装半径大，最大吊装半径为21m，安全要求较高；多榀段空中吊装拼接，跨度大，施工难度较大，须两台大型吊车配合吊装。

2.1 工程难点

（1）工程制作技术要求高，弧形箱型梁柱的制作精度是最大难点，特别是弧度的制作掌握要求高，控制变形要在工艺允许范围之内，否则会难以连接。

（2）弧形箱型梁柱主体因超长超重及现场吊装等条件限制，须合理分段，同时需要在现场安排出一个场地供梁柱临时堆放。

（3）安装方面，吊装是最大的难点。由于钢柱梁单体重量6t左右，安装位置在屋顶上，室内楼面不宜承重，因此钢柱梁的吊装也将是工程实施的较大难点。

（4）工期紧迫，必须统筹兼顾到整体施工当中的各个环节。

2.2 工程关键技术

（1）采用数字化三维建模的深化设计方法。

（2）现场主钢架匹配卧装及现场安装精度控制。

（3）钢结构分段出厂前应根据规范要求和结构特点进行预拼装经检查无误后方可发往现场。

（4）必须设置基准点、基准线及详细复查验收及测量定位。

3 大跨度钢网架结构分段吊装技术分析

3.1 网架安装方案选择

3.1.1 搭设脚手架，高空散拼

高空散拼在施工前需进行脚手架的搭建，以便为施工人员提供落脚点，保障网架安装过程顺利进行。由于其脚手架的结构较多，吊装机械设备高空作业较为困难，施工存在着较大的安全隐患。脚手架的搭建和拆除需消耗一定的时间，会对工期造成一定的影响，因而需将脚手架拆建的时间考虑在工期中。另外，施工人员在安装网架时，需进行频繁的移动，在很大程度上增加了高空作业的危险性，使施工安全问题较难控制。

3.1.2 地面拼装，分段吊装

通过地面拼装可将杆件拼装成可吊装的单元，使单元之间连接成一个整体。连接过程采用分段吊装的方式，可简化施工步骤，有效降低高空作业的次数，让施工过程更加安全。拼装作业需依靠构件拼装机械来实现，这样可提高施工拼接效率和拼接质量，使拼接后的吊装单元更加稳定。

吊装作业需通过大型吊装机械来实现，使重量较大的吊装单元能被稳定地提起，有效地拼接单元。在质量控制方面，高空对接过程难以对安装精度进行控制，尤其是在对接单元较多的情况下，将会对整体结构的稳定性造成一定的影响。

3.1.3 整体提升

采用整体提升方式可有效地减少脚手架的用量，可在地面上进行网架安装作业，在很大程度上降低了高空作业的风险，有效地控制了安全问题。工程的现场场地较大，非常适合地面拼装的方式。可采用多点、多面流水作业的方式，这样可提高拼装的速度，并且使拼装精度得到保障。

然而，在整体提升过程中却存在着一定的难度：一方面，网架跨度较大，提升过程的整体同步性较难控制，需采取一定的技术手段作为支撑，对网架结构的受力情况进行分析；另一方面，需对网架结构进行加固，提高网架结构的稳定性，使大跨度网架施工能顺利实现。

3.2 累积提升体系布置

3.2.1 提升点、千斤顶的选择与布置

为保障网架结构的稳定性，需合理地对提升点、千斤顶进行选择与布置，使网架单元提升过程能够顺利完成。提升点、千斤顶的选择与布置由屋顶的结构决定，要充分考虑水电、消防、采暖等问题，从而保障网架结构的提升效果。

通过上述分析可得，工程的累积提升结构工程量如下：网架焊接球与杆件总重约1030t，屋盖主、次檩条约60t，检修管道约10t，水电、消防、采暖等专业连接件及管道约300t，总计约为1400t。提升布置情况如下：累积提升共设置16 个提升点，使用千斤顶48 台。第1 次提升设14 个提升点，第2 次提升设13个提升点；40t千斤顶32台，100t千斤顶8台，200t千斤顶8台。

3.2.2 提升导向系统布置

为使网架结构具有良好的稳定性，需合理地进行导向系统的布置，以防止网架产生较大的位移。通过导向系统可提高网架对水平力的应对能力，降低风力对网架结构稳定性的影响，避免网架晃动对节点的稳定性造成影响。

在工程项目中，采用水平移动导向装置对网架水平位移进行控制，控制位移为50mm，共设立了4个提升导向点。导向系统需根据网架轴结构特点进行设置，要在网架3层和4层焊接球上分别连接1 根Φ159mm×10mm 的钢管，端部连接1 块20mm厚的钢板，形成三脚架结构，从而对其进行有效的固定。测试表明，在5 级风力的作用下，该网架结构仍然具有良好的稳定性，且不会产生较大的横、纵向位移，网架结构稳定性符合施工要求。

3.3 网架的合龙与卸载

3.3.1 大厅网架与门头网架合龙

大厅和门头的网架均为拱状结构，大厅网架需提升到门头网架处后才能进行合龙，以保障网架能顺利安装。网架拼装一般采用预起拱的方法进行安装，使两者能被有效地合龙，提高网架合龙的质量。为了保障网架合龙的精度，需要对调整点进行合理布置，在门头网架设置一定数量的调整支点，并且使用千斤顶及钢管顶托支撑的方式进行调整，进而有效地控制调整方向。

调整点的布置需通过模拟计算来实现，对调整点进行模拟，进而确定调整点的位置。调整点布置方法如下。

（1）调整点的数量越多，网架结构受力分布越均匀，其稳定性就越好。

（2）调整点的数量越多，对合龙过程越有利，但过多的调整点会增加施工成本，因而需对调整垫的数量进行限制。

（3）位移较小的位置需先调整，逐步推进，直至合龙过程完成。

3.3.2 网架整体合龙

工程提升重量、面积较大，并且各个区域杆件强度均不同，为使提升和卸载过程更加安全，需按照一定的顺序对网架整体进行合龙。网架合龙顺序如下。

（1）进行门头网架的合龙，由下至上进行合龙。

（2）门头网架合龙完毕后，逐级进行卸载。

（3）门头网架卸载完毕后，以此进行轴向的合龙，合龙完毕后将千斤顶卸载。

（4）从8轴向两侧同时按顺序依次合龙、卸载。3.3.3 卸载卸载过程通常采用分级卸载的方式，具体过程如下。

（1）卸载前需对网架结构稳定性进行检查，当网架质量符合要求后再进行卸载。

（2）需使用测量仪器对网架的稳定性进行监测，以保障卸载过程中网架的稳定性，使卸载过程具有良好的质量。

（3）需注意网架的卸载顺序，卸载过程需要分3次进行，第1 次卸载30%，第2 次卸载30%，第3 次卸载40%，这样便实现了分级卸载的过程。卸载过程需与合龙过程同步进行，尤其是对于大厅网架的卸载，单侧每合龙完毕2个提升点就要进行1次卸载，从而保障卸载过程能够顺利完成。

4 钢梁吊装施工技术

在建筑钢结构体系当中钢梁构件是非常重要的构成部分，为了保障钢梁吊装安全施工进行，将钢梁在建筑工程当中的支撑作用可以体现出来。对钢梁的调运施工工作做好。在高层建筑施工钢结构吊装钱，需要对钢梁构件吊装到相应的施工高度，便于为后期施工材料的提供。在钢结构吊装之前，对钢梁预埋件的标高进行测量，采用放线测量，然后通过对角钢设置，确保其可以起到临时支撑的作用，为钢梁施工奠定良好的基础。在对于地面进行施工当中，需要在和钢梁顶端距离1m的位置进行节点板和螺栓的绑扎，根据钢梁吊装顺序施工，使得钢柱安装效果良好。

一般，吊装施工需要对经济和安全性要求加强重视，每次保证2～3根钢梁的起吊，可以将运输质量和效果提升。在吊装施工当中，需要遵循吊装原则，根据吊装低层、中层、高层主梁的顺序对吊装施工完成，保证施工的科学合理性。为了能够将吊装效率提升，可以增加吊索，从而为各个楼层提供钢梁材料。

为了保证施工质量符合要求，施工人员需要对各个螺栓孔加强检查，及时清除其中的杂物，确保孔径符合规定要求。对螺栓孔和钢梁对准之后，将螺栓进行拧紧并且固定。除此之外，在对钢梁吊装施工当中，还需要保证焊缝合理，从而为后续的焊接施工奠定良好的基础。

目前，很多建筑企业在钢结构吊装施工中，加强了对新技术的合理应用，主要是为了提升吊装质量。同时在对钢梁标高和垂直度检验当中，加强了对全站仪设备的应用，这样可以检查钢梁垂直度以及倾斜度，合理调整安装偏差。在对钢梁位置固定之后需要做好焊接施工，在施工当中根据施工原则，一般先中间、后两边的原则，加强对钢梁及钢柱接头的焊接工作，保证接头的稳定。在焊接中，按照顶层以及下层，再到中层梁顺序进行；在对多个节点的焊接中，需要根据下翼缘、上翼缘施工要求进行。

5 结束语

综上所述，现代超高层建筑项目中，钢结构运用越来越广泛。在超高层建筑钢结构施工过程中，施工单位要注重对工程的详细分析，结合实际情况选择合适的施工方法，规范落实各道工序，保证项目施工质量可靠、安全性好，真正打造优质工程。