大跨度屋面钢结构吊装施工要点

施 锋

（上海华业建设集团有限公司，上海 200126）

钢结构作为建筑工程发展结构体系的后起之秀，以其力学特性好、材质均匀、轻便强度高、施工便捷等许多优点，已经在诸如体育馆、工业厂房等很多大跨度现代化结构中有着广泛的应用。与钢筋混凝土、木质等结构相比，钢结构通常由铆钉将焊缝和螺栓连接起来。随着钢结构的广泛应用，大型钢结构技术难度也越来越大，加工、安装精度越来越高，在钢结构施工中，吊装工艺是确保钢结构构件得以顺利安装的前提。因此，吊装作业必须按照制定的安装计划，根据规定顺序实施，在钢结构安装前期要做好万全准备，其次，吊装前应对所有施工人员进行技术交底与安全交底，以此确保吊装作业开展顺利推进，从而促进整个钢结构体系施工有条不紊地进行。

1 工程概况

本项目为，A1号物流仓库、A2号物流仓库、A3号物流仓库、A4号物流仓库。仓库屋面坡度4%，抗震设防类别丙类，设防烈度8度，设计地震分组第一组，设计基本地震加速度0.05 g，结构安全等级二级，场地类别Ⅲ类，钢结构抗震等级：四级，结构设计使用年限50年，耐火等级：一级。为了防止外露钢构件生锈，油漆涂装做法如下：醇酸底漆厚60μm；两道醇酸面漆厚共：65μm。

2 钢结构吊装施工技术工艺

2.1 钢结构吊点的选择

（1）吊点数量以及位置的确定，视钢结构的情况而定。钢柱的形状、长短以及起重机性能都能影响吊点。若一项工程中，焊接的钢结构都很牢固且弹性很好，则可以采用正吊的方式，吊耳置于钢柱顶部，钢柱垂直，便于对位；也可以小角度悬挂，即在钢柱上三分之一处放置单根钢丝绳进行吊装，钢柱倾斜悬挂就位。

（2）为了避免斜吊人工登高摘钢丝绳的麻烦，可在钢丝绳套处预先栓一根麻绳，当起重机松开吊钩时，摇动松散的绳套，将吊钩从下部滑下后取下。

（3）当受起重机臂架长度限制时，起吊点也可选斜吊在构件上部长1/3处。当遇到细长钢柱的时候，可根据起重机配备和现场条件选择合适的起吊方法，可单机吊装，也可以二机吊装钢柱；还有一些特殊情况，针对超长钢柱，考虑其极容易变形等问题，可以采用分割成两个吊点来进行起吊，必要时分成三个吊点进行吊装。

（4）使用钢丝绳绑扎钢柱时，则需要注意两点：①在钢柱的四个角处打角（半圆钢管内有角钢），防止钢丝绳被割断；②在绑扎的结合点，为防止钢柱局部压力损坏，可加钢板补强；还可以采用焊接吊耳的方式。

2.2 起吊方式的比较和确定

（1）旋转方式：钢柱运到现场，吊车一边吊钩一边旋转，使钢柱绕柱脚旋转，将其吊起。

（2）滑移方式：用单机或双机吊起钢柱，吊钩使钢柱脚滑动，这种吊起钢柱的方法被称做为滑移法。同时，为了减少钢柱脚与地面之间的摩擦力，需要采用滑行方式，在钢柱脚下铺用于滑行的轨道。

（3）本工程采用的安装方式为，将所有钢柱进行吊装：采用单机单点倾斜吊装的方式，并结合旋转方式和滑动方式，进行吊装作业。吊点选在钢柱上部1/3以上的位置。

2.3 吊装过程控制

（1）先对相关的指标进行检查复核，需要核对的指标有：基础的轴线位置、高度偏差、平面度、标高，然后弹出各钢柱基础的十字中心基准线和基准标高，并在底部安装调整螺母。

（2）检查钢柱的序号、中心基准点、高差基准点、吊点及表面损伤等情况，检验报告合格后方可进行吊装。

（3）钢柱采用汽车吊机吊装。吊装前，先进行吊装尝试。吊装时，应安装在基准中心线处。同时，使用水平仪来控制高程。各点之间用软质材料保护钢构件，防止钢构件和钢丝绳损坏。吊车边钩边旋转，使立柱绕立柱脚旋转，直立。 钢柱吊起后，首先对准柱脚板孔。将螺栓预埋在基础中，将其插入预埋螺栓中，旋转动臂使柱头大致垂直，然后初步对齐。

（4）吊装完成后，立即用经纬仪等仪器校正钢柱的垂直度和标高，然后及时配合土建单位对柱脚进行二次灌浆（如图1）。

图1 钢柱垂直度校正

（5）钢柱的吊装应按照各施工段的安装顺序进行，及时形成稳定的单元体系。

（6）每根钢柱安装完毕后，应及时进行初步校正，并安装柱间支撑，以方便吊车梁和屋面钢梁的安装及后续构件的安装和校正。

（7）标定时应综合考虑轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素，各分项偏差值应满足设计和规范要求。在安装钢柱前，要先将安全环焊接好，再紧固梯子，最后清除污染物。

（8）一般钢柱会有一个临时的接连耳作为吊点，这个吊点的位置要居中，保证两边对称，才可以保证钢柱在吊装时处于一个垂直的状态。

2.4 钢结构吊装技术要点

（1）钢结构吊装前，需要做一些准备工作，将钢柱表面的污染物清洁干净，包括油渍、泥巴、尘土等杂物全部清除，并在合适的位置安装临时钢柱梯。

（2）吊装钢柱时要小心。仔细检查吊点、吊具和绳索，并系好风绳。同时，尽量将立柱中心与基础中心线和基础预埋螺栓对齐，争取将其一次对齐成功，提高安装效率。

（3）钢柱的垂直度调整可通过上风绳、手拉葫芦和下柱脚调整螺母同时进行。风绳以与倾斜方向相反的方向拉动钢柱体，同时将两个螺栓上的螺母沿倾斜方向升高，同时将两个螺栓上的螺母向相反方向降低。将钢柱的垂直度调整到合适的厚度，并拧紧基础所有预埋螺栓的上下螺母。柱底板的焊接在结构形成刚架单元后进行，垂直度和标高满足要求。

（4）柱间支架的安装应在校正钢柱的水平、轴线和垂直度后进行，并在保证立柱垂直度的情况下安装柱间支架。

（5）钢柱测量要求。立柱垂直度用光学经纬仪测量，采用三边搜索（一大边两小边）的方法。测量时切记不要测量侧面，还需要考虑阳光和温度的影响。

（6）钢柱的吊装均为单件整体吊装。钢柱本身重量和高度较大，吊装难度较大。钢柱吊装前，应重新测量基础预埋螺栓，安装下螺母，并准备好风绳、环链葫芦和千斤顶，用于钢柱安装后的定位和固定调整。由于钢柱的高度较大，钢柱安装到位后，在与其他构件连接之前，需要拉动电缆风绳进行临时稳定。

（7）钢柱上小梯的设置：钢柱安装前，应将小梯固定在钢柱上。吊装完成后，起重索具等结构件起吊时，方便人员可上下使用。施工完成后应拆除小梯，与结构的焊接点应打磨平整。H型钢柱截面（如图2所示）在有檩条支撑的位置，梯子挂在檩条支撑或牛腿位置，用铁丝或小钢丝绳与檩条支撑系结；H型钢柱截面在无檩条支撑的位置。在板上钻孔，利用孔将梯子挂在钢柱上，其他位置用铁丝或小钢丝绳捆绑固定。使用梯子时，应与自锁扣配合使用。

图2 H型钢柱段

（8）索风绳拉设：钢柱安装到位并临时固定后，拉索风绳。每根钢柱在纵向和横向拉动两根（共四根）索风绳。缆缠绕绳采用2T手拉葫芦张紧，缆缠绕绳采用Ф17.5mm钢丝绳。

（9）钢柱吊装吊耳的设置：本项目所有中心柱，由于柱体上没有墙支架或其他连接板，为防止吊装过程，可设置专用吊耳板，采用Q345B级钢材制作，应根据每根钢柱的重量进行设计，使用后应将吊耳板切断。本工程外缘带墙支撑的钢柱无需设置吊耳（如图3）。

图3 吊耳板形式示意图

3 钢结构吊装施工难点与解决措施

3.1 施工难点

在施工的过程中，发现一个难点，即在吊装钢梁时会出现不稳定的情况，因为钢梁跨度大，容易吊出平面。A1、A2、A3、A4，物流仓库，屋面钢架跨度大、高度高、构件重量重，需要合理选择起重机械，保证钢结构吊装施工的安全性和效率；本工程由于屋面钢柱数量较多，框架柱结构施工穿插，预埋要求高，施工难度较高。

3.2 保证钢结构吊装施工的解决方案

3.2.1 优化整体施工流程

针对本项目钢屋架的平面和立面布置，精心策划施工流程和部署，明确立土柱和钢屋架的施工搭接顺序，加强土建、钢结构、机电安装、设备专业单位之间的交流。制定完整的钢结构吊装施工方案和应急预案，确保工程工期、质量和安全符合要求；

3.2.2 钢结构吊装设备选型及安全措施

优化大型钢结构吊装设备选型。 编制详细的钢结构吊装施工方案，为钢结构吊装提供可靠的技术依据。施工方必须是具有专业资质的吊装作业团队，按专项施工技术方案实施，严格控制吊装质量，确保吊装安全。施工过程中，必要时使用汽车起重机进行吊装作业，并使用移动式攀爬车、脚手架、手拉葫芦等辅助施工。在焊接等重要部位部署工具式作业平台或专用脚手架，确保施工质量和施工安全。

3.2.3 钢柱基础施工

在准确测量定位之前，需要勘测现场实际情况，对钢柱上的关键点以及嵌入式框架进行精准设计。在这个过程中，可以利用多种技术手段，调整定位，优化设计。为了保证柱脚的稳定性，可以使用一些辅助措施。在现场，还需要进行一些框架柱和钢柱分段、分块吊装以及安装固定钢柱等工作，都必须严格按照施工要求来操作。

3.2.4 构件安装时的稳定性

为了本工程施工期间吊装的稳定性，结构自重荷载、温度荷载、风荷载作用下的结构变形和安全问题，以及施工荷载（如吊装机械）等，在结构整体或局部可靠性的作用下，必须对每个施工过程进行结构验证和分析，以指导和控制施工。可以建立一套行之有效的施工控制体系，来完全控制钢结构的整个施工阶段。

4 结束语

综上所述，这种钢结构体系具有成本低、工期短、外形美观等诸多优点，因此在我国得到广泛应用。在进行大跨度屋面钢结构吊装施工过程中，必须严格按照吊装技术和工艺流程进行施工。为了提高整体施工质量，需要相应的施工人员能够整合建筑钢结构施工的应用优势，做好前期工作。并能在吊装施工过程中选用科学合理的设备加强相应的工作。在具体的施工活动中，还要充分考虑钢结构施工的要点和难点，不断优化整个施工过程，切实提高整体施工质量，从而有效促进我国大跨度屋面的建设发展。