钢结构劲性柱安装施工技术

摘要：钢结构劲性柱安装施工安全性决定着建筑整体结构的安全性，在建筑施工中具有重要作用。基于此，对钢结构劲性柱安装施工技术展开进一步研究。选取预埋基座，做好施工基础安全工作；吊装钢梁，保证钢梁施工安全性；合理分段安装钢结构劲性柱，提高施工安全质量指数；校正劲性柱，实现钢结构劲性柱的安全安装。采用实例分析的方式，验证新技术的施工安全性更高，具有较高的推广价值。

关键词：钢结构；劲性柱；安装施工；吊装

0 引言

从建筑行业发展来看，钢结构作为建筑主要结构之一，其应用的安全性对于高层建筑的稳定施工具有重要意义[1]。钢结构的生产往往采用数控机床设备，产品精密度较高，强度较高，相关性能更加齐全。在现代化技术的加持下，钢结构的机械化水平更高，钢结构的生产工艺逐渐成熟[2]。

劲性柱是将钢结构与混凝土相结合的建筑结构，在钢结构外包裹混凝土组合构建，其既具有混凝土的功能，又具有钢结构的优点，可使建筑结构更加稳定[3]。相比于普通钢结构而言，钢结构劲性柱的承重性更好，施工效果更佳。

对于大型建筑结构而言，采用此种结构不仅有利于节约空间，还可使建筑结构更加稳定。但由于现场施工环境的限制，安装人员的操作技术和经验等因素，可能导致劲性柱安装误差超差，影响劲性柱的承载能力和稳定性[4]。基于此，本文对钢结构劲性柱安装施工技术进行研究，优化传统安装技术，以保证建筑的施工安全性。

1 钢结构劲性柱安装关键技术

1.1 预埋基座安装

1.1.1 预埋基座选择

基座预埋包括锚栓、钢板以及短型短柱的组合结构。预埋基座具体截面、长度、质量情况需要视情况加减，以使基座适应建筑施工条件。

在预埋基座施工之前，需要保证正常的作业条件[5]。预埋件的锚栓埋设精度需要牢牢把控，对锚栓的轴线、标高伸出长度尽心审查与验收。对于出现形变的预埋件需要更换或修正。

1.1.2 混凝土振捣

锚栓预埋件的水平偏差是影响后续安装的关键，在预埋件安装过程中，需要进行混凝土振捣处理。混凝土振捣是指在混凝土浇注后，通过机械振动将混凝土内部的空气和水分排出，使混凝土密实、均匀，提高混凝土的强度和耐久性。

为防止锚栓跑位，振捣混凝土时不能卡在钢筋上振捣，需要专人测量及时调整，以保证基座的预埋稳定效果。振捣器应在混凝土表面上平移，以确保混凝土内部的空气和水分被充分排出。对于较厚的混凝土，应进行多次振捣，以确保混凝土内部的空气和水分被充分排出。振捣时间不少于30s，频率在120次/min左右。振捣操作应从混凝土的边缘开始，逐渐向中心移动。在振捣过程中，应注意不要让振捣器接触到钢筋或模板，以免损坏振捣器或混凝土表面。

1.1.3 预埋基座安装验收

在预埋件安装时，需要将预埋件放入预先钻好的孔内，并进行调整和定位。通过使用专业的调整工具，如液压千斤顶等，确保预埋件的位置和角度符合设计要求。同时还需要注意预埋件的垂直度和水平度，以确保其稳定性和承载能力。在预埋件安装完成后，需要对其进行固定，常见的固定方式有焊接、螺栓连接等。在进行固定时，需要注意连接点的质量和强度，确保预埋件与基础之间的连接牢固可靠。

预埋基座安装完成后，需要进行安装验收。验收时需要检查预埋件的尺寸精度、位置、角度、垂直度、水平度等，以确保其符合设计和安装要求。同时，还需要进行质量检验，检查连接点的质量和强度，并且进行防腐处理。如果发现问题，需要及时进行修正或更换，直到达到要求为止。

1.2 钢梁吊装

1.2.1 准备工作

预埋基座选取并安装好之后，需要吊装钢梁。在钢梁吊装过程中，需要在四周搭建低于整体梁面2.0m左右的作业平台。将每一个需要吊装的钢梁在地面上焊接平整后，开始准备钢梁吊装。在吊装点区域需要放置垫块，在保证施工安全的前提下，避免吊绳的损伤[6]。

在钢梁吊装之前，需使用相关仪器对钢梁各段情况进行分析，如果其可以保持在同一水平面上，说明钢梁的垂直度与正直度符合施工需求。相反，如果钢梁各段不能保持在同一水平面上，则说明钢梁的垂直度与正直度不符合施工需求，需要进行校正与调整。

1.2.2 吊装钢梁要点

在钢梁上安装好吊环和吊钩，并将吊钩连接到起重机的钢丝绳上。将起重机移动到适当的位置，使钢丝绳垂直于钢梁。在提升钢梁时，需要注意钢梁的平衡和稳定，以避免发生意外事故。

在劲性柱上设置支撑架，用于支撑钢梁。支撑架应该与劲性柱安装牢固，以确保钢梁的稳定。调整钢梁的位置，使其与劲性柱对齐，并使用螺栓将钢梁与劲性柱连接在一起。在连接过程中，需要检查连接是否牢固，如果需要，进行调整和修正。

在吊装钢梁的整个过程中，需要认真操作，并严格遵守安全规定，以确保工人和设备的安全。在吊装钢梁时，需要使用专业的吊装设备和工具，并对吊装设备和吊点进行检查和维护，避免出现故障和事故。同时，需要对施工现场进行管理和监控，确保施工安全和质量。只有这样，才能保证吊装钢梁的安全和可靠性，提高建筑结构的稳定性和耐久性。

1.2.3 清理与整理

在完成钢梁的安装后，需要及时拆除支撑架和吊装设备，并对工作现场进行清理和整理。首先，需要将吊装设备和工具归位，避免造成杂乱和安全隐患。其次，要对施工现场进行清理，包括清理工作区域和周围环境的垃圾和杂物，清理施工材料和废弃品。最后，还需要对钢梁进行质量检查，确保其符合设计和安装要求。

1.3 钢结构劲性柱安装

1.3.1 分析建筑主体结构

在安装钢结构劲性柱前，需要对建筑主体结构进行分析，确定核心框架和外围钢框架的安装基础标高。地下室部分的劲性柱安装基础标高一般在-0.05m左右，而外围钢框架的安装基础标高在-0.05～23.4m范围内。

1.3.2 布置劲性柱并选择塔机

应根据塔机的实际情况进行布置，并对塔机的实际作业范围和起重能力进行分析，以确保安装施工的安全性。在卸货工况符合实际施工条件的情况下，对劲性柱进行合理的分段布置，按照标准安装参数进行分段安装。要确保每个劲性柱段的安装精度和稳定性，避免因单个劲性柱长度过长或质量过大而出现安全事故。

1.3.3 采取安全措施并监测安装质量

安装过程中，需要采取相应的安全措施和监测手段，及时发现和解决潜在的安全问题。例如，在安装劲性柱过程中，需要对劲性柱稳定性和安装精度进行监测和检查，确保其符合设计和安装要求。同时，还需要对施工现场进行管理和监控，确保施工安全和质量。

1.4 劲性柱校正

为了提高安装精度和稳定性，本文采用缆绳校正的方法。将缆绳调节到劲性柱最大垂直尺度，然后在基座和钢梁的连接板之间打入楔铁，通过调整楔铁的深度，对劲性柱进行微调或大调。经过校正后，使用高强度螺栓将劲性柱固定，并使用电焊将连接板焊实，以提高劲性柱的稳定性。

1.5 质量与安全保障措施

在施工现场，需要重点关注劲性柱的安全起重量和起重浮动系数。安全起重量是指钢结构劲性柱在安装过程中所能承受的最大重量，而起重浮动系数则是指在劲性柱安装过程中，起重机吊装的浮动情况。这两者之间成反比，即劲性柱的安全起重量越高，则起重浮动系数越低。钢结构劲性柱安全质量施工指数越高，施工安全质量也就越高。

安装过程中，需要采取合理的措施和方法，确保劲性柱的安装精度和稳定性，保障施工的安全质量。例如，可以对起重机进行调整和优化，避免起重浮动系数过大；及时对施工现场进行清理和整理，确保安装环境干净、整洁、无障碍物等。

2 实例应用

为了验证本文设计的施工技术是否具有实用效果，本文以X工程为例，对上述施工技术进行实例分析验证。

2.1 工程概况

X工程是一座公寓楼，地下2层，地上10层，属于小高层，总体建筑面积约42457m2，整体建筑结构长度与200m。在X工程中的结构架空区域采用钢结构劲性柱的安装形式，架空层的设计标高在10.45～13.42m的范围内，劲性柱的最大截面积为1500～1500mm，劲性梁的最大横截面积为2500mm×700mm。

整体钢结构劲性柱为“=”形式，劲性梁呈“土”字型，吊装难度较大，需要分期进行施工。受到外围钢结构的应力环境，钢结构劲性柱施工条件恶劣。利用本文设计的施工技术，按照预埋基座→吊装钢梁→安装钢结构劲性柱→校正劲性柱的流程进行施工，在降低安装难度的前提下，保证施工安全质量。

2.2 安全质量评价方法

施工完成后，需对其进行安全质量评价，施工安全质量指数计算公式如下：

（1）

式中：Asg为施工安全质量指数；Zms为施工指标；Mma为施工总质量。计算出安全质量指数之后，即可进行下一步分析。

在上述条件下，本文随机选取10个钢结构劲性柱安装试件，并对其编号为GJ_1～10。利用式（1）计算出实际施工安全质量指数，并将传统钢结构劲性柱安装施工技术的施工安全质量指数，与本文设计的钢结构劲性柱安装施工技术的施工安全质量指数进行对比。

2.3 具体应用结果对比

具体应用结果对比如表1所示。从表1可以看出，本文选取钢结构劲性柱安装试件为GJ_1～10，每个安装试件均具有一个施工安全质量指数，各个安全指数不同，但每个安全质量指数均超过0.850的合格标准。

安全质量指数在0.850左右，说明试件安装质量在合格标准；安全质量指数在0.900左右，说明试件安装质量在良好标准；安全质量指数在0.950左右，则说明试件安装质量在优秀标准；当安全质量指数达到1.000时，则说明试件安装质量在完美标准。

从表1可以看出，采用传统钢结构劲性柱安装施工技术的施工安全质量指数较低，与实际安全质量指数差距较大，甚至GJ_1、GJ_9试件安全质量指数低于标准要求的0.850。大部分安装试件的安全质量指数均低于实际安全质量指数，仅有GJ_4超过了实际安全质量指数。因此说明，使用传统钢结构劲性柱安装施工技术，安装质量不佳，安全性随之下降。

本文设计的钢结构劲性柱安装施工技术的施工安全质量指数较高，均超过实际安全质量指数，大部分安全质量指数可以超过0.950的优秀标准，甚至GJ_6、GJ_10试件的安全质量指数达到了1.000的完美标准，施工安全质量较高。由此说明，使用本文设计的钢结构劲性柱安装施工技术，安全性较高，具有一定的实用价值。

3 结束语

为提高建筑的安全性和稳定性，本文通过预埋基座、吊装钢梁、安装钢结构劲性柱、校正劲性柱等步骤，对钢结构劲性柱的安装进行详细的优化设计。同时，本文还通过实例分析的方式，对新施工技术的安全性和稳定性进行了评估，并得出了新施工技术施工安全性更佳的结论，为钢结构劲性柱的安装提供了重要参考。本研究对于提高建筑安全施工水平、降低事故发生率具有积极的促进作用。

参考文献

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[3] 王自伟，冀智，高树栋，等.国家速滑馆屋面结构球铰支座施工技术[J].施工技术（中英文），2022，51（2）：1-3+10.

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