夏傳濤 劉 晶 龔 軍 張建國 楊路路 許 里
(中建七局第二建筑有限公司 230000)
近年來,隨著我國工業經濟的迅速發展,工業廠房數量越來越多。鋼結構因其具有自重輕、抗震能力好、節能環保、施工速度快等特點,被廣泛應用于各類工業廠房建設中。而吊裝施工是鋼結構施工的主要方式,廣泛應用于鋼結構廠房施工。由于不同廠房的功能需求不同,因此廠房結構及形式各異,這就給廠房鋼結構吊裝施工帶來了很多挑戰。因此,加強廠房鋼結構施工質量及安全控制不僅直接關系到廠房施工質量,還關系到其能否順利發揮使用功能。基于此,本文基于多年施工管理實踐經驗,從事前控制、事中控制和事后控制,多角度探討如何提高廠房鋼結構吊裝施工質量及安全。
廠房鋼結構施工質量安全控制分為事前控制、事中控制和事后控制。其中,事前控制主要是做好各類施工準備工作,如場地“三通一平”、鋼構件進場及質量檢測、施工驗算、施工方案制定、吊裝機械設備及參數選擇、勞動力配備等;事中控制主要是加強吊裝施工過程的質量安全控制,確保構件能夠安全、準確地吊裝到位;事后控制主要是指對吊裝就位后的構件進行焊接、拼裝、調正等[1]。
在廠房鋼結構吊裝施工中,構件的受力狀態和使用階段完全不同,有的甚至會出現和使用階段截然不同的受力狀態,為了保障廠房鋼結構構件在吊裝施工過程中的質量安全,確保構件不會因吊裝施工而發生開裂、傾覆甚至斷裂風險,對于一些重要構件,如大型預制柱、鋼屋架等,在吊裝施工前需要進行受力驗算。
鋼結構吊裝施工驗算主要是為了復核在吊裝施工過程中重要構件關鍵節點、關鍵斷面受力情況。例如,需要驗算預制柱吊裝過程中上柱根部、吊點處及下柱這些斷面的抗彎強度、抗剪強度是否超過了構件允許值;而在進行鋼屋架吊裝前,需要根據屋架吊裝方案針對性地復核下弦各節點的抗拉強度和和抗裂性能是否在構件允許范圍內,否則就需要進行配筋上的處理,以提高構件在吊裝施工過程中的可靠性,防止吊裝施工導致構件出現裂縫,影響鋼結構的正常使用[2]。
合理選擇吊裝施工設備不僅可以提高廠房鋼結構吊裝施工工效,還能提高施工質量安全可靠度。廠房鋼結構吊裝施工設備選擇主要包括起重機類型,型號及起重臂長,起重機數量等三大方面。
起重機是廠房鋼結構吊裝施工的主要機械設備,要結合廠房跨徑、擬吊裝構件的實際重量、吊裝高度、現場施工條件等因素綜合選擇起重機;一般來說,自行式起重機常用于一些中小型鋼結構廠房吊裝施工中,塔式起重機則常用于跨徑和高度都比較大的鋼結構廠房吊裝施工。在選定起重機類型之后,需要根據起重重量、高度、半徑等參數來選擇起重機的具體型號和起重臂長。對于需要幾臺起重機械則要根據不同鋼結構廠房項目實際的工程量大小、工期長短、起重機工效等來綜合確定[3]。
廠房鋼結構吊裝構件主要有柱、吊車梁、屋架、天窗架、模條、支撐、墻架等[2]。在各吊裝施工之前需要根據吊裝構件的具體形式、尺寸、重量、吊裝高度選擇不同的吊裝機械、制定不同的吊裝施工方案,這樣才能既保證施工質量安全,又確保經濟合理。
廠房鋼結構吊裝施工方案主要包含兩大方面的內容,一是確定吊裝順序,二是確定不同構件的吊裝方法。結構上的吊裝順序一般為先下后上,即先吊裝鋼柱、再吊裝吊車梁、最后才是鋼屋架,而每個構件的吊裝順序基本涵蓋了綁扎、扶直、就位、吊升、對位、臨時固定、校正、最后固定等這些步驟[4]。
對吊裝方法的選擇主要根據擬吊裝構件來確定。例如,鋼柱采用的吊裝方法主要有旋轉吊裝法、滑行吊裝法、雙機抬吊法等;吊車梁則多采用自行式起重機、輪式起重機、塔式起重機、桅桿式起重機等吊裝;而鋼屋架可用自行起重機、履帶式起重機、塔式起重機和桅桿式起重機等進行吊裝[3]。
加強施工過程中的管控是確保廠房鋼結構吊裝施工質量的關鍵。在實際施工中,不僅需要安排專職技術人員和專職安全人員在現場指揮起重機操作人員進行吊裝施工作業,還要有測量監控人員對大型構件吊裝過程中關鍵節點進行監控量測,以確保安裝誤差在允許范圍內。例如,在進行廠房鋼結構鋼屋架吊裝施工時,由于吊裝物的跨度大、吊裝高度高、側向剛度小,為了確保鋼屋架在吊裝過程中保持穩定、不發生搖擺及和其他構件發生碰撞,不僅要合理選擇吊裝施工機械設備及參數,做好吊裝前的臨時加固措施,還要加強對吊裝施工過程的質量安全把控,保證鋼屋架在吊裝過程中的穩定性,確保吊裝能準確到位。
把廠房鋼構件吊裝到位后,需要對構件進行臨時固定,然后進行校正,矯正無誤后進行最后的固定,這些都屬于吊裝后質量安全控制工作。例如,在鋼構件吊裝就位臨時固定后,首先要檢查各連接部件的質量。對于鋼屋架要檢查跨中相對兩個支座中心面的垂直度及屋架受壓弦桿相對于屋架豎向面的側面彎曲是否在允許范圍內,以檢驗屋架能否處于受力穩定狀態。此外,還需要記錄屋架支座標高、跨中撓度大小、軸線偏位情況。待各項指標檢驗完成滿足規范要求后才可對鋼屋架進行永久性固定施工。
綜合以上,廠房鋼結構吊裝施工工藝復雜,吊裝施工過程質量安全控制非常重要。若控制不當有可能會導致鋼構件在吊裝過程中出現開裂、損傷、傾覆甚至斷裂風險。為了保障廠房鋼結構吊裝施工質量安全,提升廠房鋼結構施工質量和有效性,需要安排專職技術人員和專職安全人員從事前、事中、事后多角度,全方位對鋼構件吊裝施工進行質量安全控制。