大跨度鋼結構屋面吊裝施工技術

何鴻儒

中核四0四有限公司 甘肅嘉峪關 735100

隨著中國經濟的迅速發展，建筑產業化迅速升級，鋼結構成為建筑行業中崛起的新秀。鋼結構工程項目迅速增加，特別是大噸位、大跨度鋼結構的投入使用，使得鋼結構單根大噸位構件吊裝和鋼結構整體吊裝施工技術在鋼結構施工中獲得越來越廣泛的應用。同時，吊裝施工技術是應用最為廣泛的一種鋼結構施工技術，越來越多的吊裝施工問題日益凸顯出來。

1 大跨度鋼結構的特點

鋼結構是土木工程結構的后起之秀，許多大跨度的現代化空間結構都以鋼結構為主體。與鋼筋混凝土結構、砌體結構、木結構建筑不同，鋼結構建筑通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁，鋼柱和鋼桁架等構件組成，一些鋼結構建筑還包含有鋼絞線、鋼絲繩等。鋼結構一般采用焊縫、螺栓和鉚釘連接。由于材質均勻、力學性質好、輕質高強、加工間便、施工速度快，鋼材廣泛應用于單層工業廠房、體育館等大跨度結構中。鋼結構的單層工業廠房通常由擦條、天窗、屋架、托架、柱、吊車梁、制動梁（桁架）、各種支撐及墻架等構件組成。這種結構的特點是：結構輕盈，外荷載主要由平面承重結構承擔，縱向荷載由支撐承受和傳遞。常見的平面承重結構有橫梁與柱剛接的門式鋼架和橫梁與柱交接的排架[1]。

鋼網架結構是主要的空間結構形式之一，主要用作體育館、展覽館、俱樂部、影劇院、食堂、會議室、候車廳、飛機庫和車間等的屋蓋結構。鋼網架結構根據外形可以分為平板網架和曲面網架。通常情況下，平板網架簡稱為網架，曲面網架簡稱為網殼。網架結構具有三向受力的特點，工業化程度高、自重輕、穩定性好、外形美觀的特點；而網殼結構具有通透性好、建筑空間大、用材省的優點。

2 大跨度鋼結構屋面吊裝方法選擇

通過對前人施工經驗的總結，根據各個構件吊裝的先后順序，可以分為以下三種吊裝方法：

2.1 節間吊裝法

起重機械從廠房的一端開往另一端，在一次開行中依次按順序完成每一個節間的所有構件的吊裝工作，即從頭到尾一個節間一個節間的施工，先將第一個節間的柱子、柱間支撐、連續梁、吊車梁、走道板、鋼托架、屋面梁（屋架）、擦條、天窗架、屋面板、墻面板等全部安裝完畢，再進行相鄰的下一個節間的施工，直到做完整個廠房的所有節間。

該施工方法的優點是：吊裝完一個節間再吊裝下一個節間，機械從頭到尾開行完，整個廠房即施工完畢，機械開行路程短、施工空間大；吊裝一個節間，校正一個節間，能及時發現構件的制作誤差；吊裝完的節間整體性好，有一定的抗風、抗震能力，不容易發生傾覆。

但是該施工方法同樣存在著一些缺點：施工時需用起重能力大的機械完成所有構配件的吊裝工作，如柱子、鋼梁、擦條、屋面板等，一方面吊具、鎖具更換頻繁，準備工作復雜，另一方面起重機械使用效率不高，容易造成經濟上的浪費；將所有的構件全部準備好并堆放在某一節間，一來不利于構配件的流水加工和施工，二來施工現場容易變得雜亂；最后，各構件的校正工作比較瑣碎，容易混淆出錯。所以，此方法適用于回轉式桅桿進行吊裝[2]。

2.2 分件吊裝法

將不同類構件分批次吊裝，一類構件全部吊裝完后再進行下一類構件的吊裝；例如，起重機第一遍開行的時候將所有的預制柱全部吊裝完畢，待柱子校正、灌漿固定后，再完成所有的柱間支撐吊裝完畢，然后再完成所有吊車梁的吊裝，最后再進行屋面梁的吊裝，之后依次完成屋面擦條、屋面板等的吊裝。

該方法的優點是：在一次開行中僅吊裝一類構件，操作比較簡單，校正比較方便，能滿足預制柱固定需要的時間，施工效率高；在某一段時間內僅吊裝某一類構件，便于合理安排構件的進場供應，方便管理。

該方法的缺點是：起重機需要開行數遍才能完成全部吊裝工作，機械臺班費比較高；施工中未完成結構不能形成一個穩固的整體，剛度差，抗傾覆能力差。

2.3 綜合吊裝法

主要從施工效率和未完成結構抗傾覆能力的角度考慮，將節間吊裝法和分件吊裝法結合使用。先將柱頭以下部分的構件按分件吊裝法吊裝，即將柱子吊裝、校正，待二次灌漿強度達到70%以后，再完成所有柱間支撐的吊裝，然后再完成所有吊車梁的安裝，之后再完成所有鋼屋面梁的吊裝。最后，用節間吊裝法，逐節間地完成每個節間的擦條、天窗架、屋面板等所有屋面構件的安裝。施工時最好使用兩臺起重能力不同的起重機，一臺吊裝重量大的預制柱、吊車梁、托梁、屋面梁、屋架等構件，一臺吊裝重量較小的柱間斜撐、走道板、地梁、墻梁等構件[3]。

該方法要求工程管理者具有一定的施工經驗，才能合理規劃施工步驟，組織安排施工流水，博采眾長、揚長避短，既避免了節間吊裝法施工繁瑣的缺點又避免了分件吊裝法開行路經常、結構整體性不好的缺點，一方面最大限度的發揮了起重機的效率，另一方面縮短了開行路線、縮短了工期，因此這種施工方法在生產實踐中應用最為廣泛。

3 屋面鋼梁吊裝施工

屋面梁吊裝的施工步驟為：牛腿柱頂水平標高調整、屋面梁縱橫軸線復測、鋼梁彈線、溜繩綁扎、鋼梁綁扎、起吊、就位、臨時固定、校正、最后固定。同棍鋼屋面梁吊裝施工時從廠房的一端向另一端循序進行，同棍之間先吊裝高的后吊裝低的。正式吊裝之前要進行試吊裝，將鋼梁吊至地面以上20cm處時停止上升，靜置一會兒，觀察鋼絲繩和鋼梁的變形，如果鋼絲繩沒有發生明顯的斷絲、拉長等情況，鋼梁沒有發生明顯的彎曲、吊點處翼緣板沒有發生明顯的翹曲變形或裂縫，便可正式開始吊裝。將屋面梁提升直至預安裝支座以上20cm的高度處時停止上升，緩慢平移至支座正上方，平穩下降至支座處，就位安裝。

4 結語

綜上所述，通過各部門的密切配合與寫作，大跨度工業廠房鋼結構的安裝施工滿足要求后，從材料品質、零部件加工、焊接，到施工管理、工序設計，再到每一個環節的監督檢驗，都需要嚴格把關。而且，質量達到相關標準，受到建設單位及其它部門的認可。