大跨度屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工要點(diǎn)

施 鋒

（上海華業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司，上海 200126）

鋼結(jié)構(gòu)作為建筑工程發(fā)展結(jié)構(gòu)體系的后起之秀，以其力學(xué)特性好、材質(zhì)均勻、輕便強(qiáng)度高、施工便捷等許多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在諸如體育館、工業(yè)廠房等很多大跨度現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用。與鋼筋混凝土、木質(zhì)等結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)通常由鉚釘將焊縫和螺栓連接起來(lái)。隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，大型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)難度也越來(lái)越大，加工、安裝精度越來(lái)越高，在鋼結(jié)構(gòu)施工中，吊裝工藝是確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件得以順利安裝的前提。因此，吊裝作業(yè)必須按照制定的安裝計(jì)劃，根據(jù)規(guī)定順序?qū)嵤阡摻Y(jié)構(gòu)安裝前期要做好萬(wàn)全準(zhǔn)備，其次，吊裝前應(yīng)對(duì)所有施工人員進(jìn)行技術(shù)交底與安全交底，以此確保吊裝作業(yè)開展順利推進(jìn)，從而促進(jìn)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)體系施工有條不紊地進(jìn)行。

1 工程概況

本項(xiàng)目為，A1號(hào)物流倉(cāng)庫(kù)、A2號(hào)物流倉(cāng)庫(kù)、A3號(hào)物流倉(cāng)庫(kù)、A4號(hào)物流倉(cāng)庫(kù)。倉(cāng)庫(kù)屋面坡度4%，抗震設(shè)防類別丙類，設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)地震分組第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05 g，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)，場(chǎng)地類別Ⅲ類，鋼結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)：四級(jí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年，耐火等級(jí)：一級(jí)。為了防止外露鋼構(gòu)件生銹，油漆涂裝做法如下：醇酸底漆厚60μm；兩道醇酸面漆厚共：65μm。

2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)工藝

2.1 鋼結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)的選擇

（1）吊點(diǎn)數(shù)量以及位置的確定，視鋼結(jié)構(gòu)的情況而定。鋼柱的形狀、長(zhǎng)短以及起重機(jī)性能都能影響吊點(diǎn)。若一項(xiàng)工程中，焊接的鋼結(jié)構(gòu)都很牢固且彈性很好，則可以采用正吊的方式，吊耳置于鋼柱頂部，鋼柱垂直，便于對(duì)位；也可以小角度懸掛，即在鋼柱上三分之一處放置單根鋼絲繩進(jìn)行吊裝，鋼柱傾斜懸掛就位。

（2）為了避免斜吊人工登高摘鋼絲繩的麻煩，可在鋼絲繩套處預(yù)先栓一根麻繩，當(dāng)起重機(jī)松開吊鉤時(shí)，搖動(dòng)松散的繩套，將吊鉤從下部滑下后取下。

（3）當(dāng)受起重機(jī)臂架長(zhǎng)度限制時(shí)，起吊點(diǎn)也可選斜吊在構(gòu)件上部長(zhǎng)1/3處。當(dāng)遇到細(xì)長(zhǎng)鋼柱的時(shí)候，可根據(jù)起重機(jī)配備和現(xiàn)場(chǎng)條件選擇合適的起吊方法，可單機(jī)吊裝，也可以二機(jī)吊裝鋼柱；還有一些特殊情況，針對(duì)超長(zhǎng)鋼柱，考慮其極容易變形等問(wèn)題，可以采用分割成兩個(gè)吊點(diǎn)來(lái)進(jìn)行起吊，必要時(shí)分成三個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝。

（4）使用鋼絲繩綁扎鋼柱時(shí)，則需要注意兩點(diǎn)：①在鋼柱的四個(gè)角處打角（半圓鋼管內(nèi)有角鋼），防止鋼絲繩被割斷；②在綁扎的結(jié)合點(diǎn)，為防止鋼柱局部壓力損壞，可加鋼板補(bǔ)強(qiáng)；還可以采用焊接吊耳的方式。

2.2 起吊方式的比較和確定

（1）旋轉(zhuǎn)方式：鋼柱運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，吊車一邊吊鉤一邊旋轉(zhuǎn)，使鋼柱繞柱腳旋轉(zhuǎn)，將其吊起。

（2）滑移方式：用單機(jī)或雙機(jī)吊起鋼柱，吊鉤使鋼柱腳滑動(dòng)，這種吊起鋼柱的方法被稱做為滑移法。同時(shí)，為了減少鋼柱腳與地面之間的摩擦力，需要采用滑行方式，在鋼柱腳下鋪用于滑行的軌道。

（3）本工程采用的安裝方式為，將所有鋼柱進(jìn)行吊裝：采用單機(jī)單點(diǎn)傾斜吊裝的方式，并結(jié)合旋轉(zhuǎn)方式和滑動(dòng)方式，進(jìn)行吊裝作業(yè)。吊點(diǎn)選在鋼柱上部1/3以上的位置。

2.3 吊裝過(guò)程控制

（1）先對(duì)相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行檢查復(fù)核，需要核對(duì)的指標(biāo)有：基礎(chǔ)的軸線位置、高度偏差、平面度、標(biāo)高，然后彈出各鋼柱基礎(chǔ)的十字中心基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)標(biāo)高，并在底部安裝調(diào)整螺母。

（2）檢查鋼柱的序號(hào)、中心基準(zhǔn)點(diǎn)、高差基準(zhǔn)點(diǎn)、吊點(diǎn)及表面損傷等情況，檢驗(yàn)報(bào)告合格后方可進(jìn)行吊裝。

（3）鋼柱采用汽車吊機(jī)吊裝。吊裝前，先進(jìn)行吊裝嘗試。吊裝時(shí)，應(yīng)安裝在基準(zhǔn)中心線處。同時(shí)，使用水平儀來(lái)控制高程。各點(diǎn)之間用軟質(zhì)材料保護(hù)鋼構(gòu)件，防止鋼構(gòu)件和鋼絲繩損壞。吊車邊鉤邊旋轉(zhuǎn)，使立柱繞立柱腳旋轉(zhuǎn)，直立。 鋼柱吊起后，首先對(duì)準(zhǔn)柱腳板孔。將螺栓預(yù)埋在基礎(chǔ)中，將其插入預(yù)埋螺栓中，旋轉(zhuǎn)動(dòng)臂使柱頭大致垂直，然后初步對(duì)齊。

（4）吊裝完成后，立即用經(jīng)緯儀等儀器校正鋼柱的垂直度和標(biāo)高，然后及時(shí)配合土建單位對(duì)柱腳進(jìn)行二次灌漿（如圖1）。

圖1 鋼柱垂直度校正

（5）鋼柱的吊裝應(yīng)按照各施工段的安裝順序進(jìn)行，及時(shí)形成穩(wěn)定的單元體系。

（6）每根鋼柱安裝完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初步校正，并安裝柱間支撐，以方便吊車梁和屋面鋼梁的安裝及后續(xù)構(gòu)件的安裝和校正。

（7）標(biāo)定時(shí)應(yīng)綜合考慮軸線、垂直度、標(biāo)高、焊縫間隙等因素，各分項(xiàng)偏差值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。在安裝鋼柱前，要先將安全環(huán)焊接好，再緊固梯子，最后清除污染物。

（8）一般鋼柱會(huì)有一個(gè)臨時(shí)的接連耳作為吊點(diǎn)，這個(gè)吊點(diǎn)的位置要居中，保證兩邊對(duì)稱，才可以保證鋼柱在吊裝時(shí)處于一個(gè)垂直的狀態(tài)。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)要點(diǎn)

（1）鋼結(jié)構(gòu)吊裝前，需要做一些準(zhǔn)備工作，將鋼柱表面的污染物清潔干凈，包括油漬、泥巴、塵土等雜物全部清除，并在合適的位置安裝臨時(shí)鋼柱梯。

（2）吊裝鋼柱時(shí)要小心。仔細(xì)檢查吊點(diǎn)、吊具和繩索，并系好風(fēng)繩。同時(shí)，盡量將立柱中心與基礎(chǔ)中心線和基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓對(duì)齊，爭(zhēng)取將其一次對(duì)齊成功，提高安裝效率。

（3）鋼柱的垂直度調(diào)整可通過(guò)上風(fēng)繩、手拉葫蘆和下柱腳調(diào)整螺母同時(shí)進(jìn)行。風(fēng)繩以與傾斜方向相反的方向拉動(dòng)鋼柱體，同時(shí)將兩個(gè)螺栓上的螺母沿傾斜方向升高，同時(shí)將兩個(gè)螺栓上的螺母向相反方向降低。將鋼柱的垂直度調(diào)整到合適的厚度，并擰緊基礎(chǔ)所有預(yù)埋螺栓的上下螺母。柱底板的焊接在結(jié)構(gòu)形成剛架單元后進(jìn)行，垂直度和標(biāo)高滿足要求。

（4）柱間支架的安裝應(yīng)在校正鋼柱的水平、軸線和垂直度后進(jìn)行，并在保證立柱垂直度的情況下安裝柱間支架。

（5）鋼柱測(cè)量要求。立柱垂直度用光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)量，采用三邊搜索（一大邊兩小邊）的方法。測(cè)量時(shí)切記不要測(cè)量側(cè)面，還需要考慮陽(yáng)光和溫度的影響。

（6）鋼柱的吊裝均為單件整體吊裝。鋼柱本身重量和高度較大，吊裝難度較大。鋼柱吊裝前，應(yīng)重新測(cè)量基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓，安裝下螺母，并準(zhǔn)備好風(fēng)繩、環(huán)鏈葫蘆和千斤頂，用于鋼柱安裝后的定位和固定調(diào)整。由于鋼柱的高度較大，鋼柱安裝到位后，在與其他構(gòu)件連接之前，需要拉動(dòng)電纜風(fēng)繩進(jìn)行臨時(shí)穩(wěn)定。

（7）鋼柱上小梯的設(shè)置：鋼柱安裝前，應(yīng)將小梯固定在鋼柱上。吊裝完成后，起重索具等結(jié)構(gòu)件起吊時(shí)，方便人員可上下使用。施工完成后應(yīng)拆除小梯，與結(jié)構(gòu)的焊接點(diǎn)應(yīng)打磨平整。H型鋼柱截面（如圖2所示）在有檁條支撐的位置，梯子掛在檁條支撐或牛腿位置，用鐵絲或小鋼絲繩與檁條支撐系結(jié)；H型鋼柱截面在無(wú)檁條支撐的位置。在板上鉆孔，利用孔將梯子掛在鋼柱上，其他位置用鐵絲或小鋼絲繩捆綁固定。使用梯子時(shí)，應(yīng)與自鎖扣配合使用。

圖2 H型鋼柱段

（8）索風(fēng)繩拉設(shè)：鋼柱安裝到位并臨時(shí)固定后，拉索風(fēng)繩。每根鋼柱在縱向和橫向拉動(dòng)兩根（共四根）索風(fēng)繩。纜纏繞繩采用2T手拉葫蘆張緊，纜纏繞繩采用Ф17.5mm鋼絲繩。

（9）鋼柱吊裝吊耳的設(shè)置：本項(xiàng)目所有中心柱，由于柱體上沒(méi)有墻支架或其他連接板，為防止吊裝過(guò)程，可設(shè)置專用吊耳板，采用Q345B級(jí)鋼材制作，應(yīng)根據(jù)每根鋼柱的重量進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用后應(yīng)將吊耳板切斷。本工程外緣帶墻支撐的鋼柱無(wú)需設(shè)置吊耳（如圖3）。

圖3 吊耳板形式示意圖

3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工難點(diǎn)與解決措施

3.1 施工難點(diǎn)

在施工的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)難點(diǎn)，即在吊裝鋼梁時(shí)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因?yàn)殇摿嚎缍却螅菀椎醭銎矫妗1、A2、A3、A4，物流倉(cāng)庫(kù)，屋面鋼架跨度大、高度高、構(gòu)件重量重，需要合理選擇起重機(jī)械，保證鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的安全性和效率；本工程由于屋面鋼柱數(shù)量較多，框架柱結(jié)構(gòu)施工穿插，預(yù)埋要求高，施工難度較高。

3.2 保證鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的解決方案

3.2.1 優(yōu)化整體施工流程

針對(duì)本項(xiàng)目鋼屋架的平面和立面布置，精心策劃施工流程和部署，明確立土柱和鋼屋架的施工搭接順序，加強(qiáng)土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝、設(shè)備專業(yè)單位之間的交流。制定完整的鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工方案和應(yīng)急預(yù)案，確保工程工期、質(zhì)量和安全符合要求；

3.2.2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝設(shè)備選型及安全措施

優(yōu)化大型鋼結(jié)構(gòu)吊裝設(shè)備選型。 編制詳細(xì)的鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工方案，為鋼結(jié)構(gòu)吊裝提供可靠的技術(shù)依據(jù)。施工方必須是具有專業(yè)資質(zhì)的吊裝作業(yè)團(tuán)隊(duì)，按專項(xiàng)施工技術(shù)方案實(shí)施，嚴(yán)格控制吊裝質(zhì)量，確保吊裝安全。施工過(guò)程中，必要時(shí)使用汽車起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)，并使用移動(dòng)式攀爬車、腳手架、手拉葫蘆等輔助施工。在焊接等重要部位部署工具式作業(yè)平臺(tái)或?qū)Ｓ媚_手架，確保施工質(zhì)量和施工安全。

3.2.3 鋼柱基礎(chǔ)施工

在準(zhǔn)確測(cè)量定位之前，需要勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)鋼柱上的關(guān)鍵點(diǎn)以及嵌入式框架進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在這個(gè)過(guò)程中，可以利用多種技術(shù)手段，調(diào)整定位，優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了保證柱腳的穩(wěn)定性，可以使用一些輔助措施。在現(xiàn)場(chǎng)，還需要進(jìn)行一些框架柱和鋼柱分段、分塊吊裝以及安裝固定鋼柱等工作，都必須嚴(yán)格按照施工要求來(lái)操作。

3.2.4 構(gòu)件安裝時(shí)的穩(wěn)定性

為了本工程施工期間吊裝的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)自重荷載、溫度荷載、風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)變形和安全問(wèn)題，以及施工荷載（如吊裝機(jī)械）等，在結(jié)構(gòu)整體或局部可靠性的作用下，必須對(duì)每個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)證和分析，以指導(dǎo)和控制施工。可以建立一套行之有效的施工控制體系，來(lái)完全控制鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工階段。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，這種鋼結(jié)構(gòu)體系具有成本低、工期短、外形美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行大跨度屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照吊裝技術(shù)和工藝流程進(jìn)行施工。為了提高整體施工質(zhì)量，需要相應(yīng)的施工人員能夠整合建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，做好前期工作。并能在吊裝施工過(guò)程中選用科學(xué)合理的設(shè)備加強(qiáng)相應(yīng)的工作。在具體的施工活動(dòng)中，還要充分考慮鋼結(jié)構(gòu)施工的要點(diǎn)和難點(diǎn)，不斷優(yōu)化整個(gè)施工過(guò)程，切實(shí)提高整體施工質(zhì)量，從而有效促進(jìn)我國(guó)大跨度屋面的建設(shè)發(fā)展。