大跨度鋼結構廠房吊裝施工方案及質量控制分析

張佩先

中國二冶集團湖南分公司 湖南 長沙 410000

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，廠房工程項目也隨之增多，規模不斷地擴大，鋼結構已經成為廠房工程結構設計中的主流形式，有著極大的優勢，需要予以高度重視，不容忽視。大跨度鋼結構廠房施工并不是一項簡單的工作，其涉及到多方面內容，具有一定的復雜性，要實施系統化管控。應當根據實際情況來制定適宜的施工方案，把控好每一項施工工序，不可忽視細節部分的處理，以保障大跨度鋼結構廠房吊裝施工質量。與此同時，還應當采取有效的質量措施來加以把控，引入先進技術，使用現代化設備，促進大跨度鋼結構廠房工程的可持續發展。

1 大跨度鋼結構廠房安裝工藝

大跨度鋼結構廠房安裝工藝，主要包括了以下幾種：第一種是高空散裝。指的是在設計位置上直接進行小拼單元、散件拼裝，常見的方式有兩種，一種是全支架法，另一種是懸挑法。前者主要適用于散件拼裝，后者則適用于高空中小拼單元的拼裝。無需使用大型吊裝設備，但由于要進行高空作業，所以還需要準備大量支架及相關設備；第二種是分條安裝，指的是將結構分成條狀，再使用起重設備進行吊裝，升至高空設計位置再將其連成一個整體。大部分的拼裝、焊接施工都于地面完成，有利于節省拼裝支架的時間，同時也能夠保障施工質量。適用于一些分割成安源之后仍然有著較好剛度，而且自身幾何尺寸不變的結構施工中；第三種是整體提升施工法。該方法是在地面整體拼裝結構之后，再使用起重設備，將該結構逐步升至設計位置進行安裝。其包含了三種方式，一種是整體頂升，一種是整體提升，另一種是整體吊裝。前兩者較為相似，只是提升設備位置不同，提升是將起重設備放在結構上方，頂升是將支柱作為滑道，在結構下面安裝千斤頂。對于一些中小型空間網絡結構，則更適合使用整體吊裝，使用大型起重機來進行高空平移安裝；第四種方式是滑移安裝。指的是先將滑軌上單條滑移至設計位置，安裝于結構單元，然后再拼接成整體。一般是架空作業，不會太過影響建筑物內部施工，也不需要使用較大的起重機設備、牽引設備[1]。

2 工程概況

某大跨度鋼結構廠房長度和寬度分別為185米和56米，低跨部分兩側均為11米，柱和柱的距離以7米為標準。廠房柱結構采用的是Q345A鋼，需使用高強螺栓進行連接以形成完整的結構體系。在大跨度鋼結構廠房吊裝施工中，橋式單梁吊車是重要施工設備，一共有兩臺五噸的橋式單梁吊車，四臺兩噸的橋式單梁吊車。

3 大跨度鋼結構廠房吊裝施工方案

3.1 預埋地腳螺栓

插入式方式來安裝鋼柱的時候，需要控制好其底板標高，使用適量的螺母來調節和控制鋼柱腳，使之保持平穩。要利用微膨脹C30細石混凝土來填筑柱底板下50毫米位置。在預埋地腳螺栓的時候，應當嚴格按照施工流程來執行作業，先要根據工程的施工要求和實際情況，來選擇適宜型號的地腳螺栓，然后做好測量放線工作，確定軸線，再安裝好定位板，配套螺栓組，進行地腳螺栓固定作業，需通過錨栓來提高其穩定性，最后進行澆筑施工。要做好材料質量驗收工作。在地腳螺栓進場之前，要做好質量驗收工作，不僅要檢查地腳螺栓的出廠合格證書，還要確保其尺寸、規格、數量符合實際施工要求，只有達到質量標準的地腳螺栓才能進入施工現場，并且要將其分類堆放好，可做好相應的標識，以免后續施工中誤用。在安裝定位板的時候，要充分認識到定位板的作用，其能夠精準把控螺栓的安裝位置，使之安裝更加精準，因此需要按照設計要求來制作定位板，并進行復核，確定好定位板螺栓孔的分布位置，如若復核無誤就可以劃十字絲，結合定位軸線來確定定位板的位置[2]。

加固地腳螺栓的時候可分階段完成，先要對螺栓的標高、垂直度進行復核，滿足標準之后要使用短鋼筋頭來焊接腳撐。可使用十字交叉法，使加固螺栓、定位鋼筋焊接工作更加精確，保證螺栓的穩定性，防止混凝土澆筑受影響而偏移。完成加固處理之后還要對螺栓進行檢查，看其垂直度、標高是否符合標準要求。

3.2 鋼結構吊裝施工

在進行鋼結構吊裝施工的時候，要先吊裝鋼柱，對其進行有效的固定，再安裝好柱和柱之間的支撐，使之保持穩定性。吊車一邊退一邊吊裝屋架，然后按照操作要求來吊裝吊車梁，合理設置檁條、撐拉桿。由于大跨度鋼結構廠房的建設規模相對來說比較大，而且對鋼材料的用量較大，因此可以分兩個班組來進行連續性施工。使用吊裝方式來安裝中間跨的鋼結構，待其各方面參數達到規定要求之后，再來進行邊跨的吊裝施工[3]。

在實際施工過程中，要注意以下幾點：一是要控制好基礎。需對標高基準點進行復測，然后對每一個立柱上平面的水平標高進行檢查。查看地腳螺栓是否出現偏位和失穩情況，要對定位軸線、基礎軸線進行全面檢查，看其位置是否精準；二是要確保施工材料質量達標。要確保鋼結構和連接材料質量符合標準要求，同時還要提供相應的焊接工藝評定報告，以全面了解各材料的質量狀況，質量驗收合格的材料才能投入到施工中使用；三是要做好鋼柱找正工作。首先要進行平面位置找正，先做好地腳螺栓檢查，吊裝的時候要一次性對位鋼柱平面，之后不需要再進行調整；其次，實施標高找正，如若發現設計值和實際測量結果不相符，有一定的偏差，那么可以使用螺栓來加以調整，也可以利用墊塊來處理；最后，做好垂直度找正工作。可以采用千斤頂校正法或是纜風繩校正法。可根據現場的實際情況來進行相應的選擇。可使用經緯儀來進行校正，綜合考慮現場風力因素、溫度因素，防止鋼柱出現自動偏斜狀況，完成校正之后，要擰緊地腳螺栓，使之更加穩定。

3.3 鋼梁吊裝施工

在進行鋼梁吊裝施工的時候，應當注意以下幾點：一是在進行地面拼接之前，要全面檢查構件。其目的在于構件質量達標，避免出現變形等問題。可使用枕木來墊起構件，兩側設置木杠，對構件進行有效的支撐，以便于更好地開展地面拼裝施工。應當按照拼裝需求來創建作業平臺，可使用平拼的方式來處理半榀拼裝，使用立拼方式處理每榀拼裝。在第一榀拼裝之前，先要進行預拼裝，以便于根據實際情況來進行相應的調整，同時還要進行試吊，將起吊高度控制在100-200毫米之間，達到這一高度之后就停止起吊，全面檢查吊裝使用的索具、吊車等裝置，以便于為之后的拼裝施工提供可靠的參考依據。完成第一榀安裝之后，纜風繩要系在兩端，兩側對拉予以臨時固定，之后在安裝第二榀屋架的時候，需使用適宜的構件、檁條來穩定連接第一榀。安裝屋架的時候，需由專業人員使用經緯儀進行檢測，以便于全面了解屋架的實際情況，防止其出現偏斜問題，一旦發現有偏斜要及時糾正和調整，以免影響安裝質量[4]。

二是要根據鋼梁重心點來選擇適宜的吊點。在實施大長度鋼梁安裝的時候，要利用先進科學技術來進行科學計算和分析，通過試吊之后來確定吊環位置，將其設置在靠近端頭的部位，每一端各設置一個，以便于調整吊索的姿態，夾角要控制在45度以下。吊索頂點和鋼梁吊環要保持一定的距離，大概在6米左右，這有利于平穩吊裝鋼梁。

3.4 高強螺栓安裝施工

在安裝高強螺栓的時候，要注重以下幾點：一是在安裝高強螺栓的時候，不用當強行敲打，以免其無法順利穿入孔中，可使用絞刀絞孔來進行處理，避免使用氣割擴孔方式，確保絞刀、板層能夠緊貼在一起，防止鐵屑進入到板縫內部。完成絞孔處理之后，需要將孔邊區域的毛刺清理干凈，一般使用砂輪機來處理；二是在安裝高強螺栓墊圈的時候，方向要保持一致，螺母一側放置墊圈，帶有倒角的一側則要緊密接觸螺母；三是分階段來緊固高強度螺栓。先要初步擰緊螺栓，力度控制在螺栓標準軸力的60%-80%即可，擰矩為最終值的30%；之后再進行終擰，需擰掉梅花頭[5]。安裝到位的所有螺栓都應當在當天就進行終擰，以免出現漏擰的情況，影響螺栓的穩固性，需做好全面檢查工作。

3.5 吊車梁吊裝施工

在進行吊車梁吊裝施工的時候，應當注意以下幾點：一是在安裝吊車梁之前，一定要先對各個梁的質量進行檢查，看其是否符合規定要求，是否出現變形，存在缺陷，如若沒有問題便可以投入使用。在制作、轉運梁的時候，可能致使其表面出現油污等污染，需要予以清理，保持梁面潔凈。可使用16噸的汽車吊來進行吊車梁施工，采用對稱綁扎方式，起吊之后將其維持在水平狀態下，保持其穩定性，以便于有效完成吊裝作業。可將纜風繩綁扎在梁的兩端，以便于把控梁的轉動量。在進行吊裝的時候，注意觀察梁底和牛腿面的距離，達到150-200毫米的時候，可以調整兩個基準線，進行檢測，使之更加精準，然后再由指揮員來指揮吊車作業，保持緩慢速度下降，把吊車梁放置在牛腿面上并對其進行加固，等到其處于穩定狀態之后便可以摘下掛鉤；二是要做好校正工作。先要對平面位置進行校正。主要利用經緯儀、鋼尺來進行校正，由專門的人員來執行作業，確保吊車梁平面位置達到規定標準。根據已經校正的吊車梁中心線進行參照，一根一根的撥正線，并且做好檢查工作，避免出現誤差；與此同時，還要校正好標高、垂直度。使用水準儀進行操作。完成檢測之后需在鋼柱上面確定標高水準點，并做好相應的標記。利用鋼尺來進行檢測，看水準點到梁面鋪軌的高度十分合理，并對標高進行相應的調整。同步開展吊車梁兩端垂直度校正作業，如若發現存在偏差超出允許范圍，則要利用楔形鋼板來加以糾正。全部校正完畢之后，要做好固定工作[6]。

4 大跨度鋼結構廠房吊裝施工質量控制

4.1 加強柱結構材料質量驗收

大跨度鋼結構廠房吊裝施工并不是一項簡單的工作，其具有一定的復雜性，而且工序繁雜，為了確保該項施工的順利開展，保障整體施工質量，則必須嚴格遵循相關圖紙設計要求，所使用的材料質量要達到規定標準要求。基于此，一定要對主結構材料進行質量驗收，確保高強螺栓、焊接材料等質量達到施工標準要求。可選擇高信譽、經常合作的供應商采購相關材料，必須確保合作供應商資質達標。材料運輸到現場之后要先進行驗收，不僅要配備相應的材質證明書、出廠合格證書，材料尺寸、規劃、數量、外觀質量等各項參數都要符合要求。之后，還需要在監理單位、業主單位的共同監督下，對材料進行取樣并送檢，分析材料的化學成分、機械性能，看其是否合格，合格后才能投入到吊裝施工中使用。

4.2 做好構件檢驗和吊裝前準備工作

為提高大跨度鋼結構廠房吊裝施工質量，應當加強對構件的檢驗。在制作構件和運輸構件的時候，可能會出現一些問題，基于大跨度桁架安裝特點，為避免在起吊過程中存在缺陷，耽誤施工，則一定要在起吊構件之前就對其進行檢驗，看其是否質量無誤。除此之外，還應當做好吊裝前的準備工作，可根據實際施工情況來選擇適宜的吊裝施工方式，比如說分兩段來進行一百米桁架輸送作業，接口要相互錯開，不可在同一垂直面上，上弦、下弦需錯開3.5米左右，縱向四根弦需保持在同一縱向軸上。模擬對接兩段桁架后，上弦桿和軸線間偏差控制在一度左右。可在中間支撐柱搭建臨時平臺，以方便進行空中對接。

4.3 控制好焊縫質量

大跨度鋼結構工程工期相對來說較為緊張，結構上較為復雜，對于施工質量有著較高的要求。焊接施工是其中重要環節，必須把控好焊縫質量，否則會影響大跨度鋼結構工程的整體質量。所設計的孰料輸送一百米桁架通常采用斜向支撐來處理，這就會使得實際施工中粒焊、斜立焊中存在許多結構焊縫，加大了焊接難度。焊縫長度在一千多米左右，立焊和斜立焊長度相加約有五百多米，占了焊接總工程量的一半。面對這種情況的時候，則要根據實際情況來進行工藝試驗，尋找最佳的工藝參數，由水平較高的焊接人員來施工。同時還要加強安全防護措施，確保能夠一次焊接成功，以免返工。在處理鋼柱、鋼梁這些常規焊縫時，則要提高焊接質量，避免焊接中出現變形。焊接前要進行預熱，焊接后要做好保溫工作，采取對稱施焊措施，把控好層溫，以有效維護焊接質量[7]。

4.4 加強安全防護措施

為提高大跨度鋼結構工程施工質量，還需實施有效的安全防護措施。一方面，要做好鋼崗前培訓工作，進行有效的技術交底。這有利于強化施工人員的專業技能，使之充分意識到該項工作的重要，培養施工人員良好的安全意識和責任意識，使之嚴格按照相關規定來執行作業。同時，要求所有施工人員都持證上崗，認真佩戴安全帽、系好安全帶來施工。如若需要進行屋面材料人工轉運，則應當臨時鋪設走道，并做好防高空墜落工作；另一方面，在進行吊裝作業之前，還要檢查好各項機械設備、吊繩等附屬裝置，看其是否正常運行，如若有異常要及時處理，不能使用。聽從指揮人員來安排吊裝，協調好各項生產要素，以便于有序開展工作，清理好雜物。

5 結束語

在實施大跨度鋼結構廠房吊裝施工的時候，應當嚴格按照相關施工要求來執行作業，根據實際情況選擇適宜的吊裝方案，把控好施工過程中的每一個環節，并實施有效的質量控制措施，以保障大跨度鋼結構廠房吊裝施工質量。