高層建筑鋼結構的吊裝施工技術研究

梁業杞

中核機械工程有限公司 上海 201700

為深入了解高層建筑鋼結構吊裝施工，本文結合鋼結構施工特點以及技術特征進行分析，以此為基礎探討鋼結構吊裝施工的各個環節，確保鋼結構吊裝施工技術的合理應用，確保各項施工都能夠按照技術操作流程進行，保障鋼結構施工整體質量和高層建筑穩定性。

1 簡述高層建筑鋼結構施工的技術特征

第一，多數高層建筑鋼結構吊裝施工都是使用立體交叉的方式進行作業的，不但作業任務繁重，而且實際操作空間有限，一線技術操作者需要在短時間內對機械設備進行合理配置，工作風險系數相對來說較大。第二，高層鋼結構施工工期較緊，而且質量要求較高，鋼結構焊接工藝是整體施工的基礎環節，能夠影響高層建筑的安全和穩定性[1]。第三，高層建筑鋼結構施工，需要借助塔吊等起重設備對板材進行吊裝，因此要求起重機的臂長應達到有關標準，盡量覆蓋高層建筑整體作業面，同時起重設備應當滿足不同鋼結構構件的吊裝要求。塔吊是高層建筑鋼結構施工的主要設備，因此需要結合建筑結構的方位，施工現場實際情況和鋼結構構件的重量來選擇塔吊設備，以此來確保吊裝施工的穩定進行。第四，鋼結構整體施工過程中，吊裝施工貫穿于整個鋼結構施工環節，吊裝效率的有效控制和質量標準會直接影響工程建設質量。

2 高層建筑鋼結構的施工安裝和發展概況分析

2.1 高層建筑施工中鋼結構的安裝

高層建筑鋼結構施工具有十分重要的作用，如果鋼結構施工存在問題，將會影響高層建筑的整體質量，因此需要根據流水段對鋼結構安裝進行劃分，這種劃分方法主要是由于建筑結構的需要，對建筑物進行整體劃分，需要對施工經驗進行總結，將結構設計中的各個要素應用在實際施工當中。在鋼結構吊裝過程中，需要確保鋼架自身的高度和強度，通過起重機來穩定框架，確?？蚣茼樌┕?，在流水段劃分過程中應當注意以下幾點，否則交叉施工將會出現問題，影響整體工程施工。起重機的整體性能必須滿足工程建設需求，如果工程施工存在問題，將會影響整體工程施工進度，在鋼結構吊裝過程中也會存在安全隱患。同時也應當重視起重機的爬升高度，確保起重半徑和重量滿足標準，如果上述這些條件存在問題，起重機的使用將存在問題[2]。在鋼結構吊裝過程中，需要按照流水段內柱的構件進行基本的分析，在吊裝運輸時需要確定好構件堆放條件，做好鋼結構吊裝工作，同時也應當對數量和型號進行嚴格要求，確定尺寸的具體參數，為鋼結構吊裝施工提供充足準備。

2.2 高層建筑施工中鋼結構的發展概況

為平衡住房供需關系，高層建筑已經成為現代文明和經濟發展的重要體現，高層建筑的整體數量和規模也在不斷擴展。建筑行業發展不但需要結合社會實際情況，還要重視各類技術的應用和研究，強化工程整體建設質量，滿足社會對工程建設的實際需求。因此對高層建筑施工技術及運行優化和創新勢在必行。對于現階段的高層建筑施工情況進行分析，若想對施工技術的本質進行優化和調整，就需要全面掌控高層建筑的施工特征，采取切實可行的方法提高工程整體施工效率，實現時間和資金的有效節約，在經營過程中可以實行總承包經營模式。在設計施工過程中，為使垂直運輸施工效率得到提升，需要將高層建筑的垂直發展和整體施工進度作為立足點[3]。此外，一線技術工作者需要結合施工實際情況和現場環境對施工技術進行優化和創新，確保鋼結構吊裝施工的安全和穩定。

3 高層鋼結構建筑的相關優點

3.1 材質比較均勻

鋼材是鋼結構施工的主要原料，鋼材具有良好的力學性能，具有良好的強度和韌性，能夠為工程整體施工質量帶來保障，確保高層建筑結構的整體強度。由于鋼材質地分布較為均勻，在使用過程中存在諸多優勢，同時也能確保不同部位的受力點保持均勻狀態，因此技術人員在對力學進行科學計算時，能夠對計算誤差進行有效控制，提高整體設計質量，為鋼結構施工質量的提升提供充足準備。

3.2 塑性和韌性好

由于高層建筑本身垂直度較大，因此在單位面積上會存在一定的重力負荷，需要承載較大的重量。如果地基存在不均勻現象，那么將會對整體建筑結構帶來拉應力，導致高層建筑使用存在安全隱患，嚴重時甚至會產生結構坍塌現象。由于鋼結構整體質量均勻，具有良好的可塑性，能夠承受一定的拉應力，有效降低混凝土裂縫現象的產生[4]。在強震的情況下，鋼材仍能保持均勻狀態，有效預防不穩壓力而出現斷裂問題，使得建筑結構的抗震性能得以提升，最大程度地確保高層建筑結構的安全。

3.3 強度高自重輕

鋼材不但具有良好的韌性和塑性，其整體強度較高，在受到應力作用時，可以實現應力的有效分算，提高鋼結構的整體承載效果，盡量降低應力荷載。與混凝土結構進行對比，鋼結構的豎向截面面積比混凝土結構小很多，由于鋼材使用較少，不但能夠實現資金節約，還能實現建筑面積的擴展。鋼結構自身重量比混凝土結構重量要小，因此不需要承受較大的荷載，能夠有效解決地震以及其他應力所帶來的危害，確保高層建筑結構的穩定和安全。

4 高層鋼結構建筑吊裝的施工技術要求

4.1 編制安裝順序圖表

鋼結構安裝之前，需要編制柱、主梁、次梁安裝具體順序圖表，圖表中應當明確標出鋼結構構件的平面位置，安裝序號和構件名稱等信息。鋼結構安裝順序表應當真實反映每個鋼結構構件的安裝順序編號、名稱，構件圖紙號、重量以及外形描述等內容，為工作人員安裝鋼結構構件提供支持。

4.2 做好前期準備

技術工作者需要對施工設計圖紙進行認真審查，做好圖紙設計交底和技術交底準備工作，準備鋼結構吊裝施工所需的資料和圖集，編制鋼結構吊裝預算，制定分布工程施工材料計劃，人員勞動力需求計劃以及施工機械設備的實際使用情況[5]。同時需要和施工人員進行施工組織設計和技術交底，為施工人員詳細講解工程設計的具體內容，鋼結構吊裝施工的具體計劃和技術應用，確保各項計劃的有效落實，為工程施工質量提供保障。此外，技術人員需要對施工現場的定位樁進行有效測量和設立，在施工之前做好定位放線有關工作。

4.3 選擇鋼結構吊裝的機械設備

在鋼結構吊裝施工之前，需要結合施工現場實際情況選擇符合現場施工的吊裝設備，機械的有效選擇是鋼結構吊裝施工的重要環節[6]。目前，高層建筑鋼結構吊裝施工通常使用塔式起重機，對于低層建筑的吊裝施工通常使用履帶式起重機。在鋼結構施工過程中，通常會使用液壓集群千斤頂，整理設備具有良好的傳動力性能，具有容易配置和傳遞的優勢，因此被廣泛應用在鋼結構吊裝施工當中。

5 高層建筑鋼結構的吊裝施工技術研究

5.1 測量放線

首先工作人員應做好測量放線前的準備工作，確保施工所需的儀器設備到達施工現場，并對測量儀器進行全面檢查，確保儀器質量和參數精準性，才能使用儀器進行測量工作。同時也有能重視人員問題，對參加人員的專業能力和職業素養進行嚴格要求，要求數量人員掌握分量方向的基本知識和相關經驗，必須對測量人員進行嚴格培訓方能進行測量工作[7]。鋼結構施工測量需嚴格按照實際施工進行綜合考慮，確保鋼結構與主體工程軸線測量的良好對應，使建筑主體坐標和軸線與鋼結構實現巧妙配合，有效減少測量誤差產生，同時需要與整體框架相符。測量放線施工通常會在基礎施工結束之后進行，而且需要確保關注設置各個方向的控制線達到標準要求，并做好標記工作，針對測量過程中出現的誤差，測量誤差應當小于偏移中心5mm，垂直方向小于H/1000，并對測量結果進行檢查和核對，確保測量結果的精準性，并對測量數據進行整理和記錄。工作人員應當全面掌握工程圖紙設計和有關數據參數，掌握施工的具體時間和工藝流程，為測量發現工作的有序開展做好準備。在測量發現過程中，需要對有關軸線和坐標進行仔細校驗，并在鋼結構構件進場之前完成相關操作。此外，工作人員需要根據主線點以及控制樁的位置做好軸線測量工作和預埋鐵位置處理，確保各項操作符合標準，方能進行后續施工。

5.2 鋼結構吊裝

鋼結構吊裝主要分為四個過程，第一，吊裝準備工作，在進行鋼結構吊裝之前，需要做好構件檢查工作，查看是否存在遺漏問題，面對構件質量進行科學檢查，如果存在設計變更問題，需要對變更文件進行全面檢查，直到符合施工標準。預埋位置也是影響鋼結構調整質量的主要因素，因此需要對預埋位置的質量進行檢查，確定預埋件的軸線位置、標高偏差以及平整度等，并提前準備好基礎驗收合格資料。第二，吊裝工藝的具體流程，現階段人們對吊裝工藝的認知較為成熟，并通過大量實踐和研究總結了吊裝工藝的具體流程。首先需要對柱體標高進行嚴格控制，隨后對軸線進行二次測量，二次測量結束之后對鋼柱吊裝進行就位，并做好校正檢測工作，校正檢測合格后進行梁的安裝，最后便是鋼結構的焊接。第三，吊裝設備的選擇，工作人員需要結合現場實際情況選擇鋼結構吊裝設備，比如建筑主體目標高為71.3m，根據現場實際觀察能夠得知，相鄰建筑物之間的距離不是很大，因此為吊裝施工提供的場地有限，需要結合實際情況選擇節省空間的吊裝設施，塔式起重機能夠滿足空間節省的需求，因而可以選擇這種吊裝設備。第四鋼柱的吊裝柱腳十字勁板的安裝。在安裝鋼柱時，需要將十字勁板焊接到柱腳位置，焊接過程中不能出現褶皺，需要確保焊接位置的垂直度，工作人員通常會使用全熔透焊的方式進行焊接操作。同時需要對十字軸線的位置進行合理確定，在鋼柱吊裝施工時，柱子需與地面保持20cm左右的距離，工作人員需要做好吊索檢查工作，確保吊索的穩定性。當二者之間的距離達到40～100mm時，十字勁板將會慢慢降落，在焊接后的十字勁板中的預埋鐵中放進柱子，并做好校對工作，確保不差不超過20mm。此外，十字勁板和柱腳之間的連接需要通過枝桿來完成，確保鋼柱的整體穩定性，工作人員還需要使用定位對鋼柱垂直度進行測量，使其達到工程建設標準。

5.3 鋼梁吊裝

在吊裝施工過程中，工作人員需要結合高層建筑實際情況選擇吊裝施工方案。對于鋼梁的安裝必須按照有關要求和標準進行，當鋼梁寬度大于1200mm時，需要選擇摩擦性較強的螺栓進行腹板連接，并使用焊接的方式進行連接，通常會選擇全熔透坡口方法進行焊接。當鋼梁寬度小于1200mm時，腹板的連接方式同上，同樣使用全熔透坡口方法對上下翼緣板進行焊接。在鋼梁吊裝過程中，其主要流程是梁吊裝和現場焊接。首先是鋼梁吊裝。鋼梁吊裝和運輸具有一定的危險性，因此工作人員必須做好安全防護措施，當鋼梁吊裝開始時，需要對鋼梁節點板方向和具體位置進行嚴格檢查，并對其參數進行具體檢查，確保摩擦面的清潔，將摩擦面的雜質清理干凈。為保障吊裝運輸的安全，工作人員需要對鋼梁進行焊吊碼設置，在裝置安裝完成之后，做好表面清潔工作。如果鋼梁重量過大，需要將鋼梁進行分段處理，在分段吊裝完成之后，再對分段鋼梁進行接駁。其次是現場焊接作業。對于轉換層框架焊接的要求較為嚴格，對于鋼梁和鋼管柱的剛性接頭需要從中間開始焊接，完成這些操作之后才能進行兩邊焊接，這種方法能夠確保焊接的整體質量。在對鋼梁連接處進行焊接時，如果焊接順序較為隨意，將會影響鋼梁焊接整體質量。焊接的順序通常是頂層梁、下層梁、中間層。當作業節點相同時，先下翼緣，然后是上翼緣，值得注意的是，鋼梁兩端不能同時進行焊接操作。此外，鋼梁和鋼管柱的焊接也有明確規定，在焊接過程中，通常會在中間隔一道梁，有效預防梁和柱出現變形問題。

5.4 鋼結構工程相關的檢測試驗

在高層建筑鋼結構吊裝施工過程中，為使吊裝施工得到全面優化，對吊裝施工質量進行優化管理和控制，應當對鋼結構吊裝項目施工進行檢測和試驗，其主要內容包括鋼結構原材料的檢測，焊接技術的檢測以及焊縫無損檢測等，檢測方法可以選擇x射線檢測，超聲波檢測等，同時需要對鋼結構的成品進行全面檢測，為吊裝施工質量提供良好保障，幫助工作人員積累吊裝施工經驗，為后續工作開展提供足夠支持。施工單位可以將檢測工作委托給具有資質的檢測單位，由專業的檢測單位進行施工檢測，并使用切實可行的方法進行監督和管理。此外，必須遵守公平公正的原則，制定樣品取樣和送檢制度，確保檢測樣品與工程實際情況相符，有效預防樣本問題而影響鋼結構吊裝施工，為鋼結構吊裝施工有序開展和質量保障提供支持。

6 結束語

綜上所述，高層建筑鋼結構吊裝施工受建筑高度影響，在施工過程中會存在一定難度，因此技術人員需要掌握施工過程中的各項細節，確定吊裝施工的具體流程，按照規定設計和技術方法進行吊裝操作，從施工設備技術以及施工方法等多個方面對鋼結構吊裝施工進行全面控制，確保高層建筑鋼結構吊裝施工質量的強化，保障高層建筑結構的穩定和安全，為建筑行業發展提供支持。