建筑項(xiàng)目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)研究

張玉柱，尹凱正，武美振，程洋洋，李慶磊

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，北京 100000）

1 引言

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、強(qiáng)度高、施工周期短、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此，在大型公共建筑、工業(yè)廠房、橋梁等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2]。為此，本文以雄安新區(qū)至北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)快線配屬車輛基地中的聯(lián)合檢修庫(kù)工程為例，對(duì)建筑項(xiàng)目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。

2 工程概況

本工程為雄安新區(qū)至北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)快線的配屬車輛基地，屬于五標(biāo)段，位于雄安高鐵站東北側(cè)，地處昝崗組團(tuán)邊緣區(qū)域，榮烏高速、楊莊村以南，昝板路以西的地塊內(nèi)。整個(gè)車輛基地從功能上分為軌道交通指揮中心和庫(kù)區(qū)，庫(kù)區(qū)分別有運(yùn)用庫(kù)、不落輪鏇庫(kù)、聯(lián)合檢修庫(kù)及咽喉區(qū)，我單位承建的是軌道交通指揮中心和聯(lián)合檢修庫(kù)，聯(lián)合檢修庫(kù)為上蓋開(kāi)發(fā)模式，庫(kù)內(nèi)層高為13.6 m，庫(kù)外為8.5 m，首層為車輛基地檢修庫(kù)用房，在首層頂部設(shè)置隔震層，隔震層以上為8 層剪力墻住宅及覆土綠化，層高均為3.1 m，庫(kù)內(nèi)南側(cè)局部為附屬用房首層為鋼結(jié)構(gòu)樓承板夾層層高4.4 m，庫(kù)外二層為二級(jí)開(kāi)發(fā)小汽車車庫(kù)層高4.7 m。

聯(lián)合檢修庫(kù)主要為勁性鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)分布于W、V、U、R、Q、P 等12 條軸線。合計(jì)鋼柱1500 根，鋼板墻3 000 塊，鋼梁1 000 多根。整體用鋼量約2.0 萬(wàn)t，鋼材材質(zhì)為Q355B。鋼結(jié)構(gòu)由鋼柱、鋼梁、鋼板墻等組成的“一字形”“口字形”及“日字形”組合結(jié)構(gòu)形式。

3 建筑項(xiàng)目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工流程

3.1 獨(dú)鋼柱安裝施工流程

獨(dú)鋼柱安裝施工具體流程如下。

1）基礎(chǔ)墊層澆筑。在開(kāi)始安裝鋼柱之前，首先進(jìn)行基礎(chǔ)墊層的澆筑。這為后續(xù)的安裝過(guò)程提供了一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2）承臺(tái)底板鋼筋綁扎。在墊層上，進(jìn)行承臺(tái)底板鋼筋的綁扎，為承臺(tái)結(jié)構(gòu)提供足夠的強(qiáng)度。

3）鋼板墻及鋼柱支撐體系（預(yù)埋件）測(cè)量定位。利用全站儀對(duì)鋼板墻及鋼柱支撐體系（預(yù)埋件）進(jìn)行測(cè)量定位，確保安裝位置的準(zhǔn)確性。定位準(zhǔn)確后，開(kāi)始安裝支撐體系（套架，高度0.8～1.2 m）。套架與底板鋼筋進(jìn)行點(diǎn)焊固定，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

4）安裝首節(jié)鋼柱并拉設(shè)纜風(fēng)繩。安裝首節(jié)鋼柱并拉設(shè)纜風(fēng)繩，首節(jié)鋼柱高2.5 m。纜風(fēng)繩拉設(shè)要求：設(shè)置3 個(gè)方向，上端連接鋼柱上部孔洞，用卡扣固定；下端連接預(yù)埋在混凝土中的鋼筋環(huán)，用卡扣固定。鋼柱與套架進(jìn)行點(diǎn)焊固定后可拆除掛鉤。

5）焊接首節(jié)鋼柱。對(duì)首節(jié)鋼柱進(jìn)行焊接，確保其與套架牢固連接。

6）承臺(tái)柱筋綁扎。在完成鋼柱的安裝和焊接后，進(jìn)行承臺(tái)柱筋的綁扎，使整個(gè)承臺(tái)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。鋼筋綁扎完成后拆除纜風(fēng)繩。

7）澆筑承臺(tái)混凝土。在所有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋安裝完畢后，進(jìn)行承臺(tái)混凝土的澆筑，進(jìn)一步增強(qiáng)承臺(tái)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

8）安裝二節(jié)鋼柱。安裝二節(jié)鋼柱，二節(jié)鋼柱高度6 m。拉設(shè)二節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩、雙夾板固定后拆除掛鉤。

9）二節(jié)鋼柱測(cè)量校正固定。對(duì)二節(jié)鋼柱進(jìn)行測(cè)量校正固定（加設(shè)碼板），確保其位置準(zhǔn)確。

10）焊接鋼柱焊縫。對(duì)鋼柱的焊縫進(jìn)行焊接，并在完成焊接后進(jìn)行探傷檢測(cè)，確保焊縫質(zhì)量合格。探傷檢測(cè)合格后，將工程交給土建施工方繼續(xù)施工。

11）后續(xù)第三節(jié)型鋼柱施工，其施工步驟與上述過(guò)程基本一致。

3.2 鋼柱鋼板墻安裝施工流程

鋼柱鋼板墻安裝施工具體流程如下。

1）基礎(chǔ)墊層澆筑。在開(kāi)始安裝鋼柱和鋼板墻之前，進(jìn)行基礎(chǔ)墊層的澆筑，并在此基礎(chǔ)上做好安全防護(hù)措施，為后續(xù)的安裝過(guò)程提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2）筏板底板鋼筋綁扎。在墊層上，進(jìn)行筏板底板鋼筋的綁扎，為整個(gè)結(jié)構(gòu)提供足夠的強(qiáng)度。

3）鋼板墻及鋼柱支撐體系測(cè)量定位。利用全站儀對(duì)鋼板墻及鋼柱支撐體系進(jìn)行測(cè)量定位，確保安裝位置的準(zhǔn)確性。定位準(zhǔn)確后，開(kāi)始安裝支撐體系（套架，高度0.8～1.2 m）。套架與底板鋼筋進(jìn)行點(diǎn)焊固定，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

4）首節(jié)鋼柱和鋼板墻的安裝。安裝首節(jié)鋼柱并拉設(shè)纜風(fēng)繩，首節(jié)鋼柱高3.6 m。纜風(fēng)繩拉設(shè)要求：設(shè)置3 個(gè)方向，上端連接鋼柱上部孔洞，用卡扣固定；下端連接預(yù)埋在混凝土中的鋼筋環(huán)，用卡扣固定。鋼柱與套架進(jìn)行點(diǎn)焊固定后可拆除掛鉤。然后安裝首節(jié)鋼板墻，微調(diào)固定、焊接碼板（拆除首節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩）。

5）焊接及檢測(cè)。焊接首節(jié)鋼板墻及鋼柱焊縫（切割碼板）。焊接完成后進(jìn)行探傷檢測(cè)，待檢測(cè)合格后進(jìn)行承臺(tái)面筋綁扎并澆筑承臺(tái)混凝土。

6）二節(jié)鋼柱和鋼板墻的安裝。安裝二節(jié)鋼柱，鋼柱高度10.4 m，（拉設(shè)二節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩、雙夾板固定）。二節(jié)鋼柱測(cè)量校正固定（加設(shè)碼板）。然后安裝二節(jié)首段鋼板墻（拆除二節(jié)鋼柱纜風(fēng)繩）。依次安裝二段、三段、四段鋼板墻[3]。

7）焊接及檢測(cè)。焊接鋼柱焊縫（切割碼板）。焊接鋼板墻橫、立焊縫（切割碼板）。焊接完成后進(jìn)行焊縫探傷檢測(cè)，檢測(cè)合格后交給土建施工方繼續(xù)施工。

3.3 鋼梁安裝施工流程

具體流程如下：

1）在地面將鋼梁的端頭連接板固定好，并綁扎吊繩。確保所有吊索具安全可靠后，開(kāi)始起吊。

2）主梁吊至安裝位置后，工人利用登高車平臺(tái)升至作業(yè)面位置，用螺栓初步擰緊固定鋼梁一端。

3）工人利用登高車升至作業(yè)面，用螺栓初步擰緊固定主梁另一端。

4）對(duì)主梁進(jìn)行測(cè)量和校正，確保其位置和垂直度符合設(shè)計(jì)要求。

5）主梁調(diào)校完畢后，按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，對(duì)螺栓進(jìn)行終擰，確保固定牢固。

6）對(duì)主梁的腹板進(jìn)行焊接，確保連接牢固可靠。

7）次梁吊至安裝位置后，用螺栓初步擰緊固定次梁一端。

8）用螺栓初步擰緊固定次梁另一端，完成測(cè)量校正后，按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，對(duì)螺栓進(jìn)行終擰，確保連接牢固可靠。

4 建筑項(xiàng)目工程鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)及應(yīng)用

4.1 鋼柱安裝施工技術(shù)要點(diǎn)

鋼柱的安裝施工技術(shù)要點(diǎn)如下：（1）吊裝準(zhǔn)備。根據(jù)鋼柱的重量及吊點(diǎn)情況，準(zhǔn)備足夠的不同長(zhǎng)度、不同規(guī)格的鋼絲繩以及卡環(huán)。在柱身上固定好鋼爬梯，并焊接好拉設(shè)安全繩的安全環(huán)，以確保執(zhí)行下道工序的操作人員的安全。（2）鋼柱吊點(diǎn)設(shè)置。鋼柱吊點(diǎn)的設(shè)置需考慮吊裝簡(jiǎn)便、穩(wěn)定可靠，還要避免鋼構(gòu)件的變形。鋼柱吊點(diǎn)設(shè)置在鋼柱的頂部外側(cè)，直接在臨時(shí)連接板上預(yù)留吊裝孔。設(shè)置4 塊吊裝耳板，耳板采用Q355B鋼板制作，板厚16 mm，螺栓采用4.8 級(jí)即可。（3）鋼柱的吊裝。為了保證吊裝平衡，在吊鉤下掛設(shè)4 根足夠強(qiáng)度的鋼絲繩進(jìn)行吊運(yùn)，為防止鋼柱起吊時(shí)在地面拖拉造成地面和鋼柱損傷，鋼柱下方應(yīng)墊好枕木。鋼柱起吊前綁好爬梯，爬梯要用雙股12 號(hào)鐵絲綁扎。鋼柱就位后采用雙夾板進(jìn)行固定。（4）鋼柱錯(cuò)邊調(diào)節(jié)。主要采用水平儀校正，以此來(lái)確保鋼柱安裝的精確度。如圖1 所示。

圖1 鋼柱安裝施工技術(shù)

在安裝施工過(guò)程中，需要注意以下內(nèi)容：

1）鋼柱吊裝應(yīng)按照各分區(qū)的安裝順序進(jìn)行，吊裝完成后需及時(shí)安裝鋼板墻以便形成穩(wěn)定的框架體系。不能當(dāng)天或及時(shí)形成框架的鋼柱需拉設(shè)纜風(fēng)繩。

2）每根鋼柱臨時(shí)連接完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鋼柱初步校正，以利于后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的安裝和后續(xù)校正工作。校正時(shí)應(yīng)對(duì)軸線、垂直度、標(biāo)高、焊縫間隙等因素進(jìn)行綜合考慮，全面兼顧，每個(gè)分項(xiàng)的偏差值都要達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3）鋼柱安裝前必須焊好安全環(huán)及綁牢爬梯并清理污物。

4）利用鋼柱的臨時(shí)連接耳板作為吊點(diǎn)，吊點(diǎn)必須對(duì)稱設(shè)置，雙股鋼絲繩需保證長(zhǎng)度相近，確保鋼柱在吊裝時(shí)為垂直狀。

5）每節(jié)鋼柱的定位軸線應(yīng)從地面控制線直接從基準(zhǔn)線引上，不得從下層鋼柱的軸線引上，以便消除積累誤差。

6）上部鋼柱之間連接的連接板待校正完畢，并全部焊接完畢后，將臨時(shí)連接板割掉，根部可以預(yù)留一定的寬度，主要是割除時(shí)嚴(yán)禁傷害母材。割除后，待焊縫探傷完畢后進(jìn)行鋼筋綁扎及混凝土澆筑[4-5]。

4.2 鋼梁安裝施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）鋼梁吊點(diǎn)設(shè)置。為方便現(xiàn)場(chǎng)安裝，確保吊裝安全，鋼梁在工廠加工制作時(shí)，應(yīng)在鋼梁上翼緣部分開(kāi)吊裝孔或焊接吊耳，吊點(diǎn)到鋼梁端頭的距離一般為構(gòu)件總長(zhǎng)的1/4；本工程每層安裝鋼梁的數(shù)量是重力柱的幾倍，起重吊鉤每次上下的時(shí)間隨著建筑物的升高越來(lái)越長(zhǎng)。為提高吊裝效率，在塔吊起重性能允許的范圍內(nèi)對(duì)部分鋼梁進(jìn)行一機(jī)串吊。（2）鋼梁綁扎與起吊。吊裝前，應(yīng)清理鋼梁表面污物；對(duì)產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進(jìn)行除銹。待吊裝的鋼梁應(yīng)裝配好附帶的連接板，并用工具包裝好螺栓。并且將焊接定位板焊接在鋼梁端部。鋼梁吊裝前要注意鋼梁的正反方向及水平方向，明確標(biāo)注，確保安裝正確。（3）鋼梁就位與臨時(shí)固定。鋼梁吊裝到位后，按施工圖進(jìn)行就位，并要注意鋼梁的靠向。鋼梁就位時(shí)，及時(shí)安裝螺栓、擰緊。安裝螺栓數(shù)量不得少于該節(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的30%，且不得少于3 顆（見(jiàn)圖2）。

圖2 鋼梁就位與臨時(shí)固定

鋼梁安裝過(guò)程中，需要注意以下方面內(nèi)容：（1）鋼梁吊裝前，應(yīng)清理鋼梁表面污物，對(duì)產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進(jìn)行除銹。（2）為便于施工人員行走時(shí)掛設(shè)安全帶，臨邊的鋼梁須在地面上安裝夾具式安全欄桿并拉設(shè)安全繩。（3）在鋼梁的標(biāo)高、軸線的測(cè)量校正過(guò)程中，一定要保證已安裝好的標(biāo)準(zhǔn)框架的整體安裝精度。（4）鋼梁的吊裝順序應(yīng)嚴(yán)格安裝鋼柱的吊裝順序進(jìn)行，及時(shí)形成框架，保證框架的垂直度，為后續(xù)鋼梁的安裝提供方便。待吊裝的鋼梁應(yīng)裝配好附帶的連接板，并用工具包裝好螺栓。（5）安裝時(shí)應(yīng)用臨時(shí)螺栓進(jìn)行臨時(shí)固定，不得將高強(qiáng)螺栓直接穿入。（6）鋼梁吊裝就位時(shí)要注意鋼梁的上下方向以及水平方向，安裝完成后應(yīng)檢查鋼梁與連接板的貼合方向。（7）安裝后應(yīng)及時(shí)拉設(shè)安全繩，以便于施工人員行走時(shí)掛設(shè)安全帶，確保施工安全。

4.3 鋼板墻安裝施工技術(shù)

鋼板墻安裝施工技術(shù)如下。

1）鋼板墻卸車。鋼板墻進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行卸車，將鋼板墻平穩(wěn)堆放在堆場(chǎng)枕木上，并進(jìn)行構(gòu)件驗(yàn)收，確保構(gòu)件質(zhì)量滿足要求。

2）安裝準(zhǔn)備。在鋼板墻上綁扎安全爬梯、防墜器、纜風(fēng)繩、連接夾板等措施。綁扎吊裝時(shí)需設(shè)置包鐵保護(hù)鋼絲繩。

3）起吊控制。采用一檔起吊，吊起后往安裝位置移動(dòng)。鋼板墻吊離地面200～300 mm 左右時(shí)暫停起吊，觀察吊裝是否正常，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，逐步增檔加速起吊。較長(zhǎng)鋼板墻，在起吊過(guò)程中必須密切觀察周邊情況和擺幅距離。

4）鋼板墻就位。鋼板墻到達(dá)吊裝位置后，通過(guò)繩索調(diào)整鋼板墻轉(zhuǎn)向。穩(wěn)定后采用點(diǎn)動(dòng)緩慢下降，就位后及時(shí)安裝地腳錨栓螺母及固定纜風(fēng)繩。

5）鋼板墻解鉤。鋼板墻就位固定后，操作工人掛好防墜器，通過(guò)安全爬梯爬上鋼柱，安全帶掛在生命繩上，解鉤。

6）安裝后測(cè)量矯正。鋼板墻進(jìn)行測(cè)量矯正，確保鋼板墻標(biāo)高、定位、垂直度滿足要求，鋼柱與鋼板墻、鋼板墻與鋼板墻間焊縫控制在1 cm。

7）鋼板墻臨時(shí)連接板及吊耳布置。每個(gè)吊裝單元至少布置2 道連接板；根據(jù)單元長(zhǎng)度不同每個(gè)單元對(duì)稱設(shè)置2 個(gè)或4個(gè)吊點(diǎn)，根據(jù)單元重心的位置設(shè)置具體吊點(diǎn)的位置；為方便現(xiàn)場(chǎng)施工吊耳與臨時(shí)連接板設(shè)為一體，材質(zhì)均選用Q355 級(jí)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，在聯(lián)合檢修庫(kù)工程中，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)的應(yīng)用顯著提高了工程的施工效率和質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使得該工程得以更快地完成，同時(shí)保證了施工的精度和質(zhì)量。在安裝鋼柱、鋼梁和鋼板墻的過(guò)程中，通過(guò)規(guī)范化的安裝流程和技術(shù)措施，使得整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程更加順暢和高效。未來(lái)，隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，我們相信鋼結(jié)構(gòu)將在更多的建筑工程中得到應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將為建筑工程提供更加高效、安全和環(huán)保的解決方案。