浅谈高层建筑钢结构吊装施工技术

2015-10-31黄仕勇

建材与装饰 2015年26期

关键词：柱脚钢柱钢梁

黄仕勇

（贵州建工集团第八建筑工程有限责任公司贵州贵阳　550000）

浅谈高层建筑钢结构吊装施工技术

黄仕勇

（贵州建工集团第八建筑工程有限责任公司贵州贵阳550000）

随着大型建筑工程施工数量的增加，大量钢结构构件的吊装被广泛运用于建筑施工当中，建筑工程整体施工质量受到高层钢结构安装质量的影响也越来越大。钢结构具有基础造价低、施工周期短、综合强度高、抗震性能好等优点。本文简要阐述钢结构的优缺点以及高层建筑钢结构的吊装施工技术，以期更好地提高钢结构吊装施工技术，进一步确保我国高层建筑施工的整体质量。

钢结构吊装；施工技术；高层建筑

引言

随着我国建筑业发展的突飞猛进，高层钢结构工程得到普遍应用，为了确保工程的整体质量，在施工之前，需要采取合理措施提高安装质量、合理选择高层钢结构安装的施工顺序。钢结构吊装在钢结构施工中一直以来都是重中之重，不仅涉及吊装安全，更关乎到钢结构吊装的质量，合理的施工方案选取，不但能够保证吊装质量，还能有效降低安全事故的发生概率。

1　高层建筑钢结构吊装施工技术应用的意义分析

改革开放以来，我国经济发展迅速，促进了工业、建筑业设备与钢结构吊装技术的繁荣和发展，全国大量的基础设施、公用工程、超高层钢结构工程相继建成，结构高度和自重的增加，也给结构吊装提出了更高标准的技术要求。在工厂里成批生产房屋、设备、桥梁的各种构配件、组合体，当高层建筑基础施工完成后，即可将其运到施工现场进行吊装，不仅缩短安装施工的周期，取得了良好的经济效益。

2　吊装施工的准备工作

2.1根据安装程序制定顺序图表

一般在吊装前，必须编制安装顺序图表，并按照安装程序安排柱主梁以及次梁施工。安装顺序图表中应简单描述各个相关构件，如：安装顺序号、构件名称、构件重量、平面位置、构件所在的图纸号、构件外形等。

2.2吊装的前期准备工作

吊装前期的准备工作有：①安装技术人员需仔细审阅施工图纸，做好图纸设计交底和技术交流工作；②具备有关资料及标准图集，编制施工图预算、劳动力需求计划、分部工程材料计划及准备施工工具等；③向施工人员详细讲解整个工程的施工计划、设计内容及相关技术要求等，并进行施工组织和技术交底，落实施工计划，并落实技术责任制；④做好现场定位桩的测设工作，完成定位放线工作等。

3　钢结构吊装施工技术

高层建筑钢结构吊装施工主要包括四部分：螺栓预埋、钢柱吊装、钢梁吊装和钢结构高强螺栓连接。本文重点从上述这四个方面分析高层建筑钢结构吊装施工工艺与技术。

3.1螺栓预埋

施工人员必须要十分明确预埋柱脚螺栓的位置，否则不但会对安装质量产生较大的影响，而且还会增加钢柱安装的难度。除此之外，在施工过程中，也应严格控制标高基准点和基础轴线，埋设后需要进行两次复测，第一次在埋设定位后测量，第二次在基础混凝土浇筑坚固后进行复测，将定位轴线的偏差控制在2mm之内，标高偏差控制在5mm之内，若在第二次测试过程中出现位移超过了控制范围，必须立即进行重新埋设。

3.2钢柱吊装

3.2.1钢管柱吊装

钢管柱吊装应遵循以下要求：混凝土环梁和钢管柱的连接中的环箍设置为两道一级直径φ25钢；钢管柱柱脚的环箍设置为两道三级φ32钢；施工之前，要在钢管柱的内壁上粉刷两道水泥浆，其中，基础节的安装、钢柱垂直度的校正、调运以及现场焊接是钢柱吊装关键环节。

（1）安装基础节。柱脚与钢管柱的基础的具体连接方式采用的是端承式，即：采用植筋法，桩面放出螺栓的位置和柱轴线→植入8φ32的钢筋，定位调节螺栓→预埋钢板的安装→电焊固定。

（2）校正钢管柱垂直度。钢管柱现场对接前，对接部位必须设有限位板与调节螺杆，其中使用调节螺杆校正钢管柱的垂直度，此外，为了测量柱底偏差、调整调节螺杆，应分别在横纵轴方向架设一台经纬仪，最终保证柱顶标记与柱底十字线重合。

（3）钢管柱吊运。在起吊钢管柱前，应用垫木将钢管柱的根部垫到要求的高度，主要采取的是两点捆绑垂直起吊方式，同时为了防止钢管柱的根部出现变形，需要将已经调整好的吊装索具、缆风绳、溜绳固定在钢管柱适当的位置上。在对钢管柱进行起吊时，必须保证起重臂回转与起重机起钩相一致，钢管柱吊直后，方可停止回转。除此之外，为防止管内进入杂物，必须包封好钢管柱上端口。在钢管柱进行现场对接之前，应定出柱轴线、做好相应的水平标高标记，同时，还要对对接区域做好除锈处理。

（4）现场焊接。钢管柱的现场焊接方式一般采用水平焊，为确保对接位置的焊接质量达到要求，要在对接位置设立附加衬管，具体厚为10mm、宽为20mm及与管内壁间隙宽为0.5mm。钢管柱焊接环焊缝具体采用CO2气体保护焊+分向分段的焊接方式，为了避免焊接变形，应注意分段施焊必须要对称。钢柱吊装示意图如图1所示。

3.2.2型钢柱安吊装

型钢柱吊装应遵循以下要求：

图1　钢柱吊装示意图

（1）吊点采用工厂制作时设置的专用钢板制吊耳，每根钢柱设置2个吊耳，直接焊在钢柱的顶部两侧，吊耳距离顶面10cm，同时柱体翼缘板上焊接四个拴倒链的耳板。

（2）柱子起吊前为保证柱子稳定性，采用4根φ14钢丝绳作为缆风绳，分别拴在柱子顶部，做为找正、临时固定使用。选用两根6×37（GB1102-74）φ30mm钢丝绳作为吊装索具，将柱头两侧吊耳吊起。柱子安装就位采用四个倒链。

（3）型钢柱的吊装使用的是直吊法，其需要在吊装现场布置塔吊以及150t的汽车吊，汽车吊配合塔吊施工进行吊装施工。在进行钢柱起吊时，必须将钢丝绳固定于起重机吊钩之上，完后起重机收钩，确保柱身处于直立的状态，柱吊离地面50cm后，需停机检查吊索具是否安全、可靠，无误后方可继续上升，移至就位柱的上方，缓缓下降。位置对正之后，使用连接板安装螺栓固定，并将揽风绳和地面地锚同定。

3.3一般柱的吊装通用方法

柱吊装前准备：待现场检验合格，堆放及行车路线确定后，即检查预埋板、预埋螺栓的轴线、平整度以及标高需要进行检查，当检查确定合格之后，应该将基础螺母（柱底下）拧至预埋螺杆的上面，借助于水准仪将基础螺母调整到相同的水平，同时采取相应的措施对其进行固定。将柱根据相应的编号分别运输到安装位置旁，同时根据规定将其摆放于柱脚中心。在柱吊装之前应该对柱的各种基准点、中心线、吊（捆扎）点与其表面情况进行检查，在确定没有任何问题的时候就可以进行捆扎与吊装。在进行钢柱吊装之前，需要对柱脚螺栓的表面进行清理。柱子起吊前，从柱底板向上500～1000m处，划一水平线，以便安装固定前后作复查平面标高基准使用。

钢柱吊装过程主要包括绑扎→起吊→对位→临时固定→校正→最后固定。根据柱子的种类和高度确定绑扎点（有牛腿的吊点位于牛腿下，无牛腿的位于钢柱上部1/4处），在柱脚部用麻绳绑好作为牵制溜绳以调整就位方向用。吊装前准备工作就绪后，首先进行试吊，吊起一端高度为100～200mm时停吊，检查索具牢固和吊车稳定性，确认安全后方可继续缓慢起吊，空中运行阶段吊车指挥人员应密切注意构件的起吊状态，指挥口令协调一致，当钢柱柱吊运至吊点处-基础柱底板预埋螺栓顶部10～30cm时停止，由人工对准柱底板与预埋板十字中心线位置之后，将其稳步下放，注意需利用经纬仪有效控制柱的垂直度有以及中心偏移问题，当钢柱被吊至螺栓的上方之后，操作人员需站好各自的位置，将柱脚稳住，使得柱脚板上预留孔与螺栓对准，并将其插入，指挥吊车下降就位在柱子降至调节螺母上时停止落沟，用撬棍撬柱子，使其中线对准基础中线，并拧紧柱脚螺母。钢柱的垂直度用经纬仪检验，如有偏差立即进行校正，待垂直度偏差控制在1%以内，临时将柱子加固，达到安全方可摘除吊钩。吊装组在起吊前一定要分工明确，测量、吊装、紧固等器具齐全，吊车、指挥、测量、对位、绑扎和现场施工各质量安全工程师各尽其责，并尽量减少闲杂人员靠近。

3.4钢梁吊装

根据高层建筑钢结构吊装施工的实际情况不同，钢梁安装的具体连接方式也会有所不同，具体如下：若钢梁宽度＜1200mm，那么腹板的连接方式采用摩擦型高强螺栓进行连接，具体采用的焊接方式为全熔透坡口；若钢梁宽度≥1200mm，腹板的连接方式依然采用摩擦型高强螺栓进行连接。此外，上下翼缘板具体采用全熔透坡口进行焊接。其中现场焊接和钢梁吊运是钢梁吊装的重要环节。

（1）现场焊接。对于转换层框架而言，钢管柱的刚性接头与钢梁的焊接方式为“先中间、后两边”，其中相同节点的焊接顺序为：下翼缘、上翼缘，注意钢梁两端不能同步焊接，钢梁焊接顺序：顶层梁、下层梁、中间层；此外，为避免发生梁、柱变形，在焊接钢梁与钢管柱时，其间必须要隔一道梁。

（2）钢梁吊运。钢梁的吊运尤其注意下列事项，即起吊前要清除干净摩擦面的浮锈与污物，同时必须检查钢梁的节点板位置与方向以及几何尺寸；起吊前钢梁必须设置焊吊码，同时注意安装完成后一定要将其清除干净；对于某些过重钢梁，必须进行接驳，同时对其进行分段吊运。钢梁吊装示意图如图2所示。

图2　钢梁安装示意图

3.5钢结构高强螺栓连接

3.5.1节点处理

为了消除接合件的错位、变形和错孔，在进行高强度螺栓连接时，应在其结构架设调整完毕后，再矫正接合件，并且板束接合摩擦面要贴紧后才能进行安装高强度螺栓，可以先用手动扳手和临时变通螺栓紧固，直到贴紧为止，从而确保接合部板束间摩擦面贴紧，良好结合。每个节点上穿入临时螺栓的数量一般不得少于高强度螺栓总数的1/3，最少不得少于两个临时螺栓。冲打穿入螺全的数量最好不要超过临时螺栓总数的3%。避免损伤螺纹，导致扭矩系数的变化，不得使用高强度螺栓兼临时螺栓。

3.5.2螺栓安装

在全部节点都处理好之后再进行高强度螺栓的安装，并且螺栓穿入方向要保持一致。针对箱形截面部件的接合部，通常以施工便利为宜，全部从内向外插入螺栓，在外侧进行紧固。如有不便，也可将螺栓从反方向插入。在安装大六角高强度螺栓时，应将其根部垫圈有倒角的一侧朝向螺栓头，安装尾部螺母垫圈的方式与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。当不能穿入时，应用绞刀对螺孔进行修整，在进行绞孔修整前，要拧紧其周围的螺栓，板叠密贴后再进行，严禁强行穿入螺栓。修整时要避免铁屑落入叠缝中。绞孔完成后扫清铁屑，并用砂轮除去螺栓孔四周的毛刺。

3.5.3螺栓紧固

对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。初拧是为了缩小螺栓在紧固时由于钢板变形等的影响，而采取的措施。复拧即在初拧的基础上，再重复紧固一次，一般用在大型节点高强度螺栓初拧完成后。终拧是对高强度螺栓作最后的紧固。终拧的轴力值目标为标准轴力，并要符合设计要求。