钢结构起吊工装吊装施工技术

2021-01-25程必滨

四川水泥 2021年12期

程必滨

（福州建工<集团>总公司，福建福州 350000）

0 引言

建筑钢结构工程是以钢材为主体材料的工程，较之土木主体材料工程具有更优的抗震性、抗复杂荷载性。钢结构工程多选择构件标准化预制加工+现场吊装模式，起吊工装吊装施工技术应用效果对最终建筑主体结构稳定性具有直接的影响。因此，探索钢结构起吊工装吊装施工技术的实施要点非常必要。

1 钢结构起吊工装吊装施工项目概述

1.1 工程基本情况

宁德市水陆联运中心（一期工程）建设内容包括西侧1#、2#、3#仓库及配电水泵房、门卫等配套设施。一期工程建筑面积合计37248.30m2，计容建筑面积66658.22m2。

工程配送仓库采用单层轻型门式钢架结构。1#配送仓库总长度96m，总宽度60m，结构最大跨度为20m；2#配送仓库总长度156m，总宽度84m；结构最大跨度为21m；3#配送仓库总长度240m，总宽度60m，结构最大跨度为20m。工程屋面围护选择360°咬合固定的双面压型钢板屋面，由上层至下层组成为：≥0.6mm 厚SMP 烤漆镀锌单层隐藏式压型钢板+0.33mm 厚聚丙烯防水透气膜+75mm厚（16kg/m3）超细玻璃棉+白色聚丙烯贴面+镀锌檩条+内层压型钢板；墙面围护工程为双面压型钢板外墙体，采用双层彩色压型钢板内填50mm 厚超细玻璃棉（外板排板方式为竖排）。内、外层墙板分别采用镀锌彩钢板、镀铝锌彩钢板。

1.2 工程实施难点

结构中钢柱与钢梁形式为H 型钢柱+变截面H 型钢柱，柱距为12m，钢材材质均为Q345B；而屋面檩条、墙面檩条材质均为Q345A热浸镀锌Z、C 型冷弯薄壁型钢；柱脚锚栓材质均为Q235B；高强螺栓采用10.9S（摩擦型连接）。因跨距、柱距均处于较高的水平，在结构没有完成最终安装任务前极易出现整体稳定性丧失进而垮塌情况，此时，恰当选择钢结构起吊工装吊装方案就至关重要。

1#、2#、3#配送仓库建筑消防高度均为13.5m，建筑规划高度均为12.65m，一层楼面标高分别为±0.000=7.700、±0.000=7.900、±0.000=7.800。而配电水泵房建筑消防高度、建筑规划高度分别为5.6m、6.2m，一层楼面标高为±0.000=6.700；门卫房建筑消防高度、建筑规划高度分别为3.5m、4.65m，一层楼面标高为±0.000=6.600。由上述数据可知，工程钢结构施工高度处于较大的数值，钢结构屋面临边洞口数量较多，对于吊装技术安全应用提出了较大的难题。

2 施工方案

2.1 起吊工装支撑

起吊工装支撑系统的选择是起吊工装吊装作业开展的关键环节，选择与要求相符的支撑机械不仅可以保证起吊工装吊装进度，而且可以为钢结构的分段划分营造良好的条件。因此，在选择起吊支撑机械时，需要综合考虑钢柱、钢梁结构形式以及分段重量，结合现场施工条件，对支撑机械进行支撑重量、支撑半径、支撑高度的评价。最终确定钢柱起吊工装支撑为缆风绳临时固定+钢柱间支撑。其中钢柱间支撑需要在相邻两排钢柱设置完毕后进行支撑。

2.2 起吊工装提升

在钢结构施工阶段，工程1#、2#、3#配送仓库钢结构起吊工装吊装模式为平行施工，根据1#、2#、3#配送仓库钢结构安装任务，可以依据9 台25t 汽车吊作为起吊工装提升机械，每栋厂房配备3 台汽车吊，每跨配备一台25t 汽车吊负责钢柱吊装施工。所选择的汽车吊为QY25K 汽车起重机，其中长臂长度为28.52m，起重重量为3300～5400kg，吊臂仰角为55～65°，起升高度为23.70～26.28m。同时需要组织3 支安装队，独立利用3 台25t 汽车吊，执行钢结构吊装施工，起吊工装提升施工内容包括钢柱、钢梁两个方面。

2.2.1 钢柱吊装

在钢柱吊装时，设定吊装半径为16.0m，中长臂长度为28.52m，最大起升高度为23.70m，起重重量为3300kg，单根钢柱重量低于最大起重量。因钢柱主要构件形式为H 型钢，根据H 型钢的吊点情况、重量，可以选择恰当规格及长度的钢丝绳、卡环。同时依据稳定可靠、吊装便捷、防控变形的原则，在钢柱顶部进行吊点设置，配合专用夹具进行钢柱顶部封头板的稳固夹持，配合钢柱下方木枋的稳固垫设，降低钢柱起吊时地面拖拉以及由此造成的地面、钢柱表面损伤风险。

在吊点选择完毕后，将基础表面完全清理，依据预先埋设件方位进行预测放线并稳固放置保温块，保证保温块、基础面紧密平整接触，进而在测量人员跟踪抄平的基础上进行底部螺帽的调整。底部螺帽调整要依据钢柱四面中心线、基础放线中心线整齐对接（或中心线偏差在规范许可范围内）的标准。随后在起吊机械的支持下，穿上压板、拧紧螺栓，完成钢柱就位，并拉设缆风绳，提高钢柱稳固性。为减少吊车支腿次数，可以选择每跨两钢柱中间设置，进行临时吊装道路的设置。即在跨中安排吊车，执行两侧钢柱吊装任务，保证全部钢柱整段加工、整段吊装作业效率。

2.2.2 临近钢梁安装

在钢柱安装完毕后，应及时进行临近钢梁安装，以便降低框架体系失稳风险。在钢梁吊装时，设定吊装半径为12.0m，中长臂长度为28.52m，最大起升高度为26.28m，起重重量为5400kg，单根钢梁重量低于最大起重量。

施工前，钢梁吊装提升与钢柱吊装提升近似，均需要根据构件吊点、重量，进行多长度、多规格的钢丝绳以及卡环准备，同时钢梁还需要准备钢扁担、起重钳。在这个基础上，基于吊装钢梁件自身稳定要求以及高空作业量控制需要，可以依据放样尺寸与设计要求进行每一吊装单元的组对跨接[1]。在地面按跨将钢梁拼成整段后，进而在3 台25t 汽车吊的支持下吊装就位。在钢梁组对跨接完毕并确认无误后，进行可拆卸式安全绳的安装，并将一条可由两人牵引的晃绳设置在钢梁两端，便于控制空中钢梁吊装角度。鉴于钢梁长度较长，工程选择吊点位于中心两边对称设置的平衡梁四点吊装法。该方法应用时，需要经起重钳将吊点紧固夹持在钢梁上翼缘两侧。吊点夹紧后，技术人员需要进行安装位置的再次测量以及临时螺栓固定。在安装位置进行单榀钢梁的吊装就位。

2.3 稳定安装

在起吊工装提升作业完成后，技术人员需要在吊机摘钩前利用缆风绳固定钢梁两侧。同时以吊机摘钩前利用缆风绳固定钢梁两侧完毕为节点，第一时间进行相邻两钢梁之间水平支撑、系杆、屋面檩条的安装及校正。稳定体系中钢梁矫正内容包括跨中垂直度的测量校正、轴线位置偏移的测量校正、钢梁挠度的测量校正等。确认无误后进行永久固定（高强螺栓），获得稳定体系[2]。

在进行相邻两榀钢梁以及钢梁间系杆、水平支撑及部分檩条安装的基础上，逐步扩展进行后续构建安装，以便形成一个稳定的结构体系。顺次操作至一个区域钢架安装完毕后，插入剩余屋面檩条、墙面檩条安装作业。在檩条安装完毕后，进行屋面板、墙面板、门窗顺次安装，完成全部钢结构安装任务。

3 施工技术应用要点

3.1 钢柱安装

根据钢结构件起吊工装吊装施工技术方案内容，技术人员可以支撑柱为着手点，进行安装，形成一个空间稳定体系后，进行扩展安装[3]。

首先，在钢柱安装前，技术人员应进行安全环的稳固焊接，并对爬梯绑扎牢固度、表面清洁度进行再次检查。在确定无误后，依据相对标高，从基准点引出控制标高位置，促使钢柱横向放置在垫木上，为后续标高控制提供依据。进而交替缓慢进行起钩、旋转、移动三个动作，保证钢柱吊装就位过程中螺栓丝扣完好无损，且构件与地面无拖拉。

其次，在钢柱吊装临时就位的基础上，需要采用缆风绳临时固定。同时在钢柱定位后，技术人员还应以点焊形式，进行钢柱底板与螺帽、垫板的牢固焊接，以便形成一个空间刚度单元[4]。

最后，技术人员应以每一根钢柱安装完毕为节点，综合考虑垂直度、轴线、标高、焊缝间隙等因素，进行初步校正，为桁架安装奠定基础。

3.2 钢梁安装

在钢梁吊装前，技术人员不仅需要进行表面污物的仔细、完全清理，而且需要将易产生浮锈的连接板和摩擦面锈渍完全清除。进而在地面将安全绳以及附带连接板、螺栓安装在待吊装钢梁上，水平就位并利用冲钉调整跨间距，避免钢梁接头孔洞存在偏差。在钢梁接头孔洞调整完毕后用大于对应节点螺栓总数的30%的若干个普通螺栓（2 个以上）配合建立临时连接[5]。同时考虑到钢梁轴线位置准确性对钢柱垂直度也具有较大的影响，因此，技术人员应及时利用绞刀扩孔的方式对钢梁连接螺栓孔轴线偏差进行调整，保证相应偏差在规范允许范围内。

在钢梁吊装时，可以借助铁扁担（横吊梁）进行，并在第一榀屋架梁吊装作业完成后，立即利用缆风绳进行固定，并在其与前一榀屋架梁之间进行支撑、系杆、部分檩条安装，配合侧向支撑措施，降低钢梁变形过大，致构件出现失稳问题的概率。

3.3 檩条安装

在钢柱、钢梁施工完毕后，技术人员可以利用汽车吊串吊的方式，进行Z350×120×20×2.5、Z350×120×20×3.0 屋面檩条安装。安装时以檩条靠近檩托板为节点，在钢冲钉的配合下调准檩条孔与檩托孔并经螺栓连接固定，逐根安装檩条。而在墙面檩条安装过程中，技术人员则需要以柱顶设置滑轮组提升的形式，依据与屋面檩条安装相同的流程进行操作[6]。进而将脚手板铺设在屋面檩条上，经钢筋固定脚手板、檩条，以屋面檐口为起始点，逐次进行每一道拉条的拉近安装、侧向弯曲度调整。