高层建筑钢结构的吊装施工技术研究

梁业杞

中核机械工程有限公司 上海 201700

为深入了解高层建筑钢结构吊装施工，本文结合钢结构施工特点以及技术特征进行分析，以此为基础探讨钢结构吊装施工的各个环节，确保钢结构吊装施工技术的合理应用，确保各项施工都能够按照技术操作流程进行，保障钢结构施工整体质量和高层建筑稳定性。

1 简述高层建筑钢结构施工的技术特征

第一，多数高层建筑钢结构吊装施工都是使用立体交叉的方式进行作业的，不但作业任务繁重，而且实际操作空间有限，一线技术操作者需要在短时间内对机械设备进行合理配置，工作风险系数相对来说较大。第二，高层钢结构施工工期较紧，而且质量要求较高，钢结构焊接工艺是整体施工的基础环节，能够影响高层建筑的安全和稳定性[1]。第三，高层建筑钢结构施工，需要借助塔吊等起重设备对板材进行吊装，因此要求起重机的臂长应达到有关标准，尽量覆盖高层建筑整体作业面，同时起重设备应当满足不同钢结构构件的吊装要求。塔吊是高层建筑钢结构施工的主要设备，因此需要结合建筑结构的方位，施工现场实际情况和钢结构构件的重量来选择塔吊设备，以此来确保吊装施工的稳定进行。第四，钢结构整体施工过程中，吊装施工贯穿于整个钢结构施工环节，吊装效率的有效控制和质量标准会直接影响工程建设质量。

2 高层建筑钢结构的施工安装和发展概况分析

2.1 高层建筑施工中钢结构的安装

高层建筑钢结构施工具有十分重要的作用，如果钢结构施工存在问题，将会影响高层建筑的整体质量，因此需要根据流水段对钢结构安装进行划分，这种划分方法主要是由于建筑结构的需要，对建筑物进行整体划分，需要对施工经验进行总结，将结构设计中的各个要素应用在实际施工当中。在钢结构吊装过程中，需要确保钢架自身的高度和强度，通过起重机来稳定框架，确保框架顺利施工，在流水段划分过程中应当注意以下几点，否则交叉施工将会出现问题，影响整体工程施工。起重机的整体性能必须满足工程建设需求，如果工程施工存在问题，将会影响整体工程施工进度，在钢结构吊装过程中也会存在安全隐患。同时也应当重视起重机的爬升高度，确保起重半径和重量满足标准，如果上述这些条件存在问题，起重机的使用将存在问题[2]。在钢结构吊装过程中，需要按照流水段内柱的构件进行基本的分析，在吊装运输时需要确定好构件堆放条件，做好钢结构吊装工作，同时也应当对数量和型号进行严格要求，确定尺寸的具体参数，为钢结构吊装施工提供充足准备。

2.2 高层建筑施工中钢结构的发展概况

为平衡住房供需关系，高层建筑已经成为现代文明和经济发展的重要体现，高层建筑的整体数量和规模也在不断扩展。建筑行业发展不但需要结合社会实际情况，还要重视各类技术的应用和研究，强化工程整体建设质量，满足社会对工程建设的实际需求。因此对高层建筑施工技术及运行优化和创新势在必行。对于现阶段的高层建筑施工情况进行分析，若想对施工技术的本质进行优化和调整，就需要全面掌控高层建筑的施工特征，采取切实可行的方法提高工程整体施工效率，实现时间和资金的有效节约，在经营过程中可以实行总承包经营模式。在设计施工过程中，为使垂直运输施工效率得到提升，需要将高层建筑的垂直发展和整体施工进度作为立足点[3]。此外，一线技术工作者需要结合施工实际情况和现场环境对施工技术进行优化和创新，确保钢结构吊装施工的安全和稳定。

3 高层钢结构建筑的相关优点

3.1 材质比较均匀

钢材是钢结构施工的主要原料，钢材具有良好的力学性能，具有良好的强度和韧性，能够为工程整体施工质量带来保障，确保高层建筑结构的整体强度。由于钢材质地分布较为均匀，在使用过程中存在诸多优势，同时也能确保不同部位的受力点保持均匀状态，因此技术人员在对力学进行科学计算时，能够对计算误差进行有效控制，提高整体设计质量，为钢结构施工质量的提升提供充足准备。

3.2 塑性和韧性好

由于高层建筑本身垂直度较大，因此在单位面积上会存在一定的重力负荷，需要承载较大的重量。如果地基存在不均匀现象，那么将会对整体建筑结构带来拉应力，导致高层建筑使用存在安全隐患，严重时甚至会产生结构坍塌现象。由于钢结构整体质量均匀，具有良好的可塑性，能够承受一定的拉应力，有效降低混凝土裂缝现象的产生[4]。在强震的情况下，钢材仍能保持均匀状态，有效预防不稳压力而出现断裂问题，使得建筑结构的抗震性能得以提升，最大程度地确保高层建筑结构的安全。

3.3 强度高自重轻

钢材不但具有良好的韧性和塑性，其整体强度较高，在受到应力作用时，可以实现应力的有效分算，提高钢结构的整体承载效果，尽量降低应力荷载。与混凝土结构进行对比，钢结构的竖向截面面积比混凝土结构小很多，由于钢材使用较少，不但能够实现资金节约，还能实现建筑面积的扩展。钢结构自身重量比混凝土结构重量要小，因此不需要承受较大的荷载，能够有效解决地震以及其他应力所带来的危害，确保高层建筑结构的稳定和安全。

4 高层钢结构建筑吊装的施工技术要求

4.1 编制安装顺序图表

钢结构安装之前，需要编制柱、主梁、次梁安装具体顺序图表，图表中应当明确标出钢结构构件的平面位置，安装序号和构件名称等信息。钢结构安装顺序表应当真实反映每个钢结构构件的安装顺序编号、名称，构件图纸号、重量以及外形描述等内容，为工作人员安装钢结构构件提供支持。

4.2 做好前期准备

技术工作者需要对施工设计图纸进行认真审查，做好图纸设计交底和技术交底准备工作，准备钢结构吊装施工所需的资料和图集，编制钢结构吊装预算，制定分布工程施工材料计划，人员劳动力需求计划以及施工机械设备的实际使用情况[5]。同时需要和施工人员进行施工组织设计和技术交底，为施工人员详细讲解工程设计的具体内容，钢结构吊装施工的具体计划和技术应用，确保各项计划的有效落实，为工程施工质量提供保障。此外，技术人员需要对施工现场的定位桩进行有效测量和设立，在施工之前做好定位放线有关工作。

4.3 选择钢结构吊装的机械设备

在钢结构吊装施工之前，需要结合施工现场实际情况选择符合现场施工的吊装设备，机械的有效选择是钢结构吊装施工的重要环节[6]。目前，高层建筑钢结构吊装施工通常使用塔式起重机，对于低层建筑的吊装施工通常使用履带式起重机。在钢结构施工过程中，通常会使用液压集群千斤顶，整理设备具有良好的传动力性能，具有容易配置和传递的优势，因此被广泛应用在钢结构吊装施工当中。

5 高层建筑钢结构的吊装施工技术研究

5.1 测量放线

首先工作人员应做好测量放线前的准备工作，确保施工所需的仪器设备到达施工现场，并对测量仪器进行全面检查，确保仪器质量和参数精准性，才能使用仪器进行测量工作。同时也有能重视人员问题，对参加人员的专业能力和职业素养进行严格要求，要求数量人员掌握分量方向的基本知识和相关经验，必须对测量人员进行严格培训方能进行测量工作[7]。钢结构施工测量需严格按照实际施工进行综合考虑，确保钢结构与主体工程轴线测量的良好对应，使建筑主体坐标和轴线与钢结构实现巧妙配合，有效减少测量误差产生，同时需要与整体框架相符。测量放线施工通常会在基础施工结束之后进行，而且需要确保关注设置各个方向的控制线达到标准要求，并做好标记工作，针对测量过程中出现的误差，测量误差应当小于偏移中心5mm，垂直方向小于H/1000，并对测量结果进行检查和核对，确保测量结果的精准性，并对测量数据进行整理和记录。工作人员应当全面掌握工程图纸设计和有关数据参数，掌握施工的具体时间和工艺流程，为测量发现工作的有序开展做好准备。在测量发现过程中，需要对有关轴线和坐标进行仔细校验，并在钢结构构件进场之前完成相关操作。此外，工作人员需要根据主线点以及控制桩的位置做好轴线测量工作和预埋铁位置处理，确保各项操作符合标准，方能进行后续施工。

5.2 钢结构吊装

钢结构吊装主要分为四个过程，第一，吊装准备工作，在进行钢结构吊装之前，需要做好构件检查工作，查看是否存在遗漏问题，面对构件质量进行科学检查，如果存在设计变更问题，需要对变更文件进行全面检查，直到符合施工标准。预埋位置也是影响钢结构调整质量的主要因素，因此需要对预埋位置的质量进行检查，确定预埋件的轴线位置、标高偏差以及平整度等，并提前准备好基础验收合格资料。第二，吊装工艺的具体流程，现阶段人们对吊装工艺的认知较为成熟，并通过大量实践和研究总结了吊装工艺的具体流程。首先需要对柱体标高进行严格控制，随后对轴线进行二次测量，二次测量结束之后对钢柱吊装进行就位，并做好校正检测工作，校正检测合格后进行梁的安装，最后便是钢结构的焊接。第三，吊装设备的选择，工作人员需要结合现场实际情况选择钢结构吊装设备，比如建筑主体目标高为71.3m，根据现场实际观察能够得知，相邻建筑物之间的距离不是很大，因此为吊装施工提供的场地有限，需要结合实际情况选择节省空间的吊装设施，塔式起重机能够满足空间节省的需求，因而可以选择这种吊装设备。第四钢柱的吊装柱脚十字劲板的安装。在安装钢柱时，需要将十字劲板焊接到柱脚位置，焊接过程中不能出现褶皱，需要确保焊接位置的垂直度，工作人员通常会使用全熔透焊的方式进行焊接操作。同时需要对十字轴线的位置进行合理确定，在钢柱吊装施工时，柱子需与地面保持20cm左右的距离，工作人员需要做好吊索检查工作，确保吊索的稳定性。当二者之间的距离达到40～100mm时，十字劲板将会慢慢降落，在焊接后的十字劲板中的预埋铁中放进柱子，并做好校对工作，确保不差不超过20mm。此外，十字劲板和柱脚之间的连接需要通过枝杆来完成，确保钢柱的整体稳定性，工作人员还需要使用定位对钢柱垂直度进行测量，使其达到工程建设标准。

5.3 钢梁吊装

在吊装施工过程中，工作人员需要结合高层建筑实际情况选择吊装施工方案。对于钢梁的安装必须按照有关要求和标准进行，当钢梁宽度大于1200mm时，需要选择摩擦性较强的螺栓进行腹板连接，并使用焊接的方式进行连接，通常会选择全熔透坡口方法进行焊接。当钢梁宽度小于1200mm时，腹板的连接方式同上，同样使用全熔透坡口方法对上下翼缘板进行焊接。在钢梁吊装过程中，其主要流程是梁吊装和现场焊接。首先是钢梁吊装。钢梁吊装和运输具有一定的危险性，因此工作人员必须做好安全防护措施，当钢梁吊装开始时，需要对钢梁节点板方向和具体位置进行严格检查，并对其参数进行具体检查，确保摩擦面的清洁，将摩擦面的杂质清理干净。为保障吊装运输的安全，工作人员需要对钢梁进行焊吊码设置，在装置安装完成之后，做好表面清洁工作。如果钢梁重量过大，需要将钢梁进行分段处理，在分段吊装完成之后，再对分段钢梁进行接驳。其次是现场焊接作业。对于转换层框架焊接的要求较为严格，对于钢梁和钢管柱的刚性接头需要从中间开始焊接，完成这些操作之后才能进行两边焊接，这种方法能够确保焊接的整体质量。在对钢梁连接处进行焊接时，如果焊接顺序较为随意，将会影响钢梁焊接整体质量。焊接的顺序通常是顶层梁、下层梁、中间层。当作业节点相同时，先下翼缘，然后是上翼缘，值得注意的是，钢梁两端不能同时进行焊接操作。此外，钢梁和钢管柱的焊接也有明确规定，在焊接过程中，通常会在中间隔一道梁，有效预防梁和柱出现变形问题。

5.4 钢结构工程相关的检测试验

在高层建筑钢结构吊装施工过程中，为使吊装施工得到全面优化，对吊装施工质量进行优化管理和控制，应当对钢结构吊装项目施工进行检测和试验，其主要内容包括钢结构原材料的检测，焊接技术的检测以及焊缝无损检测等，检测方法可以选择x射线检测，超声波检测等，同时需要对钢结构的成品进行全面检测，为吊装施工质量提供良好保障，帮助工作人员积累吊装施工经验，为后续工作开展提供足够支持。施工单位可以将检测工作委托给具有资质的检测单位，由专业的检测单位进行施工检测，并使用切实可行的方法进行监督和管理。此外，必须遵守公平公正的原则，制定样品取样和送检制度，确保检测样品与工程实际情况相符，有效预防样本问题而影响钢结构吊装施工，为钢结构吊装施工有序开展和质量保障提供支持。

6 结束语

综上所述，高层建筑钢结构吊装施工受建筑高度影响，在施工过程中会存在一定难度，因此技术人员需要掌握施工过程中的各项细节，确定吊装施工的具体流程，按照规定设计和技术方法进行吊装操作，从施工设备技术以及施工方法等多个方面对钢结构吊装施工进行全面控制，确保高层建筑钢结构吊装施工质量的强化，保障高层建筑结构的稳定和安全，为建筑行业发展提供支持。