大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋面吊裝施工技術(shù)

何鴻儒

中核四0四有限公司 甘肅嘉峪關(guān) 735100

隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑產(chǎn)業(yè)化迅速升級，鋼結(jié)構(gòu)成為建筑行業(yè)中崛起的新秀。鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目迅速增加，特別是大噸位、大跨度鋼結(jié)構(gòu)的投入使用，使得鋼結(jié)構(gòu)單根大噸位構(gòu)件吊裝和鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝施工技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)施工中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。同時，吊裝施工技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的一種鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，越來越多的吊裝施工問題日益凸顯出來。

1 大跨度鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)是土木工程結(jié)構(gòu)的后起之秀，許多大跨度的現(xiàn)代化空間結(jié)構(gòu)都以鋼結(jié)構(gòu)為主體。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)建筑不同，鋼結(jié)構(gòu)建筑通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁，鋼柱和鋼桁架等構(gòu)件組成，一些鋼結(jié)構(gòu)建筑還包含有鋼絞線、鋼絲繩等。鋼結(jié)構(gòu)一般采用焊縫、螺栓和鉚釘連接。由于材質(zhì)均勻、力學(xué)性質(zhì)好、輕質(zhì)高強(qiáng)、加工間便、施工速度快，鋼材廣泛應(yīng)用于單層工業(yè)廠房、體育館等大跨度結(jié)構(gòu)中。鋼結(jié)構(gòu)的單層工業(yè)廠房通常由擦條、天窗、屋架、托架、柱、吊車梁、制動梁（桁架）、各種支撐及墻架等構(gòu)件組成。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)輕盈，外荷載主要由平面承重結(jié)構(gòu)承擔(dān)，縱向荷載由支撐承受和傳遞。常見的平面承重結(jié)構(gòu)有橫梁與柱剛接的門式鋼架和橫梁與柱交接的排架[1]。

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是主要的空間結(jié)構(gòu)形式之一，主要用作體育館、展覽館、俱樂部、影劇院、食堂、會議室、候車廳、飛機(jī)庫和車間等的屋蓋結(jié)構(gòu)。鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)根據(jù)外形可以分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。通常情況下，平板網(wǎng)架簡稱為網(wǎng)架，曲面網(wǎng)架簡稱為網(wǎng)殼。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有三向受力的特點(diǎn)，工業(yè)化程度高、自重輕、穩(wěn)定性好、外形美觀的特點(diǎn)；而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有通透性好、建筑空間大、用材省的優(yōu)點(diǎn)。

2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋面吊裝方法選擇

通過對前人施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，根據(jù)各個構(gòu)件吊裝的先后順序，可以分為以下三種吊裝方法：

2.1 節(jié)間吊裝法

起重機(jī)械從廠房的一端開往另一端，在一次開行中依次按順序完成每一個節(jié)間的所有構(gòu)件的吊裝工作，即從頭到尾一個節(jié)間一個節(jié)間的施工，先將第一個節(jié)間的柱子、柱間支撐、連續(xù)梁、吊車梁、走道板、鋼托架、屋面梁（屋架）、擦條、天窗架、屋面板、墻面板等全部安裝完畢，再進(jìn)行相鄰的下一個節(jié)間的施工，直到做完整個廠房的所有節(jié)間。

該施工方法的優(yōu)點(diǎn)是：吊裝完一個節(jié)間再吊裝下一個節(jié)間，機(jī)械從頭到尾開行完，整個廠房即施工完畢，機(jī)械開行路程短、施工空間大；吊裝一個節(jié)間，校正一個節(jié)間，能及時發(fā)現(xiàn)構(gòu)件的制作誤差；吊裝完的節(jié)間整體性好，有一定的抗風(fēng)、抗震能力，不容易發(fā)生傾覆。

但是該施工方法同樣存在著一些缺點(diǎn)：施工時需用起重能力大的機(jī)械完成所有構(gòu)配件的吊裝工作，如柱子、鋼梁、擦條、屋面板等，一方面吊具、鎖具更換頻繁，準(zhǔn)備工作復(fù)雜，另一方面起重機(jī)械使用效率不高，容易造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)；將所有的構(gòu)件全部準(zhǔn)備好并堆放在某一節(jié)間，一來不利于構(gòu)配件的流水加工和施工，二來施工現(xiàn)場容易變得雜亂；最后，各構(gòu)件的校正工作比較瑣碎，容易混淆出錯。所以，此方法適用于回轉(zhuǎn)式桅桿進(jìn)行吊裝[2]。

2.2 分件吊裝法

將不同類構(gòu)件分批次吊裝，一類構(gòu)件全部吊裝完后再進(jìn)行下一類構(gòu)件的吊裝；例如，起重機(jī)第一遍開行的時候?qū)⑺械念A(yù)制柱全部吊裝完畢，待柱子校正、灌漿固定后，再完成所有的柱間支撐吊裝完畢，然后再完成所有吊車梁的吊裝，最后再進(jìn)行屋面梁的吊裝，之后依次完成屋面擦條、屋面板等的吊裝。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是：在一次開行中僅吊裝一類構(gòu)件，操作比較簡單，校正比較方便，能滿足預(yù)制柱固定需要的時間，施工效率高；在某一段時間內(nèi)僅吊裝某一類構(gòu)件，便于合理安排構(gòu)件的進(jìn)場供應(yīng)，方便管理。

該方法的缺點(diǎn)是：起重機(jī)需要開行數(shù)遍才能完成全部吊裝工作，機(jī)械臺班費(fèi)比較高；施工中未完成結(jié)構(gòu)不能形成一個穩(wěn)固的整體，剛度差，抗傾覆能力差。

2.3 綜合吊裝法

主要從施工效率和未完成結(jié)構(gòu)抗傾覆能力的角度考慮，將節(jié)間吊裝法和分件吊裝法結(jié)合使用。先將柱頭以下部分的構(gòu)件按分件吊裝法吊裝，即將柱子吊裝、校正，待二次灌漿強(qiáng)度達(dá)到70%以后，再完成所有柱間支撐的吊裝，然后再完成所有吊車梁的安裝，之后再完成所有鋼屋面梁的吊裝。最后，用節(jié)間吊裝法，逐節(jié)間地完成每個節(jié)間的擦條、天窗架、屋面板等所有屋面構(gòu)件的安裝。施工時最好使用兩臺起重能力不同的起重機(jī)，一臺吊裝重量大的預(yù)制柱、吊車梁、托梁、屋面梁、屋架等構(gòu)件，一臺吊裝重量較小的柱間斜撐、走道板、地梁、墻梁等構(gòu)件[3]。

該方法要求工程管理者具有一定的施工經(jīng)驗(yàn)，才能合理規(guī)劃施工步驟，組織安排施工流水，博采眾長、揚(yáng)長避短，既避免了節(jié)間吊裝法施工繁瑣的缺點(diǎn)又避免了分件吊裝法開行路經(jīng)常、結(jié)構(gòu)整體性不好的缺點(diǎn)，一方面最大限度的發(fā)揮了起重機(jī)的效率，另一方面縮短了開行路線、縮短了工期，因此這種施工方法在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛。

3 屋面鋼梁吊裝施工

屋面梁吊裝的施工步驟為：牛腿柱頂水平標(biāo)高調(diào)整、屋面梁縱橫軸線復(fù)測、鋼梁彈線、溜繩綁扎、鋼梁綁扎、起吊、就位、臨時固定、校正、最后固定。同棍鋼屋面梁吊裝施工時從廠房的一端向另一端循序進(jìn)行，同棍之間先吊裝高的后吊裝低的。正式吊裝之前要進(jìn)行試吊裝，將鋼梁吊至地面以上20cm處時停止上升，靜置一會兒，觀察鋼絲繩和鋼梁的變形，如果鋼絲繩沒有發(fā)生明顯的斷絲、拉長等情況，鋼梁沒有發(fā)生明顯的彎曲、吊點(diǎn)處翼緣板沒有發(fā)生明顯的翹曲變形或裂縫，便可正式開始吊裝。將屋面梁提升直至預(yù)安裝支座以上20cm的高度處時停止上升，緩慢平移至支座正上方，平穩(wěn)下降至支座處，就位安裝。

4 結(jié)語

綜上所述，通過各部門的密切配合與寫作，大跨度工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工滿足要求后，從材料品質(zhì)、零部件加工、焊接，到施工管理、工序設(shè)計，再到每一個環(huán)節(jié)的監(jiān)督檢驗(yàn)，都需要嚴(yán)格把關(guān)。而且，質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，受到建設(shè)單位及其它部門的認(rèn)可。