大跨度屋面鋼結構吊裝施工要點

施 鋒

（上海華業(yè)建設集團有限公司，上海 200126）

鋼結構作為建筑工程發(fā)展結構體系的后起之秀，以其力學特性好、材質均勻、輕便強度高、施工便捷等許多優(yōu)點，已經在諸如體育館、工業(yè)廠房等很多大跨度現(xiàn)代化結構中有著廣泛的應用。與鋼筋混凝土、木質等結構相比，鋼結構通常由鉚釘將焊縫和螺栓連接起來。隨著鋼結構的廣泛應用，大型鋼結構技術難度也越來越大，加工、安裝精度越來越高，在鋼結構施工中，吊裝工藝是確保鋼結構構件得以順利安裝的前提。因此，吊裝作業(yè)必須按照制定的安裝計劃，根據(jù)規(guī)定順序實施，在鋼結構安裝前期要做好萬全準備，其次，吊裝前應對所有施工人員進行技術交底與安全交底，以此確保吊裝作業(yè)開展順利推進，從而促進整個鋼結構體系施工有條不紊地進行。

1 工程概況

本項目為，A1號物流倉庫、A2號物流倉庫、A3號物流倉庫、A4號物流倉庫。倉庫屋面坡度4%，抗震設防類別丙類，設防烈度8度，設計地震分組第一組，設計基本地震加速度0.05 g，結構安全等級二級，場地類別Ⅲ類，鋼結構抗震等級：四級，結構設計使用年限50年，耐火等級：一級。為了防止外露鋼構件生銹，油漆涂裝做法如下：醇酸底漆厚60μm；兩道醇酸面漆厚共：65μm。

2 鋼結構吊裝施工技術工藝

2.1 鋼結構吊點的選擇

（1）吊點數(shù)量以及位置的確定，視鋼結構的情況而定。鋼柱的形狀、長短以及起重機性能都能影響吊點。若一項工程中，焊接的鋼結構都很牢固且彈性很好，則可以采用正吊的方式，吊耳置于鋼柱頂部，鋼柱垂直，便于對位；也可以小角度懸掛，即在鋼柱上三分之一處放置單根鋼絲繩進行吊裝，鋼柱傾斜懸掛就位。

（2）為了避免斜吊人工登高摘鋼絲繩的麻煩，可在鋼絲繩套處預先栓一根麻繩，當起重機松開吊鉤時，搖動松散的繩套，將吊鉤從下部滑下后取下。

（3）當受起重機臂架長度限制時，起吊點也可選斜吊在構件上部長1/3處。當遇到細長鋼柱的時候，可根據(jù)起重機配備和現(xiàn)場條件選擇合適的起吊方法，可單機吊裝，也可以二機吊裝鋼柱；還有一些特殊情況，針對超長鋼柱，考慮其極容易變形等問題，可以采用分割成兩個吊點來進行起吊，必要時分成三個吊點進行吊裝。

（4）使用鋼絲繩綁扎鋼柱時，則需要注意兩點：①在鋼柱的四個角處打角（半圓鋼管內有角鋼），防止鋼絲繩被割斷；②在綁扎的結合點，為防止鋼柱局部壓力損壞，可加鋼板補強；還可以采用焊接吊耳的方式。

2.2 起吊方式的比較和確定

（1）旋轉方式：鋼柱運到現(xiàn)場，吊車一邊吊鉤一邊旋轉，使鋼柱繞柱腳旋轉，將其吊起。

（2）滑移方式：用單機或雙機吊起鋼柱，吊鉤使鋼柱腳滑動，這種吊起鋼柱的方法被稱做為滑移法。同時，為了減少鋼柱腳與地面之間的摩擦力，需要采用滑行方式，在鋼柱腳下鋪用于滑行的軌道。

（3）本工程采用的安裝方式為，將所有鋼柱進行吊裝：采用單機單點傾斜吊裝的方式，并結合旋轉方式和滑動方式，進行吊裝作業(yè)。吊點選在鋼柱上部1/3以上的位置。

2.3 吊裝過程控制

（1）先對相關的指標進行檢查復核，需要核對的指標有：基礎的軸線位置、高度偏差、平面度、標高，然后彈出各鋼柱基礎的十字中心基準線和基準標高，并在底部安裝調整螺母。

（2）檢查鋼柱的序號、中心基準點、高差基準點、吊點及表面損傷等情況，檢驗報告合格后方可進行吊裝。

（3）鋼柱采用汽車吊機吊裝。吊裝前，先進行吊裝嘗試。吊裝時，應安裝在基準中心線處。同時，使用水平儀來控制高程。各點之間用軟質材料保護鋼構件，防止鋼構件和鋼絲繩損壞。吊車邊鉤邊旋轉，使立柱繞立柱腳旋轉，直立。 鋼柱吊起后，首先對準柱腳板孔。將螺栓預埋在基礎中，將其插入預埋螺栓中，旋轉動臂使柱頭大致垂直，然后初步對齊。

（4）吊裝完成后，立即用經緯儀等儀器校正鋼柱的垂直度和標高，然后及時配合土建單位對柱腳進行二次灌漿（如圖1）。

圖1 鋼柱垂直度校正

（5）鋼柱的吊裝應按照各施工段的安裝順序進行，及時形成穩(wěn)定的單元體系。

（6）每根鋼柱安裝完畢后，應及時進行初步校正，并安裝柱間支撐，以方便吊車梁和屋面鋼梁的安裝及后續(xù)構件的安裝和校正。

（7）標定時應綜合考慮軸線、垂直度、標高、焊縫間隙等因素，各分項偏差值應滿足設計和規(guī)范要求。在安裝鋼柱前，要先將安全環(huán)焊接好，再緊固梯子，最后清除污染物。

（8）一般鋼柱會有一個臨時的接連耳作為吊點，這個吊點的位置要居中，保證兩邊對稱，才可以保證鋼柱在吊裝時處于一個垂直的狀態(tài)。

2.4 鋼結構吊裝技術要點

（1）鋼結構吊裝前，需要做一些準備工作，將鋼柱表面的污染物清潔干凈，包括油漬、泥巴、塵土等雜物全部清除，并在合適的位置安裝臨時鋼柱梯。

（2）吊裝鋼柱時要小心。仔細檢查吊點、吊具和繩索，并系好風繩。同時，盡量將立柱中心與基礎中心線和基礎預埋螺栓對齊，爭取將其一次對齊成功，提高安裝效率。

（3）鋼柱的垂直度調整可通過上風繩、手拉葫蘆和下柱腳調整螺母同時進行。風繩以與傾斜方向相反的方向拉動鋼柱體，同時將兩個螺栓上的螺母沿傾斜方向升高，同時將兩個螺栓上的螺母向相反方向降低。將鋼柱的垂直度調整到合適的厚度，并擰緊基礎所有預埋螺栓的上下螺母。柱底板的焊接在結構形成剛架單元后進行，垂直度和標高滿足要求。

（4）柱間支架的安裝應在校正鋼柱的水平、軸線和垂直度后進行，并在保證立柱垂直度的情況下安裝柱間支架。

（5）鋼柱測量要求。立柱垂直度用光學經緯儀測量，采用三邊搜索（一大邊兩小邊）的方法。測量時切記不要測量側面，還需要考慮陽光和溫度的影響。

（6）鋼柱的吊裝均為單件整體吊裝。鋼柱本身重量和高度較大，吊裝難度較大。鋼柱吊裝前，應重新測量基礎預埋螺栓，安裝下螺母，并準備好風繩、環(huán)鏈葫蘆和千斤頂，用于鋼柱安裝后的定位和固定調整。由于鋼柱的高度較大，鋼柱安裝到位后，在與其他構件連接之前，需要拉動電纜風繩進行臨時穩(wěn)定。

（7）鋼柱上小梯的設置：鋼柱安裝前，應將小梯固定在鋼柱上。吊裝完成后，起重索具等結構件起吊時，方便人員可上下使用。施工完成后應拆除小梯，與結構的焊接點應打磨平整。H型鋼柱截面（如圖2所示）在有檁條支撐的位置，梯子掛在檁條支撐或牛腿位置，用鐵絲或小鋼絲繩與檁條支撐系結；H型鋼柱截面在無檁條支撐的位置。在板上鉆孔，利用孔將梯子掛在鋼柱上，其他位置用鐵絲或小鋼絲繩捆綁固定。使用梯子時，應與自鎖扣配合使用。

圖2 H型鋼柱段

（8）索風繩拉設：鋼柱安裝到位并臨時固定后，拉索風繩。每根鋼柱在縱向和橫向拉動兩根（共四根）索風繩。纜纏繞繩采用2T手拉葫蘆張緊，纜纏繞繩采用Ф17.5mm鋼絲繩。

（9）鋼柱吊裝吊耳的設置：本項目所有中心柱，由于柱體上沒有墻支架或其他連接板，為防止吊裝過程，可設置專用吊耳板，采用Q345B級鋼材制作，應根據(jù)每根鋼柱的重量進行設計，使用后應將吊耳板切斷。本工程外緣帶墻支撐的鋼柱無需設置吊耳（如圖3）。

圖3 吊耳板形式示意圖

3 鋼結構吊裝施工難點與解決措施

3.1 施工難點

在施工的過程中，發(fā)現(xiàn)一個難點，即在吊裝鋼梁時會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，因為鋼梁跨度大，容易吊出平面。A1、A2、A3、A4，物流倉庫，屋面鋼架跨度大、高度高、構件重量重，需要合理選擇起重機械，保證鋼結構吊裝施工的安全性和效率；本工程由于屋面鋼柱數(shù)量較多，框架柱結構施工穿插，預埋要求高，施工難度較高。

3.2 保證鋼結構吊裝施工的解決方案

3.2.1 優(yōu)化整體施工流程

針對本項目鋼屋架的平面和立面布置，精心策劃施工流程和部署，明確立土柱和鋼屋架的施工搭接順序，加強土建、鋼結構、機電安裝、設備專業(yè)單位之間的交流。制定完整的鋼結構吊裝施工方案和應急預案，確保工程工期、質量和安全符合要求；

3.2.2 鋼結構吊裝設備選型及安全措施

優(yōu)化大型鋼結構吊裝設備選型。 編制詳細的鋼結構吊裝施工方案，為鋼結構吊裝提供可靠的技術依據(jù)。施工方必須是具有專業(yè)資質的吊裝作業(yè)團隊，按專項施工技術方案實施，嚴格控制吊裝質量，確保吊裝安全。施工過程中，必要時使用汽車起重機進行吊裝作業(yè)，并使用移動式攀爬車、腳手架、手拉葫蘆等輔助施工。在焊接等重要部位部署工具式作業(yè)平臺或專用腳手架，確保施工質量和施工安全。

3.2.3 鋼柱基礎施工

在準確測量定位之前，需要勘測現(xiàn)場實際情況，對鋼柱上的關鍵點以及嵌入式框架進行精準設計。在這個過程中，可以利用多種技術手段，調整定位，優(yōu)化設計。為了保證柱腳的穩(wěn)定性，可以使用一些輔助措施。在現(xiàn)場，還需要進行一些框架柱和鋼柱分段、分塊吊裝以及安裝固定鋼柱等工作，都必須嚴格按照施工要求來操作。

3.2.4 構件安裝時的穩(wěn)定性

為了本工程施工期間吊裝的穩(wěn)定性，結構自重荷載、溫度荷載、風荷載作用下的結構變形和安全問題，以及施工荷載（如吊裝機械）等，在結構整體或局部可靠性的作用下，必須對每個施工過程進行結構驗證和分析，以指導和控制施工。可以建立一套行之有效的施工控制體系，來完全控制鋼結構的整個施工階段。

4 結束語

綜上所述，這種鋼結構體系具有成本低、工期短、外形美觀等諸多優(yōu)點，因此在我國得到廣泛應用。在進行大跨度屋面鋼結構吊裝施工過程中，必須嚴格按照吊裝技術和工藝流程進行施工。為了提高整體施工質量，需要相應的施工人員能夠整合建筑鋼結構施工的應用優(yōu)勢，做好前期工作。并能在吊裝施工過程中選用科學合理的設備加強相應的工作。在具體的施工活動中，還要充分考慮鋼結構施工的要點和難點，不斷優(yōu)化整個施工過程，切實提高整體施工質量，從而有效促進我國大跨度屋面的建設發(fā)展。