李加孟 山西西山金信建筑有限公司

1 前言

近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。至此，依托目前的大跨度鋼結(jié)構(gòu)，針對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)施過(guò)程，對(duì)主要構(gòu)件的安放情況、起重設(shè)備及起重的實(shí)施方法進(jìn)行了說(shuō)明，以保證大跨度鋼結(jié)構(gòu)的安全實(shí)施。

鋼結(jié)構(gòu)在大跨度工程中的實(shí)施，同時(shí)為類似鋼結(jié)構(gòu)吊裝的實(shí)施提供了有益的經(jīng)驗(yàn)，影響深遠(yuǎn)。鋼結(jié)構(gòu)與其他建筑材料相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，但其復(fù)雜的施工工藝在實(shí)際應(yīng)用中存在較多問(wèn)題，從而使鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)成為施工中的難點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，以鋼結(jié)構(gòu)為主要應(yīng)用材料的建筑設(shè)計(jì)已成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有普遍的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)分析

該工程工期短，吊裝半徑大，最大吊裝半徑為21m，安全要求較高；多榀段空中吊裝拼接，跨度大，施工難度較大，須兩臺(tái)大型吊車配合吊裝。

2.1 工程難點(diǎn)

（1）工程制作技術(shù)要求高，弧形箱型梁柱的制作精度是最大難點(diǎn)，特別是弧度的制作掌握要求高，控制變形要在工藝允許范圍之內(nèi)，否則會(huì)難以連接。

（2）弧形箱型梁柱主體因超長(zhǎng)超重及現(xiàn)場(chǎng)吊裝等條件限制，須合理分段，同時(shí)需要在現(xiàn)場(chǎng)安排出一個(gè)場(chǎng)地供梁柱臨時(shí)堆放。

（3）安裝方面，吊裝是最大的難點(diǎn)。由于鋼柱梁?jiǎn)误w重量6t左右，安裝位置在屋頂上，室內(nèi)樓面不宜承重，因此鋼柱梁的吊裝也將是工程實(shí)施的較大難點(diǎn)。

（4）工期緊迫，必須統(tǒng)籌兼顧到整體施工當(dāng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.2 工程關(guān)鍵技術(shù)

（1）采用數(shù)字化三維建模的深化設(shè)計(jì)方法。

（2）現(xiàn)場(chǎng)主鋼架匹配臥裝及現(xiàn)場(chǎng)安裝精度控制。

（3）鋼結(jié)構(gòu)分段出廠前應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)拼裝經(jīng)檢查無(wú)誤后方可發(fā)往現(xiàn)場(chǎng)。

（4）必須設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線及詳細(xì)復(fù)查驗(yàn)收及測(cè)量定位。

3 大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分段吊裝技術(shù)分析

3.1 網(wǎng)架安裝方案選擇

3.1.1 搭設(shè)腳手架，高空散拼

高空散拼在施工前需進(jìn)行腳手架的搭建，以便為施工人員提供落腳點(diǎn)，保障網(wǎng)架安裝過(guò)程順利進(jìn)行。由于其腳手架的結(jié)構(gòu)較多，吊裝機(jī)械設(shè)備高空作業(yè)較為困難，施工存在著較大的安全隱患。腳手架的搭建和拆除需消耗一定的時(shí)間，會(huì)對(duì)工期造成一定的影響，因而需將腳手架拆建的時(shí)間考慮在工期中。另外，施工人員在安裝網(wǎng)架時(shí)，需進(jìn)行頻繁的移動(dòng)，在很大程度上增加了高空作業(yè)的危險(xiǎn)性，使施工安全問(wèn)題較難控制。

3.1.2 地面拼裝，分段吊裝

通過(guò)地面拼裝可將桿件拼裝成可吊裝的單元，使單元之間連接成一個(gè)整體。連接過(guò)程采用分段吊裝的方式，可簡(jiǎn)化施工步驟，有效降低高空作業(yè)的次數(shù)，讓施工過(guò)程更加安全。拼裝作業(yè)需依靠構(gòu)件拼裝機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可提高施工拼接效率和拼接質(zhì)量，使拼接后的吊裝單元更加穩(wěn)定。

吊裝作業(yè)需通過(guò)大型吊裝機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)，使重量較大的吊裝單元能被穩(wěn)定地提起，有效地拼接單元。在質(zhì)量控制方面，高空對(duì)接過(guò)程難以對(duì)安裝精度進(jìn)行控制，尤其是在對(duì)接單元較多的情況下，將會(huì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定的影響。

3.1.3 整體提升

采用整體提升方式可有效地減少腳手架的用量，可在地面上進(jìn)行網(wǎng)架安裝作業(yè)，在很大程度上降低了高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，有效地控制了安全問(wèn)題。工程的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地較大，非常適合地面拼裝的方式。可采用多點(diǎn)、多面流水作業(yè)的方式，這樣可提高拼裝的速度，并且使拼裝精度得到保障。

然而，在整體提升過(guò)程中卻存在著一定的難度：一方面，網(wǎng)架跨度較大，提升過(guò)程的整體同步性較難控制，需采取一定的技術(shù)手段作為支撐，對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析；另一方面，需對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，提高網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使大跨度網(wǎng)架施工能順利實(shí)現(xiàn)。

3.2 累積提升體系布置

3.2.1 提升點(diǎn)、千斤頂?shù)倪x擇與布置

為保障網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需合理地對(duì)提升點(diǎn)、千斤頂進(jìn)行選擇與布置，使網(wǎng)架單元提升過(guò)程能夠順利完成。提升點(diǎn)、千斤頂?shù)倪x擇與布置由屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)決定，要充分考慮水電、消防、采暖等問(wèn)題，從而保障網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的提升效果。

通過(guò)上述分析可得，工程的累積提升結(jié)構(gòu)工程量如下：網(wǎng)架焊接球與桿件總重約1030t，屋蓋主、次檁條約60t，檢修管道約10t，水電、消防、采暖等專業(yè)連接件及管道約300t，總計(jì)約為1400t。提升布置情況如下：累積提升共設(shè)置16 個(gè)提升點(diǎn)，使用千斤頂48 臺(tái)。第1 次提升設(shè)14 個(gè)提升點(diǎn)，第2 次提升設(shè)13個(gè)提升點(diǎn)；40t千斤頂32臺(tái)，100t千斤頂8臺(tái)，200t千斤頂8臺(tái)。

3.2.2 提升導(dǎo)向系統(tǒng)布置

為使網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，需合理地進(jìn)行導(dǎo)向系統(tǒng)的布置，以防止網(wǎng)架產(chǎn)生較大的位移。通過(guò)導(dǎo)向系統(tǒng)可提高網(wǎng)架對(duì)水平力的應(yīng)對(duì)能力，降低風(fēng)力對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，避免網(wǎng)架晃動(dòng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性造成影響。

在工程項(xiàng)目中，采用水平移動(dòng)導(dǎo)向裝置對(duì)網(wǎng)架水平位移進(jìn)行控制，控制位移為50mm，共設(shè)立了4個(gè)提升導(dǎo)向點(diǎn)。導(dǎo)向系統(tǒng)需根據(jù)網(wǎng)架軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，要在網(wǎng)架3層和4層焊接球上分別連接1 根Φ159mm×10mm 的鋼管，端部連接1 塊20mm厚的鋼板，形成三腳架結(jié)構(gòu)，從而對(duì)其進(jìn)行有效的固定。測(cè)試表明，在5 級(jí)風(fēng)力的作用下，該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)仍然具有良好的穩(wěn)定性，且不會(huì)產(chǎn)生較大的橫、縱向位移，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性符合施工要求。

3.3 網(wǎng)架的合龍與卸載

3.3.1 大廳網(wǎng)架與門頭網(wǎng)架合龍

大廳和門頭的網(wǎng)架均為拱狀結(jié)構(gòu)，大廳網(wǎng)架需提升到門頭網(wǎng)架處后才能進(jìn)行合龍，以保障網(wǎng)架能順利安裝。網(wǎng)架拼裝一般采用預(yù)起拱的方法進(jìn)行安裝，使兩者能被有效地合龍，提高網(wǎng)架合龍的質(zhì)量。為了保障網(wǎng)架合龍的精度，需要對(duì)調(diào)整點(diǎn)進(jìn)行合理布置，在門頭網(wǎng)架設(shè)置一定數(shù)量的調(diào)整支點(diǎn)，并且使用千斤頂及鋼管頂托支撐的方式進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而有效地控制調(diào)整方向。

調(diào)整點(diǎn)的布置需通過(guò)模擬計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)調(diào)整點(diǎn)進(jìn)行模擬，進(jìn)而確定調(diào)整點(diǎn)的位置。調(diào)整點(diǎn)布置方法如下。

（1）調(diào)整點(diǎn)的數(shù)量越多，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力分布越均勻，其穩(wěn)定性就越好。

（2）調(diào)整點(diǎn)的數(shù)量越多，對(duì)合龍過(guò)程越有利，但過(guò)多的調(diào)整點(diǎn)會(huì)增加施工成本，因而需對(duì)調(diào)整墊的數(shù)量進(jìn)行限制。

（3）位移較小的位置需先調(diào)整，逐步推進(jìn)，直至合龍過(guò)程完成。

3.3.2 網(wǎng)架整體合龍

工程提升重量、面積較大，并且各個(gè)區(qū)域桿件強(qiáng)度均不同，為使提升和卸載過(guò)程更加安全，需按照一定的順序?qū)W(wǎng)架整體進(jìn)行合龍。網(wǎng)架合龍順序如下。

（1）進(jìn)行門頭網(wǎng)架的合龍，由下至上進(jìn)行合龍。

（2）門頭網(wǎng)架合龍完畢后，逐級(jí)進(jìn)行卸載。

（3）門頭網(wǎng)架卸載完畢后，以此進(jìn)行軸向的合龍，合龍完畢后將千斤頂卸載。

（4）從8軸向兩側(cè)同時(shí)按順序依次合龍、卸載。3.3.3 卸載卸載過(guò)程通常采用分級(jí)卸載的方式，具體過(guò)程如下。

（1）卸載前需對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，當(dāng)網(wǎng)架質(zhì)量符合要求后再進(jìn)行卸載。

（2）需使用測(cè)量?jī)x器對(duì)網(wǎng)架的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保障卸載過(guò)程中網(wǎng)架的穩(wěn)定性，使卸載過(guò)程具有良好的質(zhì)量。

（3）需注意網(wǎng)架的卸載順序，卸載過(guò)程需要分3次進(jìn)行，第1 次卸載30%，第2 次卸載30%，第3 次卸載40%，這樣便實(shí)現(xiàn)了分級(jí)卸載的過(guò)程。卸載過(guò)程需與合龍過(guò)程同步進(jìn)行，尤其是對(duì)于大廳網(wǎng)架的卸載，單側(cè)每合龍完畢2個(gè)提升點(diǎn)就要進(jìn)行1次卸載，從而保障卸載過(guò)程能夠順利完成。

4 鋼梁吊裝施工技術(shù)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中鋼梁構(gòu)件是非常重要的構(gòu)成部分，為了保障鋼梁吊裝安全施工進(jìn)行，將鋼梁在建筑工程當(dāng)中的支撐作用可以體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)鋼梁的調(diào)運(yùn)施工工作做好。在高層建筑施工鋼結(jié)構(gòu)吊裝錢，需要對(duì)鋼梁構(gòu)件吊裝到相應(yīng)的施工高度，便于為后期施工材料的提供。在鋼結(jié)構(gòu)吊裝之前，對(duì)鋼梁預(yù)埋件的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，采用放線測(cè)量，然后通過(guò)對(duì)角鋼設(shè)置，確保其可以起到臨時(shí)支撐的作用，為鋼梁施工奠定良好的基礎(chǔ)。在對(duì)于地面進(jìn)行施工當(dāng)中，需要在和鋼梁頂端距離1m的位置進(jìn)行節(jié)點(diǎn)板和螺栓的綁扎，根據(jù)鋼梁吊裝順序施工，使得鋼柱安裝效果良好。

一般，吊裝施工需要對(duì)經(jīng)濟(jì)和安全性要求加強(qiáng)重視，每次保證2～3根鋼梁的起吊，可以將運(yùn)輸質(zhì)量和效果提升。在吊裝施工當(dāng)中，需要遵循吊裝原則，根據(jù)吊裝低層、中層、高層主梁的順序?qū)Φ跹b施工完成，保證施工的科學(xué)合理性。為了能夠?qū)⒌跹b效率提升，可以增加吊索，從而為各個(gè)樓層提供鋼梁材料。

為了保證施工質(zhì)量符合要求，施工人員需要對(duì)各個(gè)螺栓孔加強(qiáng)檢查，及時(shí)清除其中的雜物，確?？讖椒弦?guī)定要求。對(duì)螺栓孔和鋼梁對(duì)準(zhǔn)之后，將螺栓進(jìn)行擰緊并且固定。除此之外，在對(duì)鋼梁吊裝施工當(dāng)中，還需要保證焊縫合理，從而為后續(xù)的焊接施工奠定良好的基礎(chǔ)。

目前，很多建筑企業(yè)在鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工中，加強(qiáng)了對(duì)新技術(shù)的合理應(yīng)用，主要是為了提升吊裝質(zhì)量。同時(shí)在對(duì)鋼梁標(biāo)高和垂直度檢驗(yàn)當(dāng)中，加強(qiáng)了對(duì)全站儀設(shè)備的應(yīng)用，這樣可以檢查鋼梁垂直度以及傾斜度，合理調(diào)整安裝偏差。在對(duì)鋼梁位置固定之后需要做好焊接施工，在施工當(dāng)中根據(jù)施工原則，一般先中間、后兩邊的原則，加強(qiáng)對(duì)鋼梁及鋼柱接頭的焊接工作，保證接頭的穩(wěn)定。在焊接中，按照頂層以及下層，再到中層梁順序進(jìn)行；在對(duì)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的焊接中，需要根據(jù)下翼緣、上翼緣施工要求進(jìn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代超高層建筑項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用越來(lái)越廣泛。在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，施工單位要注重對(duì)工程的詳細(xì)分析，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的施工方法，規(guī)范落實(shí)各道工序，保證項(xiàng)目施工質(zhì)量可靠、安全性好，真正打造優(yōu)質(zhì)工程。