梁業(yè)杞

中核機(jī)械工程有限公司 上海 201700

為深入了解高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工，本文結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)以及技術(shù)特征進(jìn)行分析，以此為基礎(chǔ)探討鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)的合理應(yīng)用，確保各項(xiàng)施工都能夠按照技術(shù)操作流程進(jìn)行，保障鋼結(jié)構(gòu)施工整體質(zhì)量和高層建筑穩(wěn)定性。

1 簡(jiǎn)述高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)特征

第一，多數(shù)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工都是使用立體交叉的方式進(jìn)行作業(yè)的，不但作業(yè)任務(wù)繁重，而且實(shí)際操作空間有限，一線技術(shù)操作者需要在短時(shí)間內(nèi)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理配置，工作風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)來說較大。第二，高層鋼結(jié)構(gòu)施工工期較緊，而且質(zhì)量要求較高，鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝是整體施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，能夠影響高層建筑的安全和穩(wěn)定性[1]。第三，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工，需要借助塔吊等起重設(shè)備對(duì)板材進(jìn)行吊裝，因此要求起重機(jī)的臂長(zhǎng)應(yīng)達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，盡量覆蓋高層建筑整體作業(yè)面，同時(shí)起重設(shè)備應(yīng)當(dāng)滿足不同鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝要求。塔吊是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的主要設(shè)備，因此需要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的方位，施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量來選擇塔吊設(shè)備，以此來確保吊裝施工的穩(wěn)定進(jìn)行。第四，鋼結(jié)構(gòu)整體施工過程中，吊裝施工貫穿于整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)，吊裝效率的有效控制和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)會(huì)直接影響工程建設(shè)質(zhì)量。

2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工安裝和發(fā)展概況分析

2.1 高層建筑施工中鋼結(jié)構(gòu)的安裝

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工具有十分重要的作用，如果鋼結(jié)構(gòu)施工存在問題，將會(huì)影響高層建筑的整體質(zhì)量，因此需要根據(jù)流水段對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行劃分，這種劃分方法主要是由于建筑結(jié)構(gòu)的需要，對(duì)建筑物進(jìn)行整體劃分，需要對(duì)施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各個(gè)要素應(yīng)用在實(shí)際施工當(dāng)中。在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中，需要確保鋼架自身的高度和強(qiáng)度，通過起重機(jī)來穩(wěn)定框架，確?？蚣茼樌┕?，在流水段劃分過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)，否則交叉施工將會(huì)出現(xiàn)問題，影響整體工程施工。起重機(jī)的整體性能必須滿足工程建設(shè)需求，如果工程施工存在問題，將會(huì)影響整體工程施工進(jìn)度，在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中也會(huì)存在安全隱患。同時(shí)也應(yīng)當(dāng)重視起重機(jī)的爬升高度，確保起重半徑和重量滿足標(biāo)準(zhǔn)，如果上述這些條件存在問題，起重機(jī)的使用將存在問題[2]。在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中，需要按照流水段內(nèi)柱的構(gòu)件進(jìn)行基本的分析，在吊裝運(yùn)輸時(shí)需要確定好構(gòu)件堆放條件，做好鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)量和型號(hào)進(jìn)行嚴(yán)格要求，確定尺寸的具體參數(shù)，為鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工提供充足準(zhǔn)備。

2.2 高層建筑施工中鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況

為平衡住房供需關(guān)系，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代文明和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要體現(xiàn)，高層建筑的整體數(shù)量和規(guī)模也在不斷擴(kuò)展。建筑行業(yè)發(fā)展不但需要結(jié)合社會(huì)實(shí)際情況，還要重視各類技術(shù)的應(yīng)用和研究，強(qiáng)化工程整體建設(shè)質(zhì)量，滿足社會(huì)對(duì)工程建設(shè)的實(shí)際需求。因此對(duì)高層建筑施工技術(shù)及運(yùn)行優(yōu)化和創(chuàng)新勢(shì)在必行。對(duì)于現(xiàn)階段的高層建筑施工情況進(jìn)行分析，若想對(duì)施工技術(shù)的本質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，就需要全面掌控高層建筑的施工特征，采取切實(shí)可行的方法提高工程整體施工效率，實(shí)現(xiàn)時(shí)間和資金的有效節(jié)約，在經(jīng)營(yíng)過程中可以實(shí)行總承包經(jīng)營(yíng)模式。在設(shè)計(jì)施工過程中，為使垂直運(yùn)輸施工效率得到提升，需要將高層建筑的垂直發(fā)展和整體施工進(jìn)度作為立足點(diǎn)[3]。此外，一線技術(shù)工作者需要結(jié)合施工實(shí)際情況和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，確保鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的安全和穩(wěn)定。

3 高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)

3.1 材質(zhì)比較均勻

鋼材是鋼結(jié)構(gòu)施工的主要原料，鋼材具有良好的力學(xué)性能，具有良好的強(qiáng)度和韌性，能夠?yàn)楣こ陶w施工質(zhì)量帶來保障，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。由于鋼材質(zhì)地分布較為均勻，在使用過程中存在諸多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能確保不同部位的受力點(diǎn)保持均勻狀態(tài)，因此技術(shù)人員在對(duì)力學(xué)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算時(shí)，能夠?qū)τ?jì)算誤差進(jìn)行有效控制，提高整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，為鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的提升提供充足準(zhǔn)備。

3.2 塑性和韌性好

由于高層建筑本身垂直度較大，因此在單位面積上會(huì)存在一定的重力負(fù)荷，需要承載較大的重量。如果地基存在不均勻現(xiàn)象，那么將會(huì)對(duì)整體建筑結(jié)構(gòu)帶來拉應(yīng)力，導(dǎo)致高層建筑使用存在安全隱患，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生結(jié)構(gòu)坍塌現(xiàn)象。由于鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量均勻，具有良好的可塑性，能夠承受一定的拉應(yīng)力，有效降低混凝土裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生[4]。在強(qiáng)震的情況下，鋼材仍能保持均勻狀態(tài)，有效預(yù)防不穩(wěn)壓力而出現(xiàn)斷裂問題，使得建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提升，最大程度地確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全。

3.3 強(qiáng)度高自重輕

鋼材不但具有良好的韌性和塑性，其整體強(qiáng)度較高，在受到應(yīng)力作用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的有效分算，提高鋼結(jié)構(gòu)的整體承載效果，盡量降低應(yīng)力荷載。與混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，鋼結(jié)構(gòu)的豎向截面面積比混凝土結(jié)構(gòu)小很多，由于鋼材使用較少，不但能夠?qū)崿F(xiàn)資金節(jié)約，還能實(shí)現(xiàn)建筑面積的擴(kuò)展。鋼結(jié)構(gòu)自身重量比混凝土結(jié)構(gòu)重量要小，因此不需要承受較大的荷載，能夠有效解決地震以及其他應(yīng)力所帶來的危害，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

4 高層鋼結(jié)構(gòu)建筑吊裝的施工技術(shù)要求

4.1 編制安裝順序圖表

鋼結(jié)構(gòu)安裝之前，需要編制柱、主梁、次梁安裝具體順序圖表，圖表中應(yīng)當(dāng)明確標(biāo)出鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面位置，安裝序號(hào)和構(gòu)件名稱等信息。鋼結(jié)構(gòu)安裝順序表應(yīng)當(dāng)真實(shí)反映每個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝順序編號(hào)、名稱，構(gòu)件圖紙?zhí)?、重量以及外形描述等?nèi)容，為工作人員安裝鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供支持。

4.2 做好前期準(zhǔn)備

技術(shù)工作者需要對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真審查，做好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)交底和技術(shù)交底準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工所需的資料和圖集，編制鋼結(jié)構(gòu)吊裝預(yù)算，制定分布工程施工材料計(jì)劃，人員勞動(dòng)力需求計(jì)劃以及施工機(jī)械設(shè)備的實(shí)際使用情況[5]。同時(shí)需要和施工人員進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)和技術(shù)交底，為施工人員詳細(xì)講解工程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的具體計(jì)劃和技術(shù)應(yīng)用，確保各項(xiàng)計(jì)劃的有效落實(shí)，為工程施工質(zhì)量提供保障。此外，技術(shù)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的定位樁進(jìn)行有效測(cè)量和設(shè)立，在施工之前做好定位放線有關(guān)工作。

4.3 選擇鋼結(jié)構(gòu)吊裝的機(jī)械設(shè)備

在鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工之前，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇符合現(xiàn)場(chǎng)施工的吊裝設(shè)備，機(jī)械的有效選擇是鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的重要環(huán)節(jié)[6]。目前，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工通常使用塔式起重機(jī)，對(duì)于低層建筑的吊裝施工通常使用履帶式起重機(jī)。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，通常會(huì)使用液壓集群千斤頂，整理設(shè)備具有良好的傳動(dòng)力性能，具有容易配置和傳遞的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工當(dāng)中。

5 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工技術(shù)研究

5.1 測(cè)量放線

首先工作人員應(yīng)做好測(cè)量放線前的準(zhǔn)備工作，確保施工所需的儀器設(shè)備到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行全面檢查，確保儀器質(zhì)量和參數(shù)精準(zhǔn)性，才能使用儀器進(jìn)行測(cè)量工作。同時(shí)也有能重視人員問題，對(duì)參加人員的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行嚴(yán)格要求，要求數(shù)量人員掌握分量方向的基本知識(shí)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，必須對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)方能進(jìn)行測(cè)量工作[7]。鋼結(jié)構(gòu)施工測(cè)量需嚴(yán)格按照實(shí)際施工進(jìn)行綜合考慮，確保鋼結(jié)構(gòu)與主體工程軸線測(cè)量的良好對(duì)應(yīng)，使建筑主體坐標(biāo)和軸線與鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)巧妙配合，有效減少測(cè)量誤差產(chǎn)生，同時(shí)需要與整體框架相符。測(cè)量放線施工通常會(huì)在基礎(chǔ)施工結(jié)束之后進(jìn)行，而且需要確保關(guān)注設(shè)置各個(gè)方向的控制線達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，并做好標(biāo)記工作，針對(duì)測(cè)量過程中出現(xiàn)的誤差，測(cè)量誤差應(yīng)當(dāng)小于偏移中心5mm，垂直方向小于H/1000，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行檢查和核對(duì)，確保測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和記錄。工作人員應(yīng)當(dāng)全面掌握工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，掌握施工的具體時(shí)間和工藝流程，為測(cè)量發(fā)現(xiàn)工作的有序開展做好準(zhǔn)備。在測(cè)量發(fā)現(xiàn)過程中，需要對(duì)有關(guān)軸線和坐標(biāo)進(jìn)行仔細(xì)校驗(yàn)，并在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)之前完成相關(guān)操作。此外，工作人員需要根據(jù)主線點(diǎn)以及控制樁的位置做好軸線測(cè)量工作和預(yù)埋鐵位置處理，確保各項(xiàng)操作符合標(biāo)準(zhǔn)，方能進(jìn)行后續(xù)施工。

5.2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝

鋼結(jié)構(gòu)吊裝主要分為四個(gè)過程，第一，吊裝準(zhǔn)備工作，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝之前，需要做好構(gòu)件檢查工作，查看是否存在遺漏問題，面對(duì)構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)檢查，如果存在設(shè)計(jì)變更問題，需要對(duì)變更文件進(jìn)行全面檢查，直到符合施工標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)埋位置也是影響鋼結(jié)構(gòu)調(diào)整質(zhì)量的主要因素，因此需要對(duì)預(yù)埋位置的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確定預(yù)埋件的軸線位置、標(biāo)高偏差以及平整度等，并提前準(zhǔn)備好基礎(chǔ)驗(yàn)收合格資料。第二，吊裝工藝的具體流程，現(xiàn)階段人們對(duì)吊裝工藝的認(rèn)知較為成熟，并通過大量實(shí)踐和研究總結(jié)了吊裝工藝的具體流程。首先需要對(duì)柱體標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，隨后對(duì)軸線進(jìn)行二次測(cè)量，二次測(cè)量結(jié)束之后對(duì)鋼柱吊裝進(jìn)行就位，并做好校正檢測(cè)工作，校正檢測(cè)合格后進(jìn)行梁的安裝，最后便是鋼結(jié)構(gòu)的焊接。第三，吊裝設(shè)備的選擇，工作人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇鋼結(jié)構(gòu)吊裝設(shè)備，比如建筑主體目標(biāo)高為71.3m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察能夠得知，相鄰建筑物之間的距離不是很大，因此為吊裝施工提供的場(chǎng)地有限，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇節(jié)省空間的吊裝設(shè)施，塔式起重機(jī)能夠滿足空間節(jié)省的需求，因而可以選擇這種吊裝設(shè)備。第四鋼柱的吊裝柱腳十字勁板的安裝。在安裝鋼柱時(shí)，需要將十字勁板焊接到柱腳位置，焊接過程中不能出現(xiàn)褶皺，需要確保焊接位置的垂直度，工作人員通常會(huì)使用全熔透焊的方式進(jìn)行焊接操作。同時(shí)需要對(duì)十字軸線的位置進(jìn)行合理確定，在鋼柱吊裝施工時(shí)，柱子需與地面保持20cm左右的距離，工作人員需要做好吊索檢查工作，確保吊索的穩(wěn)定性。當(dāng)二者之間的距離達(dá)到40～100mm時(shí)，十字勁板將會(huì)慢慢降落，在焊接后的十字勁板中的預(yù)埋鐵中放進(jìn)柱子，并做好校對(duì)工作，確保不差不超過20mm。此外，十字勁板和柱腳之間的連接需要通過枝桿來完成，確保鋼柱的整體穩(wěn)定性，工作人員還需要使用定位對(duì)鋼柱垂直度進(jìn)行測(cè)量，使其達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 鋼梁吊裝

在吊裝施工過程中，工作人員需要結(jié)合高層建筑實(shí)際情況選擇吊裝施工方案。對(duì)于鋼梁的安裝必須按照有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，當(dāng)鋼梁寬度大于1200mm時(shí)，需要選擇摩擦性較強(qiáng)的螺栓進(jìn)行腹板連接，并使用焊接的方式進(jìn)行連接，通常會(huì)選擇全熔透坡口方法進(jìn)行焊接。當(dāng)鋼梁寬度小于1200mm時(shí)，腹板的連接方式同上，同樣使用全熔透坡口方法對(duì)上下翼緣板進(jìn)行焊接。在鋼梁吊裝過程中，其主要流程是梁吊裝和現(xiàn)場(chǎng)焊接。首先是鋼梁吊裝。鋼梁吊裝和運(yùn)輸具有一定的危險(xiǎn)性，因此工作人員必須做好安全防護(hù)措施，當(dāng)鋼梁吊裝開始時(shí)，需要對(duì)鋼梁節(jié)點(diǎn)板方向和具體位置進(jìn)行嚴(yán)格檢查，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行具體檢查，確保摩擦面的清潔，將摩擦面的雜質(zhì)清理干凈。為保障吊裝運(yùn)輸?shù)陌踩ぷ魅藛T需要對(duì)鋼梁進(jìn)行焊吊碼設(shè)置，在裝置安裝完成之后，做好表面清潔工作。如果鋼梁重量過大，需要將鋼梁進(jìn)行分段處理，在分段吊裝完成之后，再對(duì)分段鋼梁進(jìn)行接駁。其次是現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)。對(duì)于轉(zhuǎn)換層框架焊接的要求較為嚴(yán)格，對(duì)于鋼梁和鋼管柱的剛性接頭需要從中間開始焊接，完成這些操作之后才能進(jìn)行兩邊焊接，這種方法能夠確保焊接的整體質(zhì)量。在對(duì)鋼梁連接處進(jìn)行焊接時(shí)，如果焊接順序較為隨意，將會(huì)影響鋼梁焊接整體質(zhì)量。焊接的順序通常是頂層梁、下層梁、中間層。當(dāng)作業(yè)節(jié)點(diǎn)相同時(shí)，先下翼緣，然后是上翼緣，值得注意的是，鋼梁兩端不能同時(shí)進(jìn)行焊接操作。此外，鋼梁和鋼管柱的焊接也有明確規(guī)定，在焊接過程中，通常會(huì)在中間隔一道梁，有效預(yù)防梁和柱出現(xiàn)變形問題。

5.4 鋼結(jié)構(gòu)工程相關(guān)的檢測(cè)試驗(yàn)

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工過程中，為使吊裝施工得到全面優(yōu)化，對(duì)吊裝施工質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化管理和控制，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)吊裝項(xiàng)目施工進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)，其主要內(nèi)容包括鋼結(jié)構(gòu)原材料的檢測(cè)，焊接技術(shù)的檢測(cè)以及焊縫無損檢測(cè)等，檢測(cè)方法可以選擇x射線檢測(cè)，超聲波檢測(cè)等，同時(shí)需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的成品進(jìn)行全面檢測(cè)，為吊裝施工質(zhì)量提供良好保障，幫助工作人員積累吊裝施工經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工作開展提供足夠支持。施工單位可以將檢測(cè)工作委托給具有資質(zhì)的檢測(cè)單位，由專業(yè)的檢測(cè)單位進(jìn)行施工檢測(cè)，并使用切實(shí)可行的方法進(jìn)行監(jiān)督和管理。此外，必須遵守公平公正的原則，制定樣品取樣和送檢制度，確保檢測(cè)樣品與工程實(shí)際情況相符，有效預(yù)防樣本問題而影響鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工，為鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工有序開展和質(zhì)量保障提供支持。

6 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工受建筑高度影響，在施工過程中會(huì)存在一定難度，因此技術(shù)人員需要掌握施工過程中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，確定吊裝施工的具體流程，按照規(guī)定設(shè)計(jì)和技術(shù)方法進(jìn)行吊裝操作，從施工設(shè)備技術(shù)以及施工方法等多個(gè)方面對(duì)鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工進(jìn)行全面控制，確保高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工質(zhì)量的強(qiáng)化，保障高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，為建筑行業(yè)發(fā)展提供支持。