大跨度钢结构吊装及安装关键技术

大跨度钢结构吊装及安装关键技术

周强,李佳欢

中建一局集团第五建筑有限公司   江西省赣州  341000

摘要：随着工程建设的不断发展，钢结构凭借其强度高、相对质量小、抗震性好、造型美观、施工速度快等优点，已被广泛应用于建筑领域。大跨度空间钢结构工程建造技术已成为衡量一个国家建筑技术水平的重要标志之一。近年来，我国建造了一大批大型钢结构建筑，如国家体育场、大连国际会议中心、郑州奥体中心、福州海峡文化艺术中心等。实践表明，大跨度钢结构工程施工方案更复杂，面临着钢结构吊装、安装的精确性与安全性等问题。因此，对大跨度钢结构工程施工过程中各环节关键技术进行准确探究，具有重要意义。

关键词：大跨度；钢结构；吊装；安装技术

1工程概况

中科院赣江创新研究院项目位于赣州市储潭组团（赣州稀金科技创新城）区域内，西至赣水路，南至象山路，东、北侧以赣储大道为边界。红线内面积约21.064万㎡，总建筑面积133740.85㎡，其中会议交流中心地下室面积11803.70㎡，地上24996.66㎡；科学之门地下室面积为18141.44㎡，地上建筑面积为34859.74㎡；物理楼建筑面积为21977.16㎡；化学楼建筑面积为21962.15㎡。

2钢结构吊装设备分析

塔吊作为施工垂直运输的最重要工具，是实现施工组织部署的关键。本工程体量大、钢构件吊次多、施工工期紧，合理的塔吊布置是保证工期的关键，只有充分利用塔吊完成材料、构件的周转和运输工作，才能在计划工期内完成合同中的施工内容。根据施工工期、钢结构吊次统计和分析、吊装设备覆盖范围的要求，同时考虑经济性，在本工程施工时现场布置2台塔吊及2台25t汽车吊负责材料、构件的卸车和吊装。塔吊布置概况：1#塔吊QTZ80臂长60m，最大起吊重量为8t；2#塔吊XCP330臂长70m，最大起吊重量为18t。1层1节，最大构件重量约4.3t，7轴/A轴-B轴，8轴/A轴-B轴区域构件富余。2层1节，最大构件重量约4.3t，7轴/A轴-B轴，8轴/A轴-B轴区域构件富余。3层1节，最大构件重量约4t，7轴/A轴-B轴，8轴/A轴-B轴区域构件富余。4~6层1节，7轴/A轴-B轴，8轴/A轴~B轴区域构件富余。7~8层1节，7轴/A轴-B轴，8轴/A轴-B轴区域构件富余。

3施工场地布置

3.1场地布置

钢结构构件采用在车间加工运输至现场拼装和吊装，现场主要布置钢结构构件堆放、拼装及吊装等场地。1)现场有环形硬化施工道路宽约5m;北区施工道路两侧已整平、压实，设有钢筋加工区;南侧有钢筋堆场、加工场等;邻近现场处墙板已施工结束，地下室已回填，现有临时道路与地下室间回填土已压实，可减小吊装幅距约3m。2)场内供电及供水已形成，钢结构施工临时用电从已设置的二级配电箱接出，施工用电严格按JGJ46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》要求进行管理，施工现场防火除按照规范配备干粉灭火器外，在作业面附近还设有临时消防水源。3)根据现场施工进度，需安排材料堆场及拼装场地。为保证材料堆放和钢结构现场拼装的足够精确，需保证拼装场地足够平整。可采取铺设钢板或浇注混凝土砌体达到使拼装场地足够平整的目的。

3.2起重机行走路线布置

由于场内主干道布置已基本完成，钢结构进场后，需布置更多的钢结构专用通道，主要包括场地周围行驶路线及大型钢构件运输通道。考虑到本项目使用的起重机吨位大、自重大、占用区域面积大，钢构件大型运输车辆的进出，钢结构临时堆放及起重机吊装作业时的安全性等，在起重机行进路线上及站位处满铺25mm厚钢板，以确保吊装过程中路基稳定。

4钢构件的吊装施工

4.1钢柱的吊装

（1）吊装钢柱。设备采用塔式起重机，以旋转法或滑行法吊升钢柱，部分钢柱的重量较大，可联合应用两台吊装机械设备，分别负责牵引柱的上半部分、下半部分，协同吊装。（2）钢柱的固定与校正。钢柱的校正着重考虑的垂直度、平面位置以及标高。其中，垂直度校正可采用经纬仪，部分钢柱的偏差明显超出许可范围时用千斤顶校正；平面位置的校正可采用经纬仪，为保证校正的准确性，应在两个方向检测钢柱，判断钢柱底部标高是否满足要求。在各项校正过程中，作业人员需要密切关注标高控制块和柱底部之间的情况，即关注是否有落空现象，尽可能保证作业方式的合理性，以免导致水平标高出现误差。

4.2车梁吊装施工工艺

（1）吊升施工。吊装设备以自行式起重机为宜，部分情况下也可根据需求选择塔式起重机或其他设备。若为重量较大的吊车梁，为顺利吊装，可采用双机抬吊。钢吊车梁吊装时，作业人员密切关注垂直度和位移，判断是否有偏差，若有则及时予以调整，合理设置标高垫块。钢吊车梁通常为简支梁，梁端间留出10mm的间隙，于该部位铺设垫板；取适量螺栓用于连接牛腿和梁，使两部分连接为稳定的整体，制动架与梁的连接采用高强螺栓。（2）钢吊车梁的固定与校正。校正的重点考虑对象包含标高、跨距、轴线、垂直度。正式吊装前先完成标高的校正工作，屋顶安装后校正其他的项目，由专员操作起重机竖向移动梁体并适时铺设钢板。钢吊车梁轴线的校正可采用通线法或平移轴线法，实际操作中，由专员用钢尺测量跨距，用弹簧秤测量跨距较大的车间，正常情况下实测的弹簧拉力值应为100N~200N。若实测结果超出该区间，需利用千斤顶、钢楔或其他工具予以调整，直至满足要求为止。

4.3钢屋架的吊装施工及校正

在钢屋架的吊升、翻身扶直过程中，钢材的侧向刚度相对较小，为突破此局限性，通常在钢材的外面绑扎适量的木杄，起到加固的作用。钢屋架吊装施工设备可以选择塔式起重机、自行式起重机等，具体根据钢屋架的安装高度、质量、跨度而定，保证起重机可以稳定运行。钢屋架的固定可用临时冲钉和螺栓完成。钢材料在倾斜方向的稳定性有限，为了保证吊装安全，严格控制起重机的起重臂的长度和起重量，将各自稳定在许可范围内。此外，应先组装屋架及上部的各类构件，而后再吊装到位，此举有助于保证吊装的稳定性，同时提高吊装效率。

4.4钢屋架的高强螺栓连接施工

钢屋架结构采用螺栓连接的方法时，需要合理选择高强螺栓并将其安装到位，同时注重摩擦面的加工质量。有必要检验摩擦面的抗滑移系数以及高强螺栓的穿孔率，二者均要满足要求，否则会影响钢构件安装角度的准确性。钢结构施工中，连接面的间隙也需得到有效控制，此方面主要受到构件扭曲状态的影响，因此在施工中需要高度重视，根据实际情况采取控制措施。在运输构件时，应加强防护，例如采取固定、减振等相关措施，以免影响到构件的质量（可能会由于防护不当而出现变形、受损等问题，随之影响构件的正常使用）。
结语

综上所述，在大型建筑施工中，钢结构因稳定可靠、灵活性强、造型多样等多重优势而获得广泛的应用。吊装是建筑工程钢结构施工中的重点环节，施工单位需要综合考虑钢结构的尺寸及重量、现场作业空间等基础条件，选择合适的吊装机械设备，适配可行的吊装方法，由专员参与吊装施工并在吊装全程加强检测与控制，将钢结构吊装到位。

参考文献

［1］范重，刘先明，范学伟，等．国家体育场大跨度钢结构设计与研究［J］．建筑结构学报，2007(2):1-16．

［2］李世民，余自强，李举辉，等．闹市中心狭小场地大跨度超厚板钢结构施工技术［J］．施工技术，2021，50(10):92-94．

［3］康少杰，冯国军，李志斌，等．国家会展中心(天津)工程交通连廊屋盖大跨度桁架安装技术［J］．施工技术，2020，49(22):14-16，42．

［4］蓝天，张毅刚．大跨度屋盖结构抗震设计［M］．北京:中国建筑工业出版社，2000．

［5］钱稼茹，张微敬，赵作周，等．北京大学体育馆钢屋盖施工模拟与监测［J］．土木工程学报，2009，42(9):13-20．

［6］周观根，陈志祥，程志敏，等．大连国际会议中心钢结构工程关键技术研究［J］．建筑结构，2011，41(S1):967-971．

［7］冯远，向新岸，王立维，等．郑州奥体中心体育场钢结构设计研究［J］．建筑结构学报，2020，41(5):11-22．

［8］付绪峰，王鸣，龙海燕，等．福州海峡文化艺术中心钢结构施工关键技术［J］．建筑结构，2020，50(S2):842-847．