大跨度钢结构吊装施工技术研究与应用

大跨度钢结构吊装施工技术研究与应用

王辉

中国二十二冶集团有限公司 河北省唐山市 063000

摘要：随着大跨度钢结构在国内的使用越来越广泛，外形越来越新颖，尺寸越来越大，对建筑技术的要求也越来越高。大跨度空间建筑的工程技术和工程建设中所出现的诸多力学和技术问题引起了广泛的关注。为了确保结构安全经济，必须制订出合理的施工计划，对工程进行科学的分析。

关键词：大跨度；钢结构吊装；施工技术；应用

1钢结构在大跨度建筑中的优点

首先，钢结构具有较高的强度和刚度。相比传统的混凝土或砖木结构，钢结构可以采用更加轻薄的构件，在保证建筑稳定的同时减少了建筑重量，节省了建筑材料。其次，钢结构具有较好的可塑性和可靠性。钢材的塑性变形能力比混凝土等材料更高，具有较好的抗震和抗风性能，能够有效提高大跨度建筑的安全性和可靠性。再次，钢结构的施工效率较高。钢结构构件可以在工厂中预制完成，然后在现场进行组装，减少了现场施工时间和人力成本，也减少了现场的噪音和污染。最后，钢结构的设计灵活性较高。钢结构可以采用各种不同形式和结构的构件进行组装，从而满足不同的建筑设计需求，使大跨度建筑在结构形式和美学设计方面更加多样化。

2大跨度钢结构厂房安装工艺

大跨度钢结构厂房安装工艺，主要包括了以下几种：第一种是高空散装。指的是在设计位置上直接进行小拼单元、散件拼装，常见的方式有两种，一种是全支架法，另一种是悬挑法。前者主要适用于散件拼装，后者则适用于高空中小拼单元的拼装。无需使用大型吊装设备，但由于要进行高空作业，所以还需要准备大量支架及相关设备；第二种是分条安装，指的是将结构分成条状，再使用起重设备进行吊装，升至高空设计位置再将其连成一个整体。大部分的拼装、焊接施工都于地面完成，有利于节省拼装支架的时间，同时也能够保障施工质量。适用于一些分割成安源之后仍然有着较好刚度，而且自身几何尺寸不变的结构施工中；第三种是整体提升施工法。该方法是在地面整体拼装结构之后，再使用起重设备，将该结构逐步升至设计位置进行安装。其包含了三种方式，一种是整体顶升，一种是整体提升，另一种是整体吊装。前两者较为相似，只是提升设备位置不同，提升是将起重设备放在结构上方，顶升是将支柱作为滑道，在结构下面安装千斤顶。对于一些中小型空间网络结构，则更适合使用整体吊装，使用大型起重机来进行高空平移安装；第四种方式是滑移安装。指的是先将滑轨上单条滑移至设计位置，安装于结构单元，然后再拼接成整体。一般是架空作业，不会太过影响建筑物内部施工，也不需要使用较大的起重机设备、牵引设备。

3大跨度钢结构吊装施工技术应用

A工厂的主体结构包括2个拱、20个钢架（包括平面桁架、实腹式工字钢框架和折线钢架），桁架拱形跨度为100m+49m，高度为29m。其中，最大跨径为41m的平面桁架最大跨为18m，梁高为900mm。3个横向支承沿房顶纵向排列，在下部的混凝土芯筒顶部由桁架拱支撑，在下部柱顶部采用钢桁架和实腹型工字钢梁铰接。

3.1施工方案分析

在全屋结构施工中，桁架拱的安装是最困难的，由于跨度达33m，在实际工程中很难实现整体吊运。而本设计中所使用的空间弧形网架，由于构件规格和形式较多，采用高处散料施工难度大、造价高。经对比，最终选用分段吊运的安装方法。由于本工程中的网拱结构体量较大，在吊运过程中必须充分重视结构的受力和施工经济效益。在吊装过程中，部分结构跨度过大，导致桁架在起重过程中产生很大的下挠，这将会对整个焊缝的焊接和整体的线型产生不良影响，同时，结构太小，会增加吊装作业量，使大件起重机的使用效率下降。经认真比较和分析，确定分段吊装的构件长度限定在25m左右，为了方便运输，采用“散件出厂，就地组装”的方法。

3.2预埋地脚螺栓

插入式方式来安装钢柱的时候，需要控制好其底板标高，使用适量的螺母来调节和控制钢柱脚，使之保持平稳。要利用微膨胀C30细石混凝土来填筑柱底板下50毫米位置。在预埋地脚螺栓的时候，应当严格按照施工流程来执行作业，先要根据工程的施工要求和实际情况，来选择适宜型号的地脚螺栓，然后做好测量放线工作，确定轴线，再安装好定位板，配套螺栓组，进行地脚螺栓固定作业，需通过锚栓来提高其稳定性，最后进行浇筑施工。要做好材料质量验收工作。在地脚螺栓进场之前，要做好质量验收工作，不仅要检查地脚螺栓的出厂合格证书，还要确保其尺寸、规格、数量符合实际施工要求，只有达到质量标准的地脚螺栓才能进入施工现场，并且要将其分类堆放好，可做好相应的标识，以免后续施工中误用。在安装定位板的时候，要充分认识到定位板的作用，其能够精准把控螺栓的安装位置，使之安装更加精准，因此需要按照设计要求来制作定位板，并进行复核，确定好定位板螺栓孔的分布位置，如若复核无误就可以划十字丝，结合定位轴线来确定定位板的位置。

加固地脚螺栓的时候可分阶段完成，先要对螺栓的标高、垂直度进行复核，满足标准之后要使用短钢筋头来焊接脚撑。可使用十字交叉法，使加固螺栓、定位钢筋焊接工作更加精确，保证螺栓的稳定性，防止混凝土浇筑受影响而偏移。完成加固处理之后还要对螺栓进行检查，看其垂直度、标高是否符合标准要求。

3.3结构吊装

针对A工厂的结构特点，结合现场施工情况，采用1台7150型150t的履带式起重机，分3个阶段进行吊装，最大起重325kN(32.5t）。采用KHl80-2型50t履带起重机，将2座桁架拱肋间的工字钢和屋顶横向系杆进行吊装。吊运过程中，在桁架拱的节点下面设置了措施桁架，1～3轴拱段在馆外进行，4～19轴拱段在馆内进行。在完成其他部件之前，先对桁架拱进行定位。在两个纵拱之间的工字形结构中，1～3轴工字钢部件在室外用起重机进行单台吊装，4～19轴工字钢梁在室内进行单台起重。1～3轴工字钢部件由两个V形横断面和一个直断面组成，其施工方法是将V形断面悬挑至网架拱形，然后进行垂直分段吊运。9-18轴的V形截面的长度超过3m，在吊装作业中，在V形断面与直断面交会处应安装一个临时支撑。利用起重机将平面网架和钢梁的构件沿单臂吊装。

经多轮观测，确认成型后零件连接性能良好，整体结构受力均匀，满足原设计要求，不仅保证了项目的顺利进行，而且保证了项目的顺利进行，从而保证了项目的质量，达到了预期的目的。

3.4吊车梁吊装施工

在进行吊装的时候，注意观察梁底和牛腿面的距离，达到150-200毫米的时候，可以调整两个基准线，进行检测，使之更加精准，然后再由指挥员来指挥吊车作业，保持缓慢速度下降，把吊车梁放置在牛腿面上并对其进行加固，等到其处于稳定状态之后便可以摘下挂钩；二是要做好校正工作。先要对平面位置进行校正。主要利用经纬仪、钢尺来进行校正，由专门的人员来执行作业，确保吊车梁平面位置达到规定标准。根据已经校正的吊车梁中心线进行参照，一根一根的拨正线，并且做好检查工作，避免出现误差；与此同时，还要校正好标高、垂直度。使用水准仪进行操作。完成检测之后需在钢柱上面确定标高水准点，并做好相应的标记。利用钢尺来进行检测，看水准点到梁面铺轨的高度十分合理，并对标高进行相应的调整。同步开展吊车梁两端垂直度校正作业，如若发现存在偏差超出允许范围，则要利用楔形钢板来加以纠正。全部校正完毕之后，要做好固定工作。

结论

在实施大跨度钢结构厂房吊装施工的时候，应当严格按照相关施工要求来执行作业，根据实际情况选择适宜的吊装方案，把控好施工过程中的每一个环节，并实施有效的质量控制措施，以保障大跨度钢结构厂房吊装施工质量。

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