大跨度钢结构连廊吊装施工技术

薛丰祥

摘    要：文章主要从钢结构连廊吊装的施工准备、施工工艺流程、施工控制点、质量检测等方面着手，说明现代大跨度钢结构连廊吊装施工技术相关要点，并针对部分质量控制的施工技术进行了阐述。

关键词：钢结构连廊;钢结构施工技术;大跨度

1  引言

在我国现代化建筑的发展中，在一些建筑中往往采用钢结构连廊作为建筑间的连接，以便达到使用功能和外观装饰的效果。基于此，钢结构连廊施工质量的控制，对于整个吊装工程具有关键性的作用，由此本文对钢结构连廊吊装施工技术进行了论述。

2  项目概况

门头沟三聚裕进项目为大型商业综合体，总建筑面积11万平米，建筑高度45m。其中3-F和3-M轴间为钢结构连廊，长度为45m，宽度为18m，跨度为33.6m，檐口高度均为20.5m。

3  施工准备

3.1  深化设计

在设计单位提供的条件图的基础上，由施工参与各方一起结合施工现场实际对图纸进行深化设计，并通过图纸了审查。完善后的钢结构连廊包含钢柱和钢桁架两部分。钢柱单根重量约为11t，计划分两段进行制作和安装，下节钢柱重量约为4t，上节钢柱重量约为7t;钢框架梁单根重量约为0.7t，斜梁单根重量约为1t;钢桁架高度为8m，上下弦主梁单根重量约为8t，钢桁架立柱单根重量约为1.5t，钢桁架斜梁单根重量约为1.7t。单榀桁架共包含27根构件，组拼好的单榀桁架总重量为41.5t，共计4榀桁架。

3.2  工厂加工与检验

本工程的钢结构连廊采用工厂内模块加工、厂内预拼装、分批次进场、现场地面拼装、单元整体吊装、高空对接安装等综合技术来完成整个钢结构连廊的拼装。在施工前，通过对吊装单元构件强度、稳定性和刚度进行验算，来确定吊装单元模块大小及现场吊装顺序。

在钢结构连廊模块加工生产中，由专人协助监理工程师对钢材原材、焊接材料、紧固件、涂装材料等进行全程的检验和相关的复试，确保每一个构件出厂均合格。

3.3  吊装方案选择

因本工程工期短，钢构件数量多，栓接和焊接点多，安装质量及安全风险大。经过项目测算和比较，如采用高空散装法施工，会极大的增加工期、人力和材料的成本投入，加大质量和安全的风险;而采用液压整体提升或人字桅杆提升等方法，其施工成本也不小。通过进度、安全、成本、环境等方面综合考虑，采用工厂模块化加工结合现场拼装、整体吊装的方法有较大经济、社会效益。而在吊具选择上，根据现场情况和模块化构件重量，采用25t汽车吊来吊装钢柱、钢梁，4榀钢桁架采用160t汽車吊吊装即可满足现场吊装需求。

3.4  现场准备

钢结构连廊施工前，完成基础混凝土浇筑和预埋件的埋设，确保混凝土强度和埋件位置符合设计要求，钢结构构件和配件按批次进场后进行资料检查、复试并按相关要求存放，测量员放出结构的平面及高程控制网，并在施工中随时监控，及时纠正钢构件轴线偏差，确保安装精度。

4  施工工艺流程

钢柱、钢连廊现场安装主要工艺流程如下：钢构件工厂加工及检验→钢构件进场检验及存放→测量放线→钢柱安装、校正→安装钢柱支撑→桁架构件上下弦拼装及临时固定→构件校正→高强螺栓紧固→现场焊接→单榀桁架吊装就位→第二至第四榀桁架上下弦吊装就位→桁架上下弦间连接横梁吊装就位→其余构件高空吊装→高空焊接→钢筋桁架楼承板安装→钢结构涂装→质量验收。

5   施工控制点

5.1  钢柱、钢梁吊装

本工程中所有钢柱均为焊接H形柱，可采用一点起吊的方法吊装，吊装见下图所示。钢柱在吊装前，在钢柱上安装爬梯，以便工人进行上下摘钩等操作。按区校正并紧固地脚螺栓。

5.1.1  柱底标高调整

钢柱加工时，以柱顶面为基准面确定柱身长度及其它部件的位置，安装前以柱顶面为基准面分别下返300mm和L-300mm（距离柱底的距离为l-L+300）作标记，L为钢柱设计总长度，l为钢柱的实际测量总长度，标记作为钢柱校正时的辅助。

具体的高程调整方法如下：在安装钢柱时，在柱底板下的地脚螺栓上加一个调整螺母，并将螺母顶面的高度与柱的楼面水平调整到水平，在柱放置后，用底盘下的螺母控制柱的高度，如上所示，精度小于±1mm。待上部钢柱钢梁全部安装完毕并形成空间整体后，采用灌浆料将柱脚底板与混凝土基础之间的空隙灌注密实。

5.1.2  柱身扭转调整

钢柱吊装前，并在柱底板侧面和混凝土基础上分别做好中心线标记。钢柱吊装稳定的过程中，将柱底板上的中心线标记与柱基混凝土上的标记重合即可。

5.1.3  柱身垂直偏差调整

利用调整地脚调整螺母进行垂直偏差校正，以基础的轴线标记与柱顶中心线标记作为基准线，至少用两台经纬仪从两个不同方向进行测控。如果两个基线位于同一条线上，则列不是垂直的。调整螺母使垂直度满足要求。

在钢柱吊装过程中，为形成稳定的结构体系，必须同时穿插钢柱间钢梁安装。钢梁采用两点等弯矩吊装法吊装。吊索与钢梁的夹角的角度要大于45[°]，钢梁上焊接专用吊耳。每根钢梁设置吊耳两个，分布在钢梁的1/3处，并保证吊耳和钢梁上翼缘焊接牢固。

钢梁吊装前，必须核对钢梁的螺栓孔位置、钢梁编号，并标明钢梁的方向，按钢梁安装顺序表把钢梁摆放整齐，地面上有钢梁连接板，两端有高强度螺栓。高强度螺栓在工具袋内扎牢，距梁头距离不大于1m。工具袋要牢固可靠，防止空中掉物。

5.2  钢桁架吊装

本工程钢结构连廊安装总体顺序需遵循“先桁架后梁”的原则，在现场进行钢结构的拼装和吊装。综合桁架自身特点和现场实际情况，选择拼装两层主桁架，即主桁架上弦、下弦和上下弦间的腹杆;拼装完成后，使用大吨位汽车吊吊装主桁架;四榀主桁架就位后，增加临时缆风措施以确保主桁架面外稳定性;安装相应位置次梁，待相应位置次梁安装完成后，结构形成稳定体系再进行上弦、相应腹杆和次梁的安装。

5.2.1  钢桁架地面拼装

本工程桁架拼装采用立拼，侧面采用型钢支撑。需要在现场搭设胎架进行钢桁架的地面拼装，拟采用H600[×]300[×]16[×]20的组焊H型钢作为搭设拼装胎架的原材料，依据现場实际情况，胎架安装完成后，在其上进行桁架的拼装。构件通过25吨汽车先卸至地面上，之后进行桁架的拼装。

桁架拼装前，应先在地面上进行轴线施放，确认好桁架的拼装起始线，之后再进行拼装。钢梁吊装全部采用两点吊装，拼装时先拼装下层桁架三榀主梁，拼装时不考虑预起拱，现场拼装时控制好尺寸精度，保证桁架组装完成后不变形，接着安装5根纵向支撑。之后安装斜撑。安装完后，确认尺寸无误，安装上层三榀主梁。安装完成后，校核尺寸无误，进行高强螺栓终拧及钢梁间的焊接。接着进行第二榀至第四榀桁架的拼装，方法同上。

5.2.2  吊点选择与布置

单榀桁架采用两点等弯矩吊装法吊装。钢丝绳通过绑扎与桁架上弦钢梁连接，不设置吊耳。对于桁架吊点的确定：根据桁架的长度及重量，在桁架中间（或重心）两则进行等距（L1=L2）绑扎。考虑相关影响因素，经受力计算，当吊装时使用双股Φ=30mm钢丝绳，即两根钢丝绳挂一钩分四股，即可满足吊装需求。

5.2.3  钢桁架吊装

首先吊装L轴线位置的单榀主桁架，与两端钢柱牛腿及时进行连接;之后吊装K轴线位置的单榀主桁架，待两榀桁架均吊装完毕后，安装其间的横向连梁。

接着依次进行H和G轴主桁架的吊装。最后安装H轴到K轴的上下弦横向钢梁。待上下弦的全部钢梁安装完毕之后，在结构形成空间刚架单元后，及时进行安装偏差检测，对不满足规范要求的进行结构调整之后进行高强螺栓终拧及翼缘焊接。

5.2.4  精度控制

为了能够控制安装精度，可进行如下控制：

（1）在钢柱、钢梁上增加承托钢板、定位钢板;保证吊装中定位的准确。

（2）在吊装过程中、在钢梁、单品钢桁架对称位置，增加牵引绳，在安全距离下进行人工牵引;降低大型构件摆动中安全风险，同时也能够起到快速定位的效果。

（3）在安装过程中要采用经纬仪、水准仪结合线坠、角尺等多种工具配合随时进行轴线和安装偏差的检测，保证吊装进度和精度可达±1mm以内。

（4）钢结构构件在加工和进场后均需进行质量检测、尽可能扩大工厂的模块拼装。以降低现场拼装模块数量，减小累积误差。

（5）采用实时监控、定时监控、分单元螺栓紧固和焊接等方法来控制安装精度。

5.3  高强度螺栓施工

本工程钢柱与钢梁节点处腹板采用高强螺栓连接，在施工中重点控制以下几点：

（1）安装时高强螺栓应穿入方向尽量一致且自由穿入孔内，不得强行敲打，并确保当天终拧完。

（2）当螺栓不能自由进入时，不得使用气割铰孔，如有此需要，则不得使用绞车，扩孔直径和数量应符合规范要求。

（3）用扳手紧固高强度螺栓后，拆卸临时螺栓并用高强度螺栓更换它们。安装过程中应保持摩擦面干燥。

（4）高强螺栓的紧固必须分两次进行，分为初拧和终拧。应依次从螺栓组中间向外侧拧紧，从接头刚度高的地方向自由端无约束，从螺栓组中心向四周拧紧。

5.4  钢结构连廊的焊接

该工程的上法兰和下法兰采用全贯穿槽焊缝连接。钢桁架主梁与立柱、主梁与斜梁节点处所有板件之间均采用全熔透坡口焊缝连接。针对本工程特点，除运用CO2半自动气体保护焊合成技术来解决对厚板焊缝变形问题。还应在注意以下几点：

（1）在桁架焊接的时，焊接顺序由受力从大到小、从受拉到受压的顺序进行。

（2）主桁架之间的焊接必须坚持“单杠双焊，双杠单焊”的原则，并采用桁架两侧同时同时焊接。

（3）焊接中应考虑钢构件对称布置的特点，选好自由端，避免累积误差。

（4）用小角度、小热输入量、小焊道、窄间隙焊接坡口等，以减少收缩量。

5.5  钢筋桁架楼承板安装

本连廊工程楼板和屋面板均采用免支撑的钢筋桁架楼承板施工。钢桁架建筑承重板施工前，应将护套板吊装至安装区域，明确钢板扣边的起始点和方向。根据要求进行安装。在安装中应控制如下：

（1）钢筋桁架楼承板与钢梁要按规范搭接，且与钢梁电焊固定牢靠。

（2）预留洞口位置和板边及异形处或经过切割的位置应保证无漏浆部位存在。

（3）临时支撑按设计要求设置到位

5.6  现场防腐补涂

对于焊缝两侧、补焊位置、油漆脱落处要进行现场补涂，补涂前应将表面的杂质清理干净。并磨平焊缝和尖锐的边缘，去除焊渣等其它杂物，并对涂装的部位进行除锈后涂装。涂层后，表面不得有漏涂现象，涂层不得剥落、生锈。涂层应均匀、平整、丰满而有光泽，不允许有皱皮、裂纹、流坠、针眼和气泡等。

6  质量检测及验收

对钢筋原材、焊接材料、紧固件、涂装材料等检验其出厂合格证及有关技术文件;对不同高强螺栓紧固记录、施拧记录的检查;对焊接质量等级为一级和二级的全熔透坡口焊缝，还需第三方进行超声波无损检测，全部合格后再进行钢结构的验收。如检测不合格按相关要求进行处理合格后再验收。

7  结束语

本工程经过施工中的一系列控制，提高了安装精度、保证了施工质量、缩短了施工工期。很好的解决了正常施工中的工期长、安全风险大、人力和材料成本投入大、施工质量无法保证的问题，实施效果明显。可供类似工程参考。

参考文献：

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