高层建筑钢结构吊装施工技术的研究

【关键词】高层建筑；钢结构；吊装施工技术 

　　一、研究背景 

　　随着大型建筑工程施工数量的增多，大体量钢结构构件的吊装也越来越普遍。钢结构具有施工周期短、基础造价低、抗震性能好、综合强度高等优点。钢结构吊装属综合性较强的施工技术，因此对施工技术与安全措施的要求相当高。本文结合工程实例，简要分析高层建筑钢结构吊装施工技术。某高层建筑属商住两用楼，具体采用部分框支剪力墙结构，总建筑面积186000m2。该建筑具体包括四座塔楼、裙楼、地下室三部分，其中地下室分成三层，每层建筑面积11567m2。该高层建筑钢结构构件具体包括：裙楼第五层与结构负三层底板间每层共32条钢管柱，其中钢管柱管壁厚25mm、直径长1200mm；第五层劲性钢骨混凝土柱共116条。由此可见，该高层建筑钢结构吊装规模相当大，此外该建筑工程建址施工用地有限，外加施工工期较紧，因此施工方面特别重视该工程钢结构吊装施工。下文着重探究该高层建筑钢结构吊装施工技术。 

　　二、钢结构吊装施工准备 

　　根据该高层建筑钢结构吊装施工的具体情况，施工方面决定把钢结构吊装施工划分成转换层、裙楼底层至四层、地下室负三层底板至地下室首层三阶段，其中各楼层钢结构构件的最大尺寸或重量包括：地下室钢管柱基础节重2.02t、长1.2m；负三层钢管柱重2.85t、长3.7m；负二层钢管柱重3.21t、长4.2m；负一层钢管柱重3.42t、长4.5m；首层钢管柱重4.54t、长6m；二层钢管柱重3.82t、长5m；三层钢管柱重3.82t、长5m；四层钢管柱重3.82t、长5m；转换层钢管柱重6.8t、长5m；转换层钢管柱重3.63t、长6m；转换层劲性钢狼梁重6.86t、长10m。该高层建筑钢结构具体采用JL5515内爬式塔吊（塔楼核心筒布置）的吊装方式。结合实际情况，施工前必须落实好下列准备工作：根据塔吊起重性能与现场情况明确钢结构构件的放置场地；基础复测，注意基础混凝土强度与设计要求必须相符、基础轴线标高基点必须准确无误、基础四周回填夯实工作必须到位；埋设螺栓与钢管柱预埋件，注意螺纹必须设置锥形保护套；构件预检，具体包括构件数量与型号、构件外形与轴线情况、构件安装孔间尺寸等。 

　　三、钢结构吊装施工技术 

　　高层建筑钢结构吊装施工主要包括钢柱吊装与钢梁吊装两部分，本文着重从上述方面浅析该高层建筑钢结构吊装施工技术。根据该高层建筑钢结构吊装施工的具体情况，施工方决定执行下列吊装工艺，具体工艺流程：A1、A4栋区部分吊装完成→A2、A3栋区吊装至前者水平→转换吊装区间，采取交错施工方法。 

　　（一）钢柱吊装 

　　根据该高层建筑钢结构吊装施工情况，钢管柱安装必须执行下列要求：钢管柱柱脚设置2道三级Φ32钢的环箍；混凝土环梁与钢管柱连接过程设置2道一级Φ25钢的环箍；钢管柱内壁事先应粉刷2道水泥浆。钢柱吊装的关键工序包括基础节安装、钢柱调运、钢柱垂直度校正、现场焊接。 

　　1.基础节安装。钢管柱基础与柱脚具体采用端承式的连接方式，即：桩面放出螺栓位置与柱轴线→植8Φ32钢筋，具体采用植筋方法，以定位调节螺栓→安装预埋钢板，具体采用定位调节调平螺栓与轴线→电焊固定。 

　　2.钢管柱吊运。钢管柱起吊具体采用两点捆绑垂直起吊的方法，注意起吊前必须用垫木把钢管柱根部垫至要求高度，同时把调整好的缆风绳、吊装索具、溜绳固定到钢管柱的适当位置，以防钢管柱根部发生变形。钢管柱起吊过程，起重机的起钩与起重臂的回转必须同步，直至钢管柱吊直方才停止回转，此外钢管柱的上端口必须包封，以防杂物进入管内。钢管柱现场对接前对接区域必须进行除锈处理，同时必须定出柱轴线及做好水平标高标记。 

　　3.钢管柱垂直度校正。钢管柱现场对接前，对接位置必须设有调节螺杆与限位板，其中调节螺杆用来校正钢管柱的垂直度，此外纵横轴方向应分别架设一台经纬仪，以便对柱底偏差进行测量、对调节螺杆进行调整，并最终确保柱底十字线与柱顶标记重合。 

　　4.现场焊接。钢管柱现场焊接具体采用水平焊的焊接方式，注意对接位置应设附加衬管，具体宽20mm、厚10mm及与管内壁间隙宽0.5mm，以确保对接位置的焊接质量达标。钢管柱焊接环焊缝具体采用CO2气体保护焊+分段分向的焊接方式，注意分段施焊必须对称，以防焊接变形。 

　　（二）钢梁吊装 

　　根据该高层建筑钢结构吊装施工的具体情况，钢梁安装必须遵循下列要求：若钢梁宽度≥1200mm，腹板采用摩擦型高强螺栓进行连接，具体采用全熔透坡口的焊接方式；若钢梁宽度<1200mm，那么腹板采用依然采用摩擦型高强螺栓进行连接，此外上下翼缘板具体采用全熔透坡口进行焊接。钢梁吊装的关键工序包括：钢梁吊运、现场焊接。 

　　1.钢梁吊运。钢梁的吊运必须特别注意下列事项，即起吊前必须对钢梁的节点板方向与位置及几何尺寸进行检查，同时把摩擦面的污物与浮锈清除干净；起吊前钢梁必须设焊吊码，注意安装完毕后必须割除干净；针对某些过重的钢梁，必须分段进行吊运，同时进行接驳。 

　　2.现场焊接。针对转换层框架而言，钢梁与钢管柱的刚性接头必须采用“先中间、后两边”的焊接方式，其中钢梁焊接顺序：顶层梁、下层梁、中间层；相同节点的焊接顺序：下翼缘、上翼缘，注意钢梁两端不许同步焊接。除此以外，钢梁与钢管柱采用相隔一道梁的焊接方式，以免发生梁、柱变形。 

　　结束语 

　　综上所述，高层建筑钢结构吊装施工并非易事，具体施工过程必定存有诸多控制要点与难点，因此施工方必须予以高度重视，尤其要重视吊装设备、施工技术及吊装方法的选择，以确保高层建筑整体施工质量达标。本文结合工程实例，简要分析了高层建筑钢结构吊装施工技术。总体而言，高层建筑钢结构吊装施工过程，施工方必须对钢结构吊装施工的经济性、适用性、安全性进行综合考虑，以此实现钢结构吊装施工技术水平的提高及高层建筑整体施工质量的提高。 

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