陈江杰 彭要平
舜元建设(集团)有限公司
摘 要：建筑钢结构安装技术具有重量轻，速度快，工业化程度高，强度高的优点。 它是高层建筑的主要施工技术。钢结构安装工程施工过程中，合理控制施工顺序和要点是全面提高施工工程质量的基础。本文以漕河泾开发区赵巷园区二期（C5-03地块）为例，阐述了建筑钢结构安装技术实施流程及安装技术实施要点，可供类似工程施工参考。
关键词：建筑工程；钢结构；安装技术；施工要点
1工程概况
本次建设为漕河泾开发区赵巷园区二期（C5-03地块）项目，位于上海市青浦区赵巷镇东临嘉松中路，南临镇中路，西临佳迪路，北临佳采路。本工程主要建设14幢新建办公楼及配套车库等，建筑面积约132027.22平方米（其中地上73706.24平方米，地下58320.98平方米）。地下车库为钢筋混凝土框架结构地下一层。1#~16#房地下一层，地上五层；1#~16#房地上为全钢结构，地下一层层高为：6M，地上1层办公门厅层高5.8M，2~5层办公层高4.5M。
2钢结构安装的重点难点分析
2.1测量、校正和定位精度要求高
本工程钢结构梁柱连接选用大六角型高强螺栓群和扭剪型高强螺栓群连接，梁柱连接钢接处翼缘坡口焊接。高强螺栓数量多，因此对安装精度的控制要求相当严格，必须选择合理和可靠的高精度测量技术，包括基准控制网的设置，测量仪器的选用，测点布置，数据传递和多系统校核等，是本工程结构安装确保施工质量的关键之一。
2.2管理人员的配备和分工
为实现钢结构施工优质、高速、安全、文明、低耗的目标，本工程组建现场项目经理部统一指挥，协调各方面的关系，确保工程按要求顺利完成。本工程施工的指导思想：“以质量为目标，抓工期、抓安全，精心组织，科学管理，按期优质地完成本工程的施工任务”。在整个工程施工过程中，充分发挥技术与设备的优势，以统一的专业化管理，精湛的施工技术，确保工程优良的品质，让业主满意，让业主放心。
3钢结构吊装方案
3.1施工流程
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图1施工工艺流程
3.2现场钢结构吊装用塔吊吊装的安排
1#楼~16#楼的地下室构件KZ-11十600*300*28*28，长约6.2米，重量约为3.5t。地上部分，1~5层总高度在24m左右，按1#楼钢柱口600*20，分成2段计算，单根重量约为3.5t。楼层上H型钢最大规格为H800*300*14*26，长约10米，重量约为3t。塔吊采用ST7035外附式塔吊（臂长60m）。查塔吊性能参数表得出此时最大吊重为5.7＞3.5吨，满足要求。
3.3钢柱安装
3.3.1准备工作
⑴定位轴线的检查
定位轴线检查首先要从打桩阶段就控制好桩位，待基础浇注混凝土后再根据控制桩将定位轴线引至柱基的钢筋混凝土底板面上，然后预检定位线是否同原定位线重合、封闭，每根定位线总尺寸误差值是否超过控制数，纵横定位轴线是否垂直、平行。定位轴线检查在弹过线的基础上进行。
⑵间距检查
柱间距检查是在定位轴线认可的前提下进行，采用标准尺实测柱距（应是通过计算调整过的标准尺）。柱距偏差值控制在±3mm范围内，不可超出±5mm。如柱距偏差超过±5mm，则需调整定位轴线。
⑶单独柱基中心线检查
检查单独柱基的中心线与定位轴线之间的误差，调整柱基中心线使其同定位轴线重合，然后以柱基中心线位依据，检查地脚螺栓的预埋位置。
⑷柱基地脚螺栓检查
查螺栓长度。螺栓的螺纹长度应保证钢柱安装后螺母拧紧的需要。检查螺栓的垂直度。如误差超过规定必须矫直。检查螺纹是否有损坏，检查合格后的螺纹部分涂上油、盖好帽套加以保护。检查螺栓间距。实测独立柱地脚螺栓组间距的偏差值，绘制平面图表明偏差数值和偏差方向。再检查地脚螺栓相对应的钢柱的安装孔，根据螺栓的结构进行调查，如有问题，应事先处理，以保证钢柱的顺利安装。
⑸基准标高实测
在柱基中心表面和钢柱底面之间，考虑到施工因素，设计时都考虑有一定的间隙作为钢柱安装时的标高调整，该间隙按国家规定为50mm。基准标高一般设置在柱基底板的适当位置，四周加以保护，作为整个钢结构工程施工阶段标高的依据。以基准标高点为依据，对钢柱柱基表面进行标高实测，将测得的标高偏差用平面图表示之，作为临时支撑标高块调整的依据。
3.3.2安装细则
⑴钢柱柱脚标高调整
钢柱是安装在砼基础上的，钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母，螺母的面标高应为钢柱底板的底标高，然后将钢柱或钢柱底板安装就位，再复测底板或钢柱的平整度与垂直度，如有误差，可用扳手微调底板下的螺母，直到符合要求为止。然后拧上底板面上的螺母，钢柱临时固定完成（见下图2）。
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图2
⑵钢柱起吊过程
钢柱吊装前，先在柱身上绑好爬梯，柱顶拴好ф8揽风绳，吊装前钢柱用道木斜垫于地面上，将柱子直爬梯、柱顶平台、专用对接卡具。落位卡板及吊耳安装于柱上，将柱底部垫实，采用单机回转扶直起吊。钢柱安装到位后，对准轴线，待柱脚固定好后方可松开吊钩，起吊时柱子必须垂直，吊点设于柱顶，注意在钢柱在起吊回转过程中避免其与已安装好的构件碰撞。
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图3钢柱安装就位示意图
⑶钢丝绳及卡环的选型
所有的钢构件的重量在4吨以下，计算时按4吨计算。钢丝绳拉力计算：
N=K1*G/n*1/Sinα≤P/K2
式中：N—每根钢丝绳索具的受拉力；
G—钢构件质量；
n—吊索根数；
α—吊索钢丝绳与板梁水平夹角；
P—吊索钢丝绳的破断拉力；
K1—吊装时动载系数，取1.2；
K2—吊索钢丝绳的安全系数，取5。
H型钢梁质量G=50KN，α取45°
N=K1*G/n*1/Sinα=1.2*50/2*1/Sin45°=34KN
拟选用6*19丝，钢丝绳φ17mm，公称抗拉强度2000N/mm2，破断拉力总和216.5KN。
SP=ΨΣSi
式中SP——钢丝绳的破断拉力，KN；
ΣSi——钢丝丝绳规格表中提供的钢丝破断拉力的总和，KN；
Ψ——钢丝捻制不均折减系数，对6×19绳，Ψ=0.85。
SP=0.85*216.5=184KN
∵N=34KN<P/K=184/5=36.8KN
∴选用6*19丝，钢丝绳φ17mm，公称抗拉强度2000N/mm2，破断拉力总和216.5KN，钢丝绳满足要求。
卡环的选择计算：吊装质量最大支撑时拉力N=34KN，卡环的允许荷载[FK]=40d2，拟选用M20型卡环。47KN>34KN满足要求。因此，钢构件吊装时选用M20型卡环。
⑷由于土建地下室顶板梁钢筋焊接在钢柱上，电焊时容易产生应力导致钢柱倾斜，为了保证柱子的垂直度不受电焊时产生应力影响，在钢柱顶部用22号槽钢把所有钢柱连成一个整体，同时梁钢筋焊接时应在钢柱两边同时进行，尽量减小电焊时对钢柱的影响。
3.3.3安全设施及测量
⑴柱顶的标高调整
柱顶的标高误差主要产生原因有以下几方面：①钢柱制作误差，长度方向每节柱规范允许±3mm。②吊装后垂直度偏差造成；③钢柱与砼结构的压缩变形；④基础的沉降；⑤钢柱安装后，应对柱顶作一次标高实测，根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差值≤5mm，只记录不调整，超过5mm需进行调整。
⑵垂直度校正
钢柱吊装后的垂直度测量方法和校正方法分别如后附图4所示。
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图4
在基准柱的基础轴线上，以X轴和Y轴分别引出等距离的补偿线，其交点作为基准柱的测量基准点，见下图5。
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图5基准柱的基准点
缆风绳与大底板的固定：在大底板浇筑前，利用钢筋弯曲成U型构件与地板钢筋焊接固定，与钢柱成45~60度夹角，如有部分大底板已浇筑，在U型构件处打膨胀螺栓，焊接角码连接缆风绳。
3.3钢梁安装
楼盖梁系包括主梁、次梁、等钢梁，每个区域钢柱安装时，及时安装楼层的钢梁，以形成稳定的结构体系，其余钢梁在钢柱整体校正后进行安装。每完成一个区域，楼层梁系紧随其后完成，方进入下一个区域安装。楼盖梁系的安装顺序遵循先主梁、次梁的原则，钢梁在工厂加工时预留吊装孔或设置吊耳作为吊点。对于大跨度、大吨位的钢梁（大于4吨）吊装可采用焊接吊耳的方法进行吊装，对于轻型钢梁则采用预留吊装孔进行“串吊”，如下图6：
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图6梁构件
钢梁吊装到位后，按施工图进行就位，并要注意钢梁的靠向。钢梁就位时，先用冲钉将梁两端孔打紧、校正，然后用安装螺栓拧紧。安装螺栓数量不得少于该节点螺栓总数的30%，且不得少于两颗。
4高强螺栓安装
安装前应对摩擦面进行检查，清除表面脏物。确认已进行抗滑移试验，结果为合格。加工厂内摩擦面处理后，可用胶带密封，防止油漆沾染，避免运输过程中碰到油污沾染，在现场安装时带去除胶带，去除光面浮锈后安装高强度螺栓。高强度螺栓的穿入方向以施工方便为准，并力求一致。在本工程中暂做以下规定：腹板高强度螺栓的穿入方向为朝向轴线编号小的方向。高强度螺栓连接副的安装应在结构件位置调整准确按规定穿入不少于30%节点孔数的安装螺栓后进行置换，严禁强行穿入和扩孔后穿入。高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
安装高强度螺栓时，严禁强行穿入螺栓（如用锤敲打）。如不能自由穿入，该孔应使用铰刀进行修整，修整后孔的最大直径不得大于1.2倍的螺栓直径。修孔时，为了防止铁屑落入板迭缝中，铰孔前应将四周的螺栓孔全部拧紧，使板迭密贴后再进行。一个节点的扩孔数量不宜多于该节点孔数的1/3。严禁使用气割扩孔。安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得在雨（雪）中作业。但对于地面拼装单元，采取防雨（雪）措施后，可进行高强度螺栓的施工。螺栓初拧时，使用定矩手动扳手或电动定矩扳手，终拧使用电动专用扳手。初拧扳手须定期标定，在使用前必须校正，其扭矩误差不得大于3%，合格后方能使用。高强度螺栓在初拧、终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧，一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。
5压型钢板的安装
压型钢板铺设前，必须认真清除钢梁顶面杂物，钢梁上翼缘不应有油污、雨水、霜雪。对有弯曲和扭曲的压型钢板进行矫正，板面翘曲与钢梁顶面的间隙应控制在1mm以内。同一楼层平面内的压型钢板铺设，本着先里后外的原则进行。采用点焊的方式对压型钢板进行固定，所经大小梁均需于每个波谷至少点焊一处。压型钢板及收边板侧向搭接于钢梁之上的点焊间距不宜大于500mm。压型钢板公母肋扣合处用夹钳夹紧固定，间距不大于750mm。
6结语
建筑钢结构建筑具有体积大，连接形式复杂，连接要求高的特点。 所以，在建筑钢结构施工过程中，施工管理人员应按照据具体的钢结构类型和建筑物高度合理制定建筑钢结构安装方案。逐步进行钢结构的准备，划分流水段，标准型节框架的施工，特殊型节框架的施工和安装，塔顶等工艺安装以及垂直度校正等作业。 结合施工阶段对施工要点的控制，可以有效保证建筑物钢结构的施工质量。
参考文献：
［1］《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-2015）［S］.
［2］建筑钢结构安装技术及质量控制探究［J］.魏勇.福建建材.2019-01-20
［3］建筑工程技术中钢结构安装技术探究 ［J］.吴勇.中国住宅设施.2020-08-31