杨崔志
上海扬子江建设（集团）有限公司
摘要：目前，大跨度钢结构在工业厂房中的使用越来越普遍，但同样面临着施工技术控制难度较大的问题，吊装施工是整个钢结构施工的重点和难点。本文结合伽蓝集团上海生产基地新建项目实例，在分析工业厂房钢结构优点的基础上，探讨了钢柱、钢梁吊装施工控制要点，为钢结构施工提供参考。
关键词：生产车间；钢结构；钢柱；钢梁；吊装施工
1工程概况
本工程位于位置在上海市奉贤区经济开发区生物科技园区内。南临汇丰北路，北接大叶公路，西至望园路。钢结构共4个单体，5#成品仓库、6#综合楼、7#生产车间及10#门卫均为钢框架结构，建筑面积分别为：37245.68m2、6989.91m2、16171.58m2、200.26m2。本工程钢结构制作主要包括5#楼、6#楼、7#楼、10#工程的钢屋架、实腹柱、钢支撑、钢檩条、钢梁的制作安装；自行停车棚钢屋架、实腹柱、钢支撑、钢檩条制作安装等。
2工业厂房钢结构的优势
适用性广泛是工业厂房钢结构最为显著的优势，此结构常被用在办公楼、工厂、仓库等建筑的建造施工上，无论是在单层大跨度建筑还是多、高层的楼层施工中都能取得较好的效果。同时，由于工程中使用的钢质组件均由工厂事先制作，运输入场后经组装焊接即可投入施工，所以能有效缩短工期。并且此类钢结构坚固耐用，具有良好的抗震、防锈性能，便于维修，平时仅需做简单的保养和维修工作就可以长时间正常使用。同时，此类钢结构的还具有成本相对较低、重量相对较小的特点，在性价比方面具备明显优势。
3工业厂房钢结构吊装施工技术
3.1 吊车的选用
钢柱选用：100吨全液压汽车吊.钢梁选用50吨汽车吊；钢柱：选用主臂长L＝28.6M，最大工作半径R＝15.5M，额定吊重为QMax＝11t> 9.6T(满足吊装要求)。钢梁：选用主臂长L＝32.75M，最大工作半径R＝16M，额定吊重为QMax＝4.7t>4.2(满足吊装要求)。
本项目吊车选用100吨和50吨吊车，支腿点尺寸为7.8米*8.0米和5.5米*7.2米，配重分别为35.9T和27.5T。由于吊车支腿全支，部分位于绿化区域，因此需平整压实绿化区域，满铺3公分厚钢板，50吨铺设吊车枕木，保证吊装安全。吊车回转半径内不得有影响吊车回转的障碍物。 钢柱最大起重量为9.6吨，采用2点吊装法，因此每根钢丝绳所受荷载为48KN.48KN<[Fg],因此22mm钢丝绳满足吊装要求。卡环容许荷载计算;
[Fk]=(30~40)d2 ，本工程选用卡环销子得直径为48mm
得[Fk]=(35~40)d2＝37*48*48＝85248N
计算所得[Fk]值大于66KN,因此所选卡环满足使用要求。查表13-7得卡环型号为9.5。
3.2吊装顺序
5#成品仓库由L-S/8-16开始向8-1轴推进，A-K/15-16轴推进；6号综合楼由1轴向12轴推进、7号生产车间由1轴向10轴推进；为确保吊装有序进行，6#综合楼和7#生产车间整个楼层构件分两个区分层发运到现场。6#综合楼分区为1-7轴/A-E轴，7-12轴/A-E轴；7#生产车间为1-6、6-10轴，5号成品仓库三个区域LS/1-16为1区，A-K/15-16为2区，A-K/1-15为3区，按分区号1-3依次进行安装（其中3区基础柱根据现场基础进度安装）。
3.2钢柱吊装
3.2.1吊点设置及起吊方式
首先，根据实际钢柱物理性质选取合适的吊耳位置，通常焊于柱顶附近。吊点则定位在吊耳连接件处。再根据钢柱及吊点设计相应的钢丝绳长度和吊环，通过螺栓固定到耳板上，以避免材料变形，保障施工安全。吊点如图1所示：
.png)
图1 钢柱吊点示意图
进行钢柱吊装时，首先应在地面安放垫木，将待吊钢柱横置于其上；严禁将钢柱与地表发生碰撞、摩擦；开始吊装后，将钢柱吊离地面至少2m才可以进行回转。吊装流程如图2所示：
.png)
图2 钢柱吊装流程示意图
将钢柱移动至安装点上部，据目标位置200mm时，停止吊机，待其稳定。对齐螺母与十字线后，控制其慢速下降，此过程应尽量避免钢柱与地脚螺栓丝扣发生接触，下降至柱底与桩基接触，观察柱底十字线与预埋板十字线是否重合，检查垫板位置及数量有无问题，若有问题应及时调整。定位调整过程需三人合作完成，其中，第一人负责微移钢柱，第二人负责稳定主体，第三人跟踪检验。将钢柱的位置误差控制在3mm范围内，即可将钢柱完全安放在基座上，并拉紧固定用的缆风绳，旋紧地脚螺栓。同时旋紧所有钢柱对接处的临时螺栓，避免由于钢柱摇晃损坏螺栓影响固定效果，通过水平尺对垂直度进行测量。在完成钢柱的初步固定后，借助缆风绳、手拉葫芦、管式支撑、千斤顶等工具，在测量人员以经纬仪监控下，校正钢柱的垂直度。完成检查验收工作后，再开展后续施工步骤。
3.2.2钢柱标高调整
在确定钢柱的水平位置和垂直度在误差允许范围内后，用螺栓将连接板临时固定，无需拧紧，用起落钩和撬棍调整垂直方向上的位置，测量上一节事先标出的控制线距离下一节标高线的长度，调整使其满足设计后，以点焊的方式进行焊接固定。由于焊缝可能发生收缩以及钢柱重力下的压缩变形，可以允许5mm误差存在。调整钢柱的位移时，每次改变量都必须控制在3mm内，对于误差较大的情况应分2~3次、每次在3mm内微调。
3.2.3钢柱垂直度调整
将钢楔或千斤顶钉进钢柱发生偏斜的一边，并以缆风绳协助调整。首先应确定单节柱垂直度符合要求，再将柱顶轴线误差调整为0，并旋紧临时螺栓。在经纬仪的测量下，校正钢柱的垂直度，将其保持在允许范围内。
3.3钢梁安装
根据楼层钢粱安装次序，按单体项目分段与粱编号，5#成品仓库由L-S/8-16开始向8-1轴推进，A-K/15-16轴推进；6号综合楼、7号生产车间、10号门卫室均由1轴向12轴推进；依次从下向上，钢粱从加工厂区采用运输车辆运安装现场，采用汽车吊或塔吊按次序编号堆放。综合考虑此项目的钢梁自重和施工高程后，决定以二点吊装进行钢梁安装，借助专用吊耳或以钢丝绳绑扎的方式开展施工，钢梁的起吊点为梁的二端1/4处位置系起吊扣，起吊时要使梁平稳、不使梁偏傾，一头高一头低，以便于梁安装。
.png)
梁安装应从中间跨向二端安装。当梁移动至甲壳柱侧并进入侧面连接板内，用短锥形撬棍进行校准，用高强螺栓穿入进行固定。为保证屋面梁整体参数符合设计标准，应保证每部分梁都处于同平面。
为避免钢梁在吊装时发生摇晃导致发生碰撞，应提前把溜绳绑在楼层钢梁两端，在吊装时通过溜绳调整钢梁。安装时，需慢慢吊起钢梁，移动到设计位置，对准钢梁和钢柱的翼缘孔并通过临时螺栓或冲钉固定。若钢梁垂直度经检验符合标准，更换为高强螺栓作完全固定。
5号成品仓库安装首榀单层屋面梁由K轴向A轴推进，钢梁组件入场后应先完成组装。以两点翻身起板法扶正钢梁，并通过短钢管和方木临时辅助起板。在钢梁完成翻身后，应对其开展试吊，出现问题时需及时调整。试吊必须缓慢进行，保证吊点处受力均匀，且不发生变形。随后将钢梁吊升旋转到指定位置，再通过控制绳调整方位和角度。钢梁完全就位后，采用板钳来确定柱梁孔，并以高强螺栓最后固定。在第一榀钢梁处补设四根临时揽风绳，其余钢梁则使用屋面檀条和连系梁增加固定效果。加固同时，需以吊锤检查其垂直度并及时调整，保证其满足设计标准(如图4所示)。
.png)
在此项目的节点处均使用了大量的高强螺栓，因此应先以临时螺栓初步固定节点，完成安装后再更换为高强螺栓。对于钢梁部分，主要需以挂线球检查其垂直度，用高强螺栓对垂直度满足设计标准的屋架作最终的完全固定。在钢梁施工中，同时应采用葫芦拉钢丝绳缆索继续检验钢柱，直至钢梁施工完毕再松开缆索。此外，还需检验钢梁屋脊线，通过保持钢梁与钢柱两端中心线距离相同，保证屋架屋脊线统一。
.png)
3.4高强螺栓安装工艺
3.4.1高强螺栓长度计算方式
其中，为连接构件的总厚度；为螺母的高度，值为螺栓直径的0.8倍；为所用垫片的数量；为每个垫圈的厚度；为螺栓外露部分的长度，通常为2~3扣。
3.4.2高强螺栓安装步骤
进行高强螺栓的安装前需做好准备工作，主要需检查连接副以及摩擦面两次，验收无误后方能进场使用。螺栓可分两步安装：一、吊装钢梁，以螺栓或冲钉临时固定，需注意临时螺栓不得选用高强螺栓，个数不少于总数的三分之一且至少2个；二、将临时螺栓更换为高强螺栓并拧紧。拧紧高强螺栓也分为两次，初拧时将其拧至标准值的50～80%；终拧则需达到标准预拉力，误差不超过10%。一般终拧中使用专用的扭力扳手，拧至梅花头掉落。若有部分螺栓无法专用扳手，可采用大六角头扭矩法进行紧固工作。完成紧固工作后，逐一检查是否存在问题，通常采用轻质小锤敲检。对于欠拧、漏拧的螺栓应补拧至符合标准，而对于超拧的螺栓则需要替换。还可以通过将螺母拧松再拧紧的方式检测，通过比较两次拧紧的最终位置来确定，若偏差在10%内，则符合标准。为避免混淆，应将检验合格的螺栓及时标记。
3.4.3摩擦面缝隙常规处理流程
安装螺栓时，需及时清理摩擦面上的污渍与杂物，并且严禁出现钢板形变或下凹等情况。同时，需要观察连接板的结合情况，使其保持密切接触状态。若钢板厚度误差较大或施工中存在较大误差，也可能导致摩擦面产生缝隙，可以参照下表方法处理。
4 结语
本文以本工程实际施工情况为例，总结了大跨度钢结构吊装技术的的控制方法。从中可见，整个工程中至关重要的流程就是吊装工序，直接决定了建筑钢结构的稳定程度以及工程整体质量。所以，为提高工程质量，施工队应该根据实际工程情况，选取适当的吊点，采用有效的施工工艺。
参考文献:
［1］GB50755-2012 《钢结构工程施工规范》［S］.
［2］建筑工程钢结构施工技术要点分析［J］.畅巨旭.建材与装饰,2020-05-25
［3］建筑钢结构吊装施工技术探究［J］.田凤兰，李庆阳，白东海.建材与装饰,2017，（22）：19-20.
［4］王建辉.建筑钢结构工程吊装施工方案控制要点［J］. 佳木斯职业学院学报，2019，（9）：190-191.