浅谈劲性钢柱（梁）的吊装

　　摘 要：钢结构预拼装和组装技术在现在施工中普遍使用，作者对如何保证钢结构现场组装质量进行了研究。

　　关键词：钢骨柱;钢梁;吊装;质量;措施

　　[ Abstract] The pre assembly and assembly technology of steel structure is in common use in the construction at present, the author studies on how to ensure the steel structure assembly site quality.

　　[Key words] steel reinforced concrete column; steel beam; installation; quality; measures

　　中图分类号：TU7 文献标识码： A文章编号：2095-2104(2012)

　　1.工程概况

　　1.1工程简介

　　工程地点：南京河西某工地

　　本工程钢结构安装工程为某新闻中心1号楼(业务主楼)。大楼为钢筋砼框架抗震墙结构，桩和筏板基础，框架柱采用劲性柱(钢骨柱)，4层级以上局部设有劲性梁(钢骨梁)，楼面板为现浇砼楼面。地下1层及管道夹层，地上34层(含机房层)，结构高度为156m，主要建筑功能为报业业务用房、办公及附属用房。钢结构吊装根据现场情况设置TC7052型塔式起重机。

　　1.2工程主要结构型式

　　本工程1号楼框架柱采用劲性柱(钢骨柱)，从地下室至7楼结构中，外围设有16根十字型劲性柱(钢骨柱)，两个核心筒剪力墙内有16根H型劲性柱(钢骨柱)，7层以上为H型劲性柱(钢骨柱);4层及以上的两个核心筒之间，局部设劲性梁(钢骨梁)。地下室至6层(标高-11.44~26.750m)以下十字形劲性柱(钢骨柱)截面尺寸为800×200×30×30mm，6层至7层(标高35.150m~26.750m)截面尺寸为800×200×20×20mm。

　　核心筒内有16根截面为“H”字型，标高从底板至屋面，截面尺寸为400×300×25×30mm的劲性柱。钢骨示意图见图如下：

　　1.3钢骨梁概况

　　本工程水平结构在核心筒4层及以上局部采用2根24m跨钢骨梁连接，以形成大空间结构。梁两端截面尺寸为1100×300×20×30mm，梁跨中截面尺寸为1100×300×20×20mm，避难层及31层以上截面尺寸为1100×300×30×40mm。

　　2.主要施工难点

　　2.1高层建筑综合体大楼1号楼总体为钢筋砼框架结构，局部为钢骨柱、钢骨梁，钢结构分部安装层次较多，钢结构吊装与土建交叉施工频繁，安全隐患大。

　　2.2钢骨柱(梁)安装不能连续作业，需待土建扎筋、支摸、浇注、养护砼达到强度后才能安装上层钢骨柱(梁)。

　　2.3高层建筑施工作业，主要使用塔吊吊运脚手架钢管、模板、钢筋等。钢构件安装更是离不开塔吊吊装，塔吊布设位置、回转半径、吊臂伸长覆盖面、起吊重量都要进行精确计算合理配备塔吊，确保吊装安全作业。

　　2.4在地下室施工阶段，由于基坑支撑的存在，造成对7根钢骨柱的影响，故地下室钢骨柱的吊装及分段，是顺利完成地下室施工的重点。

　　2.5混凝土浇筑过程中，振捣棒及混凝土对钢骨柱产生的侧应力，造成竖向偏差，影响下次钢骨柱的安装。

　　3.施工准备

　　3.1技术准备

　　认真熟悉施工设计图纸，在微机上按深化设计要求建模，详细绘制出各节点拼装、相贯节点样图和各部位几何尺寸，供现场拼装 焊接安装;向全体参加施工的人员作技术、质量、安全交底，明确施工步骤、安装程序、施工方法和质量验收标准规范要求，确保安全作业。

　　3.2钢柱复验

　　进场的钢柱应根据深化设计制作图，进行几何尺寸和外观质量检查，用钢尺检查钢柱的长度、截面尺寸、柱上牛腿标高，用拉线法检查钢柱直线度应符合验收规范要求，外观检查钢柱的焊缝、栓钉焊接和因运输等造成的缺陷，如发现外观有以上缺陷应进行修复后方许安装焊接工艺评定检。

　　4.施工工艺

　　4.1测量控制

　　4.1.1轴线、预埋螺栓、标高复测

　　根据土建施工单位提供的轴线，用经纬仪复测轴线符合验收规范要求，依据轴线交点，用钢卷尺测量预埋螺栓的间距应在允差值以内，用水准仪复测钢柱底座板安装标高与土建基础之间的间距，高度应符合设计要求。

　　4.1.2钢柱(梁)标高控制

　　《GB50205-2001》规范规定：同一层楼各柱顶高允许偏差为5mm，同一根梁两端高差允许偏差为L/1000且≤10mm。另外由于制造公差，焊接收缩等原因造成各节钢柱的柱顶标高与设计标高不一致，因此为达到规范要求，在吊装前运用S3级水准仪以设计相对标高抄平已安装好的各钢柱，并在抄平位置作好标记，同时对进入施工现场的钢柱用已检定的钢尺从柱顶向柱底往下截取某一长，并在此位置作好记录，安装时计算最佳间隙值达到控制标高的目的。每节钢柱吊装完毕后，都测定其标高，确定其与设计值的差异，如超过限差，则需要通过下一节钢柱的安装间隙或反馈到制造工厂修正其长度来进行调整。

　　4.1.3放线、测量定位精度保证

　　a、 放线测量工具

　　b、施工测量精度的保证措施

　　一切测量工作必须按照《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)和《工程测量规范》GB50026-93执行。

　　4.2钢柱安装

　　4.2.1钢柱的吊装顺序

　　吊装顺序为加快施工进度，同时保证施工质量。本工程的钢结构吊装顺序7层及以下以两个核心筒平面划分为两个作业平面(1-1轴线~1-3轴线及1-4轴线~1-6轴线两个作业平面)，7层以上每3层为一个作业面(1-1轴线~1-6轴线)。同时钢柱、钢梁按塔吊所在位置由远到近进行吊装。

　　4.2.2首层钢柱安装方法

　　所有钢柱安装的预埋螺栓，经复测检查X、Y轴间距和预埋螺栓的顶端标高、各相邻螺栓间距符合设计及规范要求，才能安装钢柱。钢柱标高控制采用调整螺母控制，在每一根预埋螺栓上安装好1个螺母，并测量好统一标高，当钢柱底座板插入螺栓后，初步拧紧螺母，安装工人通过预先捆绑在钢柱上的爬梯上钢柱顶端摘钩，摘钩后用互成90°的两架经纬仪找正钢柱垂度，然后拧紧地脚螺栓双螺母。

　　4.2.3钢柱吊装绑扎

　　选用二点绑扎，一点式起吊。钢柱吊装利用钢柱顶端上设置的柱与柱对接安装耳板上的吊装孔，用专用吊具卸扣进行吊装，钢柱吊装用对讲机指挥吊装，当钢柱起吊至垂直状态时不得马上提起离开地面，应待柱顶停止晃动后，才能将钢柱起吊离地。

　　4.2.4钢柱吊装

　　钢柱吊装设专人指挥塔吊，钢柱吊装前在柱底板上划出十字中心线，当钢柱起吊至垂直时，不得马上将钢柱提起离开地面，应稍微待钢柱上端停止晃动后，方能将钢柱吊起。钢柱吊至安装上空应缓慢下落，同时将四周的钢筋分开，让钢柱安装就位，底座板上安装螺栓孔，插入基础螺栓，找正安装轴线(使柱底板上的 十字中心线与基础十字中心线重合)、安装标高，用2台互成90°的经纬仪测量钢柱垂直度，戴好方垫圈，拧紧基础螺栓双螺母。首节劲性钢骨柱安装固定后，经验收合格交土建施工，待土建施工完负一层，用水准仪测量安装的所有钢柱顶标高，并将钢柱上端统一划出同一标高线，复测钢柱安装轴线符合要求，塔吊吊装上节钢柱对接安装，利用四个组装耳板，用螺栓、连接板将2根钢柱对接处的耳板连接夹紧，穿入临时安装螺栓，且初步拧紧螺栓，并在上下钢柱的耳板之间插入小型铁楔，使其控制标高，上去摘钩后，用两架经纬仪校正钢柱垂直度，拧紧安装螺栓前，先控制好标高、后垂直度、其次钢柱扭转，符合安装要求后进行柱与柱对接焊接，如钢柱对接后产生扭转现象，则在临时连接板和耳板之间垫入扭转偏差值等厚的垫板，拧紧安装螺栓后，即取消钢柱扭转，以此类推安装其它钢柱。

　　对于地下室的部分的钢柱由于和砼支撑梁垂直方向在同一位置，故钢柱无法垂直安装就位，综合考虑使用塔吊将钢柱吊至支撑梁下方就近位置，借助手拉葫芦进行将钢柱移位至螺栓位置后，缓慢将钢柱就位。

　　4.2.5钢柱焊接

　　钢柱焊接选用材料符合相关规范，焊缝质量满足规范和设计要求。

　　4.2.6如何减少和校正混凝土浇筑对钢柱垂直度产生的影响

　　对于已产生的竖向偏移，采用手动葫芦进行校正，方法如下:在H型钢柱偏移的相反方向系上钢丝绳(钢丝绳受力中心在H型钢柱顶端中心位置)，将手动葫芦固定在底部或其它更有效果的地方)。经实测，葫芦作用力之后，顶端轴线恢复到设计位置，垂直度向东偏移量显著减少。层层调节，直至将垂直度调整满足设计要求。

　　混凝土浇筑前，浇筑层上部在同一核心筒的钢骨柱之间安装小钢梁，来抵抗混凝土浇筑时产生的侧应力，同时保证钢骨柱之间相对位置满足要求。

　　4.3钢梁安装

　　4.3.1标高、轴线、垂直度控制同钢柱的测量控制方法

　　4.3.2吊装顺序

　　钢梁的吊装按塔吊位置由远到近的顺序吊装。每榀梁为24米，设计分为3段，先吊着两端的钢梁，再吊装中段钢柱。

　　4.3.3钢梁吊装绑扎

　　施工中，无特殊情况，钢梁吊装都采用串连式吊装，吊装绑扎为二点式捆绑。

　　4.3.4梁拼装

　　梁吊装结束后，需就位后组装栓焊连接。

　　4.4高强螺栓安装

　　4.4.1高强螺栓特点及选用

　　高强螺栓特点施工方便，传力均匀，没有铆钉传力的应力集中，接头刚性好，承载能力大，疲劳强度高，螺母不易松动，结构安全可靠。本工程钢结构安装节点设计为磨擦型连接节点，选用M24，10.9级大六角高强螺栓。

　　4.4.2高强螺栓复验

　　高强螺栓使用前，应按有关规定对高强螺栓的各项性能去进行检验。运输过程中应轻装轻卸，防止损坏。当包装破损，螺栓有污染等异常现象时，应用煤油清洗，并按高强螺栓检验规程进行复验，经复验扭矩系数合格后才能使用。

　　4.4.3高强螺栓储存

　　工地储存高强螺栓时，应入干燥、通气、防雨、防潮的仓库内，并不得沾染脏物。安装时，应按当天需要量领取，当天没有用完的螺栓，必须装回容器内，妥善保管，不得乱扔、乱放。安装高强螺栓时，接头磨擦面不允许有毛刺、铁屑、油污、焊接飞溅物。磨擦面应干燥，没有结露、积霜、积雪。并不得在雨天进行安装。使用定扭扳手紧固高强螺栓时，班前应对定扭扳手进行校核，合格后方能使用。

　　4.4.4高强螺栓安装

　　一个接头的高强螺栓，应从螺栓群中部开始安装，逐个拧紧。初拧、复拧、终拧都应从螺栓群中部开始向四周扩散逐个拧紧，每拧一遍均应用不同颜色的油漆做上标记，防止漏拧。当接点有高强螺栓连接又有焊接时，一般按先栓后焊的工艺施工。先终拧完高强螺栓，再焊接焊缝。高强螺栓应自由穿入螺栓孔内，当板层发生错孔时，允许用铰刀扩孔，扩孔时，铁屑不得掉入板层间，扩孔数量不得多一个接头螺栓孔的1/3，直径不大于原孔的2mm。一个接头的多颗螺栓穿入方向应一致，垫圈不得装反。

　　大六角高强螺栓紧固分初拧和终拧二次进行，初拧用定扭矩扳手，以终拧紧固力的50-80%进行，使接头各层钢板达到充分密贴，再次设定终拧扭矩值，将高强螺栓终拧。

　　5.建议

　　为了保证施工质量，笔者建议做好以下几点工作。

　　1.安装中与土建总包单位做好协调工作。

　　2.安装前需逐一复核轴线尺寸、标高。检查构件的原材料复验报告、质量保证书、构件规格以及焊缝等，变形的构件必须复矫或更换，上述检查合格后方可使用。

　　3.现场使用的工装、机具、检测仪器、量具须验证后方可使用，现场配备水平仪、经纬仪，随时进行测量，以控制构件水平度与垂直度。在安装时应安排专人及时复核标高，确保安装质量，其最终检测结果必须符合验收规范要求。

　　4.焊接施工的操作人员要持证上岗。焊接时必须按规范要求。

　　5.在风力大于三级时要做好防风措施，设置挡风圈，以使焊缝成型良好。并及时做好焊缝超声波自检，在达到合格后再由检测单位复检，确保焊缝合格。风力大于6级时，必须停止吊装。

　　参考文献

　　1) 《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001

　　2) 《钢结构高强螺栓连接的设计施工及验收规范》 JGJ82-91

　　3) 《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001

　　4) 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 GB11345

　　5) 《建筑施工高空作业安全技术规范》 JGJ80-90

　　6) 《建筑机械实用安全技术规程》 JGJ33-2001

　　7) 《建筑变形测量规程》 JGJ/T8-2007

　　8) 《工程测量基本术语标准》 GB50228-96

　　9) 《工程测量规范》 GB50026-2007

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文章名称： 浅谈劲性钢柱（梁）的吊装

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