广东省湛江市建筑工程公司 广东 湛江 524000
【摘 要】本文主要针对大型空间钢结构的吊装施工技术展开了探讨，对安装方案作了详细的阐述，并对临时支撑体系的施工及验算作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
【关键词】大型空间；钢结构；吊装施工
随着城市现代化发展以及土地利用率要求，对建筑行业的要求也越来越高，出现了更多的大型空间钢结构工程，而其中更以吊装施工为主要施工点。因此，若要保证此类工程的施工质量及施工安全，施工方就需要指定合理的施工方案，积极采取有效的施工技术进行工程作业。基于此，本文就大型空间钢结构的吊装施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助
1 安装方案
1.1 水平运输方案
为方便运输，构件长度一般不超过15m，特殊情况下不超过20m，否则应分为两段制作和运输。
钢柱运到工地以后，运输车从H-3轴至H-5轴之间靠H-D轴的±0.000层通道运至宴会厅，这是唯一的运输通道（B区楼面设计允许荷载80kN/m2）。
1.2 安装方案
施工现场的塔吊布置如图1，宴会厅大部分构件都能使用现有塔吊进行吊装，只有A区的东北角每层有5根钢梁塔吊不能覆盖，需要用汽车吊进场进行吊装。
图1 运输线路平面图
1.2.1 钢结构安装应具备的条件
（1）塔楼施工至7层以上，塔楼周围全部完成±0.000层施工，并且达到设计强度。
（2）宴会厅周围裙房土建施工完成至钢结构安装层以上。
（3）M900D动臂式内爬塔吊可以安排用于裙房钢结构吊装。塔吊臂长45.8m，工作半径42.5m，标准节型号1052，最大自立高度64m，最大自由高度52m，爬升高度17.5～21.75m。
1.2.2 钢结构安装顺序
（1）首先安装B区3层和4层钢梁，特别是A-6轴H1000×400×34×45主梁，其端部是大桁架的支承连接点，必须提前安装。
（2）进行大桁架从下到上的3层、4层、5层各层构件安装，并焊接完成，使桁架形成整体，方能支承A区各层钢梁荷载。
（3）3层A区B区所有钢梁构件安装。
（4）4层A区B区所有构件安装。
（5）5层A区B区所有钢梁构件安装。
（6）6层（顶层）所有钢梁构件安装。
1.2.3 A、B区之间的大桁架安装方法和流程
（1）在桁架下方搭设φ48×3.5钢管临时支撑架。架体搭设时要考虑起拱。
（2）在架体和两端牛腿上测量放线，调节支撑架上支座标高。
（3）吊装就位大梁GHJ01-1和GHJ01-2，进行高空对接。
（4）在大梁上安装短立柱GDZ01-1三件。
（5）吊装就位桁架下弦GHJ01-3、GHJ01-4，进行高空对接。
（6）安装桁架上弦GHJ01-5和连带的斜腹杆GZC-1、GZC-2，安装桁架上弦GHJ01-6和连带的斜腹杆GZC-1、GZC-3，并进行高空对接。
（7）桁架矫正、焊接、补漆、验收。
（8）临时支撑架体卸载。从中间的集束钢管柱从开始逐级卸载，拆除支撑架，完成桁架安装。
各层钢梁安装方法及流程详见图3。
图3 各层钢梁安装方法及流程图
宴会厅A、B区钢梁安装按先下层后上层，先主梁后次梁，先汽车吊后塔吊的原则进行吊装。需用汽车吊安装的钢梁最大截面尺寸H1500×500×22×40，约559.234kg/m。钢梁长度约20.4m，钢梁重量约11.4t。选用50t汽车吊进行吊装。
2 临时支撑体系施工及验算
2.1 临时支撑体系
分段安装33m跨钢大梁需要临时支撑，根据现场条件，选用扣件式脚手架集束钢管支承体系。
即搭设宽5.8m、长约33m满堂脚手架，高度10.25m（从±层至钢大梁底），架体6m高度以下宽5.8m，6m高度以上宽3m。在桁架竖向短柱的3个部位及大梁接口部位，布置6根立柱，形成400×500集束钢管柱的支承体系。
2.1.1 满堂脚手架构造
（1）立杆布置：横向间距1.3m，纵向间距1.5～1.7m；钢管立柱底部支撑在首层混凝土楼板上，底部垫设木方；集束钢管立柱上部设丝杠顶托，以支撑大梁荷载并可调节高差。
（2）水平杆布置：步距1.5m。在架体下部设纵横扫地杆，距地面200mm。架体的搭设按照钢管脚手架的标准和要求进行。
（3）横向剪刀撑在每道集束钢管支承立柱处设一道。纵向剪刀撑沿在集束钢管支承立柱之间设置。参见钢管支承架立面图。剪刀撑底部下端应落地支承在垫板上。
（4）支承钢梁的立杆接头必须采用对接。接头在高度方向错开500mm以上。
（5）水平杆的搭接长度，均不能少于1m，不少于两个旋转扣件固定。扣件盖板的边缘至杆件端头距离不小于100mm。两个相邻杆件的接头不应设在同步同跨内，水平杆接头水平距离也应错开500mm以上。
（6）本工程立柱钢管底部均是混凝土地面，垫150×150木板。如底部在土地面时，要求夯实，垫通长木板或槽钢。
（7）满堂脚手架顶层在安装操作位置和通道上加纵向水平杆、铺脚手板或竹串板或钢筋网片，并设1000mm高栏杆。
2.1.2 集束钢管立柱构造
脚手架集束钢管柱顶部构造图见图5。
图5 脚手架集束钢管柱顶部构造图
（1）根钢管立柱在纵横水平杆的层层连接下，形成400×500的格构式钢柱。立柱顶设丝杠顶托以调节高度。
（2）支承钢梁的立柱钢管顶部距水平杆的距离不能太大，控制在150mm左右。丝杠顶托伸出钢管的长度宜100mm左右。
2.2 支承脚手架的施工要求
（1）钢管采用Φ48×3.5扣件式脚手架钢管，其力学性能应符合国标《碳素结构钢》中Q235材质的规定。
（2）扣件使用与Φ48×3.5钢管配套的可锻铸造扣件，其可锻铸造材料机械力学性能应不低于KTH330-08。
（3）搭设前先按设计的排距、列距测量放线，将垫板、立杆排列整齐。垫板必须放平稳，不得悬空。
（4）外径不同的钢管严禁混用。要使用产品质量合格、无严重锈蚀、无裂纹、无损坏的脚手架部件。
（5）扣件规格必须与钢管外径相匹配，扣件螺栓必须拧紧，扭力矩一般40～50N?m，不能超拧或欠拧。
（6）搭设时要始终保持立柱的垂直度。支承钢梁的立柱垂直偏差控制在50mm以内，其他立柱控制在100mm以内。
2.3 架体验算说明
（1）体稳定性验算即为立柱的稳定性验算。
（2）按载荷最大、最不利的情况验算，验算架体的最下一步立柱。
（3）本架体为开敞式满堂架，周围被建筑包围，不考虑风荷载。
（4）根据设计荷载情况计算出轴压力设计值同对应的架体构造相适应的立柱承载σ极限相比较，N≤φAf，即满足要求。
（5）通过计算比较，中间6立柱支承GHJ01-2梁端的载荷最大，按最不利的1/2梁重为73.57kN/2=36.79kN。
2.4 支承柱稳定性验算
（1）架体基本情况。架体高度H0=10.25m；柱距：l=1.3m；排距l=1.6m；步距h=1.5m。
（2）荷载取值。钢管0.0384kN/m；A=489mm2；扣件0.0015kN/个；脚手板0.35kN/m2；栏杆0.14kN/m施工人员0.65kN/人。
集束钢管立柱最大受荷面积为1.70×2.10m2。
（3）支承柱轴向力设计值N的计算。假设全部施工荷载（活）通过架体作用于6根杆组合立柱，其余单杆立柱仅承受其有效范围内的架体重量（恒），则6杆组合立柱。
恒载：
NG1K=[10.25×6+（1.7×3+2.1×2）×7]×0.0384kN/m=4.861kN（1）
NG2K=10.25×1.414×2×0.038+12×7×0.0015+1.70×2.10×0.35+2.10×0.14=2.77kN（2）
活载：
NQK=36.79+5×0.65=40.04kN（3）
每根立柱轴心受压设计值：
N=[1.2（NG1K+NG2K）+1.4NQK]÷6=[1.2（4.861+2.77）+1.4×40.04]÷6=10.869kN（4）
（4）φ值计算。λ=l0/i；i=1.58cm。
l0=kμh=1.155×1.5×1500=256cm（5）
λ=l0/i=256/1.58=165（6）
式中：k——计算长度附加系数，其值取1.155。
μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按规范查取1.5。
h——立杆步距。
查表，当λ=165时，φ=0.259。
（5）将N、φ、A值代入公式验算。
N/φA=10.896×1000/（0.259×489）=86.03N/mm2≤f=205N/mm2（7）
经验算该临时支撑体系是安全可靠的。
3 结语
综上所述，大型空间钢结构吊装施工较为繁琐，施工过程中会涉及到许多的专业以及出现重点控制难点。因此，为了保证施工质量以及施工安全，施工方要加大施工的力度，积极采取有效的技术做好施工，从而为整体的施工建设带来帮助。
参考文献：
[1]程书锋.高层建筑钢结构吊装施工技术探讨[J].科技传播.2011（22）.
[2]杨柱芬.大跨度钢结构吊装技术刍议[J].中国新技术新产品.2011（11）.
论文作者:王青华
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第10期
论文发表时间:2016/8/30
标签：立柱论文; 钢梁论文; 钢管论文; 桁架论文; 脚手架论文; 扣件论文; 钢结构论文; 《低碳地产》2016年第10期论文;