高层建筑型钢柱吊装技术研究

(整期优先)网络出版时间:2025-01-24
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高层建筑型钢柱吊装技术研究

文敏

(中国水利水电第九工程局有限公司,贵州  贵阳  550081)

摘  要:型钢组合结构作为10项新技术之一,在超高层建筑中得到了越来越多的应用。本文针对型钢柱吊装设计和施工措施开展技术研究,解决了高层建筑型钢柱吊装和施工困难的问题,为今后承接同类工程施工提供可借鉴的经验。

关键词:高层建筑;型钢柱;吊装技术;

1  前言

随着超高层建筑高度的不断提高,新型高强高性能材料、新型组合结构和新的结构体系得到应用,新的结构施工技术不断提高。而相对于建筑工程的迅速发展,我们对于建筑工程型钢吊装施工技术研究,如何在工程施工中确保工程质量、实现安全生产、保证合同工期,并促进企业经济效益提高、技术进步和可持续发展,就更具有超前的现实意义。

2 工程概况

贵阳恒大南明御府H4#楼及配套建设工程位于贵阳市南明区东新区路、红岩路及水口寺路交叉口,北侧毗邻南明河。H4#楼为商业楼吊5层加-1层,公寓楼25层,安置房楼32层。其中:地上总建筑面积30830.12m2,地下室部分6295.5m2。(见图1)

IMG_256

图1效果图

2.1型钢柱平面位置图

本工程型钢混凝土柱结构位于H4#楼H4-N轴,基顶至9层之间,型材材质为Q355,钢构重量最大的约5.64吨,安装高度最高约60.15m(平面位置见图2)。

平面布置图_00

图2  吊装平面位置图

2.2型钢柱信息

1 型钢柱信息表

序号

楼层

名称

规格(mm)

单根重量(t)

数量

单根长度(m)

安装标高(m)

1

基顶~-5层

KZ7

十850*550*25*25

4.00

5

4.47

-28.55~-24.08

2

-5~-4层

KZ7

十850*550*25*25

5.10

5

5.7

-24.08~-18.38

3

-4~-3层

KZ7

十850*550*25*25

4.30

5

4.8

-18.38~-13.58

4

-3~-1层

KZ7

十850*550*25*25

3.76

10

4.2

-13.58~-9.38

-9.38~-5.18

5

-1~1层

KZ2

十850*550*25*25

4.32

5

4.83

-5.18~-0.35

6

1~2层

KZ2

十850*550*25*25

5.64

5

6.3

-0.35~5.95

7

2~6层

KZ2

十850*550*25*25

3.49

20

3.9

5.95~9.85

9.85~13.75

13.75~17.65

17.65~21.55

8

6~9层

KZ5

十400(500)*200*25*25

1.47

6

3.9

21.55~25.45

25.45~29.35

29.35~33.25

9

6~9层

KZ6

H400(750)*200*25*25

1.70

9

3.9

21.55~25.45

25.45~29.35

29.35~33.25

3 吊装程序及吊装顺序

3.1吊装工作安排

所有构件均为加工厂加工成型,工地现场直接吊装,根据吊装型钢规格及吊装高度,项目部计划按楼层选择不同规格的汽车吊进行吊装,吊车设置在H4#楼北侧,吊车位置场地标高为1050m(平齐-6层板面),吊车设置场地使用C20混凝土硬化,场地基础层为中风化岩层。

由于本工程塔吊起重能力的限制,塔吊型号选用要根据钢柱规格尺寸及分段位置来确定,若塔吊型号选用过小,塔吊设备租赁费用较低,但起重能力下降,钢柱分段较多,现场进行钢柱对接焊缝质量难以保证,同时影响现场工期;若塔吊型号选用过大,塔吊设备租赁费用相应较高,但起重能力增大,钢柱分段较少,钢柱对接焊缝较少,降低钢柱对接焊缝质量风险,加快施工进度;汽车吊起重性能较大,一次性吊装重量大。综上所述,项目根据自身施工特点,来综合考虑起重吊装设备,决定采用汽车吊的起重吊装方式。又根据吊装型钢规格及吊装高度,分楼层选择不同规格的汽车吊进行吊装(见表2)。

2汽车吊选用表

序号

楼层

吊车规格

备注

1

基顶~5层

130t

吊装时使用塔吊辅助

2

5~8

200t

3.2吊装顺序安排

型钢混凝土柱结构跨越楼层较多,从基础层至第八层均有型钢吊装施工,吊装工作不能一次性完成,需与主体结构同步施工,即每层结构施工时临时进场吊车进行吊装工作,待型钢柱吊装完成后即可退场等待该层结构施工完成进行下一层结构施工,吊车存在降效使用的情况。

4 型钢柱吊装施工技术

4.1型钢起吊准备

(1)立柱型钢构件进场后,要认真检查构件和材料是否符合设计要求,例如构件是否有严重锈蚀或变形,构件的焊接是不是符合要求,材质以及构件拼接头是否牢固等。

(2)现场施工负责人员在吊装前认真向有关人员作安全技术交底,培训操作人员。

(3)要排除钢结构工程施工现场的不安全因素,要保证运输道路畅通,做到现场防护设施齐全,吊车摆放位置要求地质稳定,避开土质松软地带,摆放位置应满足吊装范围;吊装时间安排在白天吊装,避免夜间施工。

(4)作业高度在2米或2米以上时,根据高空作业安全技术规范的要求进行操作和防护,要有可靠安全的操作架杆,吊装影响范围内设警示牌,避免伤及人员,高处焊接及其他辅助工人的人具不用时要放入工具袋内,不得随意将工具零件放在脚手架上,以免坠落伤人。

4.2钢柱的首节吊装

(1)钢柱在吊装前应在构件表面标出安装用的控制线作为校正的依据,同时钢柱每校正好一根应与混凝土部位的螺栓连接位置校正。

(2)吊装采用旋转吊法,钢丝绳绑扎点与钢构件接触点之间,应用软材料保护好钢构件,以防钢构件及钢丝绳受损,起重机边回转边起钩,使钢柱绕柱脚旋转而直立,立钢柱时,先将钢柱脚螺栓孔插入预留螺栓,回转吊臂,使钢柱头大致垂直后初步对中,即对螺栓进行初拧。

(3)校正前先检查钢柱脚的轴线,使其达到规范的要求,再检查标高,钢柱的标高可以用垫板控制,垫板应设置在靠近地脚螺栓的钢柱底板加劲板下。吊装采用单根吊装,吊点采用钢柱上的牛腿部位挂钢丝绳绑扎,绑扎点应有软材料垫至其中以防钢构件受损。起吊时先进行静载试验和动载试验,保证吊装安全。吊装时使钢柱起吊高度高过围护栏杆,然后徐徐旋转,将钢柱吊至预埋钢板位置处,再用溜绳旋转钢柱使其对准安装定位处,以使落钩就位,落钩时应缓慢进行,并在钢柱刚接触基础混凝土时即刹车对准预留螺栓孔,并将螺栓穿入孔内,初拧作临时固定,同时进行垂直度校正和最后固定,钢柱垂直度用挂线锤检查,用四根溜绳从两边把钢柱拉牢,钢柱经校正后,即可进行下道工序施工。

(4)钢柱垂直度校正:用两台经纬仪从柱的两个纵横轴向同时观测,依靠千斤顶进行调整。无误后固定柱脚,拴好揽风绳。

(5)当钢柱吊装完成并校正完毕后,及时对柱脚进行加固,螺栓紧固到位,保证钢柱稳固。(见图3型钢柱脚大样)

大样图_00型钢柱柱脚大样图

4.3部吊装

(1)上部钢柱的安装与首段钢柱的安装不同点在于柱脚的连接固定方式上不同。钢柱吊点设置在钢柱的上部,利用四个临时连接耳板作为吊点。吊装前,下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净,保证上下节钢柱对接面接触顶紧。钢柱吊装到位后,钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合,并四面兼顾,活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上,穿好连接螺栓,连接好临时连接夹板,并及时拧紧螺栓对钢柱进一步进行稳固。钢柱完成后,即可进行初校。钢柱经校正后,即可进行下道工序施工。

(2)钢柱吊装经验收通过后,方可进行模板及梁板钢筋绑扎施工。

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图4  型钢吊装现场图

4.4装操作要点

(1)吊装的所有设备及钢丝绳、卸扣应保证设材的完好,由机械、安全人员进行相应的检查。

(2)钢柱制作完成必须经过验收,验收完成后,项目安全员、质量员、起重工应对吊点质量、吊点设置位置进行检查。

(3)进场吊机要报审合格后方可使用。

(4)正式起吊前必须进行试吊。

(5)吊装时相关管理人员必须到位,安全员必须旁站。

(6)吊装时,必须做好道路安全防护和临时交通督导工作,并且应配有专职吊装指令员。

(7)6级及以上大风不得作业,安全交底必须做好,吊车司机指挥等必须持证上岗。

(8)型钢立柱吊装前先检查钢丝绳及卡扣是否合格,然后将钢丝绳用卡环固定在吊点位置,然后将钢管起吊至离地面0.3m~0.5m并检查吊装体系是否稳定。吊装时必须有专人指挥,吊机作业半径内不得站人。

(9)型钢混凝土柱穿筋孔应在工厂制孔,并按设计要求进行补强,不得在工地制孔。

(10)楼层标高采用设计标高控制,由柱拼接焊接引起钢柱的收缩变形或其他因素引起的压缩变形,须在构件制作时,逐节进行考虑并确定柱的实际长度。

(11)钢结构施工时,应设置可靠的支护体系,保证结构在各种荷载作用下结构的稳定性和安全性。

(12)钢构件在运输和吊装过程中应采取有效措施防止过量变形和失稳。

5结语

型钢混凝土组合结构是超高层结构常采用的一种新型结构形式,是一项技术难度和工艺复杂程度都比较高的工作,特别大型钢柱吊装技术,因此针对型钢柱吊装的施工技术进行研究是十分必要的。通过此次吊装技术的实施研究,本工程的安全性、经济性、工期进度和质量等方面都取得了良好的效果。相信公司的超高层业务的不断扩大,研究的钢构吊装施工技术会不断的深入和完善。

参考文献:

[1].白小军.超重型钢柱铰轴旋转综合吊装法施工技术.施工技术,2014年10月下;

[2].陈泽中.预应力型钢砼柱吊装施工技术[J].建筑施工.第33卷第8期。

收稿日期                   

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