公用建筑钢结构施工技术探讨

刘国栋

摘要：近些年，由于钢结构施工具备施工时间短、防震等级高、防腐程度好、建筑材料回收利用便利、维修便捷以及符合国家环境保护理念等特点，所以能够在建筑领域迅速站稳脚跟，成为整个公用建筑行业热度最高的一种建设方式。基于此，本文就公用建筑钢结构施工技术进行简要探讨。

关键词：公用建筑；钢结构；施工技术

1工程概况

本工程为北京环卫集团新能源环卫专业作业车停车场及配套项目草桥基地停车楼及充电桩配电室工程，为综合建筑。结构采用钢管混凝土柱—钢梁框架结构体系。本工程无地下室结构，主体结构两层，局部三层，并在3.4米标高和6.9米标高局部设置夹层结构，以及部分出屋顶楼梯小夹层，结构最大标高23.3米。框架结构支撑柱采用圆钢管混凝土柱，钢柱截面尺寸为φ1400×35mm，并在首层结构梁顶变截面至φ1150×30mm，楼梯钢柱截面尺寸为口500×20mm。楼层钢梁为焊接H型钢梁、焊接箱型钢梁和热轧型钢梁组成，最大截面高度1400mm，最大板厚45mm，最大钢梁规格为口1400×500×30×45-口1200×400×30×30（变截面箱型钢梁）。钢柱与钢梁采用腹板高强螺栓连接、翼缘板焊接栓焊组合连接节点。

2 钢结构施工关键技术

2.1预埋柱脚分段的安装

根据下设计节点，钢柱需下插伸进柱下独立基础内，柱底板距梁顶3500mm，因此钢柱柱脚分段安装时，需与柱下独立基础配合施工，并设置定位支架，用于固定柱脚分段。由于柱脚分段位于柱下基础内部，柱下基础一次浇筑成型。总体施工流程为：柱下条基垫层及定位支架埋件施工→柱下基础底层钢筋绑扎→定位支架搭设→钢柱预埋段安装→测量定位→柱

下预埋钢筋绑扎→预埋钢柱复测后混凝土浇筑施工→整体测量。

2.2 框架梁柱安装

2.2.1钢柱的分段划分

柱底板顶标高为-3.800m，柱脚分段长度4760mm，其分段顶标高为+0.960m，柱顶标高22.65m（不含出屋面楼梯间的标高），钢柱长度21.69米，需分段方能运输至现场，根据结构特点，分段位置设置在首层梁顶钢柱变截面位置。楼梯钢柱分两段安装，分段位置位于首层楼板顶标高往上1.2米位置，即+11.85m标高位置。由于相邻柱网间距为12m*14m，因此钢梁长度均小于14m，满足运输要求，故钢梁不分段。

2.2.2 吊装机械选择

根据安装半径及构件重量，进行吊装机械的选择。同时考虑到本工程钢梁数量多，占用的吊装时间较多，为了能尽量缩短钢梁吊装时间，履带吊采用带固定副臂的工况进行吊装作业（副臂工况，副钩起钩落钩速度快），钢柱采用主臂主钩吊装，钢梁采用固定副臂的副钩吊装。通过吊装施工模拟分析，选择250吨履带吊、58米主臂、13米固定副臂、10°偏角工况进行吊装，并设置如下的履带吊行走通道。58米主臂、28米吊装半径时，其理论吊重28.5吨，由于安装固定副臂，其吊装性能折减10%，并考虑15%的安全富余系数，则构件重量不能大于28.5*0.9*0.85=21.8吨，本工程最大构件重量约19吨，满足起重吊装要求。

2.3钢柱吊装工艺

在进行钢柱安装的过程中，包括如下内容。

2.3.1测量放线

根据钢柱布置图，进行钢柱的测量放线，技术部门提交钢柱定位坐标，复测下节柱柱顶定位坐标，满足安装精度要求后进行钢柱的吊装。

2.3.2吊装准备

详细核对构件编号，确保无误。要做好杂物清理工作，并设置好施工节点，有效提升其整体的施工质量，保障施工安全。

2.3.3吊装钢丝绳

一般钢柱吊装采用4点吊装方法，根据构件的重量计算选定合适的钢丝绳。钢丝绳长度要保证绑扎完钢柱后相邻两根绳间的夹角不大于60度。

2.3.4安装临时设施

在钢柱吊装前，先在钢柱上绑扎标准化爬梯，爬梯与钢柱的连接必须牢固可靠。

2.3.5钢柱吊装

（1）钢柱分段最大重量19吨，吊装采用四点吊装，钢柱吊装前，应将用于校正的钢楔和垫板准备好，将临时性的高强度螺栓固定在底座和耳板连接位置。（2）将钢柱垂直起吊到安装位置，将临时性连接板上的高强度 M22型大六角螺栓拧紧，使其扭矩满足实际施工需求。（3）校正过程中，应先进行标高调整，再进行上、下柱接头位置的错边调整，最后通过2台经纬仪在2个不同方向上对钢柱垂直度进行校正，使其偏差控制在允许范围内。（4）通过高强度螺栓固定好临时性的柱接头，将其标高与垂直度调整好之后再将螺栓紧固。（5）安装时，1节柱所有构件重量以及施工荷载都由临时性的柱接头来承担，不需要缆风绳和其他支撑。

2.3.6钢柱安装要点

（1）钢柱安装定位要求。每一节钢柱安装完后必须对其进行测量调整，要求：十字中心线偏差≤1mm；柱顶标高偏差±3mm；垂直度偏差h/1000，且不应大于10.0mm。

（2）钢柱操作平台设计与搭设。当钢梁尚未安装即进行上一节钢柱安装时，其操作平台做法如下：钢柱焊接操作平台采用L75*5和L50*5的角钢焊接制作平台框架，框架内设置耳板，通过操作平台拉杆与钢柱固定，拉杆采用厚度10mm、宽100mm的钢板条制作，两端制孔设置安装螺栓。当与钢柱相连的钢梁均安装完成后再安装上一节钢柱，则安全防护措施可以利用钢梁进行搭设，即在钢梁上铺设木跳板和防火挡板，木跳板与钢梁绑扎固定，做好水平维护；并在钢梁上焊接安全维护角钢，拉好安全维护绳，做好立面维护。

（3）吊装钢丝绳及卸扣选择。结构吊装中常用的钢丝绳是先由若干根钢丝捻成股，再由若干股围绕绳芯捻成绳，其规格6×19和6×37等种（6股，每股分别由19、37根钢丝捻成）。

2.4钢梁安装工艺

本工程框架钢梁主要为H型钢截面，部分为箱型截面及变截面H型钢截面，重量较轻，最大安装高度26.6m；钢梁与钢柱牛腿连接的节点形式主要为栓焊组合节点，即翼缘焊接、腹板高强螺栓连接的节点形式，部分次梁采用铰接节点形式。钢梁吊装采用汽车吊或者履带吊进行安装，当钢柱吊装校正完成以后，立即吊装对应的钢梁，保证其空间结构体系稳定。为了安装方便，根据H形钢梁规格的不同，采取不同的吊装方法，部分钢梁设置耳板吊装，部分钢梁采用上翼缘开孔吊装。

（1）钢梁吊装。钢梁的吊装钢丝绳夹角原则上不得大于60°，对于重量小于2吨的次梁，其夹角不得大于90°；绑好后，吊装离地50cm左右暂停，观察其是否水平，检查无误后正式起吊。

（2）在钢柱吊装施工活动开展过程中，要做好相应的防护工作，保障整个施工活动能够顺利进行，有效消除杂物对钢柱吊装活动带来的负面影响。在吊装施工活动开展的过程中，首先要保障钢柱的垂直度，并做好相应的矫正工作，使得整个吊装活动能够顺利进行，同时能够达到预期的工作目标，有效提升其整体的工作质量。不断优化整个工作流程，保障施工活动能够顺利进行。

（3）高强螺栓连接

待钢梁安装就位，复测钢柱、钢梁坐标无误后，进行腹板高强螺栓的施工。施工前检查连接板与腹板是否紧贴，高强螺栓是否能自由穿入螺栓孔，初步紧固完成后，采用扭剪型扭矩扳手对高强螺栓进行施拧。

（4）钢梁焊接

待钢梁钢梁腹板高强螺栓施工完成后，开始进行钢梁与钢柱牛腿的翼缘焊缝焊接，下焊下翼缘，后焊上翼缘，焊接时避免同一根钢梁两端同时焊接。同时，在现场焊接活动过程中，要根据具体的施工场地做好焊接形式的选择，保障钢梁与钢管柱的接头焊接能够更加牢固。在钢梁吊装施工活动过程中，需要相应的工作人员能够根据具体的施工状况以及施工过程中潜在的安全隐患，选择合适的施工技术，从而有效提升其整体施工质量，保障整体施工安全。

3 结语

本工程通过综合分析作业场地实际情况以及吊装机械的作业需求，综合考虑构件质量、作业半径、起吊高度等因素，合理吊装机械。同时，根据现场实际情况，制定了预埋柱脚分段的安装、框架梁柱安装、钢柱吊装工艺、钢梁安装工艺作业次序及严格的质量管控措施，从而保证了整体工程质量。

参考文献：

[1]李永明.基于仓库管桁架制作安装技术[J].安徽建筑，2020(04):170－171.

[2]陈飞,邓和国.关于大跨度钢结构吊装技术[J].建筑技术开发，2019(08):197－199.