高大傘蓋式鋼結構外廊吊裝施工技術

薛二俊 山西陸海路橋市政工程有限公司

1 工程概況

某人民醫院門診急診醫技樓項目，建筑物總高22.40m。門診急診醫技樓東側及南側設計鋼結構柱廊，采用H 型鋼與管柱組合結構；主要結構節點連接為栓焊組合形式，單元傘蓋柱廊高20.1m，平面8.4m×10.2m；柱直徑Φ700mm，柱帽最大處直徑Φ3100mm，喇叭口鋼柱重9t；柱帽頂部設置24 根輻射梁，鋼梁型材為HN400mm×200mm×8mm×13mm；共21 個單元，總重量約300t，最大連接跨度13.8m；最大懸挑跨度10.75m。

2 工藝原理

（1）大型喇叭口柱帽與柱身在加工廠預拼裝，對中定位設置連接鋼板，散裝運輸至現場后組裝焊接連接成型喇叭口鋼柱。

（2）現場采取主、副吊吊運喇叭口鋼柱就位；利用連接主梁定位。

（3）傘蓋內側梁采用搭腳手架，塔吊、汽車吊配合安裝輻射梁。

（4）傘蓋外側梁采取地面拼裝單元框架，懸空拼裝的方法。

3 施工工藝

3.1 吊裝工藝流程

（1）腳手架搭設→（2）柱身、柱帽預拼裝→（3）現場拼裝→（4）測量放線及柱腳螺絲安裝→（5）喇叭口柱安裝→（6）傘蓋內側鋼梁安裝→（7）傘蓋外側鋼梁安裝。

3.2 操作要點

3.2.1 操作腳手架

鋼柱與結構墻之間搭設通長到頂的腳手架，用于喇叭口柱吊裝定位和與結構墻之間輻射梁的安裝。此部分架體寬度為柱帽寬度中線外擴1m，本例中寬度為6.1m；高度為柱帽下1m，本例中為19.4m，采用扣件式鋼管內外雙排架組合聯拉的方案，較滿堂腳手架費用大幅降低。在柱體部位空出作業面，架體至柱邊0.5m為宜。雙排腳手架之間按照連墻件要求采用連接大橫桿和連續剪刀撐相互連接，在柱廊頂搭設雙層聯通大橫桿，頂部作業范圍內鋪腳手板；編制專項方案搭設，在鋼柱進場前完成。

3.2.2 柱身、柱帽預拼裝

柱身、柱帽分別制用，鑒于施工現場條件，達不到柱帽柱身拼裝精度要求；柱帽、柱身尺寸大，整體運輸難度大，因此采取加工廠預拼裝工藝，在工廠預拼定位，散裝運輸到現場，現場進行焊接組裝的方案。

在廠內搭設拼裝胎架，拼裝胎架上放樣喇叭口形鋼柱中心線并精準抄平，利用廠內起吊行車將喇叭口柱帽和鋼柱身吊放至拼裝平臺，對中調平定位后，在柱帽和柱身上畫出0°、90°、180°、270°點，距連接焊縫60mm 處分別畫出連接耳板位置。每塊16mm 厚耳板開3 個Φ22 連接螺栓孔。用8mm 厚連接夾板拴接耳板后，調整柱帽與柱身位置，采用激光垂準儀水平垂直兩方向檢查無誤后，將耳板分別焊接與柱帽、柱身相應位置。焊接完成后，再次核查柱帽柱身同心對中位置，符合要求后對應編號，分拆運輸到現場。

3.2.3 柱身、柱帽現場組裝焊接

施工現場采用18#槽鋼搭設簡易拼裝胎架。喇叭口柱帽和柱身分批運輸至現場后，按照廠內編號一一對應由汽車吊吊裝至簡易拼裝胎架，利用連接板螺栓連接柱帽與柱身為一體，從柱帽與柱身0°、90°、180°、270°標記點分別量距，經過焊縫處鋼楔微調，使四邊距離相等，擰緊連接板連接螺栓。由兩名焊工在鋼柱兩側對稱施焊，轉動鋼柱連續焊接完成。

連接焊縫焊接完成24h 后，采用超聲波探傷檢測，滿足二級焊縫合格要求后方可涂刷防銹漆。

現場采取就近組裝的原則，卸貨點為組裝點，緊鄰鋼柱吊裝就位區。組裝點及鋼柱起吊位置均在雙機抬吊的作業半徑之內。盡量避免二次搬運。

3.2.4 測量放線及柱腳螺母墊板安裝

應用全站儀在鋼柱廊柱腳地面、屋頂框架邊梁上彈出控制軸線；應用水準儀，鋼卷尺在柱腳螺栓及屋頂框架邊梁上彈出標高控制線。清理地腳螺栓和框架邊梁上預埋鋼板和預留孔，測出相對于軸線、標高的偏差，編號記錄。

根據鋼柱腳放樣的定位軸線，逐根清理校正預埋地腳螺栓，在各個螺栓上抄平，根據水平線安裝螺母和墊板，并編號記錄各柱腳每根螺栓的相對偏差數據，形成地腳螺栓偏差記錄。按照地腳螺栓偏差記錄表，依次確定鋼柱腳板方向并修正預留螺栓孔，對各喇叭口鋼柱編號，使其與現場柱腳一一對應，保證鋼柱順利就位安裝。

3.2.5 喇叭口柱安裝

喇叭口鋼柱現場組焊完成檢測合格后，方可就位起吊。采取主副汽車吊雙機抬吊方式，就位后鋼柱和鋼柱、柱與砼框架間連接H 型鋼梁。從兩側臨結構的角部開始一柱一機位，依次吊裝。

根據構件重量、尺寸，停機位選擇吊車，案例中柱高20.1m，重量9t，起吊距離最大15m，選擇主吊75t，副吊25t。

主汽吊由柱帽處四點起吊喇叭口鋼柱，副吊點在柱身下端，主吊起臂，副吊轉臂，鋼柱緩緩起立，柱身垂直后，副吊解開鋼絲繩，由主吊獨自吊裝，轉臂、起臂緩慢移動至柱腳螺栓處，按照柱腳板編號，緩慢旋轉柱身一一對應落入柱腳螺栓上，及時安裝墊板及緊固螺母。主吊不能卸勾，由塔吊起吊連接H型鋼梁至柱帽處，作業人員位于操作平臺，進行螺栓連接和焊接作業，喇叭口鋼柱兩個方向均連接。

采用經緯儀進行垂直度觀測，并吊線進行復核，調整鋼柱及柱頂鋼梁使其垂直度符合規范要求，及時擰緊柱腳螺母并安裝柱頂高強螺栓定緊固，再次復核垂直度滿足要求后，焊接柱頂鋼梁連接剛節點，形成傘蓋式鋼柱廊框架。主吊方可解鉤、收臂。

柱腳灌漿：鋼柱吊裝完成后，柱底板和地面混凝土之間用高等級無收縮細石混凝土填塞，圍著柱底板支設定型模板，留3個填塞口，從一邊灌入另一邊流出為止并適當超灌注一定高度，振搗密實，及時覆蓋養護。

3.2.6 傘蓋內側鋼梁安裝

按照鋼柱廊H 型鋼梁加工拆分圖，分編號先安裝邊框梁再安裝中間輻射梁。由塔吊兩點起吊，操作工人位于鋼管腳手架平臺上逐根對位拼裝，高強螺栓緊固連接，保證高強螺栓扭緊力矩，設計剛節點處及時拴接后焊接形成整體。

3.2.7 傘蓋外側輻射鋼梁安裝

大面外側輻射鋼梁安裝：標準型傘蓋式鋼柱廊處輻射梁安裝，首先在現場地面將單根梁小拼裝為“F”框架單元，由塔吊四點起吊至鋼柱帽位置，對位安裝框架單元，抄平起拱測量后高強螺栓緊固連接，剛節點處及時焊接形成傘蓋式柱廊外輪廓，最后依次逐根鑲裝輪廓內輻射梁。

圖1

圖2

轉角處非標準傘蓋式鋼柱廊處輻射梁安裝：首先在現場地面將單根梁小拼裝為兩個“T”框架單元。其次由塔吊和汽吊配合三點起吊其中一個“T”單元至鋼柱帽位置，對位安裝框架單元，抄平起拱測量后高強螺栓緊固連接，剛節點處及時焊接；塔吊解鉤，汽吊不解鉤臨時固定大轉角懸挑端。再由塔吊兩點起吊45°對角鋼梁，與先前安裝的“T”形外輪廓梁和鋼柱間連接鋼梁連接形成框架單元，依次逐根鑲裝單元內輻射梁，拴接焊接成為整體。最后再次由塔吊和汽吊配合三點起吊另一“T”單元至鋼柱帽處，抄平校正后拴接焊接形成封閉傘蓋式柱廊外輪廓，依次逐根鑲裝輪廓內輻射梁，完成傘蓋式鋼柱廊輻射梁安裝。

圖3

3.2.8 柱墩混凝土澆筑

鋼柱廊吊裝完成后，綁扎柱墩螺旋箍筋，柱腳外側支設定型的模板，灌注細石混凝土，分層澆筑，分層振搗密實。拆模后，及時覆蓋養護。

4 實施效果

門診急診醫技樓東側及南側設計鋼結構柱廊，采用H 型鋼與管柱組合結構，主要結構節點連接為栓焊組合形式，柱廊高20.1m，寬10.2m，總重量約300t。

該鋼結構工程搭設雙聯雙排腳手架1172.4m2（折合34.7t鋼管）相較于搭設滿堂腳手架2071.24m2（折合74.96t鋼管），省工省料，大大降低措施費用，加快施工進度，縮短工期15d，綜合預計節約費用28萬元。采用該工法順利完成高大傘蓋式鋼結構外廊2071.24m2，安全可靠，安裝費用低，速度快，安裝質量符合設計要求及相應施工質量驗收規范，取得了良好的經濟效益和社會效益。

5 結束語

經實踐證明，應用該施工方法解決了大型鋼構件在不同工況下，組合優化應用各種安裝方法，操作有序，安全可靠，安裝質量好、速度快，節約費用，對類似工程推廣應用前景良好。