大型懸挑鋼結構施工技術要點探討

姜開麗+陳娜

摘 要：大型懸挑鋼結構是大型施工建設工程中必不可少的部分，本文以大型懸挑鋼結構施工關鍵技術為題展開論述，首先對大型懸挑鋼結構內涵以及大型懸挑剛結構特征進行了簡要介紹，然后從結構設計、測量、吊裝設備以及環保技術的應用等方面對大型懸挑鋼結構施工技術進行了分析闡述。

關鍵詞：大型懸挑鋼結構；施工技術

1 大型懸挑鋼結構施工技術要點分析

在鋼結構工程的施工前，需要對吊裝構件與吊裝方式開展專家會審，從而判斷吊裝方案是否可行，尤其是對于大型構件的吊裝，確定可行的吊裝方案后，才能解決施工過程中可能出現的吊裝難題，而鋼結構工程中懸挑大梁的施工更是如此，以下為相應解決方案。

1、懸挑分段

懸挑構件長度為30.361～42.463m，所有構件分兩段在工廠制作，每段長度為21m，質量為8t，運輸到現場后進行拼裝，兩段之問采用栓焊連接。

2、吊車選擇

根據現場條件復雜狀況，吊車不能進入內部，外部有高架平臺，鋼結構分布面積又大，若采用塔吊，覆蓋面積和吊裝能力均達不到要求。在外部高架平臺外側采用汽車吊或履帶吊直接吊裝，距離遠、回轉半徑大，需要300t以上吊車才能滿足要求，并且受大樓梯影響，外圍不能通行。綜合以上因素，決定將外圍高架平臺進行加固，讓兩臺100t履帶吊行走在高架平臺上對所有鋼結構進行安裝。如此，不僅道路比較暢通，而且吊裝的半徑和高度有所降低。

3、懸挑梁安裝方法選擇

懸挑長、重且高。懸挑梁尾部通過栓焊與斜柱進行連接，中間為鋼管支撐，支撐管上下均為銷軸連接。若先安裝支撐鋼管，鋼管臨時就位難度大，并且在安裝大梁時需要在支撐點高空搭設操作平臺，難度較大。若大梁分兩段在高空進行拼裝，需要搭設臨時支撐架對大梁支撐，焊接完畢后拆除胎架，此種方法需要大量的胎架，并且大梁端部的標高難以控制，因為拆除胎架后，懸挑端部必然下撓，此值需要事先確定但難以控制。經綜合考慮決定在地面首先將兩段拼裝焊接成一整榀鋼梁，然后與支撐的鋼管一并連接在一起，調整好角度后進行吊裝。吊裝后尾部與鋼柱進行連接，支撐管與鋼梁通過銷軸及時進行連接，整榀大梁以及鋼管即安裝完畢并形成一穩定結構。在安裝鋼管上下的穿心板時注意將上部的穿心板焊接牢固，下部的穿心板臨時連接在鋼管上（可以上下調節），待安裝就位后通過測量大梁端部的高度對穿心板伸出長度進行調整以保證大梁端部標高，確保就位精度。

4、鋼結構安裝順序

采用2臺吊車在東西看臺同時施工，并且從南向北依次進行安裝，安裝完主懸挑大梁后及時連接之間的次梁，確保構件的整體穩定性。各個結構安裝要點如下：

（1）桁架主構件安裝

懸挑結構安裝前，主體結構的施工進度及已完構件的安裝質量和承載能力應滿足懸挑構件的安裝條件。要確保鋼支撐搭設完畢，并復驗各節點焊接質量，以及軸線和標高是否正確，確保已完成安裝的結構尺寸可與懸挑結構尺寸閉合。

本工程懸挑結構在6層以上，懸挑構件安裝前，要完成5層箱型梁、主梁及水平支撐的安裝，校正后，擰緊螺栓（但不焊接）。此工程中懸挑桁架結構分3跨進行遞進安裝，為保證質量在安裝過程中梁上柱垂直于箱型梁，鋼柱安裝就位后要校正軸線柱，然后安裝主梁。

主桁架體系形成后，要復核水平軸線和標高，然后進行預期回調?；卣{過程中要隨時觀察構件的變形情況，經確認變形在預期范圍內之后才可進行桁架的焊接工作。

（2）桁架次構件安裝

桁架主構件焊接驗收合格后，進行桁架次構件、五層箱型梁根部的三角加勁及上部構件的安裝和焊接工作，上部構件的安裝依然遵循從下至上、從里至外的遞進式安裝方式。安裝過程中要隨時觀測構件變形情況，利用全站儀控制好各構件的安裝精度，變形經復核無誤后，才可繼續進行上部構件的安裝。

（3）鋼結構支撐體系卸載

所謂卸載是指將鋼結構從支撐體系受力狀態下轉換到鋼結構自由受力狀態的過程。卸載過程中，桿件的內應力隨時變化，所以在選擇卸載工況時，必須保證將桿件內應力控制在設計允許范圍內，且盡量保證每一個卸載點同步卸載。針對工程安裝順序，卸載分兩次進行，每個千斤頂作為一個卸載點。根據支撐架的布置，共設置8個千斤頂，每榀桁架下部設置2個。

5、鋼結構焊接

本工程大懸挑鋼結構總量大，節點構造復雜，懸挑桁架均采用斜交斜放，易出現累計偏差，且構件大部分要求高空散裝焊接，焊接難度大。針對工程特點及鋼材材質、焊接位置、坡口形式等，選定合適的焊接材料、焊接參數，并進行現場焊接試驗。但要控制好焊接質量，還要做好現場管理，讓焊接人員嚴格遵照焊接工藝流程和相關焊接規范或標準要求施焊，保證該打磨的一定要打磨干凈，該預熱的一定要預熱，控制好層間溫度，做好焊后保溫，控制好焊接過程中各環節質量，從而保證整個鋼結構工程的焊接質量。

2 大型懸挑鋼結構施工質量控制

1、根據設計圖，在拼裝工作臺上測定出待拼裝鋼結構在拼裝狀態下的水平投影，主要包括：軸線、外廓線、節點大樣及待拼裝體的平面撓度。安裝測量主要采用常規測量儀器，以極坐標、直角坐標及距離交會等常規測量方法進行。在用鋼尺量距時要采用標準拉力、進行尺長修正。待拼裝體的平整度、高度及豎向撓度采用水準測量進行控制。安裝測量的精度要求很高，尤其是縱向長度和與原結構連接處的細部節點。對于關鍵部位，要求任意點的點位測量誤差不大于±0.5mm；其余部位，要求任意點的點位測量誤差不大于±1.0mm。為保證測量精度，對于關鍵部位要采用規化法進行測設；為提高劃線精度，采用鋼針劃線，劃線寬度小于0.1mm。拼裝結束后，對拼裝體的幾何尺寸進行驗收測量，為最終安裝提供依據。

2、安全平網沿建筑物外側3.0m處搭設，距梁上皮2.0m處在安裝部位的下節柱挑出，隨安裝層次設置平網一層。隨吊裝層支搭大孔網，當層高小于4m時，安全網隔層設置。

立網掛于正在澆筑樓面混凝土的層次于建筑物的四周封滿，為一節柱長小網眼，隨施工逐層上升，當影響外墻板安裝時，拆除此部分。在三角撐橫向梁的上翼緣焊接兩根腳手管，將安全帶綁在腳手管上，以保證施工人員的安全。

3、為保證結構安裝的質量，施工前采用鋼結構深化設計軟件將懸臂安裝所需的各項臨時穩固措施和定位校正措施納入懸臂深化設計模型。采用有限元分析軟件模擬施工各步驟，模擬各階段的力學計算，以及最不利工況條件下各階段結構的變形和受力特征，確定出臨時支撐措施的工作性能，從而判定安裝步驟分區、分跨、階段延伸安裝的安全性、可靠性，用以指導施工，以確保整個工程質量的安全可靠。

3 結束語

總之，隨著我國經濟的高速發展，高層建筑設計正日益向綜合型多用途發展，為滿足各類高層建筑的功能要求和城市美觀的要求，高層建筑結構體型也進一步復雜化，其特點是向著高度更高、體型更復雜、功能綜合性更強的方向發展。建筑多功能的使用要求引起了結構體型和結構形式的多樣化，如帶轉換層結構、連體結構、豎向收進和懸挑結構、帶加強層結構、平而不規則結構等，這幾種結構形式的組合就是近年來使用比較多的幾種結構形式。這些新穎的建筑結構形式給人耳口一新的視覺沖擊感的同時也給建筑結構施工制造了很多難題。

參考文獻

[1]方勝利.大型懸挑鋼結構施工關鍵技術研究[D].武漢理工大學2011

[2]姚雪峰.大型鋼結構常用施工方法及其適應性探討[J].科技信息.2011（23）

[3]路程，晏宏輝，鄧德員，鐘紅春，汪永勝，張書和.超高層建筑大跨度懸挑鋼結構施工技術研究[A].第五屆全國建筑結構技術交流會論文集[C].2015