黃 亮 王育安 袁 群 吳多俊 劉蕭峰

1 工程案例

某大廈施工總承包工程場地東西長約61 m，南北長約314 m，總用地面積24317.22 m2，建設用地面積19990.29 m2。項目由3 座辦公樓和商業(yè)裙房組成，總建筑面積256310.09 m2，其中地上總建筑面積185343.34 m2，地下總建筑面積為70966.75 m2。A 棟辦公樓共39 層，其總高度192.90 m，B 棟辦公樓共30 層，該建筑高度為150.30 m，C 棟辦公樓共17 層，建筑高度為87.58 m。

本項目連廊鋼結構獨立承重柱和混凝土梁的施工部位位于A 棟與B 棟之間3 ～4 層的鋼構連廊，以及B 棟與C 棟之間3 ～4 層的鋼構連廊。連廊鋼結構為焊接H 型截面，最大質量為25.3 t，截面尺寸1050 mm×700 mm×50 mm×50 mm，跨度為25.5 m。

支模架支承面為地下室頂板，因此在頂板施工完成后應進行灑水養(yǎng)護，確?；炷翉姸冗_到設計要求，以滿足梁柱承載力，進而達到支模荷載。2段連廊鋼結構獨立柱和3 層混凝土梁的支模架體高度均為9.35 m，4 層混凝土梁的支模搭設總高度為14.9 m。鋼構連廊獨立承重柱和混凝土梁的架體寬度為5.45 m，架體高寬比應滿足規(guī)范要求且不應大于3.0，并在獨立柱和3 層混凝土梁內預埋鋼管作為連墻件，以滿足鋼管架體的穩(wěn)定性。高支模架體施工主要采用扣件式鋼管腳手架，施工前應繪制高支模搭設施工圖并驗算，保證施工安全。

2 連廊鋼結構吊裝安全施工方案分析

2.1 鋼結構深化設計

鋼結構深化設計需要將概念模型轉變?yōu)樵O計模型和圖紙，通過分析和計算桿件及節(jié)點的加工、運輸與安裝等，確定桿件與節(jié)點的焊縫、螺栓、分段和吊裝耳板等，確保桿件與節(jié)點的安全性[1]：首先，要按照桿件實際長度建立三維模型，將單線模型分別導入2 個以上結構有限元計算軟件，驗算結構空間受力，并計算所有桿件的壓桿長細比、強度應力和穩(wěn)定應力比。其次，參照調整后的桿件斷面建立實體模型，按照桿件受力性能劃分主次桿件，使用主要桿件裁切次要桿件，自動生成桿件端口的空間相交曲線。最后，生成深化圖紙，要表示出桿件長度、斷面尺寸、桿件相交角度以及螺栓孔間距等內容。

2.2 鋼結構加工

鋼結構加工是影響施工質量的關鍵性因素，加工流程如下：技術準備—材料采購和復驗—鋼材前期加工—桿件加工—節(jié)點整體組裝—涂裝—運輸。在技術準備階段，要確定焊接工藝和試驗方案，并進行管理、技術和人員培訓。在鋼結構加工制作前，需要明確構件截面尺寸、桿件連接技術要求、構件加工制作和安裝連接要求、鋼結構焊接要求以及未注明的角焊縫焊腳要求等。在鋼結構加工過程中，要預處理鋼材變形，再進行零部件的放樣和劃線，完成材料拼接和構件組裝[2]。

在鋼結構焊接加工時，要選擇合適的焊接工藝、材料和設備，并進行焊接材料烘焙，同時要根據(jù)工藝要求進行焊接人員培訓。在焊接過程中，要根據(jù)不同工藝類型采用不同的焊接流程，并控制材料變形和裂紋，確保焊接質量達到設計要求。在鋼結構加工過程中，要控制切割、矯正、成型、邊緣加工、端部銑平、安裝焊縫坡口以及鋼結構外形尺寸等的精度質量，為施工質量管理奠定基礎。

2.3 吊裝施工工藝

本工程A 棟與B 棟之間以及B棟與C 棟之間有2 根鋼柱和2 層鋼連廊，鋼柱和鋼梁采用100 t 汽車起重機進行吊裝。3 層鋼梁標高為9.650 m，下方為1 層鋼筋混凝土結構面，其標高為±0.000 m。4 層鋼結構頂面標高為15.900 m，下方為3層鋼梁結構板面，其標高為9.650 m。

本工程若采用分段安裝方式，高空組裝和焊接工作量較大，現(xiàn)場機械設備難以滿足吊裝要求，需要大量高空組拼胎架，不但搭設難度大而且分段數(shù)量多，存在較大的質量隱患[3]。此外，分段安裝施工難度較大，不利于控制施工安全、質量和工期。因此，結合技術要求和工程經(jīng)驗，對于部分鋼結構采用分段吊裝法，即先在工廠完成前期拼裝、焊接和油漆等工作，然后在施工現(xiàn)場拼接吊裝到位。該方法施工范圍主要集中于樓面位置，對其他專業(yè)施工影響較小，且高空作業(yè)量少，吊裝安全性高，能夠提高施工進度和成本控制水平。

鋼梁分段吊裝施工流程如下：施工準備—測量放線—搭設臨時支架—地面拼裝—設置安全措施—鋼梁吊裝—測量校正—焊接—探傷—拆除臨時支架—完成鋼梁安裝。部分鋼梁截面較大，單根質量較重，超出汽車起重機的起重能力，根據(jù)結構特點、現(xiàn)場吊裝設備條件、場地情況以及施工便利性，將鋼梁分節(jié)吊裝，分節(jié)位置設置在鋼梁1/3 位置。

為方便現(xiàn)場安裝并確保吊裝安全，工廠加工制作鋼梁時，應在鋼梁上部開吊裝孔或焊接吊耳，大跨鋼梁采用焊接吊耳的方式，輕型鋼梁則采用預留吊裝孔的方式。吊裝孔或吊耳的位置到鋼梁端頭的距離一般為構件總長的1/4。吊耳規(guī)格200 mm×200 mm，厚度為20 mm，材質為Q355，通過焊接與鋼梁連接。本工程主體鋼結構地上高度為15.90 m，可采用汽車起重機吊裝每層柱間的主梁和次梁。單根鋼構件吊裝示意圖，如圖1 所示。

圖1 單根鋼構件吊裝示意圖（來源：作者自繪）

構件進場后，需審核檢查探傷報告，并采用量測、目測以及儀器檢測等方法，檢查構件的外觀、尺寸和焊縫，檢查合格后進行移交存放處理[4]。構件要堆放在指定區(qū)域，堆放場地應排水良好，對于易積水位置要用枕木將構件架空，避免構件泡水銹蝕。構件排布應預留空隙，便于現(xiàn)場加工和吊裝。

鋼梁安裝采用先主梁后次梁、先內后外和先下層后上層的順序進行。每個區(qū)域鋼柱安裝完成后，應及時安裝柱頂樓層的主梁和環(huán)梁，其余鋼梁在前一區(qū)域鋼柱和鋼梁校正及焊接完成后進行安裝，安裝時要綜合考慮軸線、水平度、標高和連接板間隙等因素，安裝到位后進行校正，確保各分項偏差值均控制在設計和規(guī)范要求范圍內。吊裝時需注意鋼梁方向，鋼梁就位后要先將梁兩端孔通過沖釘對位，然后用螺栓擰緊。

在鋼梁拼接前要布置胎架平面，設計支撐點、格構柱和埋件等，確保拼裝胎架能夠有效傳遞荷載，控制施工結構變形，確保支撐體系的可靠性。鋼梁吊裝時，首先，要用墊木墊平拼接場地。其次，在地面拼接組裝鋼梁，并用水準儀測量標高，確保高差控制在規(guī)范要求范圍內，并進行拼裝起拱和焊接質量控制。再次，拼裝結束后要用水準儀復測鋼梁水平度，確認無誤后用高強螺栓固定，并進行磨光、除銹和補漆。最后，將鋼梁吊至合適位置，并校正基座中心、柱頂定位軸線、鋼梁垂直度以及側向彎曲，校正無誤后松開吊鉤。

緊固高強度螺栓要選擇合適的機具設備，并檢查和修復栓孔孔徑。裝配和緊固接頭時，應從安裝完成端或剛性端向自由端進行。此外，高強螺栓的初擰和終擰要按照緊固順序進行，由螺栓群中間向兩邊對稱逐個擰緊。

鋼梁吊裝到位后，應及時夾好連接板，對于孔洞存在偏差的接頭，應采用沖釘配合調整跨間距，再用安裝螺栓擰緊[5]。連廊鋼梁吊籃由圓鋼制成，在地面驗收合格后吊至鋼梁側邊，便于現(xiàn)場安裝和校正。吊裝前需在鋼梁兩端上翼位置各安裝1 根圓鋼防護立桿，在2 根立桿間設置鋼絲繩，以確保施工人員行走安全。

3 鋼構連廊獨立柱混凝土梁高大支模安全施工方案

3.1 高大模板支撐設計

本工程鋼構連廊獨立柱和梁的模板施工采用木模板+腳手架的支撐形式。獨立柱及3 層和4 層的混凝土梁均采用扣件式鋼管腳手架，其中3 層梁采用高支模架體搭設，4 層梁采用普通扣件式鋼管支模架搭設?，F(xiàn)澆梁支模采用木方次梁+鋼管主梁的方式，采用鋼管立柱支撐。支模形式為不共用梁板立柱，單獨支撐為頂托雙鋼管，掃地桿距地面200 mm，其步距為1100 mm，頂托伸出立桿長度不應超過200 mm，頂托和立桿的自由端不應超出最上道水平橫桿500 mm，梁側采用木方和雙鋼管，使用對拉螺桿固定。

3.2 高大模板施工工藝和注意要點

3.2.1 高大模板施工工藝

梁模板分為底模板和側模板，均采用木膠合板，用鐵釘拼接。梁模板安裝施工流程如下：排桿—放線和彈線—搭架—調整標高并安裝板底?！惭b梁底模—放置和綁梁鋼筋—安裝側?！Ｕ龢烁摺炇詹⒁平换炷凉しN。搭設承重支架前應在立桿下墊木墊板，安裝梁底模板時應拉通線找直。在腳手架搭設完畢后，應先檢查插件和扣件的緊固性，并在立桿上標出標高以控制梁板支模高度，然后用線錘吊引梁邊位置，并用鐵釘固定，最后安裝梁側模和板模[6]。當梁高達到700 mm 及以上時，應先預留梁一側模板不封閉，在梁鋼筋綁扎完后再進行封閉。

在高大支模架驗收合格后澆筑混凝土，應先澆筑豎向構件。對于高大截面梁可采用分層澆筑的方式，以先柱后梁的順序依次澆筑。在混凝土澆筑時，需嚴格控制每一層的澆筑高度，優(yōu)化原材料配合比，控制荷載效應，降低澆搗速度。對于高度超過5 m 的鋼構連廊獨立承重柱結構，應分層澆筑，若一次性澆筑則會因壓力過大出現(xiàn)爆模和混凝土離析現(xiàn)象。多次分層澆筑時應盡量延長分層沉實時間，避免吊模處出現(xiàn)掉角等質量缺陷。在澆筑完成后，需在24 h 內進行澆筑養(yǎng)護，養(yǎng)護周期不得少于14 d。

3.2.2 高大模板施工注意要點

高大支模架搭設采用扣件式鋼管腳手架技術，其施工注意要點如下：第1，在架體支設前應進行技術交底，立桿底部支撐結構要具備荷載支承能力。第2，沿架體外圈和內部縱向和橫向設置剪刀撐，并采用搭接方式，搭接長度不得小于1 m，且旋轉扣件不應少于3 個。第3，架體立桿需在垂直和水平方向按50%錯開接頭，所有立桿必須落地，掃地桿應距離地面200 mm，底部支撐立桿下應設置木墊板。第4，應在3 層梁凝土梁內留設預埋鋼管，沿梁跨方向每3.6 m 設置1道，作為連墻件與架體連接，以增強架體穩(wěn)定性。第5，在施工4 層梁支模操作架時，可在3 層獨立柱處加強抱柱措施。高大支模搭設時，應在地下室頂板區(qū)域加強回頂架抱柱措施，抱柱拉結不應少于3 道。第6，架體外圍應滿掛安全網(wǎng)，每3.6 m掛設1道，此外在梁底要掛設1 道安全網(wǎng)。第7，架體安裝完成后，應檢查支架扣件擰緊度是否合格，立桿和水平桿搭設是否符合方案要求，避免施工安全隱患。

3.3 高大模板拆除工藝

在施工模板拆除后，應觀測構件的撓度變形情況。模板拆除時的結構混凝土強度要求，如表1 所示。

表1 模板拆除時混凝土強度要求

拆模時混凝土的強度不應小于1.2 MPa。在混凝土達到拆模強度前，應保留梁底立桿支撐不拆除，對于截面超大的梁，除梁底支撐立桿外梁側應至少保留1 根立桿不拆除。已拆除模板和支架的結構，應在混凝土達到設計強度后，能夠承受全部計算荷載。梁模拆除順序為先拆除梁底木枋，其次拆除梁側模，最后拆除梁底模。在拆模作業(yè)前應進行安全技術交底，在拆模過程中應嚴格落實各項安全措施，施工區(qū)域下方嚴禁站人。模板拆除后應按規(guī)格大小整齊堆放，并及時回收扣件、螺桿和螺帽等，不得隨意處置建筑垃圾，以確保整體施工滿足綠色施工規(guī)范要求。

4 結語

大型鋼連廊結構施工技術較為復雜，在施工作業(yè)中需要嚴格進行鋼結構吊裝和高大支模的施工管理，確保有效控制整體施工質量。在施工過程中，必須要強化對施工質量控制的重視程度，不斷優(yōu)化施工技術，構建完善的施工方案，從而確保項目實現(xiàn)經(jīng)濟效益。