浅谈大型商业综合体建筑中大型钢结构吊装技术

摘要：随着商业建筑的蓬勃发展，大型商业综合体建筑越来越多，建筑的平面面积越来越大，因商业综合体功能需要，在建筑体的中部多出现大面积、大跨度结构，受净高要求限制，越来越多的建筑中部、屋面出现大面积钢结构组合楼盖。本文主要结合工程实际施工技术进行深入探讨，该技术方案的实施取得良好的效果。可为类似工程提供参考。

关键词：大型商业综合体建筑；大型钢结构；

随着商业建筑的蓬勃发展，大型商业综合体建筑越来越多，建筑的平面面积越来越大，大型商业综合体除需考虑常规超市、商铺外，还需具备电影院、影剧院、宴会厅、溜冰场等功能。而这些功能区域通常对建筑净高、跨度、面积有较高的要求。因此，建筑中部、顶部位置通常会出现大面积钢结构组合楼盖设计。钢结构组合楼盖成为商业综合体结构施工中的重要环节。本文以某商业综合体裙楼钢结构吊装为例，对钢结构吊装技术进行深入研究。

1工程概况：

某商业综合体工程项目建筑总面积约33万平方米，其中商业部分裙楼及地下室面积为29万平方米，单层商业面积约3.6万平米，地下3层、地上5层。由于建筑定位为城市综合体，具备停车、购物、休闲、娱乐等齐全的功能。总体设计规划为建筑中部为“人”字形步行街，总长度约250米，宽度22米~30米。裙楼3层以上部位设有溜冰场、电影院、大剧院及宴会厅等大跨度功能建筑。受跨度、层高及净高影响，上述位置结构均设计为钢结构组合楼盖。

钢结构吊装总量约4000余吨，其中钢骨柱、钢骨梁总量约1100吨，钢梁约2800吨，预埋件约100吨。

因所有钢梁支座均为两侧混凝土结构梁，施工时，采用先施工两侧混凝土结构，后吊装钢结构主、次梁、安装压型钢板，然后绑扎钢筋浇筑楼盖。

2吊装方案选择

裙楼上部结构设计图纸落实后，各方发现钢结构吊装存在较大困难，实际情况为：钢梁单根重量为8-17T，现有塔吊无法实施。钢结构部位处于建筑中部及屋面，无法使用汽车吊或履带吊在建筑物外部直接吊装。

施工方经详细考虑后，提出两个吊装方案：

方案一：在地下负三、负二及负一层对步行街范围楼板进行全数满堂钢管架回顶加固，为分散集中荷载，地下室顶板步行街位置满铺2公分厚钢板，使用汽车吊行走于步行街地下室顶板上，吊装步行街钢梁；屋面位置钢梁采用大吨位汽车吊吊装。

方案二：新增三台大型塔吊安装钢梁。

经技术经济分析比较，方案二具有费用低、对原结构楼板无损伤、交叉施工影响小、施工周期短等优点，经参建各方共同确定，采用第二方案施工。

选用两台8039型塔吊及1台7052型塔吊，末端起吊重量及覆盖范围基本能96%钢梁。塔吊基础直接落在地下室底板上，按设备抗倾覆要求基础尺寸为8m×8m×1.6m，综合考虑底板原结构承载力，最终决定采用10m×10m×1.7m基础，在底板四周设置Φ25@500植筋，承台位置加强设置10Φ25@500植筋。加强塔吊基础及承台锚固连接。

3具体吊装方法

总体吊装分四大类：钢骨柱、钢骨梁吊装；使用塔吊直接吊装钢梁；使用塔吊分段空中拼装吊装钢梁；人工吊装钢梁。下面逐一介绍：

3.1钢骨柱、钢骨梁吊装：

3.1.1钢骨柱安装工艺流程

地下3~ 5层共287条钢骨柱。钢骨柱安装工艺流程图如下图：

3.1.2钢骨柱脚安装前柱底支撑面处理

根据施工方格网在基础面上用墨线将纵、横轴线标示在基础面上，平面轴线及水平标高核验合格后，排尺放线，在每根钢柱脚相邻两侧面上用墨线弹出柱中线；钢柱底板与基础面之间的50mm间隙是调整钢柱倾斜及钢柱标高的预留值，根据预埋件的偏差值；验收合格后进入钢柱吊装工序。

3.1.3柱底就位与临时固定

钢柱吊装到位后，首先将钢柱四周的中心线与基础面的四周中心线对齐吻合，然后用直尺将钢柱中心线延长到对齐，四面兼顾；由于钢柱自由高度高，稳定性不足，钢柱地脚螺栓临时紧固后还需用缆风绳作临时固定。钢柱的临时固定采用四面拉设缆风绳的方法，缆风绳上端拉在钢柱顶部的耳板上，下端拉在固定的结构物或设置地锚。如受周围环境的限制不能拉设缆风绳时，在相应的方向设置刚性支撑；检查柱底板中心线对齐吻合情况，如有偏差进行对中就位校正。

3.1.4柱脚段钢柱安装时垂直度控制措施

钢柱吊装就位到基础后，利用斜铁、缆风绳、倒链等对柱顶标高偏差、柱身垂直度偏差以及轴线偏差进行校正；钢柱垂直度校正是在柱身相互垂直的两个方向用经纬仪照准钢柱柱顶侧面中心点，然后比较该中心点的投影点与柱底处该点所对应柱侧面中心点的差值，即为钢柱此方向垂直度的偏差值。其值应≤H/1000且绝对偏差≤±10mm；单根钢柱吊装，用缆风绳校正钢柱时，应在缆风绳处于松弛状态下，柱保持垂直，才算校正完毕。校正无误后，紧固地脚螺栓，固定钢柱；如果钢柱垂直度偏差尺寸过大，个别情况可以利用调整该节柱底中心线的就位偏差来调整钢柱偏差。

3.1.5钢柱安装工艺

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。钢柱对接节点及其安全防护栏如图2所示：

钢柱柱脚段的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内，在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理，逐节进行纠偏，避免造成累积误差过大。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，并及时拉设缆风绳对钢柱进一步进行稳固。钢柱完成后，即可进行初校，以便钢柱上下段的对接焊接。

3.1.6柱身扭转调整

柱身的扭转调整通过上下的连接耳板在不同侧夹入垫板，在上连接板拧紧大六角头螺栓来调整。每次调整扭转在3mm以内，若偏差过大则分成2~3次调整。当偏差很大时可通过在柱身侧面临时安装千斤顶对钢柱接头的扭转偏差进行校正。

3.1.7柱身垂直度调整

本工程采用无缆风绳校正法在柱的偏斜一侧打入钢楔，如偏差较大则采用千斤顶校正。利用两台经纬仪在钢柱的两个方向上同时进行观测控制的方法；在保证单榀钢柱垂直度符合要求的情况下，必须预留焊缝收缩对垂直度的影响，将柱顶轴线偏移控制在允许范围内，最后拧紧螺栓；在一个安装单元所有钢柱校正完毕后，进行钢柱的焊接。

3.1.8钢柱标高校正

钢柱吊装就位后，利用临时普通螺栓通过连接板将上下连接耳板固定，但不夹紧，通过起吊钩与撬棒调节柱间间隙，利用水准仪和塔尺测钢柱标高，通过上下柱的标高控制线之间的距离与设计标高值进行对比，并考虑到焊缝收缩对钢柱标高的影响，将标高偏差控制在规范和设计允许范围内。符合要求后打入钢楔，点焊限制钢柱下落。

3.2使用塔吊直接吊装钢梁

该部分钢梁分三大块：钢骨梁；步行街1~6层90%钢梁；出屋面结构。本工程钢结构主要为钢连廊和屋面，其中钢梁大部分为次梁，主要连接混凝土主梁，钢梁与混凝土主梁连接形式为T型板角焊缝加C级螺栓连接，其他位置连接节点为高强螺栓连接，钢梁位置主要布置在二层至屋面层单体之间的钢连廊处以及屋面的个别区域。

3.2.1施工顺序

为了更好进行施工部署，将钢结构分为两个部分，第一部分为连廊部分，连廊部分分七个区；施工顺序为：一区钢结构，再施工二区，即按区顺序进行。钢结构逐区施工，施工完成后分别移交土建施工；每个安装的区域都是从+-0.00层到六层的主钢梁、次钢梁，楼层板安装；屋面钢结构部分分溜冰场、大剧院、电影院、宴会厅四个区施工。

3.2.2钢梁吊装方法：

采用塔吊直接吊装，在由于场地环境原因，钢结构分包单位自有机械无法满足吊装要求时，申请联系总包公司的塔吊班组进行吊装钢结构构件。经过分析，这些需要总包塔吊进行吊装的构件主要分布在：地下室钢构件以及劲性梁构件、连廊钢梁、部分屋面钢梁。

3.2.3该部分钢梁施工工艺流程：

该部分钢梁施工工艺流程如图3所示：

3.3使用塔吊分段空中拼装吊装钢梁

步行街出入口、中庭、屋面溜冰场、大剧院低段。溜冰场共22条，每条重8.8吨，因距离塔吊较远，该范围塔吊起重能力为6吨，不能直接吊装。大剧院屋面低段，共9条，每条重15吨，因该范围塔吊起重能力为5.2吨，不能直接吊装。这种钢梁重量大且长度长需截断分为2~3段吊装到位后现场重新焊接。

3.3.1钢梁吊装方法

首先放线，确定中间临时支撑胎架位置，然后安装、固定胎架，第一端部段钢梁吊装就位，安装端头安装螺栓，固定钢梁自由端，第二端部段钢梁吊装就位安装端头安装螺栓，固定钢梁自由端，中间段钢梁起吊就位，安装连接板、连接螺栓，塔吊解索，焊接中部对接焊缝、端部角焊缝，胎架拆除周转至下一条钢梁安装。钢梁分段吊装示意图见图4：

3.3.2安装工艺流程：

该部分安装工艺流程如图5所示：

3.4人工吊装钢梁

该部分钢梁主要分布在步行街中庭、塔吊盲区及大剧院屋面高段。中庭位置大部分钢梁因重量小可使用塔吊直接吊装，局部位置因重量过大超出塔吊起吊能力，且为多层钢梁，因此需采用分段人工吊装。大剧院屋面高段共有6条钢梁，长27米，重15吨，需分三段吊装。

3.4.1吊装方法：

中庭位置超重钢梁，采用分段塔吊吊至安装位置地面（楼面），拼装焊接，人工葫芦起吊至安装位置安装。大剧院屋面高段位置基本为塔吊盲区，需搭设满堂架，塔吊分段起吊至边角位置，采用人工导轨方式平移至安装位置安装。

3.4.2安装工艺流程：

1）中庭超重及塔吊盲区钢梁安装工艺流程如图6所示：

4结束语

本工程通过了业主、监理、各方专家认可,施工中取得了良好效果,圆满地完成了工程施工任务。在工程钢结构吊装施工中由于现场施工场地狭窄,因此如何安排钢结构吊装与混凝土结构施工在空间和时间上避免相互立体交叉,加强统筹安排和施工的整体协调性,形成钢结构吊装与土建施工穿行、相互配合,特别应重点注意钢结构吊装时吊车及钢结构构件不能与土建单位塔吊相撞,吊装顺序的进一步优化,是今后类似工程施工中需要进一步考虑的问题。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。