建筑工程装配式钢结构工程吊装施工控制

装配式钢结构凭借其抗震性能优良、施工周期短、绿色环保等优势，在高层建筑、工业厂房、大型场馆等领域得到广泛应用。吊装施工作为装配式钢结构工程施工的核心环节，其施工质量直接决定了结构的整体安全性和稳定性，且严重影响工程进度和质量。目前，装配式钢结构吊装技术方面，国外起步相对较早，有通过 BIM 技术应用实现了吊装全过程的可视化管理。在国内，近年来也在该领域取得了一定成果，但也更需要加强工程施工控制，在缩小国内外技术差距的同时，能够逐步提高装配式钢结构吊装施工技术水平和管理能力。

1 装配式钢结构工程吊装施工特点

装配式钢结构工程吊装施工，相较于传统现浇结构施工，其具有施工控制的特殊性和复杂性 [1]。其中，涉及到吊装施工设备、技术方案等内容，并且需要诸多复杂模块来完成，如图 1 所示。

从特点来看：第一，装配式钢结构的构件在工厂预制生产，具有标准化、模块化的特点，如钢柱、钢梁、钢支撑等构件尺寸精度高，可直接运输至施工现场进行吊装作业。第二，吊装精度要求高，尤其是装配式钢结构的各构件之间，主要是通过螺栓连接或焊接等方式进行拼接，安装精度较高，如钢柱的垂直度偏差需控制在 15mm 以内，钢梁的水平度偏差需控制在 10mm 以内。第三，装配式钢结构工程多为高层建筑或大型场馆，构件吊装多在高空进行，作业环境复杂，存在高空坠落、物体打击等安全风险。第四，吊装施工涉及构件运输、吊装、测量校正、连接等多个工序，各工序之间相互关联、相互影响，需要各专业施工队伍密切配合，进一步增加了施工组织的难度。

2 装配式钢结构工程吊装施工前期准备

2.1 技术准备

技术准备是装配式钢结构吊装施工顺利开展的前提和保障，直接关系到吊装施工的质量和安全。其中，施工方案的编制是技术准备的核心内容，应根据工程特点、构件参数、现场环境等因素进行编制，明确吊装工艺、吊点设计、起重机选型、吊装顺序、测量控制方法、安全防护措施及应急预案等内容[2]。在吊点设计方面，需根据构件的重量、形状及受力情况进行计算，确保吊点的强度和稳定性满足吊装要求。计算公式如下：

F=K×G

其中，F 为吊点所受的力，K 为动载系数（一般取 1.1-1.3），G 为构件的重量。例如，对于一根重量为 5t 的钢梁，若动载系数取 1.2，则吊点所受的力为 6t。同时，施工方案还需经过专家评审，确保其科学性和可行性。

3.1 吊装顺序与流程控制

另外，BIM 技术在装配式钢结构吊装施工的应用，同样能够发挥积极功效，如通过建立BIM 模型，可以对构件进行三维建模和碰撞检查，提前发现构件之间的位置冲突，避免在吊装过程中出现安装困难的情况。此外，利用 BIM 技术还可以进行吊装模拟，模拟不同吊装方案下的构件运动轨迹、起重机作业范围等，优化吊装顺序和工艺，提高施工效率。同时，在吊装施工前，应组织技术人员、施工人员、监理人员等进行技术交底，使各方明确施工方案的要点、技术要求、质量标准及安全注意事项，确保施工人员能够充分理解和掌握相关内容。

2.2 构件与材料准备

构件进场时，应检查其型号、规格、数量是否与设计图纸一致，采用全站仪对构件的几何尺寸进行测量。当钢柱长度≤ 10m 时，偏差控制在 ±5mm ；长度＞ 10m 时，偏差控制在±10mm ；钢梁长度≤15m 时，偏差 ±8mm ， > 15m 时±15mm。对不合格的构件，应及时退回厂家进行处理，严禁用于工程施工。对于大型构件，如钢柱、钢梁，应采用专用支架进行堆放，支架的强度和稳定性应满足要求，避免构件因自重产生变形。构件堆放高度不宜过高，一般不超过 3 层，且每层之间应垫置软垫，防止构件相互碰撞损坏[3]。吊具与索具应根据构件的重量、形状及吊装工艺进行选型，且在使用前应进行外观检查和性能试验，检查其是否存在磨损、变形、裂纹等缺陷，性能是否符合要求。

2.3 机械设备准备

起重机的选型应根据构件的重量、吊装高度、吊装半径等参数进行确定。常用的起重机有汽车吊、履带吊等。起重机的起重量应根据构件的重量和动载系数进行计算，计算公式为：

Q≥K₁×K₂×G

其中，Q 为起重机的额定起重量， K₁ 为动载系数， K₂ 为不均衡荷载系数（一般取1.1-1.2），G 为构件的重量。例如，吊装一根重量为5t 的钢柱，动载系数取1.2，不均衡荷载系数取1.1，则起重机的额定起重量应不小于1. 2×1 . 1×8=6 .6t。

合理的吊装顺序与流程是保证装配式钢结构吊装施工顺利进行的关键，一般流程如图 2所示。

3 装配式钢结构工程吊装施工过程关键工序

在测量设备的准备中，常用测量设备有全站仪、水准仪、经纬仪等。测量设备在使用前应进行校准，确保其测量精度符合要求。全站仪的测角精度应不低于 2 秒，测距精度应不低于 ±(2mm⁺2ppm×D) 。水准仪的精度应不低于 ±3mm/km. 。测量设备应妥善保管，避免受到碰撞、振动等影响，

低于 1.2m，并设置挡脚板。高空作业人员配备安全带、安全帽等个人防护用品，并检查其是否完好有效。

2.4 现场准备

吊装场地应进行平整，清除场地内的障碍物，如石块、杂草等。对于起重机行驶和作业的场地，应进行地基处理，可采用碎石垫层或灰土挤压等方法提高地基承载力。临时支撑体系用于在构件吊装就位后对其进行临时固定，其支撑材质应采用 Q235 钢或 Q345 钢，其截面尺寸应根据构件的重量和受力情况进行计算确定。支撑的底部应设置垫板，增大受力面积，防止支撑下沉。

另外，在吊装作业区域周围应设置警戒线，并悬挂明显的警示标志，禁止无关人员进入。对于高空作业平台，应检查其护栏的高度不低于 1.2m ，临边防护应采用钢管搭设，高度不

对于大型装配式钢结构工程，可将其划分为多个吊装分区，每个分区再划分为若干流水段。划分时，应充分考虑具体的施工现场条件、结构的对称性、刚度分布及施工机械的作业范围，确保各分区之间的衔接顺畅。

3.2 构件吊装工艺控制

起吊、旋转、就位过程控制应平稳缓慢。比如，起吊时应先将构件缓慢吊起，离地约100-200mm 时停止起吊，检查起重机的稳定性、吊具与索具的受力情况及构件的平衡状态。如发现异常情况，应立即停止吊装，进行处理。确认无误后，继续缓慢起吊构件，并根据需要进行旋转，将构件转运至安装位置。就位时，应缓慢下降构件，使构件的安装位置逐渐接近设计位置，同时测量人员实时监测构件的定位精度，指导吊装工人进行调整。

构件就位后，应立即进行临时固定，采用临时螺栓或支撑将构件与已安装的结构连接牢固。临时螺栓的数量应不少于螺栓总数的 1/3，且不少于 2 个。临时固定完成后，对构件进行校正，校正内容包括垂直度、轴线位置、标高的等。

3.3 测量校正与精度控制

轴线与标高控制应贯穿吊装施工全过程，如基础预埋件定位复核是轴线与标高控制的基础。在吊装前，应采用全站仪对基础预埋件的轴线位置和标高进行测量复核，其轴线偏差应控制在 ±3mm 以内，标高偏差应控制在 ±5mm 以内。如发现偏差超过允许范围，应及时进行处理。在构件吊装过程中，应实时监测构件的轴线位置和标高，利用水准仪和全站仪进行测量。

钢柱的垂直度控制尤为重要，采用全站仪在两个互相垂直的方向对钢柱进行监测，每吊装完一节钢柱，就应进行一次垂直度测量。其中，偏差值与柱高直接相关，依据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205），其主要偏差限值如表1 所示。

如在实际施工中，发现垂直度或位移偏差超过允许范围，应采用千斤顶、倒链等工具进行调整。

3.4 连接工序质量控制

装配工建筑钢结构连接，主要以螺栓连接为主，螺栓连接前应清理螺栓孔内的杂物，确保螺栓能够顺利穿入。其中，在连接工序上也应注重质量控制，即在螺栓连接，尤其是高强螺栓连接中，需严格执行“初拧- 复拧- 终拧”等步骤：

初拧：采用扭矩扳手施加终拧扭矩的50%，确保螺栓与连接板紧密接触；

复拧：在初拧后1-2 小时内进行，扭矩与初拧相同，消除螺栓受力不均；

终拧：达到设计扭矩，终拧后采用扭矩扳手检查，合格标准为预拉力值在设计值的±10% 范围内。

3.5 吊装作业安全控制

在钢结构吊装作业中，施工过程安全极为关键。在吊装前，施工现场应做好协调与准备，包括千斤顶、倒链、扭矩扳手、钢丝绳和卸扣等。同时，信号工与起重机司机需确认指挥信号，统一采用旗语并进行试操作，各个节点必须注重施工中的协调配合。

比如，起重工与安装工之间的配合上，在构件就位时安装工通过手势引导起重工操作，严禁直接用手推拉构件。在高空作业控制时，作业人员需将安全带高挂低用，作业平台满铺脚手板并固定，临边设置 1.2m 高防护栏杆及 18cm 高挡脚板。在构件吊装时，下方 10m 范围内设置警戒区，由专人值守，严禁人员进入，且起重机支腿处设置沉降观测点，执行每小时观测一次，当沉降量超过 5mm 应立即停止作业。同时，突发设备故障、构件坠落等险情时，应立即启动应急预案，确保施工过程安全。

4 结语

综上所述，装配式钢结构工程吊装施工具有构件模块化、精度要求高、高空作业多及协同性强等特点，决定了其施工控制的复杂性和重要性。由此，在吊装施工过程中，应加强对吊装顺序与流程、构件吊装工艺、测量校正与精度、连接工序质量及作业安全等关键工序的控制，实现吊装施工全过程管理，不断提高装配式钢结构吊装施工的技术水平和管理水平。

参考文献：

[1] 孙武 . 装配式钢结构工程吊装施工控制分析 [J]. 安徽建筑 ,2023,30(2):57-58,74.

[2] 陈 春 雷 . 装 配 式 住 宅 建 筑 钢 结 构 吊 装 施 工 技 术 [J]. 中 国 新 技 术 新 产品 ,2022(12):112-114.

[3] 解国威 . 高层装配式建筑施工中全钢结构施工工艺研究 [J]. 建材与装饰 ,2024,20(8):13-15.