大跨度钢结构车间型钢梁同步吊装施工研究思路构架实践

引言

随着工业建筑向大跨度、重型化方向发展，钢结构车间的施工技术面临更高要求。型钢梁作为主要承重构件，其吊装过程的同步性与稳定性直接影响结构安全与施工效率。传统吊装方法存在同步性差、定位精度低等问题，易导致结构变形或安装偏差。为此，本文结合BIM 技术与智能监测手段，提出一种新型同步吊装施工方案，旨在解决多吊点协同作业中的技术难题。

一、施工准备

完成施工图深化设计并现场实测校验，确定型钢梁截面形式、节点构造做法以及起吊就位位置；利用 BIM 模型开展碰撞检查和施工过程模拟，优化吊装路线；开展场地基础强度检测，夯实地面平整度，保证起重机停放地点有足够的承压能力；布设场区平面坐标控制网，竖向水平控制桩，以确定型钢梁中心线和标高控制基准点。做好起重机械等大型机械设备的进场检验工作：对各类塔式起重机、汽车式起重机等主要起重设备进行全面性技术性能试验、安装前联动试车和单机调试；对用于整体提升作业的大模板、爬模体系中的附着升降脚手架和自行式顶升接长杆件的电动葫芦及其配套卷扬机等装置进行安全性和可靠性验证计算；采用传感器（倾角仪、位移计），布置实时监控系统，为结构提供准确的位置信息。

二、吊装施工

第一步，试吊；先使型钢梁离开地面约 100～200mm 高度处停留一段时间，观察起重机械液压系统工作状态是否稳定以及吊索具承载能力有无异常和结构件有无明显变形等现象，并利用全站仪观测其初置姿态和测定吊点坐标值；第二步，在确认各项指标均符合要求之后再开启同步控制系统，所有机械设备按照预先设定的速度开始上升运动，此时需要实时采集各个吊点的位移传感器的数据并与程序中的理想数值相比较，然后由 PID控制器来计算出实际误差值并反馈到驱动装置中去，从而调节电机转速以达到理想的控制精度（即绝对误差小于 3mm ）；第三步是随着距离目标高度越来越近的时候，则应转换成微动阶段以便于调整梁体的空间姿态，这时可以借助激光定位仪器来进行精确地微调，直到所有的螺栓孔都对齐为止并且保证螺栓孔对正率大于等于 95% ；就位后立即安装临时螺栓并施加50% 预紧力，设置可调式支撑架进行临时固定，随后采用全站仪复测轴线偏差（≤L/1500 且 ≤10mm ），合格后按对称焊接顺序完成节点焊接，其间持续监测焊接变形，最终拆除吊具前需进行 100% 超声波探伤检测并形成验收记录，全过程需保持指挥系统、设备操作与监测岗位的实时通信联动[2]。

三、卸载与最终定位校正

卸载段：卸载是将临时支撑逐次撤除的过程，其关键是保证结构受力不发生突变而引起大范围变形或者出现局部应力集中的现象[6]。因此，在正式开始起落之前必须仔细地对整个支架系统做一次全面细致的检验，并要求所有吊点处索具拉紧状态良好，焊接无缺陷等。然后，按20%,50%,80% ， 100% 的比例分步施加预压力，每次加载完毕并经过 30min 观察期之后，分别利用全站仪观测各跨间上弦杆挠度的变化情况以及测出各个桥墩上的竖向反力；同时，还须应用仪器检测各相邻桥梁结构之间的相对水平位移变化量，直到各项指标均达到设计值为止方可继续下一步工作。全部加载结束后再留设一部分临时支撑保压 24h，待结构完成自调整变形过程，使内部残余应力趋于平衡之后，最后再将其全部拆除。

最后精确定位需要通过三维坐标控制网以及 BIM 模型与全站仪相结合的方法来进行，并且保证轴线偏差 L/1 000（L 表示跨度）小于等于 10mm；同时应选择早晨或者没有太阳直射的地方进行校准工作（防止由于阳光照射产生的温度变化导致结构发生变形而造成误差）；对于微调则使用液压千斤顶或者是高强度螺杆来完成水平、竖向和纵向上各个位置的细微调整，并将其控制在 :± 5mm 之内。对于高强度螺栓来说应该按照扭矩一角度法依次分为三个步骤：初拧 ( 50% ; 复拧（ 80% ） ; 终拧（ 100% ），以此来保证其能够紧密接触在一起；而对于焊接的工作来讲要采取对称逐段地方式来进行，而且还要严格按照规定控制好焊缝质量，确保符合设计及规范要求。

四、实时监测技术

基于全站仪、GNSS、应变片和倾角传感器等设备，构建现场位置信息、应力应变值以及周边环境因素的获取与处理系统；将这些信息通过无线方式发送到 BIM 平台，实现三维可视化的交互式计算分析；利用全站仪对结构上部主要构件的位置信息实施动态跟踪，利用 GNSS 测量整个结构的整体位移，使各个吊点之间的相对误差小于 10mm ；利用应变片探测结构上的应力集中部位，使用倾角仪来控制结构的姿态，同时利用激光扫描仪可以得到结构的偏差云图以指导其纠正过程。

结束语

综上所述，大跨度钢结构车间型钢梁同步吊装施工是一项复杂而精细的工程任务，涉及众多的技术细节和安全要求。在施工过程中，需要精心组织施工队伍，明确各成员的职责和任务，确保吊装作业的顺利进行，降低安全事故的发生概率，而且能够确保最终的施工成果符合设计规范和建设标准，达到预期的质量目标，满足工程的使用需求和耐久性要求。

参考文献

[1]谢建东，夏应雪。大型场馆 31.6m 型钢梁双汽车吊吊装施工技术探讨[J].四川建筑,2023,43(02):220-221.

[2]游易楚.大跨度型钢混凝土梁分段吊装施工技术应用研究[J].福建建筑,2022,(09):87-91.

[3]崔一舟,金亮.钢结构在狭小空间的吊装技术研究与应用[J].建设机械技术与管理,2022,35(01):56-58.