大型鋼結構工程吊裝方案初探

朱華　殷志文　陳忠漢

蘇州科技學院，江蘇蘇州  215011  蘇州工業(yè)園區(qū)教育發(fā)展投資有限公司，江蘇蘇州  215123

前言

    隨著鋼結構施工技術的進步，許多大跨鋼結構普遍采用分部整體吊裝、整體提升等施工方法。這些方法施進度快，主要構件在地面拼裝，質(zhì)量易于保證。蘇州獨墅高等教育區(qū)游泳館工程是典型的鋼框架結構體系，采用整體吊裝方案，其用地面積為480㎡ ，長度為76m。本工程所采用的設計基準期為50年，抗震設防烈度為6度，抗震設防類別為乙類，耐火等級為一級。

    ③～⑨與ⓒ～ⓚ內(nèi)2層以下為大跨度型鋼混凝土框架結構，3層部分為鋼結構管桁架，雙向鉸接于型鋼混凝土的鉸接排架。如圖l所示。2層樓面型鋼混凝土梁頂標高10.97m。、ⓒ、Ⓔⓚ軸梁跨度32m，Ⓕ、ⓒ、Ⓗ、①軸梁跨度38 m。屋面管桁架3軸外檐口高度為23.70m，⑨軸外檐口高度為20.95m。

2、施工程序

    在鋼構件吊裝中，保證構件平穩(wěn)、可靠、方便、安全就位十分關鍵，所以施工程序的合理安排顯得尤為重要。在本工程當中選用130t汽車吊(吊裝鋼柱)和156t履帶吊(吊裝  梁和桁架)進入泳池內(nèi)單機作業(yè)，其具有效率高、安全穩(wěn)妥、

對土建施工影響小等優(yōu)點，所以本工程采用的施工程序如下：

    (1)預埋件安裝完畢、鋼筋混凝土澆筑完畢，并經(jīng)檢驗合格，采用單機吊裝。

    (2)遵守”先土建，后安裝”；”先主體，后圍護”的原則。

    (3)施工順序：水準點復測一預埋件復測一鋼構進場清點一鋼柱吊裝一安裝鋼梁及桁架一次桁架吊裝一清場收尾3吊裝前的復測施工前做好吊車參數(shù)的收集，有助于吊裝技術工作的順利進行，對不同的工作環(huán)境，不同的構件要分別選用合適的浮吊去完成，在施工前必須作出詳細的調(diào)查和分析。另外必須注意做好構件之間裝配差工作，如吊裝前，過渡段與平臺之間的配合工作必須做好，過渡段之間如果誤差太大，就應提前處理完畢或重新委托，否則平臺一旦被吊上再進行處理就會使工作處在很被動的境地從而造成巨大的損失，這是在吊裝工作中應該特別注意和避免的問題。

    (4)鋼框架安裝前應先預埋錨栓進行復測，土建單位應提供RC強度試驗報告，并辦理交接手續(xù)。

    (5)支承面、地腳螺栓的允許偏差應符合以下要求：預埋件中心偏移4-5mm；預埋件頂標高偏移±5mm；預埋中心偏移4-10mm。

3、吊裝安裝方案

    結構吊裝就是用起重機將各種構件吊起并放到設計位置上去的一整套的施工過程。應充分考慮本工程的施工細節(jié)及難度(諸如焊接收縮余量及焊接變形的控制，要做出焊接工藝評定；屋面彩鋼板的防水處理等)，應考慮吊裝時有可能破壞已完建筑物，積極做好施工方案、施工圖，要求有關人員都充分了解，為施工工作做準備。

    (1)吊裝方式：本工程①、⑥、⑩和①樓面各鋼梁約10t，長度為36m，用高強螺栓拼裝、擰緊后吊裝，用l30t汽車吊進行鋼柱吊裝，選用150t履帶吊進行梁與桁架的吊裝并采用QU50履帶吊用于卸車倒運拼裝輔助。

    (2)吊裝順序：鋼柱一鋼梁一其它構件。

    (3)吊裝方向：自西向東。

    (4)吊裝注意事項：

    ①每根鋼柱在吊裝前要預先進行試吊，以確定吊點位置，并保證在吊裝過程中不導致構件產(chǎn)生較大的難以恢復的變形且經(jīng)初步校正并固定后才能松開吊鉤。

    ②凡是設計要求頂緊的節(jié)點，相互接觸的兩個平面，必須保證有70％的面積緊貼，檢查時應采用0.3唧的塞尺檢驗，由插入深度與長度確定的面積之和不得大于總面積的30％。邊緣最大的間隙不得大于0.8mm。

    ③為了避免鋼桁架損壞，鋼桁架側面和底部要綁扎墊木和枕木進行臨時加固，以避免吊裝時因鋼桁架側向剛度差而產(chǎn)生平面外變形。

    ④結構吊裝就位后，應及時設置支撐及其它聯(lián)系構件，以保證結構的穩(wěn)定性。設備上選用的履帶吊機要求提供技術參數(shù)，本工程最重一榀梁重達41t，要求核算偏心距以及最不利吊裝時履帶對底板的壓力，防止傾覆和對板底的影響；使吊機尾部有足夠的配重與起吊構件力矩相平衡，保證吊重41t時在控制作業(yè)半徑內(nèi)不致傾覆；按最不利工況(吊臂在水平面之投影與機身垂直)時，利用配重的平衡作用使兩側履帶對底板的壓力基本相當。

4、鋼柱的吊裝

    首先進行③、④、⑨軸標高l.50m以下鋼柱的安裝，其次進行+1.50以上鋼柱的安裝，吊裝順序的施工次序圖。在吊裝過程中把吊裝順序分為三區(qū)段實施，甲區(qū)段為③軸的四支鋼柱，乙區(qū)段為④軸交⑧軸及⑨軸交④①⑩⑥軸的五支鋼柱，丙區(qū)段為⑨軸交⑦①⑥軸及④軸交⑥⑧軸的5支鋼柱。以130t吊機站位①軸線外西側吊裝甲區(qū)段鋼柱。50t履帶式起重機自游泳館南端通過⑤、⑥軸間進入游泳池區(qū)域，該區(qū)域管溝墻板暫不澆筑，此區(qū)段墻板以磚墻和預制板保護，自路肩往泳池回填土并夯實，道膻300舳厚，上鋪鋼制路基箱板(300mm厚，長7.5m，寬3.2m)。為防止雨水經(jīng)未封閉的管溝進入地下室，在管溝內(nèi)⑤軸⑥軸位置砌筑24mill厚磚墻。吊車通過兩圓柱及墻板時保持兩側距離均勻，不觸及或破壞成品。選用150t履帶式起重機完成乙區(qū)段、丙區(qū)段鋼柱吊裝。需通過驗算確定鋼柱穩(wěn)定性，必要時沿柱截面的弱軸方向設置柱間的臨時支撐(焊管Φ104)。6鋼梁及桁架的吊裝桁架和梁構件進場順序自④軸開始。l50t履帶吊按吊裝鋼柱時同樣方法進入泳池，⑧軸、①軸兩榀鋼粱及桁架以150t履帶式起重機在游泳池內(nèi)東邊區(qū)域拼裝；其余五榀以50t履帶吊在游泳館南路面拼裝。拼接前需在分段桁架兩側相應位置預先設置定位板，這樣在現(xiàn)場配合拉線等作業(yè)可將兩段桁架準確定位、焊接。以l50t履帶式吊車吊裝樓面梁及屋面桁架，吊裝順序：先吊裝④軸樓面梁、桁架，由北向南依次吊裝。

    高強度螺栓的安裝應按一定順序施擰，宜由螺栓群中央順序向外擰緊，并應在當天終擰完畢。對于大型節(jié)點應分初擰、復擰和終擰3次，復擰扭矩應等于初擰扭矩，終擰后應作好標記。按高強度大六角頭螺栓的初擰扭矩按終擰扭矩的50％計算：T=K×P×d式中：r一終擰扭矩(單位：N·m)K一扭矩系數(shù)；P一高強度螺栓設計預拉力；d一高強度螺栓公稱直徑。 即T=K×P×d=0．13×390×30=1 521 N·m，初擰扭矩按終擰扭矩的50％取760 N·m。

    桁架安裝就位后，應立即進行校正和固定，并形成結構穩(wěn)定的空間體系，必要時使用防風鋼索，提高成形屋架的抗傾覆能力和確保安裝尺寸。

5、檁條及圍護結構的安裝

    檁條及圍護結構必需在屋架主體安裝完成并校正之后方可安裝，避免造成因局部安裝尺寸誤差超標。本工程中檁條采用大規(guī)格冷彎2型鋼制作，單重約72kg，且安裝位置的最高處與地坪之間的高差達24m左右，所以采用汽車吊或α104×5小拔桿將檁條吊裝至安裝完畢的桁架上，再安裝到位。

6、安全措施

    (1)安裝腳手架

    在型鋼混凝土柱周圍搭設腳手架，在距梁下翼緣及桁架下弦1200一高度分別設操作平臺，便于人員操作，操作層上滿鋪竹笆并用鉛絲扎牢。操作層外圍設1.1m高防護圍欄。

    (2)鋼桁架架設生命線

    鋼桁架吊裝后在距桁架上1．1m一1.2m高度上設置一道生命線，使用Φ9mm的鍍鋅鋼絲繩捆扎在鋼柱上。

7、結束語

    本游泳館鋼結構工程拼裝難度大、節(jié)點構造復雜、施工尺寸精度要求高、吊裝技術復雜，特別是在鋼梁和管桁架跨度大、整體重量重等情況下，施工單位加強技術方案可行性論證、合理地選擇吊裝工藝、編制嚴謹?shù)牡跹b方案、進行嚴格管理和精心施工，采用整體吊裝方案，使得工程通過了業(yè)主、監(jiān)理、各方專家認可，施工中取得了良好效果，圓滿地完成了工程施工任務。

    在工程鋼結構吊裝施工中由于現(xiàn)場施工場地狹窄，因此如何安排鋼結構吊裝與混凝土結構施工在空間和時間上避免相互立體交叉，加強統(tǒng)籌安排和施工的整體協(xié)調(diào)性，形成鋼結構吊裝與土建施工穿插進行、相互配合，特別應重點注意游泳館鋼結構吊裝時吊車及鋼結構構件不能與土建單位塔吊相撞，吊裝順序的進一步優(yōu)化，是今后類似工程施工中需要進一步考慮的問題。

參考文獻

【1】汪大綏，張富林，高承勇，等．浦東國際機場航站樓鋼結構研究與設計【J】．結構工程師，2000(增刊)：212～221．

【2】彭大文，林國華，羅素蓉．大跨鋼管結構的設計與施工實例1【J】．結構工程師，2000(增刊)：362～369．

【3】沈祖炎，陳揚驥．網(wǎng)架與網(wǎng)殼【M】．上海：同濟大學出  版社．1997．246—257．

【4】GB50017—2003鋼結構設計規(guī)范【s】．中國計劃出版社．2003．

【5】GB50205—95鋼結構工程施工及驗收規(guī)范【S】．

【6】GB50221—95鋼結構工程質(zhì)量檢驗標準【S】．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)