淺談大截面、大跨度重型鋼柱吊裝施工技術

◎ 山東越宮建筑有限公司 孟凡才

一、概況

某工程為主跨、輔跨結構，重型結構，鋼柱截面為3200×700，主跨28米，高度37.37m。鋼柱安裝技術難度大，具有代表性，這里以齊魯石化重鉚車間重型鋼柱為例，與大家淺談大截面、大跨度重型鋼柱吊裝施工技術。

二、重型鋼柱結構

某工程為主跨、輔跨結構，主跨28米，長度120米，主跨鋼柱設三層吊車，上層為260t，中層為75t，下層為10t，材質為Q345B，單個鋼柱用鋼量為21t，本工程結構復雜，施工難度大，科技含量高。其截面尺寸3200×700，由主、輔立柱、角鋼等組成。高度為37.37米。

三、技術要求

柱腳底座中心線對定位軸線的偏移為5.0，柱基準點標高為-5.0-+3.0，彎曲矢高為H/1200，且不應大于25.0。

四、難點分析

鋼柱重量大，高度高，截面尺寸大，鋼柱的安裝難度大如何實現重鋼鋼柱的吊裝是難點。

五、重型鋼鋼柱吊裝施工技術分析

實現重鋼鋼柱的吊裝需要制定合理的吊裝施工技術，即需要可行的吊裝施工技術。

1、吊裝前準備

（1）復核

① 對重型鋼柱的關鍵幾何尺寸等予以復核。

對重型鋼柱柱腳螺栓孔距、牛腿標高、柱底板底面至柱頂節點最上端一個孔的距離等關鍵幾何尺寸復檢，同時復檢檢查頂節點板孔距。

② 對重型鋼柱的焊縫予以檢查，尤其是260t等箱形蓋板處的焊縫，260t蓋板處的焊縫不易焊接易漏焊。

③ 對預埋的地腳螺栓予以復測，確保地腳螺栓偏差在5.0mm以內。

④ 復測基礎地面標高，若發現地面標高不符時，要求予以處理，特別是放墊鐵、楔鐵的地方，每根地腳螺栓δ用25×200×200三件（兩塊墊鐵、一塊楔鐵，每組地腳螺栓為24件）根據其標高預埋放置好墊鐵、楔鐵。

（2） 放線

① 鋼柱軸線劃線，在標高0.500米處劃線。

② 放好基礎平面的縱、橫向基準線，放出柱底板的安裝定位線。

（3）焊接纜風拴環，并拴好纜風繩，可在柱頭焊一角鋼，以備以后安裝屋架時做掛安全帶用。

（4）每根鋼柱的基坑周圍回填夯實。

（5）鋼柱吊裝前應設置登高掛梯和柱頂操作臺夾箍。

2、確定吊裝機械。

（1）根據計算結果選用150t汽車吊作為主吊機，50t汽車吊作為輔吊機，主吊繩選用Φ52-6×371—55，輔吊繩選用Φ26-6×371-155。

（2）選好吊裝機械后，將安裝的柱子按位置、方向放到吊裝（起重半徑）位置。用枕木將格構式鋼柱墊起，防止格構式角鋼支撐因碰撞變形。

3、重型鋼柱吊裝

（1）重型鋼柱重心、吊點、吊具

①重型鋼柱為上、中、下三段，結構不同，通過計算找重心較復雜，實際施工中，通過兩次找鋼柱平衡法，測算重心距離柱底板19.350m。

②鋼柱安裝屬于豎向垂直吊裝，為使吊起柱子保持下垂，便于就位，根據鋼柱的特點和高度，確定吊點。具有牛腿的鋼柱吊點應選擇牛腿下部按照吊點高于中心的原則，吊點選擇在75t牛腿下部，即距柱底板21.350m處。

③吊具

主要有起吊梁、改向梁、鋼絲繩距撐桿，起吊梁承擔整個鋼柱的重量，改向梁使鋼絲繩改向，使鋼絲繩垂直方向通過鋼柱重心；鋼絲繩距撐桿保持鋼絲繩夾角使鋼絲繩頭保持在鋼柱外側，以免鋼絲繩勾掛鋼柱。

（2）為防止鋼柱邊緣的銳利棱角，在吊裝時探傷吊繩，應用適宜規格的鋼管割開一條縫，套在棱角吊繩處，或用方形木條墊護。

（3）重型鋼柱柱腳套入地腳螺栓，防止其損傷螺紋，應用鐵皮卷成筒套在螺栓上，鋼柱就位后，取出套筒。

（4）為避免吊起的鋼柱自由移動，在柱腳上部用麻繩綁好，作為牽引溜繩的調整方向。

（5）吊裝方法：對重型工業廠房大型鋼柱又重又高，根據起重機配備和現場條件確定，采用二機遞送。為減少鋼柱腳與地面的摩擦阻力，同時為防止柱子根部在起吊過程中變形，其中一臺為副機吊點選在鋼柱下面，起吊柱時配合主機起鉤，主機吊在鋼柱上部（重心上部），隨著主機的起吊，副機要行走或回轉，在遞送過程中，副機承擔了一部分荷重，將鋼柱腳遞送到柱基礎上面。150t、50t兩臺吊車同時提升起鉤，使鋼柱離開地面100-200mm時，吊車停止運行，此時檢查吊耳和索具，確定無誤后，雙機同時打開回轉剎車，主機提升并旋轉，同時副機旋轉逐步將底部往前送，直至整個立柱由主機吊起，摘去副機吊鉤，副機摘鉤卸去荷載，此刻主機滿載，然后主機送至預定位置，指揮吊車緩慢下降，當柱底距基礎位置40-100mm時，調整柱底與基礎兩基準線達到準確位置，指揮吊車下降就位。特別指出，整個起吊過程，150t、50t吊車的工作半徑都要嚴格控制在回轉半徑內。

但是，二機遞送要注意以下事項：

① 盡量選用同類型起重機。

② 根據起重機能力對起吊點進行荷載分配。

③ 各起重機的荷載不宜超過其相應起重能力的80%。

④ 二機遞送，在操作過程中，要互相配合動作協調，采用鐵扁擔起吊，盡量使鐵扁擔保持平衡，傾斜角度小，以防一臺起重機失重而使另一臺起重機超載，造成安全事故。

⑤ 信號指揮，分指揮必須服從總指揮。

（6）重型鋼柱校正

①初校：鋼柱落在地腳螺栓位置處，用150t主機起重回轉進行矯正，經緯儀測量，將鋼柱垂直度控制在20mm以內，此時擰緊基礎螺母，臨時將鋼柱固定加固，達到完全方可摘除吊鉤。

②精校

鋼柱校正工作一般包括平面位置，標高、及垂直度三方面的內容。

A、鋼柱的平面位置在吊裝就位時，屬一次對位。

B、對鋼柱的標高，進行精校，進行調整。柱基礎標高調整，根據鋼柱實際長度、柱底平整度，鋼牛腿頂部距柱底部距離，重點是保證鋼牛腿頂部標高值，來決定基礎標高的調整數值。

C、對鋼柱的垂直度用兩臺經緯儀。首先，將經緯儀放在柱子一側，使縱中絲對準柱子座的基線，然后固定水平底盤的各螺絲。測鋼柱的中心線，由下向上觀測。若中心線對準，即是鋼柱垂直，不對準則需調整鋼柱，直到對準經緯儀縱中絲為止。用同樣的方法，使鋼柱另一面中心線垂直于基線橫軸。鋼柱精確定位后，即可對鋼柱進行固定工作。

采用液壓千斤頂對鋼柱垂直度進行校正，在校正過程過程中，不斷觀察是否頂升過度造成水平標高產生誤差，待垂直度校正完畢，再緊固地腳螺栓及并塞緊圖中的楔塊。

D、鋼柱垂直度校正做到“四校、五測、三記錄”，以保證鋼柱在組成排架后的安裝質量。

四校：初校、基礎灌漿后的復校、安裝系桿時的校正、安裝屋架梁的校正 。

五測：初校為一測，灌漿后為二測，安裝系桿時為三測，安裝屋架梁時為四測，屋面吊好時為五測。

三記錄：初校、灌漿后復校做好記錄，安裝系桿時做好記錄，安裝屋架后做好記錄。

六、結論

通過制定了合理的重型鋼柱吊裝施工技術，實現了大截面、大跨度的重型鋼柱順利吊裝，為工程的完工奠定了基礎。事實證明，我們的施工技術方案是可行的。