大跨度管桁架雙機抬吊施工實踐

張中善

1 工程概況

天津美術館工程是天津文化中心四大場館之一，建筑面積46 011 m2，建筑高度30 m，計劃于2011年10月1日開館布展。該工程地下1層、地上4層，結構形式為鋼框架—剪力墻結構，抗震設防烈度8度，設計使用年限100年。本工程屋頂4-7/C-H軸線之間有9榀空間直角三角鋼管桁架，桁架材質為Q345B，截面尺寸1 500 mm×1 200 mm，最大鋼管直徑300 mm，壁厚12 mm，桁架跨度 32.4 m，重量 12.5 t，桁架頂標高 29.7 m，桁架剖面圖如圖1所示。現場結構吊裝布置了4臺塔吊，塔吊起重臂覆蓋范圍內都不能直接對桁架實施整體吊裝，吊裝難度較大。

圖1 桁架剖面圖

2 吊裝方案選擇

現場布置有4臺塔吊，2臺為K5050，其中1臺臂長為50 m、另1臺臂長為70 m;2臺為C7030，臂長均為60 m，9榀管桁架在2臺K5050塔吊覆蓋范圍之內，擬采用2臺K5050塔吊進行桁架吊裝，塔吊起重性能如圖2所示。

圖2 K5050塔吊起重性能

2.1 方案一

桁架整體提升方案。現場桁架下面樓層結構為大空間錯層結構，受已施工完成的大臺階等影響，不能水平放置桁架，因此不具備整體拼裝提升條件，方案不可取。

2.2 方案二

分段吊裝高空拼接方案。該方案必須在跨內搭設臨時支撐架，存在以下四個方面的問題:1)支撐架搭設需底部樓板混凝土完成并達到一定強度才能設置，工期不允許。2)支撐架用鋼量較大，不經濟。3)支撐架拆除卸載困難，工期較長，不確定因素多，危險性較大。4)對接焊縫必須在高空完成，質量不容易控制。

綜合以上四個原因，分段吊裝高空拼接方案實施困難。

2.3 方案三

雙機抬吊桁架方案。采用此方案需注意兩個問題:1)必須有桁架地面拼裝場地，且在兩臺塔吊覆蓋范圍之內;2)由于現場條件復雜，抬吊水平就位過程中必須協調一致，統一指揮。根據本工程的具體情況，項目部邀請專家經多次分析研究論證，認為雙機抬吊桁架方案為最優方案，該方案技術、經濟合理，工期最短。

3 雙機抬吊施工

3.1 工藝流程

工藝流程為桁架地面拼裝→焊縫檢測→吊點確定→雙塔抬吊→桁架就位。

3.2 施工要點

1)鋼管桁架分成三段在工廠加工制作，在工廠預拼裝合格后分段運至施工現場，利用塔吊T3，T4把分段桁架吊裝到拼裝胎架上，拼裝胎架設置在3-9/H-J軸線的地下室頂板上，該部位1層～4層為大空間天井，可以通過此處將桁架吊裝至屋面。2)桁架在胎架上進行組拼，利用手拉葫蘆進行調整找直、對接口，采用經緯儀、水平尺配合精確測量，確保桁架整體組拼質量。桁架拼裝焊接采用藥芯焊絲CO2氣體保護焊，焊接完成后去除焊渣，對焊縫質量進行外觀檢查，防止焊縫漏焊、開裂，24 h后進行焊縫探傷檢測，焊縫質量要求為一級焊縫，焊縫探傷滿足要求后等待吊裝。3)確定吊點位置，在桁架上用記號筆標出吊點位置，以便于現場準確綁扎吊索，減少試吊及吊索綁扎時間。經試吊本工程鋼管桁架吊點距桁架端頭2 000 mm，吊點距塔吊中心約43 m，此位置塔吊的起重量為9.5 t，兩臺塔吊合計起重量19 t，單機負荷不大于允許起重量的80%，滿足桁架整體吊裝要求。4)將吊索在預定吊點處掛好，在桁架的兩端綁上牽引繩，并檢查兩頭的相對方向是否正確，然后在起重工的指揮下，兩臺塔吊緩慢提升桁架至距地面300 mm位置，等兩臺塔吊完全穩定后，檢查吊點、吊索、塔吊的情況，將塔吊計重器讀數與理論吊重作比較，以確保安全安裝。5)鋼管桁架抬吊提升過程中由2名專業信號工統一指揮，用對講機進行通信聯絡，同時在每層設置2名觀測人員，檢測桁架提升過程中塔吊的同步性，發現不同步及時糾正調整。6)起吊過程中不間斷根據構件平衡判斷雙機起吊速度是否一致。塔吊司機要密切注意力矩限制器讀數的變化，如負荷超過理論負荷時，應立即向起重指揮人員匯報并停止作業。7)鋼管桁架垂直吊裝提升到高度后，兩臺塔吊同步緩慢旋轉，邊旋轉邊行走小車，在整個抬吊過程中，兩臺塔吊的吊鉤滑車組均應基本保持鉛垂狀態，鋼絲繩與桁架夾角在85°～90°之間。8)桁架到達安裝位置后，利用牽引繩將桁架在空中旋轉到位，調整桁架標高、垂直度，將桁架端部連接板與支座連接板用固定螺栓固定，完成一榀桁架吊裝。9)桁架吊裝從南向北順序進行，從3-HJ-1開始，依次到3-HJ-9全部完成全部桁架吊裝。

4 安全技術措施

1)編制詳細的吊裝指揮方案，設專人指揮，指揮信號清晰、準確，塔吊司機應絕對聽從指揮。2)吊裝前對所有作業人員進行安全技術交底，明確分工、責任到人;對機械、吊具進行全面檢查，核對桁架構件的編號及安裝方向。3)設專人檢查，清理桁架上與桁架無關及沒有固定在一起的物品，防止高空墜物造成安全事故。4)雙機的起鉤、轉動速度要同步，盡可能減小塔吊大臂轉動的幅度。如出現不同步現象，及時調整。5)為安全起見，設立安全警戒區域，作業時間盡量選在中午休息的時間，警戒區域內除起重工外沒有其他作業人員。6)高處操作人員使用的工具、零配件等，應放在隨身佩帶的工具袋內，不可隨意向下丟擲。7)遇六級以上大風，雨雪，大霧等惡劣氣候條件時，應停止起重吊裝工作。

5 結語

經充足的準備，9榀鋼管桁架雙機抬吊順利完成，與高空分段安裝法比較，節省安裝工期約7 d，節約成本約75 000元，得到業主、天津文化中心指揮部的一致好評。實踐表明，在施工中結合現場情況，通過認真分析，嚴格執行有關技術、規范，精心組織施工，用兩臺塔吊進行大跨度構件抬吊安裝，技術可靠、經濟合理，可為類似工程提供參考。

[1]田軍果.大跨度鋼屋架雙塔機抬吊吊裝施工技術[J］.施工技術，2008(S6):306-308.

[2]張明興.大跨度結構雙機抬吊設計與施工[J］.建筑安全，1999(2):28-33.

[3]李小萍，牙馬忠.某單體工程大跨度超高超大鋼結構吊裝技術[J］.山西建筑，2010，36(17):154-155.