土法吊裝在室內空間下的運用

【摘要】結合四川遂寧世界華人財富會所報告廳室內大跨度鋼桁架吊裝施工實例，提供了一種在室內空間受限的情況下進行吊裝作業的方法，以期對類似工程提供指導和借鑒。

【關鍵詞】室內空間；平行鋼桁架；土法吊裝

引言

起重吊裝作業在工程建設、機械設備運輸、維修安裝及生產中發揮著重要作用，是國家規定的特殊工種。它要求從業人員具有較強的力學理論知識和豐富的實踐經驗。起重吊裝一般采用起重機械作業，但在某些特殊情況下，不能使用起重機械吊裝工藝，只能另避蹊徑，因地制宜，通過人力使用簡易工裝器材工具等，應用非常規吊裝工藝來完成吊裝，這類方法稱之為土法吊裝。

遂寧世界華人財富會所為二層框架結構，平面呈橢圓狀，底層為商場，二層為報告廳，建筑物頂部為正三棱錐倒放鋼網架結構。裝飾施工時，報告廳天面的裝飾荷載超過了網架設計荷載，原結構設計在報告廳網架下增加了10榀鋼桁架用來承載吊頂結構的荷載。鋼桁架支撐在混凝土牛腿上。牛腿采用化學植筋并澆筑混凝土形成，牛腿的頂標高為16.0m。鋼桁架高3.2m，上、下弦采用200mm×200mm×8mm×8mm工廠焊接H型鋼，腹桿采用150mm×150mm×6mm×8mm工廠焊接H型鋼，吊桿采用2根∠80mm×50mm×6mm角鋼長邊相并焊接而成。桁架最大跨度為39.30m，重量4.7T，最小跨度長度25.9m，重量3.05T。

報告廳位于二樓，室內地坪大部分呈臺階狀，門洞高度和寬度限制了起重機械進入，樓板也無法承受起重機械荷載。同時，屋頂網架結構也阻礙了起重機械吊車臂的伸展及回轉，使鋼桁架無法提升到指定的安裝高度。由于客觀條件的限制，故采用土法吊裝工藝。

1 方案設計

按照鋼桁架的最大跨度來設計吊裝方法。鋼桁架最大跨度39.3m，重量4.7T，屬于大跨度輕型鋼桁架。根據跨度，擬采用“地面原位拼裝，四點整體提升”的方法。因為室內空間無法使用起重機械作業，所以擬采用電動葫蘆裝置。電動葫蘆的掛點根據現場實際情況設置。

2 操作要點

2.1 鋼桁架的室內拼裝

鋼桁架的加工通常是在工廠完成，也可以采用工地現場加工的方式。工廠加工的后的鋼桁架由于跨度較大不利于運輸，一般情況下需要加工后切成若干段，然后再運輸至工地現場重新拼裝焊接。室內拼裝首先要保證所要拼接的鋼桁架在平臥方式下處在同一個水平面上，這樣可以避免鋼桁架縱向出現彎曲，其次室內拼裝要保證桁架的起拱高度和焊縫的質量。對縫焊接后需在焊縫處背一塊鋼板，以增加焊縫處的強度。鋼桁架焊接后需對每一條焊縫進行探傷，確保焊縫質量合格。

2.2 吊點設計

大跨度鋼桁架的吊點選擇至關重要，合理的吊點設置可以使鋼桁架在吊裝時發生的變形最小。根據經驗，40m左右跨度的鋼桁架需要四個吊點，吊點的設計原則是兩端吊點位置設在距端頭0.2L（L為鋼桁架跨度）處，剩余兩個吊點按端頭兩個吊點之間的距離進行三等分。鋼桁架的吊點盡量設置在節點處。

遂寧世界華人財富會所報告廳鋼桁架的吊裝，其吊點的設計與經驗位置有所不同。以39.3m跨度的鋼桁架為例，它充分考慮了現場的實際條件及報告廳內兩側鋼構耳房的后續施工需要，兩個端頭的吊點并不在0.2L處，而是設在了距端頭0.8m處，其余的兩個吊點設置在距端頭13.95m處的鋼桁架節點處。

兩端吊點設計在端頭0.8m處是為了充分利用了現場的特殊條件（報告廳屋頂鋼網架屋面外圍有一個天溝通道，通道的寬度為2.2m。網架頂部距下弦有2.4m的空間，網架邊緣支座位于報告廳內圈的封口梁柱上。因此，可以利用這個條件在屋面的通道和報告廳內的封口梁之間設置兩個簡易支架用來懸掛電動葫蘆），這樣做的主要目的在搭設滿堂腳手架時為兩側耳房的鋼構施工留下工作面，同時電動葫蘆的鏈條不會和混凝土牛腿直接接觸發生摩擦。

鋼桁架中間兩個吊點設計在兩端各距端頭13.95m處，這樣做一是讓吊點盡量處在鋼桁架的節點處，二是讓吊點對稱且兩個吊點之間的距離不至于過大。

2.3 兩端吊裝設備安裝

2.3.1 起吊設備：起吊設備需根據所要吊裝的對象的重量及提升高度來選擇，并要留下足夠的安全余量。本工程最大的鋼桁架重量為4.7T，提升高度為16m，為了確保吊裝時的安全，四個吊點均采用的起重量為5T、25m加長鏈條、提升速度為0.9m/min的電動葫蘆作為起吊設備。

2.3.2 鋼桁架兩端吊點對應的電動葫蘆安裝方法：在屋頂天溝處，用200mm×100mm×5.5mm×8mm的H型鋼做電動葫蘆的起重梁。起重梁的兩個端頭，一端固定在天溝外側的混凝土結構梁上，另一端從現有的窗洞處穿入，經過設置的人字形支架后伸入報告廳內，其作為安裝電動葫蘆載體。人字形支架設置在頂標高為19.55m的內框封口梁上（梁為300mm×700mm），采用10mm厚鋼板和8#槽鋼焊接加工而成。人字形支架的頂面、兩腳采用10mm厚鍍鋅鋼板，兩腿采用8#槽鋼，鋼板與槽鋼之間進行焊接。支架腳部兩塊鋼板均通過4根M12化學螺栓錨固在混凝土梁上。人字支架的兩腿之間用8#槽鋼橫向拉結。起重梁通過人字形支座伸向報告廳內長度為1.0m。

2.4 中間吊裝設備安裝

2.4.1 鋼桁架中間兩個吊點對應的電動葫蘆的安裝方法：由于中間的兩個吊點對應的電動葫蘆不能夠設置在已有的鋼網架上，為了固定這兩個電動葫蘆，采取在鋼桁架的一側搭設滿堂腳手架，并且滿堂腳手架需要在固定吊點的兩側各2m范圍內進行立桿及橫桿的加密與加固。

2.4.2 電動葫蘆的安裝高度

鋼桁架中間兩個吊點設置距端頭13.95m處的節點上，為了將鋼桁架提升至牛腿（牛腿頂面標高16.0m）之上，懸掛電動葫蘆的高度至少應在20m（桁架高度3.2m+支座高度0.2m+牛腿頂高度16.0m+電動葫蘆高度0.6m=20m），考慮到電動葫蘆自身的大小及安全距離，電動葫蘆的懸掛安裝高度設置為22m。

2.4.3 滿堂架的搭設方法

滿堂腳手架立桿間距按1m×1m，水平桿步距按1.5m，雙向布置。在位于中間吊點兩側2m區域內，立桿按0.3m間距進行加密。遂寧世界華人財富會所報告廳平面呈橢圓形，10榀鋼桁架的位置平行于橢圓的短軸方向，鋼桁架的跨度由中間向兩邊遞減。受建筑結構的影響，鋼桁架的吊裝次序必須采取由兩邊向中間進行，即滿堂架的搭設也服從該規律。滿堂腳手架的搭設高度不但要考慮鋼桁架吊裝的需要，還要考慮鋼桁架吊裝后天面鋼結構轉換層的施工需要。因此，除中間兩個吊點兩側各2m范圍內腳手架搭設高度為22m外，其余部位的滿堂腳手架搭設高度為15m（鋼桁架吊裝就位后，其下弦底標高為16.2m）。為防止鋼桁架吊裝時發生橫向彎曲且與滿堂腳手架的橫向連接桿發生擦掛現象而影響滿堂腳手架的安全和穩定，在滿堂架外側靠近中間兩個吊點的部位和鋼桁架的中部位置設置三根垂直的φ110鋼管作為鋼桁架提升時的滑竿，鋼管的高度為16m。

2.5 鋼桁架翻身扶直

鋼桁架翻身扶直：桁架吊裝前需要將鋼桁架翻身扶直，桁架由平臥工況轉為豎起工況。鋼桁架翻身前，在桁架上弦設計的吊點處用鋼絲繩捆綁兩周，利用專用鎖具鎖牢，將電動葫蘆的吊鉤掛住鋼絲繩，確保掛鉤處安全。四個吊點均準備就緒后，在現場指揮統一調度下，四臺電動葫蘆同時開機，使鋼桁架在翻身扶直過程中，桁架繞下弦轉動，下弦不離開地面。當桁架轉動到直立狀態時，電動葫蘆停機，使用人工利用撬棍將桁架平移到牛腿的正下方。

2.6 試吊、正式起吊

2.6.1 鋼桁架吊裝之前需要對吊裝作業人員進行培訓及安全技術交底，明確指揮系統及其運行方式，確保吊裝過程中操作及電動葫蘆的起停協調一致。

2.6.2 為了解決鋼桁架吊裝到混凝土牛腿部位從側面向上就位的問題及吊裝過程中動態控制鋼桁架空中姿態，在鋼桁架的上、下弦適當位置系上6根纜風繩。鋼桁架的上弦兩端各系一根，控制這兩根纜風繩的人員站在屋頂室內封口梁外側，其余四根系在鋼桁架的下弦，左右兩側對稱布置，控制纜風繩的人員處在桁架的兩側根據需要進行施加適當的拉力以調整鋼桁架的姿態。

2.6.3 正式吊裝之前要再次細致檢查各個吊點、吊鉤、鋼絲繩、電動葫蘆等是否安全可靠，各人員是否已就位準備就緒，確認無問題后，在吊裝總指揮的統一指揮下先進行試吊。在試吊時，可以先將鋼桁架吊離地面以上大約50cm，電動葫蘆停機，觀察一下鋼桁架的懸空姿態，同時再次檢查起吊裝置及電動葫蘆。

2.6.4 人工動態控制桁架橫向彎曲措施：由于鋼桁架的跨度大，截面的高寬比大，橫向的抵抗矩小，桁架在提升時容易出現彎曲。桁架的彎曲可能出現兩種情況，一種是桁架中間頂向腳手架而兩端遠離腳手架，另一種是鋼桁架中間遠離腳手架而兩端靠近腳手架。針對第一種情況，滿堂架側面設置的φ110的滑竿起到了作用，鋼桁架在提升時，彎曲時鋼桁架沿著滑竿向上，為了不致彎曲過大，安排三個人用繩索套住鋼桁架，并且隨著桁架的上升而順著腳手架爬升。第二種情況可以通過纜風繩控制使其向第一種情況發展。

2.7 鋼桁架翻越牛腿就位：鋼桁架緩慢吊裝到上弦距牛腿高度大約1m時，牽引纜風繩的人員向鋼桁架外側共同用力拉動，根據實際情況控制拉力的大小，使鋼桁架翻越牛腿時盡量靠近牛腿但不能碰到牛腿。當鋼桁架下弦完全升至牛腿頂部時牽引纜風繩的人員停止使力，使鋼桁架在自重的作用下恢復到平衡位置，此時需控制電動葫蘆，采取停、放的斷續方式使鋼桁架落在牛腿上。桁架校正好位置后和支座進行連接。

2.8 桁架之間的連接固定：當吊裝完第一榀桁架后，其上設置的四個電動葫蘆不能馬上拆除。需按照相同的辦法吊裝相鄰的第二榀桁架，第二榀桁架吊裝就位固定后，和第一榀桁架進行水平及交叉系桿的連接，這樣可以確保桁架之間形成整體，增加其穩定性。兩榀桁架連接后，方可拆除第一榀桁架的四個電動葫蘆，用于相鄰的第三榀桁架的吊裝，依此類推，完成整個工程的鋼桁架吊裝。

3 安全措施：

3.1 吊裝作業人員必須持有特殊工種作業證。作業前進行安全技術交底，作業人員必須做到“四個明確”，即工作任務明確，作業方法明確，所吊裝設備重量明確及設備吊裝作業要求明確。

3.2各種吊裝作業前，應預先在吊裝現場設置安全警戒標志并設專人監護，非施工人員禁止入內。

3.3吊裝作業中，施工現場應有足夠的照明。

3.4吊裝作業人員必須佩帶安全帽，安全帽應符合GB-2811的規定，高處作業時必須遵守HG-23014的規定。

3.5吊裝作業前，應對起重吊裝設備、鋼絲繩、攬風繩、鏈條、吊鉤等各種機具進行檢查，必須保證安全可靠，不準帶病使用。

3.6吊裝作業時，必須分工明確、堅守崗位，并按GB-5082規定的聯絡信號，統一指揮。

3.7吊裝作業前必須對各種起重吊裝機械的運行部位、安全裝置以及吊具、索具進行詳細的安全檢查，吊裝設備的安全裝置要靈敏可靠。吊裝前必須試吊，確認無誤方可作業。

3.8懸吊重物下方嚴禁站人、通行和工作。

3.9 施工人員必須嚴格執行操作規程，精力集中，聽從指揮，統一行動。

4 結語

土法吊裝使用人力比重較大，多因地制宜，不使用或不依靠大型機械，效率低、風險高。土法吊裝看起來因陋就簡，用起來實用性很強。土法吊裝絕不是野蠻吊裝，也是講科學重經驗的實踐活動。

參考文獻：

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[2]鄭貴東，于海洋 大跨度混凝土折線屋架梁吊裝施工工法[J].科技信息

[3]唐葆華 大跨度單榀鋼桁架整體提升研究及應用[J].建筑施工，第32卷第8期

作者簡介

胡宗鋒（1978～ ），男，工程師。全國一級注冊建造師（建筑、市政），注冊造價工程師。2002年畢業于石家莊鐵道學院，主要從事施工管理工作。