吊裝與卸載施工技術
——以福建省大學生體育場東西看臺鋼屋蓋為例

康勝利

(福州地區大學新校區后勤服務管理中心，福建 福州 350108)

1 工程概況

本工程為福建省大學生體育場東西看臺鋼結構工程。東看臺鋼結構鋼管桁架結構體系由徑向布置的12 榀懸挑桁架、環向布置的3 道水平桁架、徑向桁架端部鑄鋼件及斜拉桿共同組成。東看臺屋蓋結構端部鑄鋼支座、斜拉桿與下部型鋼混凝土樁連接。整個桁架最大懸挑長度為20.1m，最大仰角24.51°。西看臺屋蓋結構由內外2 道拱形桁架、沿徑向布置的12 榀直線形桁架組成的空間鋼管桁架結構體系，整個屋蓋結構由位于看臺外緣的8 個型鋼混凝土柱及看臺兩端的鋼筋混凝土墩臺支撐，理論計算跨度246m，結構最大高度41.8m。結構桁架構件材質為：管徑大于φ406mm 桿件采用Q345B 直焊縫埋弧焊鋼管制成；管徑小于φ168mm 桿件采用Q235B 高頻焊和無縫鋼管制成；管徑介于兩者之間的桿件采用Q345B 高頻焊鋼管制成，經測算，本工程總用鋼量約1894t。

2 支撐胎架設計

由于鋼結構鋼材用量大、體積大，吊裝過程中可能引起鋼構件結構變形，采用構件預制加工、支撐胎架拼裝后吊裝施工方案。東看臺搭設臨時支撐胎架，胎架立柱采用H340*250*9*14 型鋼制作，水平及斜支撐采用L110*10 角鋼，支撐截面尺寸340mm*3000mm，桁架主弦桿在空間存在一定的弧度，且上下弦桿截面矢高大，不便于支撐胎架的設置和受力的平衡，考慮在桁架下弦桿底部設置臨時固接節點，將桁架下弦桿與支撐胎架臨時固定，在結構卸載施工完成后切除，為保證支撐胎架的穩定，沿桁架軸線方向在靠近胎架頂部位置拉設攬風繩。西看臺屋蓋結構施工前，先沿中路徑向桁架端部布置方型格構式支撐，支撐立柱采用H340*250*9*14 型鋼，水平及斜支撐為L110*10 角鋼，支撐截面尺寸3000mm*3000mm，在支撐頂部與徑向桁架下弦桿相連部位設置臨時支座，為保證臨時支撐的穩定在支撐的4 個方向每隔9m 拉設攬風繩，確保屋蓋結構穩固。

3 支撐胎架吊裝與卸載施工工藝

3.1 準備工作

臨時支撐胎架采用場內主吊機吊裝方式安裝。為確保支撐胎架安裝位置符合工程設計要求，避免因支撐胎架安裝位置不當為影響屋蓋鋼結構拼裝精確度，搭設臨時胎架前，應先根據工程設計圖紙測設支撐胎架安裝位置和預埋件安裝位置，并在主體混凝土結構中預埋焊接鋼板和轉換梁支座，為支撐胎架提供良好支撐。在支撐胎架驗收并安裝就位后，為增強支撐胎架抵抗側向風載荷的能力，在支撐胎架頂部、中部和底部分四個方向拉設φ15mm 側向穩定風繩。在支撐胎架安裝、加固過程中，應加強對垂直度、軸線偏移和頂點標高的測量，地面錨固位移誤差應小于3mm，頂點標高誤差應控制在20mm 以內，垂直度整體誤差應小于10mm。此外，為增強支撐胎架穩定性和整體性，在支撐胎架之間拉設橫向支撐和連續斜支撐，降低鋼結構拼裝、吊裝和卸載對支撐胎架穩定性的影響。

3.2 構件吊裝單元劃分

在支撐胎架安裝完成后，將桁架按安裝位置、長度和吊裝重量進行劃分，單個構件吊裝長最大吊裝度最大不超過20.0m，并根據構件重量合理選擇吊裝機械。本工程中，東看臺最大吊裝重量為24.81t，最大構件長度為20.2m；西部看臺鋼結構最大吊裝重量為56.13t。根據鋼結構重量和拼裝順序，東看臺選用1 臺SC15000型150t 履帶吊和1 臺KH300-2 型80t 履帶吊；西看臺采用1 臺150t 履帶吊和1 臺300t 履帶吊進行吊裝施工。

3.3 吊機分工及布置

根據屋蓋鋼結構拼裝順序，東看臺150t 履帶吊負責懸挑桁架吊裝，80t 履帶吊負責三道環向桁架的吊裝；西看臺采用150t 履帶吊和300t 履帶吊抬吊施工方式。

3.4 吊點設置與吊具選用

本工程中，為確保鋼結構吊裝安全，根據吊裝構件重量、長度和安裝標高合理選擇吊點和吊具。150t 履帶吊吊具選用1570MPa 6*37+1 直徑Φ32mm 鋼絲繩，最小吊裝角度為45°，最大起吊荷載為28.4t；80t 履帶吊選用1570MPa 6*37+1 直徑Φ20mm 鋼絲繩，最大起吊荷載為11.2t；300t 履帶吊選用1570MPa（6*37+1）直徑Φ40mm 鋼絲繩，最小吊裝角度為45°，最大起吊荷載為43.8t。本工程中，所有的構件吊裝均采用四點吊裝法，考慮到桁架均為圓管，故采用捆綁式吊裝，不需另設吊耳，只需設置構件和鋼絲繩的保護措施（如橡膠墊）即可，防止造成桁架損傷。

3.5 吊機就位與提升

待看臺管桁架拼裝完成，且土建主體結構強度達到設計強度要求后即可進行吊裝。吊裝順序為：桁架—馬道—再檁條—金屬屋面。吊裝施工在支撐胎架基礎上實施。東看臺桁架的吊裝由中間向兩端對稱吊裝施工，環向次桁架的吊裝隨徑向桁架吊裝同步進行，環向桁架的補檔由外向內進行，兩相鄰徑向桁架吊裝完成后形成補檔空間，采用兩臺吊機對稱補檔施工。西看臺鋼結構端部拱形桁架采用300t 和150t 履帶吊抬吊施工方式，抬吊施工先外拱再內拱，桁架吊裝施工由中間向兩端對稱進行，先徑向桁架吊裝再拱形桁架補檔，然后進行端部2 榀徑向桁架的補檔施工。

3.6 結構卸載

屋蓋主體構件安裝完畢后，結構準備卸載，卸載分級大小應根據結構計算和工況分析結構進行，以變形量控制分級大小、以支撐胎架的內力變化控制卸載過程，保證卸載時支撐胎架的受力不會產生過大的變化，同時保證結構體系的桿件內力不超出規定的容許應力，避免支撐胎架的內力或結構體系的桿件內力過大而出現破壞現象。卸載后屋面結構完成變形，結構體系穩步成型。本工程中，東看臺屋蓋鋼結構采用50t 液壓千斤頂卸載，每個卸載點布置2 臺50t 液壓千斤頂，液壓千斤頂由油泵控制，每臺油泵控制2 臺千斤頂，東看臺共設置12 個卸載點。卸載時，先拆除支撐胎架頂部定位卡板螺絲，并將卸載點千斤頂頂起，使結構過渡支撐短柱與結構分離，并鎖緊千斤頂旋轉開關，取下過渡短柱，更換為限位短柱，并配套安裝鋼墊板，鋼結構與限位短柱上鋼板間隙為15mm。待限位短柱安裝完成后，即可松開千斤頂，使鋼結構下降到鋼墊片上，然后，將定位卡板螺栓擰緊，即可完成節點第一次卸載。依次卸載全部節點后，對各節點進行二次卸載補差，將屋蓋鋼結構與鋼墊片間距調整為20mm，直至全部節點脫離支撐胎架，完成整個卸載過程。

4 結語

在大型場館建設中，大型懸挑結構應用日益廣泛，施工單位應結合工程特點，精心組織，合理設計吊裝與卸載方案，在保障施工安全的前提下，對施工關鍵工序進行控制，確保吊裝與卸載施工順利完成。本工程中，經精確計算吊機、吊具荷載性能，優化設計支撐胎架，東西看臺屋蓋鋼結構一次順利安裝到位，安裝精度符合工程設計要求，取得了良好的實踐成果，為同類工程施工積累了寶貴的施工經驗。