大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝與卸載施工技術(shù)

張寶鵬

摘要：隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、資源整合的趨勢(shì)，特大型煤礦建設(shè)不斷增多，輸煤系統(tǒng)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)棧橋跨度設(shè)計(jì)將更大，如何快速優(yōu)質(zhì)地完成特大跨度鋼結(jié)構(gòu)的制作、拼裝、吊裝施工是煤炭施工企業(yè)必須解決的技術(shù)難題。本文以伊泰伊犁項(xiàng)目廠前區(qū)大門工程為例探討了大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝與卸載的主要施工技術(shù)，希望為相關(guān)工程實(shí)踐提供理論參考。

關(guān)鍵詞：大跨度鋼結(jié)構(gòu);吊裝與卸載;施工技術(shù)

一、項(xiàng)目概況

伊泰伊犁項(xiàng)目廠前區(qū)大門工程，該單位工程由觀光塔、連廊和兩個(gè)鋼桁架組成，鋼桁架中直桁架為單跨，跨度93m，弧形桁架為三跨，最大弧長(zhǎng)為60m;H、L軸線4.22m以上屬于混凝土勁鋼結(jié)構(gòu)，此工程的鋼結(jié)構(gòu)部分是分公司單跨跨度最大、單跨重量最重、形狀最復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)桁架，施工難度相當(dāng)大。

為解決此技術(shù)難題，中煤建筑安裝工程集團(tuán)有限公司新疆分公司成立了課題組，開展大跨度鋼結(jié)構(gòu)制作安裝與吊裝施工綜合技術(shù)研究，總結(jié)出大跨度鋼結(jié)構(gòu)制作安裝與吊裝施工方案，其關(guān)鍵技術(shù)包括針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架吊裝點(diǎn)的確定、針對(duì)多臺(tái)大型吊車之間的吊裝配合技術(shù)、針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架的分片劃分技術(shù)、針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架臨時(shí)支撐卸載技術(shù)，該施工方案科學(xué)合理，工藝先進(jìn)，安全可靠，特別適用于超大型鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝工程。

二、主要施工技術(shù)特點(diǎn)

（一）對(duì)特大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架進(jìn)行分片劃分。由于鋼結(jié)構(gòu)桁架跨度太大，吊車不能直接吊裝至設(shè)計(jì)位置。所以根據(jù)桁架的受力情況和吊裝實(shí)際需要，將大跨的鋼桁架進(jìn)行分片，便于吊裝施工。

（二）兩臺(tái)大型吊車之間的協(xié)作吊裝。一臺(tái)大型吊車不能滿足吊裝要求，采用兩臺(tái)大型吊車之間的協(xié)同進(jìn)行吊裝，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定兩臺(tái)吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝時(shí)每臺(tái)吊車的站位，每一臺(tái)吊車起吊的速度、高度和工作半徑，以及在每臺(tái)吊車的特定工況下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或者其他協(xié)同操作，以滿足吊裝要求。

（三）采用臨時(shí)支撐卸載技術(shù)。如此跨度、重型的桁架結(jié)構(gòu)，支撐反力與各支撐點(diǎn)的卸載變形量，均有較大的差異，要實(shí)現(xiàn)支撐點(diǎn)的支撐整體同步卸載，卸載設(shè)備、技術(shù)、隊(duì)伍難度比較大，通過(guò)同設(shè)計(jì)單位的溝通和計(jì)算，確立了“分階段整體分級(jí)同步卸載”的臨時(shí)支撐卸載方法，保證卸載順利實(shí)施。

三、施工技術(shù)原理

鋼結(jié)構(gòu)桁架分段分片吊裝施工原理就是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)在地面上進(jìn)行拼裝組裝，組裝完成后，對(duì)鋼桁架分成幾榀吊裝后空中連接成一個(gè)整體。由于鋼桁架跨度大，在鋼桁架下設(shè)置臨時(shí)支撐，在拼裝和吊裝過(guò)程中計(jì)算選擇吊裝點(diǎn)以及起吊過(guò)程控制、吊車之間的配合，吊裝完成之后再行安裝鋼桁架上的后續(xù)構(gòu)件，檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行整體卸載，將鋼桁架從支撐受力狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換到自由受力狀態(tài)。

四、施工工藝流程與操作要點(diǎn)

（一）施工工藝流程

1、施工準(zhǔn)備

①鋼桁架吊裝前，主體結(jié)構(gòu)按吊裝方案分段組裝，并且檢驗(yàn)合格。鋼結(jié)構(gòu)安裝的預(yù)埋、預(yù)留檢查，重點(diǎn)檢查的有：定位軸線間距，基礎(chǔ)預(yù)埋件標(biāo)高和地腳螺栓的位置是否滿足安裝要求，臨時(shí)支撐是否安裝到位。

②吊裝前，修運(yùn)輸及吊裝道路。吊裝道路沿南北走向通長(zhǎng)鋪設(shè)，保證道路平整堅(jiān)實(shí)。有施工場(chǎng)地，能夠保證100T汽車吊進(jìn)出和停車回旋余地。吊車所行走的路線和支撐的位置必須壓實(shí)平整好，以確保吊裝的順利進(jìn)行。吊車吊裝工作范圍內(nèi)的障礙物必須預(yù)先清除。

③搭設(shè)護(hù)欄、操作平臺(tái)、制作吊籃。桁架頂安裝焊接時(shí)人坐在吊籃內(nèi)用吊車送至柱頂。護(hù)欄搭設(shè)、吊籃制作應(yīng)牢固合理、安全，外側(cè)均應(yīng)懸掛安全網(wǎng);吊車吊吊籃時(shí)應(yīng)掛有安全繩。

④吊裝施工時(shí)使用的鋼絲繩、索具、道木等應(yīng)準(zhǔn)備齊全，并達(dá)到施工使用要求。

⑤吊裝前，安裝施工人員須根據(jù)施工圖紙對(duì)鋼桁架、臨時(shí)支撐及基礎(chǔ)預(yù)埋件的位置及基礎(chǔ)間距，相對(duì)尺寸及平面進(jìn)行校核、處理。使其符合安裝要求。

2、現(xiàn)場(chǎng)組裝

鋼桁架分成片進(jìn)行地面組裝，組裝時(shí)按照提供好的場(chǎng)地整平標(biāo)高后進(jìn)行拼裝，組裝完成后對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的情況按照驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行逐一檢查，防止節(jié)點(diǎn)連接不牢靠。

3、臨時(shí)支撐設(shè)置

①臨時(shí)支撐地面選擇在平整場(chǎng)地上，并提前對(duì)支撐位置地面進(jìn)行夯實(shí)處理，再澆筑1m寬1m高比鋼桁架寬度方向長(zhǎng)2m的C30混凝土支墩，支墩內(nèi)上、中、下配置三層螺紋鋼22間距300的鋼筋。混凝土支墩頂面預(yù)留1000*1000*20鋼板，臨時(shí)支撐螺紋管與鋼板焊接連接。

②臨時(shí)支撐點(diǎn)的選擇是和設(shè)計(jì)人員對(duì)鋼桁架的結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行分析、鋼桁架的吊裝就位過(guò)程、以及就位以后的受力狀況進(jìn)行分析研究確定鋼桁架的臨時(shí)支撐節(jié)點(diǎn)位置。

③臨時(shí)支撐材料選擇：臨時(shí)支撐采用螺紋管630*10，連接用H300型鋼，支撐用H100X100型鋼，臨時(shí)支撐各項(xiàng)驗(yàn)算由PK11軟件進(jìn)行驗(yàn)算。

4、吊裝

①吊裝工藝

鋼桁架拼裝→吊車就位→按設(shè)計(jì)計(jì)算核實(shí)后提供的吊點(diǎn)→捆綁起吊鋼絲繩（設(shè)置支托，鋼絲繩接觸部位墊木方）→確認(rèn)吊點(diǎn)牢固→鋼桁架吊離地面200mm→鋼桁架角部拴麻繩→檢查→調(diào)整吊車回轉(zhuǎn)半徑→緩慢起吊回轉(zhuǎn)→吊裝就位→設(shè)置安全臨時(shí)支撐點(diǎn)→卸載→松鉤。

②吊車進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)作業(yè)人員的上崗證以及吊車的檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行檢查并報(bào)驗(yàn)。并對(duì)吊繩及卸扣進(jìn)行檢查。吊車按照之前撒出的站位中心線進(jìn)行站位，保證吊裝施工作業(yè)安全順利進(jìn)行。

③在起吊過(guò)程中必須穩(wěn)步進(jìn)行，經(jīng)檢查連接牢固后，起重機(jī)慢慢提起，觀察吊索、構(gòu)件平衡程度。鋼桁架提離地面200mm時(shí)，停止提升，派專人觀察繩索、吊車支腿、大臂、鋼桁架變形和吊點(diǎn)情況等各處受力情況，鋼桁架上增加活荷載（8名人員），再觀察5分鐘，確認(rèn)無(wú)誤后，鋼桁架上的活荷載（8人）放置到地面安全位置后，開始進(jìn)行就位吊裝。每一榀都進(jìn)行這樣的試吊過(guò)程。吊車?yán)^續(xù)提升，提升高度達(dá)到吊裝高度時(shí)，起重機(jī)緩緩下落就位，同時(shí)兩根溜繩分別在南、北方向拉緊，防止構(gòu)件與起重機(jī)大臂相互碰撞，鋼桁架支座就位后設(shè)置安全臨時(shí)支撐點(diǎn)，固定支撐點(diǎn)進(jìn)行牢固焊接然后緩慢松鉤。

5、卸載與臨時(shí)支撐拆除

吊裝到位以后，臨時(shí)支撐采用下端固定，上端找平，在每一個(gè)臨時(shí)支撐點(diǎn)上端采用50噸千斤頂進(jìn)行卸載控制，鋼桁架固定以后，進(jìn)行拆除臨時(shí)支撐時(shí)，需要將臨時(shí)支撐上端的千斤頂同步緩慢卸載，避免速度太快使鋼桁架臨時(shí)支撐點(diǎn)附近桿件突然受力而損壞，每次卸載高度20mm，靜置2日，觀察鋼桁架無(wú)異常情況出現(xiàn)后，方可進(jìn)行下一次的整體卸載，卸載總共進(jìn)行5次，當(dāng)逐步卸載到鋼桁架臨時(shí)支撐處變形不再出現(xiàn)變化時(shí)，靜置5日后，沒(méi)有其他情況出現(xiàn)，再將支撐完全拆除。

吊裝前，設(shè)置鋼桁架臨時(shí)支撐要根據(jù)設(shè)計(jì)撓度值進(jìn)行測(cè)算，在節(jié)點(diǎn)部位的臨時(shí)支撐，其高度要經(jīng)過(guò)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算確定，計(jì)算原則是保證鋼桁架臨時(shí)支撐拆除后，撓度值滿足要求。

五、質(zhì)量與控制

（一） 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及安裝要求，將構(gòu)件吊裝搬運(yùn)到合適位置。

（二） 吊裝鎖具應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)檢查，并做好檢查記錄。

（三）吊裝前應(yīng)對(duì)設(shè)置好的全部吊裝索具按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定的要求進(jìn)行全面維修檢查。

（四） 在施工中，如需吊裝索具代用，必須經(jīng)過(guò)研究并征得有關(guān)人員同意后方可使用，并做好記錄。

（五） 吊裝前應(yīng)檢查捆綁是否平穩(wěn)、牢固，不得在吊裝物上懸掛零星物件。吊裝物起吊平移時(shí)，其底部與所跨越的障礙物之間應(yīng)有30cm以上的凈空。吊裝物起吊就位放穩(wěn)后，未經(jīng)指揮人員同意不得松鉤。為防止吊裝過(guò)程中起吊物擺動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或碰撞其他構(gòu)件、建筑物，在吊裝物兩端底部橫梁桿件上捆綁Ф≥20mm棕繩做為溜繩。

（六） 使用的吊裝繩索應(yīng)受力均勻、無(wú)斷絲、扭結(jié)、彎折、壓扁、磨損、腐蝕或電弧作用引起的損壞等現(xiàn)象。

（七） 鋼絲繩在使用過(guò)程中，不得與設(shè)備、構(gòu)件、建筑物的棱角直接接觸，如接觸必須墊襯半圓管。

（八）吊裝時(shí)由執(zhí)行指揮發(fā)布指揮信號(hào)，信號(hào)應(yīng)清楚。發(fā)布信號(hào)和傳遞信號(hào)要統(tǒng)一、清晰、準(zhǔn)確及時(shí)。

六、節(jié)能環(huán)保措施

（一）貫徹執(zhí)行國(guó)家、當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)環(huán)境保護(hù)的方針、政策、法規(guī)，對(duì)全體施工人員進(jìn)行環(huán)保教育，提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

（二）在施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對(duì)施工垃圾，生活垃圾，生產(chǎn)生活廢水的控制，加強(qiáng)對(duì)燃油，材料，設(shè)備的管理，遵守有關(guān)防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門簽訂廢棄物處理的協(xié)議，妥善處置好危險(xiǎn)廢棄物。

（三）將施工場(chǎng)地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置臨時(shí)設(shè)施，做到標(biāo)牌清楚，齊全，各種標(biāo)志醒目，施工場(chǎng)地整潔文明。

（四）防止各種焊接廢渣及鋼材邊角料堆積，做到即有即清。

七、結(jié)語(yǔ)：

以伊泰伊犁能源廠前區(qū)大門工程為例，本施工方案的成功應(yīng)用，確保了該工程工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。施工過(guò)程中的安全、質(zhì)量、進(jìn)度的效果，均能滿足施工要求，達(dá)到了安全快捷施工的效果，得到了建設(shè)單位、監(jiān)理單位及各方的認(rèn)可。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

在保證工程質(zhì)量和施工速度的情況下，采用該技術(shù)，可大副的降低周轉(zhuǎn)材料和零星機(jī)械以及人工費(fèi)用的投入。

參考文獻(xiàn)：

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