淺談不等跨連續鋼梁偏心吊裝技術

王坤

摘 要：文章結合南京地鐵5號線某停車場項目運用庫鋼梁吊裝施工實例，闡述了偏心法吊裝技術在大跨度不等跨連續鋼梁安裝中的應用，為后續類似車輛段、停車場等場站工程中實際應用提供借鑒意義。

關鍵詞：大跨度不等跨;鋼梁; 偏心法施工吊裝

1、工程概況

南京地鐵某停車場運用庫建筑面積約為16899.4㎡。縱橫向長度為316.4mx53.6m，總高度為10.55m（室外地坪至女兒墻頂）。主跨采用鋼筋混凝土排架柱，鋼梁及輕型板，主體結構基礎選用600mm鉆孔灌注樁基礎;檢查坑、整體道床以及檢修平臺的獨立基礎下采用換填砂夾石進行地基處理。

運用庫主跨屋面結構采用鋼梁及輕型板，此部分總重量約988t，其主鋼梁等主要構件采用Q345B焊接變截面H型鋼， 共由A～E和E～F兩跨組成，其中A～E軸跨度為21.0m;E～F軸跨度為31.8m。此兩跨鋼梁由5段變截面H型鋼梁拼裝構成，在E軸處為左右連體成一段形成連續鋼梁，屬于大跨度、不等跨的H型鋼拼接連續梁。代表性大跨度、不等跨鋼梁具體參數如下：

吊裝場地：根據地質報告及結構基礎設計圖，吊裝場地為回填素土，厚度約1m～2m，下臥層為粉質黏土，承載力為180kPa。

2、吊裝工藝選擇與確認

2.1常規H型鋼吊裝工藝

由于建筑造型和結構形式的不同，施工現場條件的千差萬別，所以每一種吊裝方法都有各自的支持條件。常規的鋼梁吊裝方法有：分條分塊安裝法、結構滑移法、支撐架滑移法、整體吊裝法、整體提升法等。

2.2變截面H型鋼吊裝工藝確認

2.2.1吊裝方案選擇

根據以上所列本工程特點，從吊裝方案選擇應從適用性、可靠性、經濟性三個方面分析，既不能采用需鋪設滑移軌道的結構滑移法、支撐架滑移法。既無法采用整體吊裝法、整體提升法等。原因是整體吊裝法、整體提升法對投入設備的要求高，一般需大型吊裝設備配合少量小型吊機進行輔助吊裝，占用場地大，效率低且費用高，且整體吊裝對大跨度長細比大的鋼梁，不易控制鋼梁變形，對安裝精度誤差較大。

2.2.2吊裝工藝選擇

根據分條分塊安裝方案，對不等跨連續鋼梁進行技術分塊，分塊后的鋼梁，由大偏心構件變化成為小偏心構件，且重量小，穩定性高，吊裝方便，設備選型種類豐富，故可以采用分條分塊法對不等跨連續鋼梁進行偏心吊裝。

2.3偏心吊裝施工要點

（1）按不等跨連續鋼梁分塊、吊裝方案進行設計

（2） 需對吊裝場地進行驗算和平整，以滿足吊裝設備和工藝的要求。

（3）需對吊裝過程中的構件保護進行設計。

3變截面H型鋼吊裝施工要點

3.1 H型鋼分塊情況及吊點布置

3.1.1對不等跨連續鋼梁分塊

本工程的鋼梁形狀不規則，為變截面H型鋼梁，鋼架軸線間跨度分別為：31.8m和21.0m，截面形式及最大單梁重量，表中所述各梁均屬于高截面、較大跨度的門式桁架結構。單榀最不利荷載長31.8m，最大重量10.745噸。

既保證吊裝設備的選型經濟性，又要兼顧吊裝過程的安全性、吊點的可靠性及中間落架時鋼梁穩定性等3個方面，需對不等跨連續鋼梁進行合理分塊。

3.1.2對吊點設置布置

主吊點的設置需考慮主吊吊重的分布，需要確定重心在立體空間的準確位置，而不僅僅是某一方向上的坐標位置，但長度過大，剛性不足，位置了大型偏心物件的吊裝要根據現場的實際情況來選擇合理的吊點位置和調整方法。對型鋼結構的吊裝來說，一般情況下先根據結構特點選擇吊點位置及數量，本工程的鋼梁主吊點經過計算確定其重心位置，再根據吊點和重心的空間位置通過計算確定吊索的長度。最終本工程采用雙吊點起吊，吊點位置根據現場實際情況調整后，如圖2所示。鋼絲繩與鋼梁保持約60°夾角。

3.2? 吊裝設備及吊塊場地承載力驗算

（1）根據分塊后A、B塊最大重量為10t，最大吊裝作業半徑為8米。經計算選用1臺QY50C 50T汽車吊及1臺QY25C 25T汽車吊來吊裝鋼結構大梁。

（2）由于汽車吊需站位在場內的回填土上或便道上進行吊裝作業，考慮到汽車吊自重很大，吊裝過程中轉位時相應的輪軸荷載也很大，汽車吊就位后，汽車吊的自重就轉移到4個支腿上，相應支腿下集中力很大，在吊裝時主臂回轉過程中，也經常會出現4個支腿受力不均的現象，甚至出現3個支腿受力的最不利情況，此時某個支腿受到的集中力可達到4支腿平均集中力的1.5倍以上。為保證吊裝順利進行，防止在吊裝時發生支腿處地面沉陷引起吊機側翻等事故，需驗算安裝過程中安裝設備作業時對地基承載力的大小。

本工程施工場內，汽車吊行走及打腳位置回填土為建筑破碎砼道渣土及原有施工用便道，地基承載力至少能達到0.6MPa。 QY50C 50T汽車吊及1臺QY25C 25T汽車吊在吊裝作業時，荷載組合按動載考慮，即恒載系數取1.2，動載系數取1.4，經計算其接地比壓為0.1MPa，達到安全要求。

4、吊裝施工

4.1 起吊前對構件的保護

由于偏心吊裝時，不采用焊接吊耳鋼，采用鋼絲繩綁扎構件，會出現部分區域應力集中大小超過構件本身強度，故對構件及鋼絲繩進行保護：

（1）、在構件四角做包角（用半圓鋼管內夾角鋼）以防止鋼絲繩刻斷。

（2）、在綁扎點處為防止H形鋼梁局部擠壓破壞，增加臨時加強脛板.

4.2吊裝施工順序

鋼梁的特點是跨度大（即構件長）側向剛度很小，為了確保質量、安全、提高生產效率，減少勞動強度，根據現場條件和起重設備能力，最大限度地擴大地面拼裝工作量，將地面組裝好的鋼梁吊起就位，并與柱連接。

（1）在A～E軸在地面拼接好的三段一榀主鋼梁起吊安裝，依次吊裝鋼梁安裝完畢;

（2）在F～E軸將在地面上拼接完畢的二段一榀主鋼梁起吊安裝，依次吊裝，在空中與安裝完畢懸挑的A～E軸鋼梁，用高強螺栓對接，直至安裝完畢;

4.5 偏心吊裝過程

第一步：鋼構件地面拼裝成單榀鋼架，地面起吊;吊裝前應事先確定吊點，并進行試吊，原地起吊30～50cm，吊裝前鋼梁兩端用麻繩穩定，并隨鋼梁起吊至砼柱頂;

第二步：汽車吊吊起鋼梁后升至混凝土柱上方20～30cm后，通過溜繩牽拉，使鋼梁緩慢旋轉，到達安裝位置上方后緩慢下放，使屋架端部中心線與柱頭中心軸線對準;調整鋼梁位置，使之與柱頂預埋螺栓就位;

第三步：將鋼梁緩慢下放、就位，緊固螺栓，使鋼梁與混凝土柱連成一體。應在將鋼梁上部安裝鋼板與抗風柱預埋件用安裝螺栓固定，形成穩定體系后方可卸鉤。

第四步：高強螺栓完成空中鋼梁對接：，鋼梁起吊就位后，兩塊安裝鋼板先用鋼釬使螺栓孔對準備;再用不少于1/4數量的安裝螺栓完成安裝鋼板的臨時固定;調整使螺栓孔完全對齊，其余螺栓孔用高強螺栓半擰固定;利用高強螺栓替換臨時安裝螺栓半擰固定;從中間向四周完成高強螺栓終擰。

第五步：觀察周圍狀況，確保安全情況下，松吊鉤，進行下一輪鋼梁吊裝。

5、結語

該工程共吊裝24軸不等跨連續鋼梁，共計144個變截面H型鋼。根據分塊后偏心吊裝方法，按時保質完成了安裝任務，所有對接拼裝無一例重吊或重裝情況，檢測合格率為100%，經測量結構變形均處于設計要求范圍內。

不等跨變截面連續鋼梁，吊裝方案選形需因時因地，并根據既有結構靈活選擇，隨著社會的不斷發展，工程建設行業也在不斷壯大，各種各樣的施工難題不斷涌現，這就需要我們的建設者開動腦筋，不斷開發出新技術新方法，從而提高施工效率，取得 經濟效益，更大程度地保障施工的安全與質量。

參考文獻：

[1]JGJ 276-2012《建筑施工起重吊裝工程安全技術規范》【s】。

[2]《江正榮.建筑施工工程師手冊：第二版[M].北京：中國建筑工業出版社，2002.。