大跨度型鋼梁分段起吊及滑移安裝施工技術(shù)

黃利輝

【摘 要】文章詳細(xì)介紹了大跨度型鋼混凝土梁的型鋼梁吊裝方案的可行性及吊裝方案的選定，通過對大跨度型鋼梁采用分段制作、分段吊裝、分段水平滑移就位安裝的施工工藝，減輕了吊物重量，解決了施工現(xiàn)場吊裝設(shè)備起重量和吊幅不足的吊裝難題，該施工工藝不受施工現(xiàn)場地形限制和結(jié)構(gòu)的影響，降低了安裝難度。

【關(guān)鍵詞】型鋼梁;分段吊裝;水平滑移

【中圖分類號】TU758.15 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）01-0081-04

1 工程概況

文昌會務(wù)中心建筑總長度為100.24 m，總寬度為45.24 m，使用功能為接待會議，總建筑面積為26 486 m2;樁基礎(chǔ)，地下一層，層高5.4 m，建筑面積為8 796.1 m2;地上4層，一層夾層層高3.6 m，一層層高7.2 m，二層夾層層高3.6 m，二層層高7.2 m，三層層高3.9 m，四層層高3.9 m，建筑面積為17 689.8 m2，建筑高度為23.7 m;軸～軸×{6}軸、{9}軸及{12}軸二層型鋼混凝土梁XGKL4、XGKL5及XGKL6，梁截面尺寸為600 mm×2 000 mm，梁跨度為27.60 m，層高11.70 m，樓板厚度為120 mm。

2 型鋼梁吊裝方案的確定

（1）型鋼梁長27 m，梁高1.36 m，型鋼梁總重量為9 228 kg，將鋼梁分為3段加工制作好并運(yùn)至施工現(xiàn)場，每段型鋼梁長9 m，重量為3 076 kg。

（2）采用現(xiàn)場塔吊分別把每段型鋼梁吊至作業(yè)面上的支承架，再利用導(dǎo)軌和電動(dòng)葫蘆將其水平滑移至設(shè)計(jì)位置。

（3）將每段型鋼梁進(jìn)行調(diào)整校正后，采用高強(qiáng)螺栓連接固定，將型鋼梁與型鋼柱連接成整體。

（4）塔吊吊裝驗(yàn)算。①現(xiàn)場塔吊安裝在{9}軸線上，距離建筑物3 m，距離{6}軸線及{12}軸線水平距離為25 m，每段型鋼梁吊裝就位時(shí)，吊點(diǎn)與建筑物邊緣水平距離為5 m，吊點(diǎn)與塔吊的水平距離即吊裝幅度為lF=[252+（3+5）2]1/2=26.25 m。②現(xiàn)場塔吊為中聯(lián)55 m臂長塔機(jī)，吊裝幅度為27 m時(shí)，最大起重量為5.0 t，大于每段型鋼梁重量，滿足要求。

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

型鋼梁分段設(shè)計(jì)、制作→模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)及搭設(shè)→型鋼梁支承架設(shè)計(jì)及安裝→型鋼梁分段吊裝及水平滑移就位→型鋼梁調(diào)整、校正及拼接→型鋼梁兩端與結(jié)構(gòu)柱連接→拆除型鋼梁支承架。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 型鋼梁分段制作

按塔吊起重量對型鋼梁進(jìn)行分段，并考慮分段處的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和連接作法，再對分段后的型鋼梁進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，并預(yù)留滑移、穿鋼絲繩孔洞或拉環(huán)，最后將分段制作好的型鋼梁按安裝順序進(jìn)行編號，并運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場堆放。

3.2.2 型鋼梁支撐架系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝

3.2.2.1 型鋼梁支撐架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

支承架系統(tǒng)與模板支撐系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行搭設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)除了要滿足模板支撐要求外，還要滿足型鋼梁自重和施工荷載的要求。

3.2.2.2 模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)及搭設(shè)

（1）模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)。型鋼混凝土梁XGKL3、XGKL4、XGKL5及XGKL6，梁施工集中線荷載q=46.9 kN/m>20.0 kN/m，模板搭設(shè)跨度L=27.60 m>18 m，模板搭設(shè)高度H=11.70 m>8 m。根據(jù)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于實(shí)施〈危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定〉有關(guān)問題的通知》中的規(guī)定，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，按照高大模板工程設(shè)計(jì)和施工[1]。

（2）模板支撐系統(tǒng)搭設(shè)。①型鋼混凝土梁與梁兩側(cè)樓板同為一個(gè)模板支撐系統(tǒng)，模板采用18 mm木膠合板，小梁采用50 mm×80 mm方木，主梁及立桿、水平桿、剪刀撐等支撐系統(tǒng)采用φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，立桿頂部頂托承重。②立桿：樓板縱、橫兩向立桿間距為1 000 mm，梁底立桿沿梁跨度方向間距為500 mm，梁兩側(cè)立桿間距為1 000 mm，梁底增加2排立桿，立桿頂托內(nèi)鋼管主梁為1根，梁底增加立桿布置方式按梁兩側(cè)立桿間距均分。梁底鋼管主梁與梁兩側(cè)立桿連接采用雙扣件承重。梁底支撐小梁間距為@200 mm。③掃地桿、封頂桿：在距離地面200 mm的位置應(yīng)設(shè)置縱、橫兩向掃地桿，在距離樓板底500 mm的位置應(yīng)設(shè)置縱、橫兩向封頂桿。掃地桿、封頂桿縱橫兩向均不應(yīng)缺桿。④水平桿：從掃地桿起1 500 mm處設(shè)置第一道縱橫向水平桿，往上每間距1 500 mm設(shè)置一道，直至框架梁底或板底為止[2]。⑤豎直剪刀撐：支架周邊應(yīng)設(shè)置豎直剪刀撐，除支架周邊剪刀撐外，支架內(nèi)部應(yīng)分別設(shè)置縱、橫兩向豎直剪刀撐，間距為沿支架縱向每≤4.0 m設(shè)一道，沿支架橫向每≤4.0 m設(shè)一道;截面高度≥1 200 mm的梁，在其底模兩側(cè)并支承梁的立桿上沿梁長方向全高全長各設(shè)置一道豎直剪刀撐。每道豎直剪刀撐應(yīng)全高全長全立面設(shè)置[3]。⑥水平剪刀撐：封頂桿、掃地桿位置各設(shè)一道水平剪刀撐;層高H=11.70 m>10 m的支架，封頂桿往下的危險(xiǎn)區(qū)域HD再設(shè)2道加密水平剪刀撐，間距均為h，即支架頂部設(shè)置3道加密的水平剪刀撐;危險(xiǎn)區(qū)域HD以下每≤4.5 m設(shè)一道;每道水平剪刀撐均為全平面設(shè)置。⑦抱柱裝置：緊貼梁底設(shè)一道抱柱裝置;在危險(xiǎn)區(qū)域HD范圍以內(nèi)沿柱高，每步水平桿均設(shè)置抱柱裝置[2];在危險(xiǎn)區(qū)域HD范圍以外沿柱高，每≤4.0 m設(shè)一道抱柱裝置。型鋼混凝土梁模板支撐系統(tǒng)立面圖、剖面圖如圖1、圖2所示。

3.2.2.3 型鋼梁支承架設(shè)計(jì)及安裝

（1）型鋼梁支承架設(shè)計(jì)。①型鋼梁支承架立桿采用梁兩側(cè)立桿，即立桿沿梁跨度方向間距為0.5 m，梁兩側(cè)立桿間距為1.0 m。在垂直型鋼梁長方向的梁兩側(cè)立桿之間設(shè)置鋼管小橫桿（鋼管小橫桿上加設(shè)60 mm×2.0 mm鋼套管）作為導(dǎo)軌來承受型鋼梁的重量，即鋼管小橫桿間距為0.5 m。②型鋼梁總重量為9 228 kg，每根鋼管小橫受到的集中力為（9 228 kg/27 m）×0.5 m=170.8 kg=1 708 N，σ=Mmax /W=0.427×106/5 260=81.18 N/mm2≤[f]=205 N/mm2，每個(gè)扣件受力為1 708/2=854 N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于扣件的抗滑能力8 kN，因此能夠滿足要求。

（2）型鋼梁支承架安裝。①鋼管小橫桿上中間鋼套管頂面的標(biāo)高為型鋼梁的梁底標(biāo)高，在搭設(shè)支承鋼管小橫桿的過程中，必須用水準(zhǔn)儀對套管頂標(biāo)高進(jìn)行控制，標(biāo)高允許偏差±3 mm，確保型鋼梁底標(biāo)高符合要求。②梁兩側(cè)立桿之間設(shè)置連續(xù)的縱向斜撐和橫向斜撐，橫向斜撐沿梁長方向間距為2 m，在不小于型鋼梁2/3的高度位置設(shè)置水平防傾桿，水平防傾桿沿梁長方向間距為2 m，防止立桿在型鋼梁滑移過程中產(chǎn)生變形或失穩(wěn)。型鋼梁支承架系統(tǒng)如圖3、圖4所示。

3.2.2.4 型鋼梁分段吊裝及水平滑移就位

分段加工制作好的型鋼梁運(yùn)至現(xiàn)場后，利用塔吊吊至作業(yè)面進(jìn)行滑移和安裝。

（1）型鋼梁分段起吊。①做好吊裝型鋼梁的準(zhǔn)備工作，起吊前要核對編號，確定起吊的先后順序。②吊點(diǎn)位置在距每段型鋼梁端部1/4梁長處，鋼絲繩與梁的水平夾角大于60°。③起吊時(shí)，要采取措施避免型鋼梁翼緣鋼板對吊裝鋼絲繩的切割。現(xiàn)場可采用48 mm×3.5 mm的鋼管對半切開后做成護(hù)套進(jìn)行保護(hù)鋼絲繩。④型鋼梁落下及就位時(shí)，要用纜風(fēng)繩牽引，防止鋼梁就位時(shí)產(chǎn)生大的偏差。

（2）型鋼梁水平滑移。型鋼梁水平滑移，是用塔吊將型鋼梁吊至支承架的導(dǎo)軌上，利用固定在結(jié)構(gòu)柱一側(cè)的電動(dòng)葫蘆產(chǎn)生的拉力，通過鋼絲繩和“U”形卸扣將型鋼梁水平滑移至設(shè)計(jì)位置后進(jìn)行拼接。滑移安裝過程如下。第一步：用塔吊將第一段型鋼梁吊至支承架上（如圖5所示）。第二步：用電動(dòng)葫蘆將第一段型鋼梁水平滑移至設(shè)計(jì)位置（如圖6所示）。第三步：用塔吊將第二段型鋼梁吊至支承架上（如圖7所示）。第四步：用電動(dòng)葫蘆將第二段型鋼梁水平滑移至第一段型鋼梁端，兩段型鋼梁臨時(shí)連接（如圖8所示）。第五步：用塔吊將第三段型鋼梁吊至支承架導(dǎo)軌上，3段型鋼梁按要求進(jìn)行標(biāo)高、位置、垂直度調(diào)整，合格后與結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行固定，最后完成整根型鋼梁的安裝（如圖9所示）。

（3）型鋼梁滑移注意事項(xiàng)如下：①型鋼梁滑移前，要檢查支承架是否牢固，縱向和橫向斜撐是否齊全有效。②檢查作為牽引動(dòng)力的電動(dòng)葫蘆、鋼絲繩、“U”形卸扣是否正常、完好，電動(dòng)葫蘆與結(jié)構(gòu)柱之間要固定在一起。③型鋼梁落到支承架后，應(yīng)先安裝防傾桿并確認(rèn)防傾桿有效后，方能脫吊勾。防傾桿端部與型鋼梁腹板之間的間距小于10 mm。④滑移第一段型鋼梁時(shí)，牽引點(diǎn)可設(shè)在型鋼梁端的下部，滑移第二段時(shí)，因?yàn)榈谝欢涡弯摿阂丫臀唬誀恳c(diǎn)要改至型鋼梁端的上部。⑤采用小橫桿做滑移導(dǎo)軌，中間設(shè)60 mm×2.0 mm鋼套管，型鋼梁滑移前安裝好防傾桿，型鋼梁在電動(dòng)葫蘆的拉力下開始水平滑移。

3.2.2.5 型鋼梁調(diào)整、校正及拼接

兩段型鋼梁在端部拼接處有垂直偏差和水平偏差兩種，調(diào)整校正工作通常在兩段型鋼梁相距很近時(shí)（小于或等于100 mm）進(jìn)行，此時(shí)可以直接觀測到偏位的具體情況，應(yīng)先消除垂直偏差再消除水平偏差。①垂直偏差校正：型鋼梁的分段拼接接頭位于兩根小橫桿之間，因?yàn)榍昂髢啥涡弯摿涸谧灾刈饔孟缕鋼隙炔灰辉斐山宇^處的垂直偏差，偏差量較小（一般小于5 mm），所以可用小型千斤頂將處于低位的型鋼梁端部頂升提高至兩段型鋼梁平齊，然后將最靠近低位型鋼梁的一根支承小橫桿升高至型鋼梁底，固定后去除千斤頂，實(shí)現(xiàn)垂直偏差的調(diào)整。②水平偏差校正：兩段型鋼梁端部相接后，可用電動(dòng)葫蘆進(jìn)行水平偏差的校正。校正時(shí)先使兩段型鋼梁底部平齊，安裝兩顆臨時(shí)固定用螺栓后，再校正鋼梁頂部，最后用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行固定。

3.2.2.6 型鋼梁兩端與結(jié)構(gòu)柱連接

各段型鋼梁拼接好后，在結(jié)構(gòu)柱兩端調(diào)整好位置，按設(shè)計(jì)要求用M20的10.9級高強(qiáng)螺栓與結(jié)構(gòu)柱上的連接鋼板進(jìn)行固定，型鋼梁上下翼緣與結(jié)構(gòu)柱上鋼板進(jìn)行焊接。連接完成后，檢查高強(qiáng)螺栓連接和焊接質(zhì)量，合格即完成整根型鋼梁的滑移安裝。

3.2.2.7 拆除型鋼梁支承架

型鋼梁與結(jié)構(gòu)柱連接完成，經(jīng)檢查其標(biāo)高、軸線位置及連接符合設(shè)計(jì)要求后，可拆除支承型鋼梁的小橫桿和鋼套筒及附加水平防傾桿、附加縱向斜撐、附加橫向斜撐，最后完成型鋼梁的安裝工作。

4 結(jié)語

（1）大跨度型鋼梁采用分段制作、吊裝、水平滑移就位安裝的施工方法，減輕了吊物重量，解決了施工現(xiàn)場吊裝設(shè)備起重量和吊幅不足的吊裝難題，不需要大型運(yùn)輸設(shè)備吊裝設(shè)備進(jìn)場，降低了運(yùn)輸、安裝費(fèi)用。

（2）該種施工工法可以不受施工現(xiàn)場地形限制和結(jié)構(gòu)的影響，降低了安裝難度。

（3）鋼梁在工廠加工制作，運(yùn)到工地后再組裝，節(jié)約施工成本。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉明周，廖紅玉.大型倉庫樓面混凝土模板高支撐工程施工技術(shù)[C].2020年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會論文集（下冊），2020：1591-1594.

[2]百度文庫.框架結(jié)構(gòu)規(guī)劃展示中心工程高大支模專項(xiàng)施工方案[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/3cca9-34811661ed9ad51f01dc281e53a59025133.html，2018-10-16.

[3]譚云.屋面挑檐工字鋼高大模板施工技術(shù)研究——以某棟公共教學(xué)樓建筑為例[J].低碳世界，2016（6）：156-157.