大截面桁架柱構件整體吊裝翻轉過程荷載分析*

曾新明，于九生，齊子泰

(中國電建集團江西省水電工程局有限公司，江西 南昌 330096)

0 引 言

在電力系統建設過程中，為了減少高處作業，增加施工安全性，大截面桁架柱構件由散件高空拼裝逐漸傾向于采用地面整體組裝后分段吊裝的施工方法。同樣為了降低組對作業高度、減少分段數量和縮短大型機械使用周期，模塊化組對常以臥放組對、翻轉后分段吊裝的方式進行。一般情況下，構件整體吊裝翻轉是兩臺吊車相互配合下將其由水平狀態翻轉為豎直狀態。

工程技術人員在編制吊裝方案時，常常對構件整體吊裝翻轉過程不夠重視，在構件整體翻轉豎立過程受力過程也了解不夠，往往忽視了翻轉過程中受力變化情況，特別是在重量達數十噸甚至上百噸的鋼構件翻轉吊裝中，技術人員應充分了解翻轉過程各部分受力情況。筆者重點通過對吊裝翻轉過程的分析，得到了吊裝過程荷載變化情況和吊裝過程應注意的事項。

1 概 述

一般情況下，大截面桁架構件整體吊裝翻轉是兩臺吊車相互配合下將其由水平狀態翻轉為豎直狀態，在翻轉過程中構件全部離地空中翻轉，但在一些工地現場，常常出現輔助翻轉吊車偏小，在構件結構強度滿足要求的條件下需要構件部分著地受力翻轉，下面將就大截面桁架柱構件整體接地吊裝翻轉過程進行荷載變化分析。

某火電廠輸煤系統棧橋鋼柱為格構式圓鋼管柱，鋼柱底面尺寸為9 m×9 m，頂面尺寸為5 m×9 m，高度27 m，總重量約68 t。如圖1所示，鋼管柱桁架采用雙機抬吊翻身，鋼絲繩采用捆綁在桁架柱的節點上，主吊點受力F4，輔助吊點受力F3。

圖1 吊裝翻轉三維示意圖

2 雙機抬吊全部離地空中翻轉受力分析

雙機抬吊全部離地吊裝翻，主要為主吊點F4和輔助吊點F3承擔構件重量。在翻轉過程中，重量在主吊點和輔助吊點重新分配變化的過程，圖2為全部離地吊裝翻轉過程立面示意圖。表1為全部離地翻轉過程中不同的角度在荷載數據。

圖2 全部離地吊裝翻轉過程立面示意圖

表1 離地吊裝翻轉過程數據

從圖3中發現，鋼管柱在雙機抬吊全部離地空中翻轉過程中，主吊點荷載是不斷增大的，但翻轉角度從0°～70°荷載基本不變，而后荷載變化成直線上升，加速變大。輔助吊點同樣前期變化不大，后期荷載加速變小。

圖3 離地吊裝翻轉過程荷載變化圖

主吊索鋼絲繩按完成翻轉后的狀態及鋼構件總重量校核計算選用，輔助吊點鋼絲繩按開始起吊狀態受力校核計算選用。

3 雙機抬吊局部著地翻轉受力分析

此種情況適用于輔助吊機設備起吊重量不足，而且直接著地翻身構件著地部位剛度又不足，容易造成構件變形。

雙機抬吊局部著地吊裝翻，主要為主吊點F4、輔助吊點F3和地面支撐荷載F5承擔構件重量。在翻轉過程中，重量在主吊點、輔助吊點和地面支撐荷載重新分配變化的過程，圖4為局部著地吊裝翻轉過程立面示意圖。表2為局部著地翻轉過程中不同的角度荷載數據。

圖4 局部著地吊裝翻轉過程立面示意圖

表2 局部著地吊裝翻轉過程數據

從圖5中不現，鋼管柱在雙機抬吊局部著地翻轉過程中，主吊點荷載是先減小后增大，翻身75°～90°時，荷載變化成直線上升，加速變大。

圖5 局部著地吊裝翻轉過程荷載變化圖

由于輔助吊點設備荷載根據最大起重量保持不變，構件局部著地荷載先不斷增大后減小，但應保證在構件剛度范圍內。

主吊索鋼絲繩按完成翻轉后的狀態及鋼構件總重量校核計算選用，輔助吊點鋼絲繩按方案預先確定的受力大小校核計算選用。

4 總結分析

無論是空中翻轉還是局部著地翻轉，根據上述荷載變化情況，在雙機抬吊過程中，特別應注意約在70°～90°翻轉過程，此過程荷載呈現加速變化大，翻轉過程應更加小心，速度應進一步放緩，控制好應荷載激烈變化而產生的晃動，防止動作過大而產生加速度使主吊荷載變大。

在輔助吊機設備起重量不足的情況下，可以利用構件本身局部著地翻身，但要控制著地部位的受力大小，通過計算校核，確保在其剛度范圍內。

如果桁架柱翻轉作業采用離地方式翻身時，為了確保安全，可以通過控制鋼柱底部離地高度最小來減小安全風險。在翻轉過程后期，起重指揮人員應特別關注起重機械的負荷變化情況，及時做出正確的判斷和指揮。注意事項如下。

(1) 用兜繩捆綁構件進行豎立翻轉作業，捆綁點必須是圓滑的，還必須有防止捆綁滑動的構件或措施。

(2) 翻轉過程中，捆綁繩不斷變化受力方向，但捆綁繩不能被切割或嚴重磨損。

(3) 主吊點吊車必須有單獨起吊該重物的能力。

5 結 語

針對大截面桁架柱構件吊裝翻轉過程荷載變化進行總結分析，得到了吊裝過程荷載變化情況及總結了吊裝過程應注意的事項。在編制大截面桁架柱構件吊裝方案時，工程技術人員可以參考文中內容，了解吊裝過程特別應注意的事項，還可以參考文中有針對性的進行吊裝過程受力分析，詳細計算各部位受力變化情況，從技術上確保吊裝過程的安全。