嘉興體育館鋼結構吊裝施工技術應用

陸惠明

1 工程概況

嘉興體育館作為2010年省運會主會場，建筑面積18 892 m2，體育館內共設有6 000余座，位于嘉興學院梁林校區內;體育館結構地上4層，地下1層，檐高為23.3 m，主體結構為多層混凝土框架，屋架結構為75 m雙向正交空間鋼管桁架體系。

體育館的形體呈矩形布局，建筑內容包括中心比賽館、訓練館、室內游泳館及附屬用房等。主結構件約為848 t，鋼檁條約305 t，馬道約30 t，埋件約7 t;比賽館主桁架12榀，每榀長度約75 m;訓練館主桁架6榀，每榀長度約為33.5 m;比賽館主桁架12榀，每榀長度約35 m。

嘉興體育館鋼結構制作、安裝工程總量約達1 200 t，制作與安裝工程量大。單片鋼管桁架最大尺寸為75.935 m(長)×3 m (高)，重量約28 t，吊裝精度要求高，運輸、吊裝難度大，桁架設計要求起拱120 mm。桁架上下弦和腹桿桿件截面為圓形管。鋼屋架材質為Q345C，最大板厚50 mm。充分考慮到現場施工條件，采用高空累積滑移的施工方法安裝。

2 施工方案選擇

本工程場館內場地小，四周有看臺，不能滿足拼裝、吊裝要求，只能在場館四周吊裝，吊裝難度大;比賽館跨度大，主桁架長度約為76 m，在吊裝時易發生旁彎、扭曲，為了保證工程質量，項目部制訂出在場館端頭搭設拼裝平臺，主次桁架拼裝焊接好后，逐榀累積形成整體單元利用鋪設的臨時軌道空中滑移到位，整體卸載就位的方案。

3 鋼結構安裝施工組織

本工程分為三個場館：比賽館、訓練館、游泳館。鋼結構屋蓋按場館分為三個：比賽館屋蓋、訓練館屋蓋、室內游泳館屋蓋。筆者以比賽館屋蓋為例，重點介紹鋼結構吊裝的施工過程和技術控制要點。

3.1 鋼結構安裝前準備工作

1)軸線、標高復核：結構安裝前應對基礎軸線和標高再次進行檢查，其柱應符合如下要求：柱間距符合標準要求;柱垂直度符合標準要求;柱頂面預埋鋼板為支承面，支承面的允許偏差應符合規范要求。2)吊裝機具的選擇：本工程比賽館和游泳館采用在場館一端拼裝，分片累積滑移，分段吊到組裝平臺上拼裝;訓練館采用館外吊裝H型鋼梁，館內吊裝管桁架。單品桁架最重約8 t，采用50 t履帶吊，50 t汽車吊，25 t汽車吊三種型號的吊車吊裝。

3.2 安裝施工工藝流程

安裝施工工藝流程見圖1。

3.3 吊裝思路

主鋼梁在工廠分五段進行加工制作并運輸，每段約5.5 t，制作完畢進行整體預拼裝，經工廠檢驗合格，按吊裝要求運至現場指定地點。吊裝時可根據現場條件和起重運輸設備情況進行選擇考慮，吊裝方法為利用50 t汽車吊吊裝。利用50 t汽車吊在樓面胎架上拼裝成整體，經檢驗合格后在標高為+18.875 m的滑移軌道上，沿鋼柱兩側軌道整體滑移到位后安裝。次鋼梁可利用塔吊吊裝或利用汽車吊或現場塔吊吊裝，部分采用手動葫蘆或小型卷揚機吊裝到位后安裝，每榀主桁架拼裝時吊車工作示意圖如圖2所示。

4 吊裝前的準備工作

1)操作平臺采用腳手架搭設，南看臺A-G/10-19處向上搭設，設置交叉支撐，搭設到標高18.674 m處，腳手架上平面滿鋪腳手片，并有周邊圍護，以確保安裝人員操作安全。比賽館腳手架區域見圖3。2)整體滑移軌道承重梁和滑移軌道安裝：在東北兩側+18.875鋼梁上部安裝牛腿、軌道梁以及槽鋼軌道，以便主鋼梁整體滑移。兩側滑移梁分別用□300×300×10和□350×350× 10的方管，每根柱面上預埋螺栓碰到處作局部處理，開口加固，且圈梁下方加固，用兩根φ168×5的鋼管支撐在四層梁柱處。由于兩條軸線上桁架支座有高差，高差為117 mm，需在⑩軸線桁架支座下加67 mm的墊塊，使桁架處于水平狀態。由南向北滑移，用牽引繩捆綁在已經拼裝完成的南側邊桁架上，利用北側處的牽引裝置同步滑移組裝好的整榀桁架，滑移至目標位置，期間關鍵要注意控制滑移的速度和安裝制動裝置。3)載重滾輪小車選型：滑車采用定型的載重滾輪小車型號為ER-30。4)滑移牽引計算：依據滑移區擬安裝構件的重量，采用同濟大學3D3S軟件和MORGAIN軟件分別對支撐反力和滑移牽引力進行了驗算。通過計算發現，支撐反力的最大值為3 585 kN，滑移牽引力最小值為552 kN，牽引動力采用HS-8型號的8 t手拉葫蘆，能滿足牽引滑移要求。

5 主鋼梁吊裝和滑移

1)吊裝順序：整榀梁共35 m長，到場地后分五段在拼裝臺上拼裝，每段重約5.5 t，吊裝時先用50 t的吊機從地面把第一榀的第一段吊至前臺的拼裝平臺上加以固定，再將第二榀的第一段吊至第二平臺上固定后，連接次梁，使其成為一個整體加強穩定性。第一榀的第二段吊至第一操作平臺上固定好，再把第二榀的第二段吊至第二操作平臺上，連好次梁，然后再把第一榀的第三段吊至操作平臺上加固好后，依此順序，把第二榀的第五段吊至操作平臺位置加固后，進行整體拼裝。2)吊裝時要求吊車站體育館南側地面，然后詳細檢查各項安全設施及吊裝前準備，確保萬無一失，符合施工方案的要求，準備吊裝。3)在檢查確認一切裝置處于正常，安全狀態后，將五段鋼梁分別慢速吊離地面10 cm的高度，停止吊車起升動作，進行20 min的試吊檢查。4)當檢查確認整個吊裝裝置各受力點均安全后，再繼續進行鋼梁垂直吊運，同時在吊運過程中，由專業人員專人對所有裝置及吊運通道進行監視，確保安全運作。5)當鋼梁吊至樓面高度時，停止吊車起升動作，使鋼梁緩慢吊裝到拼裝平臺上，鋼梁放置穩定后即可解除作用在鋼梁上的吊索具，進行主鋼梁整體拼裝，包括兩榀主鋼梁之間的次梁全部連接完畢。另外，屋面主鋼梁下翼緣每隔15 m安裝一條臨時次梁(HN250×125)作為下翼緣加固措施，滑移到位并且主鋼梁連接完成之后，可拆除臨時次梁。6)拼裝完成后，完全由水平滑移裝置進行水平滑移，滑移牽引裝置利用2 t手扳葫蘆或手動葫蘆，手動葫蘆固定在軌道梁牛腿翼緣板上，當滑移到一定位置時手動葫蘆移動固定到下一個牛腿。7)鋼梁整體滑移到位后，隨即利用千斤頂調整鋼梁標高并進行安裝，安裝完畢可逐步拆除部分軌道。整體滑移時，要慢速牽引，并在軌道上作好標志作為滑移牽引的行走位置對照，以確保滑移同步進行。每移動1 m要進行移動同步測量。

6 結語

隨著空間鋼結構的快速發展，許多超大跨度的工程不斷涌現，每個工程的結構特點各不相同，這對施工單位提出了更高的要求。本文以嘉興體育館為例，從加工制作與安裝的角度給予了簡要的介紹，旨在拋磚引玉，希望有更多的專家學者及工程技術人員提出更多更好的方法，建成真正的鋼結構精品。

［1］ 李 敏.五棵松體育館整體累積滑移技術［J］.施工技術，2006(12)：47-50.

［2］ 郭明明.大型空間鋼結構的施工技術［J］.浙江建筑，2002 (9)：8-10.

［3］ 林永雄.某體育館工程大跨度鋼梁吊裝施工技術［J］.廣東建材，2010(6)：133-134.

［4］ GB 50205-2001，鋼結構工程施工及驗收規范［S］.