淺析鋼結構吊裝技術與質量保證

張潤祥

（中山市古鎮鎮住房和城鄉建設局，廣東 中山 528421）

目前鋼結構的安裝方法主要有：機械安裝、土法安裝、土機結合安裝、頂升安裝、提升安裝、滑移安裝等。根據不同的工程特點，采用合理的吊裝方法會達到更好的效果。

如：某工程總建筑面積約32萬平方米，地下室1層，地面以上共11層，建筑物中央有一寬為61米，長為110米的中庭。位于中庭頂部標高68.5米處，布置桁架鋼結構屋面，該屋面面積約7600平方米，鋼結構總重約500噸。由于受場地限制，不適合使用大型機械吊裝，經反復思考及論證本工程決定采用散件在屋面搭設的平臺上拼裝，然后進行滑移到位，整體卸載與土辦法相配合的方法施工。本工程共設置12榀主桁架，桁架最大跨距61m。桁架標高為76m。具體方法如圖1、圖2所示。

圖1 桁架屋面側面圖及拼裝區域示意圖

圖2 拼裝平臺示意圖

一、拼裝平臺的鋪設及安全防范措施

在標高為59.3米處鋪設拼裝平臺，拼裝平臺頂與中庭砼結構頂相平。本項目所有施工區域的工作面都在68.5米及以上標高的樓層面完成，安全風險較大，為了更好地降低安全事故發生的可能性，故在所有施工區域四周以及拼裝平臺范圍的四周全部安裝臨時護欄及安全網，臨時護欄高度為1.5米。

構件用塔吊按安裝順序配套吊到標高為53.5米處的天面，即每榀鋼屋架的所有構件，包括上、下弦鋼管、腹桿等，且不可以與另一榀鋼屋架的構件混吊；每榀鋼屋架所用構件都要單獨放好以免搞混。待要安裝再用塔吊把構件吊到拼裝平臺上安裝。

二、軌道的鋪設

1 拼裝平臺與中庭相距36米，因此每邊需設置3條鋼柱作為支撐，每條鋼柱必須支撐在原結構的結構柱上；2滑移軌道頂面標高誤差控制在正負1mm，且滑移前進方向無阻擋的正偏差；3滑移軌道對接的中心線錯位控制在3 mm以內。

4 同列相鄰滑移軌道之間頂面高差控制在L/1500，L為滑移軌道長度；且不大于10mm；5同列滑移軌道直線性的偏差不得大于10 mm。

滑移軌道應焊于鋼筋砼或鋼結構梁面上的預埋件上，軌道面的標高應高于桁架支座設計標高，滑移軌道接頭處應墊實，若用電焊連接應該用角磨機磨平高出軌道的焊縫，滑移軌道兩側應設置寬度不小于1.5米的安全通道，確保滑移操作人員高空作業安全，當維護欄桿高度影響桁架滑移時，可隨滑隨拆，滑移過后立即補裝欄桿。

三、管桁架滑移前的安全措施及準備工作

管桁架在拼裝完畢檢查合格后，首先要在管桁架的上下弦分別鋪設通長人行跳板和操作平臺，在管桁架通長方向上下弦分別拉上一根生命線，以便操作時掛安全帶。把次桁架固定在主桁架的上下弦上，管桁架的下弦滿拉安全網（和桁架滑移一起移動）。此時滑移前的測量工作同步進行。待所有安全措施和測量工作等事項檢查完畢，并準確無誤后進入滑移階段。

四、管桁架的滑移

用于牽引桁架的電動卷揚機為定制的JM2T卷揚機（卷揚機的速度改為由同步變頻器來控制）。電動卷揚機牽引時需要在滑移軌道末端的適當位置設置反力架，以平衡牽引反力，卷揚機用M24的化學錨栓固定在砼地面上（或焊接固定在鋼結構平臺上）借助導向滑輪將卷揚繩正向導入卷筒上，滑車組的定滑輪和動滑輪固定在有移動軌道小車上，小車高度應使牽引點、動滑輪、定滑輪中心軸始終保持相等高度，兩臺卷揚機的型號、卷揚鋼絲繩、電動功率等所有參數都要統一，以確保同步控制器能做到真正的同步。

滑移時的同步觀測采用吊牌法（刻度尺法），在兩根滑移軌道的下側方（滑移輪的下方），從滑移的起點到終點通長布置一根刻度尺（150米的卷尺），刻度尺必須要保持在同一水平高度，這樣桁架滑移就能很清楚地讀出兩邊滑移小車在軌道上的行走參數。以便及時修正滑移的兩邊誤差，且兩邊滑移行走速度的誤差控制在30mm以內。在滑移到位前3米，調為最低檔速，結合小車剎車器緩慢滑移，把鋼桁架滑移到指定位置。

在滑移小車的滑輪一側增加檔板（檔板和滑輪機械加工為一個整體），這樣滑輪在軌道上滑移行走時，可依靠加長的檔板來阻檔滑輪的脫軌。

滑移小車行走時如遇到緊急情況或需要停止時，可以利用手動電源傳感器控制滑輪的剎車系統，當需要剎車時只需按下傳感器控制開關，傳感器的彈簧會自動往下伸縮，同時使剎車片抱住滑輪產生摩擦，從而達到剎車的效果，松開剎車系統時按下傳感器的電源開關控制鍵即可。

圖3

五、管桁架的卸載

當鋼桁架滑移到指定位置時，再利用千斤頂進行卸載，為確保安全采取單邊同時卸載，安裝固定后，再用同樣方法進行另外一邊卸載。

第一步：利用四個千斤頂將兩榀鋼桁架單側邊同時頂升10mm；第二步：將滑移小車取下移走，切除并移走支座位置上的軌道；第三步：將鋼支座安裝就位，并與預埋件焊接連接；第四步：四個千斤頂同時卸載，鋼桁架下降到鋼支座上；第五步：將鋼桁架與鋼支座按設計圖紙固定。（卸載完成）

千斤頂的選用：兩榀主桁架及其之間的次桁架總重量約為80噸，每邊重量為40噸，每邊4個千斤頂，平均每個千斤頂負荷10噸，選用200KN的千斤頂。

根據現場實際情況，滑移到位后的次桁架在高空吊裝安裝，工作效率低，現考慮到本工程工期緊張，經再三研究決定對滑移方法進行優化。優化思路：保障結構安全、保障滑移安全的基礎上，可以有較提高工作效率、縮短工期、能有效降低危險性、減少安全隱患。

原方案是兩榀組成一個滑移單元進行滑移，但從施工現場實際來看，滑移到位后，兩個滑移單元之間的次桁架只能在現場中空吊裝安裝。中空吊裝最高高度為75米，而且沒有塔吊，汽車吊也不能進入，只能用人工結合把桿高空吊裝安裝，工作效率低且存在很大安全隱患。高空吊裝的次桁架最大的鋼管∮299×8長度12米，單根重量877kg，其它次桁架最大鋼管∮245×8長度8米，單根重量374kg，單根桿件比較重，施工難度很大，危險性很大，為了解決這困難，對滑移方法進行優化。

優化步驟如下：

1 在拼裝平臺上，先拼裝好兩榀主桁架及其之間的次桁架形成一個滑移單元，滑移到第⑥軸～第⑦軸停止，滑移過程按照原方案滑移，可很順利完成。現由四個手拉葫蘆將一個滑移單元的四個角固定好；2再組裝下兩榀，形成一滑移單元，再進行滑移至第④軸～第⑤軸停止；3后安裝的兩個滑移單元之間的次桁架就在砼結構的第⑤軸～第⑥軸部位進行吊裝安裝，在第⑤軸～第⑥軸能利用得上現場的塔吊進行吊裝，這樣較安全且提高效率（如下圖所示）；4四榀組裝完成后，再滑移至第⑥軸～第⑨軸，也在第⑤軸～第⑥軸之間利用塔吊進行吊裝與后面主桁架相連的次桁架，形成一個大的滑移單元；5最后滑移到安裝位置，卸載及支座安裝方法與原主案相同；6用同樣的方法完成其余滑移單元，將12榀鋼桁架分為三個大的滑移單元。

這樣可以減少高空人工吊裝，提高效率，縮短工期，降低危險性，減少安全隱患，大大提高效益。如圖3所示。

結構安全受力及滑移牽引力的驗算：

結構安全受力驗算

現組成一個大的滑移單元的總重約132噸，單邊重量約66噸，動力荷載放大系數取1.4，即單邊動荷載66噸×1.4=92.4噸，由四個滾輪承載，受力分別為1號輪：17噸、2號輪：25噸、3號輪18.6噸、4號輪：32噸，經原結構設計驗算滿足結構梁的受力要求。

滑移牽引力的驗算

鋼輪與鋼軌的滾動摩擦系數取u=0.02，1號輪摩擦力為：17×0.02=0.34噸、2號輪摩擦力為：25×0.02=0.5噸、3號輪摩擦力為：18.6×0.02=0.372噸、4號輪摩擦力為：32×0.02=0.64噸，滑移總摩擦力為1.852噸。一臺卷揚機型號規格為2噸，兩倍鋼絲繩牽引力為4噸，牽引力大于滑移總摩擦力，滿足滑移要求。

結語

隨著社會經濟的迅速發展及城市化進程的加快，鋼結構的吊裝會應用得越來越廣泛，有效的吊裝方法，不僅提高工作效率、縮短工期、降低危險性、還帶來更高效益。

[1]高士法.電力建設起重機械安裝拆卸工藝指導手冊[M].北京：中國電力出版社，2009.