鋼結構廠房中的大型行車梁安裝

姚習紅 楊建新 費亞強

1. 武漢城市職業學院 武漢 430064；2. 中國一冶集團有限公司 武漢 430081

某工業主廠房結構形式為門式剛架結構，鋼柱為H型鋼雙肢柱，在標高21.83 m處設有吊車梁，吊車梁為實腹式焊接H型鋼，截面高3.55 m，跨度24 m，質量為37.92 t。吊車梁采用平板支座，兩端連接形式為鉸接，吊車梁制動系統采用制動桁架梁。吊車梁安裝精度要求高，安裝危險性較大，需要精確做好安裝方案，精密組織、精心施工，確保安全和質量。

1 吊車吊具方案選擇

因汽車吊靈活，經濟性能好，根據現場作業環境，優先選用汽車吊。吊車梁實際起重質量40.51 t，查汽車吊起重性能表，確定選擇QY130K汽車吊。吊裝采用4 根等長吊索L1吊裝，通過Φ245 mm×10 mm的橫扁擔用2 根等長吊索L2掛在汽車吊吊鉤上。

2 吊裝能力計算

2.1 吊車梁吊索的選擇

根據《一般用途鋼絲繩》（GB/T 2118—2006）所選擇吊索性能如下：

6×37＋1 Φ52 mm鋼絲繩，抗拉強度為1 770 MPa、破斷拉力為1 410 kN；6×37＋1 Φ48 mm鋼絲繩，抗拉強度為1 550 MPa、破斷拉力為1 200 kN。吊車梁吊裝立面示意見圖1。

2.2 行車梁吊裝計算

圖1 吊車梁吊裝立面示意

2.2.1 吊機的選擇依據

QY130K汽車吊吊鉤質量1.59 t，吊車梁質量37.92 t，橫擔和吊耳質量0.6 t，吊索及卸扣0.4 t，吊機吊裝實際質量為40.51 t。

根據圖1和QY130K汽車吊起重性能表，QY130K汽車吊主臂長33.7 m，作業半徑7 m時，吊機起重質量為43 t＞40.51 t的實際起重質量，滿足施工需求。

2.2.2 吊索的選擇

吊裝采用4 根等長吊索L1吊裝，通過Φ245 mm×10 mm的橫擔用2 根等長吊索L2掛在汽車吊吊鉤上，受力如圖2所示。

圖2 吊索受力示意

（a）橫擔上方吊索L2選擇：每根吊索受到的拉力F1=0.5W/sin60°=0.5×38.92/0.866=22.47 t=224.7 kN。

選用6×37＋1 Φ52 mm鋼絲繩，取安全系數K=6，鋼絲繩允許拉力F=T/K=1 410 kN/6=235 kN≥F1=224.7 kN滿足施工需求。根據吊裝圖分析和相關計算取吊索L2長度為6 000 mm。

（b）橫擔下方吊索L1的選擇：每根吊索受到的拉力F2=0.5F/sin77° =0.5×19.46/0.974=9.99 t=99.9 kN

選用6×37＋1 Φ48 mm鋼絲繩，取安全系數K=8，鋼絲繩允許拉力F=T/K=1 200 kN/8=150 kN≥F2=99.9 kN滿足施工需求。

根據圖3吊索L1的長度為L1=3 550×2+700+750+1 645=10 195 mm（含卸扣）。

取吊索L1的長度為10 000 mm。

圖3 吊索長度計算示意

（c）扁擔的穩定計算。扁擔截面為Φ245 mm×10 mm，截面類型為b類，截面積為73.83 cm2，截面回轉半徑為8.32 cm，計算長度為5 800 mm，實際長度為6 200 mm，材料為Q235，抗拉強度設計值為215 N/mm2，荷載分項系數為1.4，扁擔的所受軸力為154.38 kN，扁擔長細比為69.7，查表得：構件穩定系數為0.751（圖4）。

圖4 扁擔計算示意

經穩定應力驗算，

σ＝27.84 N/mm2

（d）扁擔上吊耳的計算。扁擔上吊耳尺寸如圖5所示，鉆孔直徑為80 mm，材質為Q345。

吊耳受剪有效截面為30 mm×80 mm，吊耳受拉有效截面為2 mm×30 mm×60 mm，材料為Q345，抗拉強度設計值為295 N/mm2，抗剪強度設計值為170 N/mm2，荷載分項系數為1.4，吊耳承載的荷載為308.77 kN。

圖5 扁擔吊耳計算示意

（e）扁擔吊耳剪應力驗算：τ＝V/（h×t）＝308.77×1 000/（30×80）＝128.65 N/mm2＜fv=170 N/mm2，剪應力驗算滿足要求。

（f）吊耳的拉應力驗算：σ＝N/A=308.77×1 000/（2×30×60）＝85.77 N/mm2

3 鋼吊車梁安裝工序

（a）安裝前先檢查吊車梁長度、高度、撓度（不允許下撓）、側彎等幾何尺寸，符合要求后再進行安裝。吊車梁在現場臨時堆放，應墊平、墊實，并采取防傾翻措施。

（b）安裝吊車梁前應先在鋼柱上拉好安全繩，安裝制動桁架前先在吊車梁內部設置安全繩，如圖6所示。

圖6 吊車梁安全繩設置示意

（c）吊車梁安裝前應復查立柱牛腿中心線和牛腿面標高，并在牛腿面標示中心線控制點，在上柱頭適宜位置標示標高控制點，根據測量成果配備相應行車梁墊板。

（d）吊車梁要對稱綁扎，使起吊后保持水平狀態，在梁的兩端應綁扎控制溜繩，以控制梁的轉動。

（e）吊車梁就位時，應緩慢落鉤，調整對好縱軸線，避免在軸線方向撬動吊車梁而導致柱子發生位移。吊車梁就位后，用螺栓將吊車梁上、下翼緣與鋼柱臨時連接固定后方可松鉤，經測量、檢查合格后再最后固定。

4 吊車梁安裝質量控制要點[1-4]

（a）吊車梁安裝前，應檢查下列尺寸：側向彎曲、拱度；梁兩端的高度；梁下翼緣兩端的孔距；輔助桁架的長度。

（b）吊車梁安裝必須在鋼柱調整固定完，柱間支撐焊接完，從有柱間支撐的柱間開始安裝并固定。

（c）吊車梁調整、固定，必須在屋面系統安裝、調整固定后。

（d）吊車縱向制動力由吊車梁和輔助桁架共同傳給柱子，因此，梁端與柱牛腿連接螺栓的螺帽必須擰緊，然后按設計要求把螺帽焊牢。

5 安全保證措施

（a）實施吊裝作業之前應對現場施工管理人員和作業人員進行安全和技術交底工作。

（b）測量鋼柱垂直度、柱間距、行車跨距及鋼柱溜腿上表面標高、水平度，檢查鋼柱支撐是否牢固、位置是否合理正確，合格后方可安裝吊車梁。

（c）核查行車梁吊裝用汽車吊的起重性能表，汽車吊檢驗合格，操作人員持證上崗。

（d）行車梁吊裝：根據行車梁實際情況，找好已確定的吊點位置。行車梁與鋼絲繩接觸位置安放半圓鋼管，并在半圓鋼管上開孔，用鐵絲固定，減少行車梁鋼板銳角對鋼絲繩的損傷。起勾前系好溜繩，起勾至離地面200 mm左右暫停，檢查吊車下腳處是否平穩安全，確定無異常后再緩慢起鉤。起吊至安裝位，緩慢落鉤至準確位置，連接相關螺栓，確保穩定安全。

（e）鋼絲繩的檢查：應仔細檢查鋼絲繩是否完好無損，捆綁的鋼絲繩是否牢靠、正確，吊鉤上鋼絲繩懸掛是否牢靠，防止脫鉤或滑脫產生。