平面大跨度鋼結構吊裝中吊索受力計算及注意事項*

曾新明，梅 昊，劉晨輝

(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

近年來，隨著我國經濟的不斷發展,大跨度鋼結構工程不斷增加，單體吊裝重量也越來越大，工程技術人員在編制鋼構件吊裝方案時，采用吊裝帶捆綁構件再用卸扣接在主吊索鋼絲繩上較為常見。此時吊索不同的布置和捆綁方式及受力計算校核往往被工程技術人員忽視。在重量達數十噸甚至上百噸的鋼構件的吊裝中，錯誤的受力計算校核將使吊索的安全系數成倍的降低，將工程施工帶來很大的安全風險。筆者通過四點法吊裝主吊索鋼絲繩布置及受力分析、吊裝帶扼圈式和吊籃式捆綁受力分析和綜合比較，明確了主吊索布置和吊裝帶捆綁方式的差異將帶來重大的安全隱患，讓技術人員正確的選用吊索布置、捆綁方式和校核計算方法。

1 四點法吊裝吊索布置及受力分析

以下鋼構件由上下弦H型鋼、端柱H型鋼及鋼管鋼桿件組成，外形尺寸約為36 000 mm×3 000 mm×500 mm，由于構件長度長，為了控制在吊裝過程中的結構變形，確保構件順利安裝，一般都采用四點進行吊裝。

正確的四點吊裝法應采用兩根吊索的四點吊裝法且兩側采用同一根吊索進行吊裝，這樣可以確保每根鋼絲繩吊索都均勻受力，見示意圖1。

圖1 四點吊裝法示意圖

構件重量G，根據計算公式2Fcos 29+2Fcos 47=G,計算得F=0.32G。

如果四點吊裝法錯誤的采用4根吊索，或者中間兩個吊點和外側兩個吊裝各共一根吊索的布置形式，根據三角形穩定性原理，無法保證所用4根吊索均按理論計算狀態受力，最差的極限的狀態為只有外側兩根吊索受力。

此時，根據計算公式2Fcos 47=G,計算得吊索受力F=0.73G。

不同的布置形式，吊索受力最大相差2.28倍(0.73G/0.32G=2.28)，錯誤的布置將使吊索的安全系數大大的降低。

2 吊裝帶不同的捆綁方式受力分析

2.1 吊裝帶扼圈式捆綁受力分析

如圖2可知主吊鋼絲繩受力為F，一般情況扼圈式捆綁角度在120～140°，吊裝帶受力F1=F～1.46F之間。

圖2 扼圈式捆綁示意圖

根據JGJ 276—2012《建筑施工起重吊裝工程安全技術規范》，當用吊索直接捆綁重物，且吊索與重物棱角間采取了妥善的保護措施時，安全系數應取6～8。且根據JBT8521-2007《編制吊索安全性》規定，吊裝帶出廠極限工作荷載已經取值安全系數K=6，當采用扼圈式提升時，吊帶受力應為極限工作荷載乘以系數M=0.8，即吊裝極限工作荷載F1=1.25F。

綜上所述，當吊裝帶采用扼圈式捆綁時，吊裝帶極限工作載荷最小應滿足F1=1.25F的要求。

圖3 吊籃式捆綁示意

2.2 吊裝帶吊籃式捆綁受力分析

如圖3可知主吊鋼絲繩受力為F，在吊籃式捆綁角度在10～90°，吊裝帶受力F1=0.5F～0.71F之間。

根據JGJ 276-2012《建筑施工起重吊裝工程安全技術規范》，當用吊索直接捆綁重物，且吊索與重物棱角間采取了妥善的保護措施時，安全系數應取6～8。且根據JBT8521-2007《編制吊索安全性》規定，吊裝帶出廠極限工作荷載已經取值安全系數K=6，當采用吊籃式提升時，吊裝帶夾角在0～90°時，吊帶受力應為極限工作荷載乘以系數M=1.4，即吊裝極限工作荷載F1=0.71F。

綜上所述，當吊裝帶采用吊籃式捆綁時，吊裝帶極限工作載荷最小應滿足F1=0.71F的要求。

2.3 吊裝帶不同捆綁方式比較分析

由上所知，在編制方案是，對于跨度大的平面型構件，扼圈式和吊籃式捆綁方法吊裝帶極限工作載荷相差1.76倍(1.25/0.71=1.76)，如果方案未注明捆綁方式，現場實際選錯捆綁方法，將使吊裝帶的安全系數大大降低。

3 綜合比較分析

在吊裝方案中，主吊索錯誤的布置，將使吊索受力的安全系數減小一半多，即本來主吊索為8倍安全系數，錯誤布置安全系數將降為3.5。同樣如果吊裝帶按吊籃式校核計算，實際采用扼圈式捆綁，吊裝帶的6倍安全系數將降低為3.4倍。最終的結果是施工安全風險將成倍的增加，施工方案對現場施工指導意義脫節。

4 注意事項

(1) 吊裝帶一般分為扁平和圓形截面兩種形式吊裝帶，扁平吊裝帶應與吊鉤或卸扣充分接觸，提升裝置連接件的曲率半徑至少是吊裝帶受力部分寬度的0.75倍。注意編制方案是明確吊裝帶的截面形式。

(2) 吊裝帶一般有環形吊裝帶和帶有加強軟環眼的單肢吊裝帶，特別注意環形吊裝帶極限工作載荷是按雙根計算。

(3) 當吊裝帶使用扼圈式連接時，應確保自然形成120°角，避免產生摩擦熱。不強行安裝一根吊裝帶或試圖用一根吊裝帶拉緊。

(4) 編制施工方案時，應明確吊索布置和吊裝帶的捆綁方式，從技術上確保施工安全。

5 結 語

在平面大跨度鋼構件吊裝過程中，應采用兩根吊索對折且兩側各采用同一根吊索進行吊裝的四點法吊裝，吊裝帶應明確采用扼圈式還是吊籃式捆綁方式。文中通過對不同吊索布置和吊裝帶捆綁方式的分析比較，可以看出選用正確的吊索布置方法和明確捆綁方式非常重要，這些都是保證工程安全實施的重要前提，確保從技術方面保證吊裝過程的安全。