大跨度型鋼梁分段起吊及滑移安裝施工技術

黃利輝

【摘 要】文章詳細介紹了大跨度型鋼混凝土梁的型鋼梁吊裝方案的可行性及吊裝方案的選定，通過對大跨度型鋼梁采用分段制作、分段吊裝、分段水平滑移就位安裝的施工工藝，減輕了吊物重量，解決了施工現場吊裝設備起重量和吊幅不足的吊裝難題，該施工工藝不受施工現場地形限制和結構的影響，降低了安裝難度。

【關鍵詞】型鋼梁;分段吊裝;水平滑移

【中圖分類號】TU758.15 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）01-0081-04

1 工程概況

文昌會務中心建筑總長度為100.24 m，總寬度為45.24 m，使用功能為接待會議，總建筑面積為26 486 m2;樁基礎，地下一層，層高5.4 m，建筑面積為8 796.1 m2;地上4層，一層夾層層高3.6 m，一層層高7.2 m，二層夾層層高3.6 m，二層層高7.2 m，三層層高3.9 m，四層層高3.9 m，建筑面積為17 689.8 m2，建筑高度為23.7 m;軸～軸×{6}軸、{9}軸及{12}軸二層型鋼混凝土梁XGKL4、XGKL5及XGKL6，梁截面尺寸為600 mm×2 000 mm，梁跨度為27.60 m，層高11.70 m，樓板厚度為120 mm。

2 型鋼梁吊裝方案的確定

（1）型鋼梁長27 m，梁高1.36 m，型鋼梁總重量為9 228 kg，將鋼梁分為3段加工制作好并運至施工現場，每段型鋼梁長9 m，重量為3 076 kg。

（2）采用現場塔吊分別把每段型鋼梁吊至作業面上的支承架，再利用導軌和電動葫蘆將其水平滑移至設計位置。

（3）將每段型鋼梁進行調整校正后，采用高強螺栓連接固定，將型鋼梁與型鋼柱連接成整體。

（4）塔吊吊裝驗算。①現場塔吊安裝在{9}軸線上，距離建筑物3 m，距離{6}軸線及{12}軸線水平距離為25 m，每段型鋼梁吊裝就位時，吊點與建筑物邊緣水平距離為5 m，吊點與塔吊的水平距離即吊裝幅度為lF=[252+（3+5）2]1/2=26.25 m。②現場塔吊為中聯55 m臂長塔機，吊裝幅度為27 m時，最大起重量為5.0 t，大于每段型鋼梁重量，滿足要求。

3 施工操作要點

3.1 工藝流程

型鋼梁分段設計、制作→模板支撐系統設計及搭設→型鋼梁支承架設計及安裝→型鋼梁分段吊裝及水平滑移就位→型鋼梁調整、校正及拼接→型鋼梁兩端與結構柱連接→拆除型鋼梁支承架。

3.2 操作要點

3.2.1 型鋼梁分段制作

按塔吊起重量對型鋼梁進行分段，并考慮分段處的結構加強和連接作法，再對分段后的型鋼梁進行二次設計，并預留滑移、穿鋼絲繩孔洞或拉環，最后將分段制作好的型鋼梁按安裝順序進行編號，并運輸到安裝現場堆放。

3.2.2 型鋼梁支撐架系統設計及安裝

3.2.2.1 型鋼梁支撐架系統設計

支承架系統與模板支撐系統統一進行搭設，設計時除了要滿足模板支撐要求外，還要滿足型鋼梁自重和施工荷載的要求。

3.2.2.2 模板支撐系統設計及搭設

（1）模板支撐系統設計。型鋼混凝土梁XGKL3、XGKL4、XGKL5及XGKL6，梁施工集中線荷載q=46.9 kN/m>20.0 kN/m，模板搭設跨度L=27.60 m>18 m，模板搭設高度H=11.70 m>8 m。根據《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》《住房城鄉建設部辦公廳關于實施〈危險性較大的分部分項工程安全管理規定〉有關問題的通知》中的規定，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，按照高大模板工程設計和施工[1]。

（2）模板支撐系統搭設。①型鋼混凝土梁與梁兩側樓板同為一個模板支撐系統，模板采用18 mm木膠合板，小梁采用50 mm×80 mm方木，主梁及立桿、水平桿、剪刀撐等支撐系統采用φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，立桿頂部頂托承重。②立桿：樓板縱、橫兩向立桿間距為1 000 mm，梁底立桿沿梁跨度方向間距為500 mm，梁兩側立桿間距為1 000 mm，梁底增加2排立桿，立桿頂托內鋼管主梁為1根，梁底增加立桿布置方式按梁兩側立桿間距均分。梁底鋼管主梁與梁兩側立桿連接采用雙扣件承重。梁底支撐小梁間距為@200 mm。③掃地桿、封頂桿：在距離地面200 mm的位置應設置縱、橫兩向掃地桿，在距離樓板底500 mm的位置應設置縱、橫兩向封頂桿。掃地桿、封頂桿縱橫兩向均不應缺桿。④水平桿：從掃地桿起1 500 mm處設置第一道縱橫向水平桿，往上每間距1 500 mm設置一道，直至框架梁底或板底為止[2]。⑤豎直剪刀撐：支架周邊應設置豎直剪刀撐，除支架周邊剪刀撐外，支架內部應分別設置縱、橫兩向豎直剪刀撐，間距為沿支架縱向每≤4.0 m設一道，沿支架橫向每≤4.0 m設一道;截面高度≥1 200 mm的梁，在其底模兩側并支承梁的立桿上沿梁長方向全高全長各設置一道豎直剪刀撐。每道豎直剪刀撐應全高全長全立面設置[3]。⑥水平剪刀撐：封頂桿、掃地桿位置各設一道水平剪刀撐;層高H=11.70 m>10 m的支架，封頂桿往下的危險區域HD再設2道加密水平剪刀撐，間距均為h，即支架頂部設置3道加密的水平剪刀撐;危險區域HD以下每≤4.5 m設一道;每道水平剪刀撐均為全平面設置。⑦抱柱裝置：緊貼梁底設一道抱柱裝置;在危險區域HD范圍以內沿柱高，每步水平桿均設置抱柱裝置[2];在危險區域HD范圍以外沿柱高，每≤4.0 m設一道抱柱裝置。型鋼混凝土梁模板支撐系統立面圖、剖面圖如圖1、圖2所示。

3.2.2.3 型鋼梁支承架設計及安裝

（1）型鋼梁支承架設計。①型鋼梁支承架立桿采用梁兩側立桿，即立桿沿梁跨度方向間距為0.5 m，梁兩側立桿間距為1.0 m。在垂直型鋼梁長方向的梁兩側立桿之間設置鋼管小橫桿（鋼管小橫桿上加設60 mm×2.0 mm鋼套管）作為導軌來承受型鋼梁的重量，即鋼管小橫桿間距為0.5 m。②型鋼梁總重量為9 228 kg，每根鋼管小橫受到的集中力為（9 228 kg/27 m）×0.5 m=170.8 kg=1 708 N，σ=Mmax /W=0.427×106/5 260=81.18 N/mm2≤[f]=205 N/mm2，每個扣件受力為1 708/2=854 N，遠遠小于扣件的抗滑能力8 kN，因此能夠滿足要求。

（2）型鋼梁支承架安裝。①鋼管小橫桿上中間鋼套管頂面的標高為型鋼梁的梁底標高，在搭設支承鋼管小橫桿的過程中，必須用水準儀對套管頂標高進行控制，標高允許偏差±3 mm，確保型鋼梁底標高符合要求。②梁兩側立桿之間設置連續的縱向斜撐和橫向斜撐，橫向斜撐沿梁長方向間距為2 m，在不小于型鋼梁2/3的高度位置設置水平防傾桿，水平防傾桿沿梁長方向間距為2 m，防止立桿在型鋼梁滑移過程中產生變形或失穩。型鋼梁支承架系統如圖3、圖4所示。

3.2.2.4 型鋼梁分段吊裝及水平滑移就位

分段加工制作好的型鋼梁運至現場后，利用塔吊吊至作業面進行滑移和安裝。

（1）型鋼梁分段起吊。①做好吊裝型鋼梁的準備工作，起吊前要核對編號，確定起吊的先后順序。②吊點位置在距每段型鋼梁端部1/4梁長處，鋼絲繩與梁的水平夾角大于60°。③起吊時，要采取措施避免型鋼梁翼緣鋼板對吊裝鋼絲繩的切割。現場可采用48 mm×3.5 mm的鋼管對半切開后做成護套進行保護鋼絲繩。④型鋼梁落下及就位時，要用纜風繩牽引，防止鋼梁就位時產生大的偏差。

（2）型鋼梁水平滑移。型鋼梁水平滑移，是用塔吊將型鋼梁吊至支承架的導軌上，利用固定在結構柱一側的電動葫蘆產生的拉力，通過鋼絲繩和“U”形卸扣將型鋼梁水平滑移至設計位置后進行拼接。滑移安裝過程如下。第一步：用塔吊將第一段型鋼梁吊至支承架上（如圖5所示）。第二步：用電動葫蘆將第一段型鋼梁水平滑移至設計位置（如圖6所示）。第三步：用塔吊將第二段型鋼梁吊至支承架上（如圖7所示）。第四步：用電動葫蘆將第二段型鋼梁水平滑移至第一段型鋼梁端，兩段型鋼梁臨時連接（如圖8所示）。第五步：用塔吊將第三段型鋼梁吊至支承架導軌上，3段型鋼梁按要求進行標高、位置、垂直度調整，合格后與結構柱進行固定，最后完成整根型鋼梁的安裝（如圖9所示）。

（3）型鋼梁滑移注意事項如下：①型鋼梁滑移前，要檢查支承架是否牢固，縱向和橫向斜撐是否齊全有效。②檢查作為牽引動力的電動葫蘆、鋼絲繩、“U”形卸扣是否正常、完好，電動葫蘆與結構柱之間要固定在一起。③型鋼梁落到支承架后，應先安裝防傾桿并確認防傾桿有效后，方能脫吊勾。防傾桿端部與型鋼梁腹板之間的間距小于10 mm。④滑移第一段型鋼梁時，牽引點可設在型鋼梁端的下部，滑移第二段時，因為第一段型鋼梁已就位，所以牽引點要改至型鋼梁端的上部。⑤采用小橫桿做滑移導軌，中間設60 mm×2.0 mm鋼套管，型鋼梁滑移前安裝好防傾桿，型鋼梁在電動葫蘆的拉力下開始水平滑移。

3.2.2.5 型鋼梁調整、校正及拼接

兩段型鋼梁在端部拼接處有垂直偏差和水平偏差兩種，調整校正工作通常在兩段型鋼梁相距很近時（小于或等于100 mm）進行，此時可以直接觀測到偏位的具體情況，應先消除垂直偏差再消除水平偏差。①垂直偏差校正：型鋼梁的分段拼接接頭位于兩根小橫桿之間，因為前后兩段型鋼梁在自重作用下其撓度不一造成接頭處的垂直偏差，偏差量較小（一般小于5 mm），所以可用小型千斤頂將處于低位的型鋼梁端部頂升提高至兩段型鋼梁平齊，然后將最靠近低位型鋼梁的一根支承小橫桿升高至型鋼梁底，固定后去除千斤頂，實現垂直偏差的調整。②水平偏差校正：兩段型鋼梁端部相接后，可用電動葫蘆進行水平偏差的校正。校正時先使兩段型鋼梁底部平齊，安裝兩顆臨時固定用螺栓后，再校正鋼梁頂部，最后用高強螺栓進行固定。

3.2.2.6 型鋼梁兩端與結構柱連接

各段型鋼梁拼接好后，在結構柱兩端調整好位置，按設計要求用M20的10.9級高強螺栓與結構柱上的連接鋼板進行固定，型鋼梁上下翼緣與結構柱上鋼板進行焊接。連接完成后，檢查高強螺栓連接和焊接質量，合格即完成整根型鋼梁的滑移安裝。

3.2.2.7 拆除型鋼梁支承架

型鋼梁與結構柱連接完成，經檢查其標高、軸線位置及連接符合設計要求后，可拆除支承型鋼梁的小橫桿和鋼套筒及附加水平防傾桿、附加縱向斜撐、附加橫向斜撐，最后完成型鋼梁的安裝工作。

4 結語

（1）大跨度型鋼梁采用分段制作、吊裝、水平滑移就位安裝的施工方法，減輕了吊物重量，解決了施工現場吊裝設備起重量和吊幅不足的吊裝難題，不需要大型運輸設備吊裝設備進場，降低了運輸、安裝費用。

（2）該種施工工法可以不受施工現場地形限制和結構的影響，降低了安裝難度。

（3）鋼梁在工廠加工制作，運到工地后再組裝，節約施工成本。

參 考 文 獻

[1]劉明周，廖紅玉.大型倉庫樓面混凝土模板高支撐工程施工技術[C].2020年工業建筑學術交流會論文集（下冊），2020：1591-1594.

[2]百度文庫.框架結構規劃展示中心工程高大支模專項施工方案[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/3cca9-34811661ed9ad51f01dc281e53a59025133.html，2018-10-16.

[3]譚云.屋面挑檐工字鋼高大模板施工技術研究——以某棟公共教學樓建筑為例[J].低碳世界，2016（6）：156-157.