某廠房項目大跨度預制雙T板滑模安裝及吊裝施工分析

楊磊，馬小偉

（無錫建設監理咨詢有限公司，江蘇 無錫214000）

1 引言

預制混凝土雙T 形板具有大跨度、承載性能好、耐腐蝕、耐高溫、免維護、低造價等特點，是目前既有現澆混凝土和普通鋼結構樓蓋所不能比擬的。 由于受場地、機械設備等條件的制約，其在連續大跨度、結構類型較為復雜的工程中難以一次吊裝到位，加之要保證和滿足施工安全與質量要求，施工難度較大。 本文以某新擴建廠房為例予以探討，供同行參考和借鑒。

2 工程概況

該項目長為363.76m，寬為236.1m，建筑面積為130000m2，分為A、B、C、D、E、F 六個區域， 每一個區域的廠房為3 個跨距，每跨的跨距為30 m。分為6 個區域的整體廠房是一個連續的物料廠房， 其主體結構類型采用單層的現澆混凝土排架結構，除了泵房與配電間是現澆混凝土屋頂外，其他都是采用預應力混凝土雙T 板屋面板，局部區域有夾層結構。雙T 板的單板寬度是3 m，長度是30 m，自重300 kN。 在雙T 板吊裝施工前， 廠房的主體排架結構已經完成， 由于施工場地條件的限制， 使得用于雙T 板吊裝施工的汽車吊的工作面不能完全展開，而且由于雙T 板的構件長度比較長，自重也較大，吊裝高度較高，因此，吊裝工作的難度增大，且存在諸多不確定因素，使得雙T 板的整體施工難度較大。

3 施工的準備工作

由于每塊雙T 形板自重約300 kN， 經過計算復核 （詳見后面計算復核過程）且出于安全考慮，吊裝采用起重量為3 000 kN 的汽車吊1 輛，4 條鋼絲繩，1 臺滑模桁架組合，千斤頂4 臺，撬棒3 根，滑模桁架采用壁厚為3.5 mm 直徑為48 mm的空心圓鋼管焊接而成，其寬為2.3 m，高為2.3 m，架體根據廠房現場滑模桁車梁和板頂的高度定制而成，間距為29 m 的桁車間的路規間距。

4 桁架的組成

1）桁架采用兩段焊接拼裝而成，每段長度為14.5 m，并在焊接處進行了加強處理，用4 個產品型號為DYG1200/200 的千斤頂分別固定于桁架四角內側，千斤頂配有相應成品電纜。

2）調整精度，先由工人組裝好桁架和千斤頂，接著技術人員調整好桁架架體的垂直度及平整度，調整完畢后，在千斤頂上安裝同步起升裝置， 以確保每臺千斤頂都能同步起升和下降，并且桁架可以同步滑行。

5 桁車梁的鋪設

廠房主體結構的立柱尺寸為500 mm×800 mm，柱中間設有1 根牛腿，牛腿懸挑長度為400 mm，經過本項目設計單位對主體結構的驗算復核， 牛腿的設計強度和剛度能達到桁車架和滑模荷載的負載條件。 在相鄰牛腿之間設置桁車架，每跨8 m，小計12 跨，共設置96 根鋼桁車梁。使用起重量為80 kN 的汽車吊進行桁車梁吊裝施工，先利用起重量為3 000 kN 的起重機將起重量為80 kN 的汽吊運到施工樓面， 并在樓面吊裝區域滿鋪好鋼板，該現澆混凝土樓板的厚度為20 cm，經過本項目監理單位與設計單位聯合對其施工工況的受力分析及結構復核，認為該樓板吊裝區域在滿鋪鋼板的情況下，能夠承受起重量為80 kN 汽車吊的行駛和吊裝施工工況[1]。 在桁車梁吊裝完成后，加裝路規作業、桁車梁與混凝土柱的鏈接工作，以保證桁架梁的整體穩定性能滿足滑模的施工要求。

6 雙T板的吊裝

因為本項目建筑設計的原因， 雙T 板不可以直接吊裝到屋面位置并安裝好，需先將雙T 板吊裝到滑板的桁架上，滑行到安裝位置后，再安裝到位。 所以，通過對以下數據的計算復核是否滿足吊裝要求。

6.1 運輸和吊裝雙T板所需的設備與工具

1）一輛起重量為3 000 kN 的汽車吊。

2）二輛載重量為300 kN，并可任意伸縮拖掛部位長度的載重運輸車。

3）4 條長度為15 m 的32#×4 編織長鋼絲繩， 每根32#的最低破斷拉力為660 kN，安全系數取值為8，則每根鋼絲繩可承載最大拉力為660/8=82.5 kN， 小計4 條鋼絲繩可承載的最大拉力為82.5×4=330 kN， 長度30 m 以上的雙T 板自重為300 kN，那么該4 根鋼絲繩可承載的最大拉力330 kN 大于雙T 板自重，所以滿足要求。

另加上長度為6 m 鋼絲繩8 根。 每根鋼絲繩的直徑選取不小于28#鋼絲繩的直徑，28#鋼絲繩的最低破斷拉力為500 kN，安全系數取值為8，則每根鋼絲繩可承載的最大拉力為500/8=62.5 kN，8 根鋼絲繩合并可以承載最大拉力為62.5×8=500 kN，那么該8 根鋼絲繩可承載的最大拉力500 kN，大于雙T 板自重（300 kN），所以滿足要求。

4）配合吊裝使用的4 個卸扣每只承載力不少于120 kN，其他對應的8 個卸扣每只承載力不少于80 kN， 同時長度為30 m 的雙T 形板上已對應預裝配8 個卸扣。

5）金屬撬棍2 根，50 m 鋼卷尺、溜繩等配合吊裝工具若干。

6.2 吊裝長度為30 m的雙T 板,均采用單臺汽車吊機吊裝作業

1）Q≥Q1+Q2，每塊雙T 板件的自重Q1=300 kN，吊裝使用的鋼絲繩、卸扣等吊具重量Q2=20 kN，則Q1+Q2=Q≥320 kN。

2）對吊裝起重高度的計算復核。 由于長度為30 m 的雙層T 形板為安裝在單層廠房屋面部位（包含地下室的B 區除外），所以， 只需要選用起重量為1 300 kN 以上的汽車吊車進行跨內吊即可。吊裝起吊方式為四點吊，吊裝高度為24 m，所以汽車吊的起重高度選擇為H=24 m。

3）汽車吊起重臂的長度計算：L≥31.56 m。

4）所以，經過復核決定選擇起重量為3 000 kN 的重型汽車吊施工。

6.3 起重機吊裝起重能力與工程實際需求的計算分析與復核

1）吊裝的起重量。 查起重機性能表得，起重機的最大起吊高度等于31.56 m 時，吊車的起重量Tc=402 kN，起重機的負荷荷載計算值為Qj，吊裝的最重構件重量T1=300 kN+1.4 kN=301.4 kN（其中，雙T 板自重，鋼絲繩、卸扣等重量為1.4 kN），吊裝用的索具和加強材料的重量T2=1 kN，則T=T1+T2=302.4 kN，那么起重機的負荷荷載計算值Qj=K1T=362.88 kN（其中，K1是吊裝動載系數，取值為1.2）。 則Tc=402 kN≥Qj=362.88 kN，起重機的吊裝起重能力達到了吊裝雙T 板的要求。

2）對起吊高度的復核。 查起重機的性能表得，在起重機作業半徑是10 m 的時候，起重機的吊臂伸出長度是29.56 m，最大起吊高度是27 m， 最大起重載荷T'c為392 kN。 則T'c=392 kN＞Qj=362.88 kN，所以，滿足吊裝要求。

3）起重機吊裝時的回轉半徑。 根據施工現場具備的吊裝條件，在雙T 板的吊裝和安裝到屋面的過程中，起重機的吊臂與吊裝的雙T 板不得發生碰撞， 所以， 依據吊裝的最大起重量，將起重機械的回轉半徑設為90°，工作半徑為10 m，吊車臂伸出的最大長度為29 m，最大起吊重量為390 kN。

4）合理選擇鋼絲繩和卸扣。 鋼絲繩在綁扎和固定緊構件時，除與雙T 板自身的重量有直接的關系外，還與鋼絲繩等綁扎固定的角度相關。 本工程根據預制雙T 板的標準圖集，在生產制作混凝土雙T 板時， 就已經在相應部位設置了8 個φ25 mm 圓鋼預埋件，以便吊裝施工。

經過上述計算復核， 將雙T 板吊裝到桁架上即可完成當前一跨的安裝，且安裝必須由末端向吊板處安裝[2]。

7 伸縮縫后側無桁車梁部位中間一跨的吊裝施工（因跨內有地下室）

1）滑板施工的具體流程：先將1 臺起重量為3 000 kN 的吊車停在B 區東邊3 m 處， 然后將30 m 長的雙T 板運到吊車旁邊，再用1 臺起重量為3 500 kN 的吊車把板吊到B 區東邊的第一塊位置。 將2 臺牽引力各為20 kN 的減速卷揚機分別放在第一塊30 m 長雙T 板的兩端， 用鋼絲繩和卸扣固定，裝上倒順開關，并接上電源。

2）雙T 板質量M1為30 t，選擇4 輛運載量為10 t 的運輸坦克，每輛運輸坦克的質量M2為10 kg，運輸坦克的車輪材料采用高強度尼龍，其與桁架梁材料45#鋼之間的滑動摩擦系數K 取值為0.07，因此，根據最大靜摩擦力計算出拉力F=KG，G=（M1+M2）g= （30 000+10×4）×10=300.4 kN， 因此， 所需拉力為F=0.07×300.4=21.03 kN。 現選用2 臺牽引力各為20 kN 的減速卷揚機，因此總牽引力為40 kN，大于靜摩擦力F=21.03 kN，所以，可以滿足施工要求。

3）依據運載量為10 t 運輸坦克的尺寸確定軌道規格，選擇[22a 號槽鋼作為運輸坦克軌道，在制作和安裝時，要保證2 根運輸軌道中心線的間距始終為29.6 m，并要保證好平行度，同時對于安裝位置， 應保證軌道梁外側與混凝土梁內側對應齊平。 將[22a 槽鋼分段拼裝成與大梁相同長度的地槽軌道，經焊接并校正調直后，把軌道焊接固定于混凝土梁的預埋件上。 固定安裝前，檢查和調整軌道標高，校驗調整完成后統一固定，需合格焊工進行焊接施工，以確保焊接質量達到驗收標準。

4）待兩條運輸軌道施工完畢后，為確保達到運輸要求，需對軌道梁的焊縫進行打磨施工， 尤其是軌道的平行度、 直線度、標高，各項參數檢查合格后，把4 輛運輸坦克（各運輸坦克按前后方向中心線為基準線，焊接寬度為12 cm、高度為5 cm的限位板）放置在兩條軌道中，每個軌道上分別設置2 臺運輸坦克。在雙T 板吊裝施工起之前，需嚴密控制兩條鋼軌內的兩臺運輸坦克的間距， 以確保兩臺運輸坦克前后中心線距離始終為1 200 mm。

雙T 板由1 臺起重量為3 000 kN 的吊車吊至軌道端頭運輸坦克車上方，接著調整好位置，將雙T 板放置在4 臺運輸坦克車的限位內。雙T 板吊裝完畢后，先將預先準備好的鋼絲繩與雙T 板兩端的吊環固定在一起， 然后用卡環與卷揚機上的牽引鋼絲繩相連接。 為了保證2 臺卷揚機同步運行，必須將2 臺卷揚機的電源控制線與同一個電源控制開關相連接，這樣就可以由1 名操作者同時控制2 臺卷揚機同部牽引工作。 待檢查完畢后， 就可開始同時控制2 臺卷揚機牽引拖拉雙T 板就位。 在牽引過程中，每輛運輸坦克車必須由2 名施工人員時刻檢查其移動方向， 以保證每輛運輸坦克車都能在軌道內正常行駛[3]。一發現異常情況和位置跑偏就應立即通知卷揚機操作者停止卷揚機牽引，并用千斤頂將雙T 板位置頂正后，才可繼續作業。等將雙T 板拉到安裝位置后，用4 臺15 t 液壓千斤頂將雙T 板頂起，卸下運輸坦克，然后割除構件安裝位置下方的軌道，同時將千斤頂緩緩放下，這樣就將雙T 板放到了安裝位置。 后面雙T 板的吊裝到位工作，依構件位置次序，按上述步驟施工就可。

8 審核優化方案，檢查實施情況及施工成效

該吊裝施工方案在專家論證會議上獲得一次性通過。 在吊裝實施過程中， 項目監理部安排專職監理人員在現場進行旁站監理，對各工序進行了細致的追蹤和監督，并督促施工單位嚴格按照通過論證的方案實施，在整個吊裝過程中沒有出現人員傷亡事故[4]。 該監理單位按照設計和施工驗收規范對安裝到位的雙T 板進行了檢測和驗收，雙T 形板外觀平整、良好，主要受力構件無任何明顯的瑕疵、缺陷等問題。

9 結語

本文舉例的新建廠房工程采用雙T 板作為屋面板是一種典型的應用案例，為今后使用大跨度屋面板的改進與完善工作積累了有益的借鑒。 當然，在確保大跨度屋面板運輸和吊裝過程中的安全和質量要求的基礎上，也消耗了大量的人力、物力資源，也增加了較多的資金成本。 所以，如何在確保工程安全和質量的同時縮短工期，節省材料和設備的投入，節約投資，是今后發展中急需研究的課題。