浅谈大截面、大跨度重型钢柱吊装施工技术
2011-02-14山东越宫建筑有限公司孟凡才
◎ 山东越宫建筑有限公司 孟凡才
一、概况
某工程为主跨、辅跨结构,重型结构,钢柱截面为3200×700,主跨28米,高度37.37m。钢柱安装技术难度大,具有代表性,这里以齐鲁石化重铆车间重型钢柱为例,与大家浅谈大截面、大跨度重型钢柱吊装施工技术。
二、重型钢柱结构
某工程为主跨、辅跨结构,主跨28米,长度120米,主跨钢柱设三层吊车,上层为260t,中层为75t,下层为10t,材质为Q345B,单个钢柱用钢量为21t,本工程结构复杂,施工难度大,科技含量高。其截面尺寸3200×700,由主、辅立柱、角钢等组成。高度为37.37米。
三、技术要求
柱脚底座中心线对定位轴线的偏移为5.0,柱基准点标高为-5.0-+3.0,弯曲矢高为H/1200,且不应大于25.0。
四、难点分析
钢柱重量大,高度高,截面尺寸大,钢柱的安装难度大如何实现重钢钢柱的吊装是难点。
五、重型钢钢柱吊装施工技术分析
实现重钢钢柱的吊装需要制定合理的吊装施工技术,即需要可行的吊装施工技术。
1、吊装前准备
(1)复核
① 对重型钢柱的关键几何尺寸等予以复核。
对重型钢柱柱脚螺栓孔距、牛腿标高、柱底板底面至柱顶节点最上端一个孔的距离等关键几何尺寸复检,同时复检检查顶节点板孔距。
② 对重型钢柱的焊缝予以检查,尤其是260t等箱形盖板处的焊缝,260t盖板处的焊缝不易焊接易漏焊。
③ 对预埋的地脚螺栓予以复测,确保地脚螺栓偏差在5.0mm以内。
④ 复测基础地面标高,若发现地面标高不符时,要求予以处理,特别是放垫铁、楔铁的地方,每根地脚螺栓δ用25×200×200三件(两块垫铁、一块楔铁,每组地脚螺栓为24件)根据其标高预埋放置好垫铁、楔铁。
(2) 放线
① 钢柱轴线划线,在标高0.500米处划线。
② 放好基础平面的纵、横向基准线,放出柱底板的安装定位线。
(3)焊接缆风拴环,并拴好缆风绳,可在柱头焊一角钢,以备以后安装屋架时做挂安全带用。
(4)每根钢柱的基坑周围回填夯实。
(5)钢柱吊装前应设置登高挂梯和柱顶操作台夹箍。
2、确定吊装机械。
(1)根据计算结果选用150t汽车吊作为主吊机,50t汽车吊作为辅吊机,主吊绳选用Φ52-6×371—55,辅吊绳选用Φ26-6×371-155。
(2)选好吊装机械后,将安装的柱子按位置、方向放到吊装(起重半径)位置。用枕木将格构式钢柱垫起,防止格构式角钢支撑因碰撞变形。
3、重型钢柱吊装
(1)重型钢柱重心、吊点、吊具
①重型钢柱为上、中、下三段,结构不同,通过计算找重心较复杂,实际施工中,通过两次找钢柱平衡法,测算重心距离柱底板19.350m。
②钢柱安装属于竖向垂直吊装,为使吊起柱子保持下垂,便于就位,根据钢柱的特点和高度,确定吊点。具有牛腿的钢柱吊点应选择牛腿下部按照吊点高于中心的原则,吊点选择在75t牛腿下部,即距柱底板21.350m处。
③吊具
主要有起吊梁、改向梁、钢丝绳距撑杆,起吊梁承担整个钢柱的重量,改向梁使钢丝绳改向,使钢丝绳垂直方向通过钢柱重心;钢丝绳距撑杆保持钢丝绳夹角使钢丝绳头保持在钢柱外侧,以免钢丝绳勾挂钢柱。
(2)为防止钢柱边缘的锐利棱角,在吊装时探伤吊绳,应用适宜规格的钢管割开一条缝,套在棱角吊绳处,或用方形木条垫护。
(3)重型钢柱柱脚套入地脚螺栓,防止其损伤螺纹,应用铁皮卷成筒套在螺栓上,钢柱就位后,取出套筒。
(4)为避免吊起的钢柱自由移动,在柱脚上部用麻绳绑好,作为牵引溜绳的调整方向。
(5)吊装方法:对重型工业厂房大型钢柱又重又高,根据起重机配备和现场条件确定,采用二机递送。为减少钢柱脚与地面的摩擦阻力,同时为防止柱子根部在起吊过程中变形,其中一台为副机吊点选在钢柱下面,起吊柱时配合主机起钩,主机吊在钢柱上部(重心上部),随着主机的起吊,副机要行走或回转,在递送过程中,副机承担了一部分荷重,将钢柱脚递送到柱基础上面。150t、50t两台吊车同时提升起钩,使钢柱离开地面100-200mm时,吊车停止运行,此时检查吊耳和索具,确定无误后,双机同时打开回转刹车,主机提升并旋转,同时副机旋转逐步将底部往前送,直至整个立柱由主机吊起,摘去副机吊钩,副机摘钩卸去荷载,此刻主机满载,然后主机送至预定位置,指挥吊车缓慢下降,当柱底距基础位置40-100mm时,调整柱底与基础两基准线达到准确位置,指挥吊车下降就位。特别指出,整个起吊过程,150t、50t吊车的工作半径都要严格控制在回转半径内。
但是,二机递送要注意以下事项:
① 尽量选用同类型起重机。
② 根据起重机能力对起吊点进行荷载分配。
③ 各起重机的荷载不宜超过其相应起重能力的80%。
④ 二机递送,在操作过程中,要互相配合动作协调,采用铁扁担起吊,尽量使铁扁担保持平衡,倾斜角度小,以防一台起重机失重而使另一台起重机超载,造成安全事故。
⑤ 信号指挥,分指挥必须服从总指挥。
(6)重型钢柱校正
①初校:钢柱落在地脚螺栓位置处,用150t主机起重回转进行矫正,经纬仪测量,将钢柱垂直度控制在20mm以内,此时拧紧基础螺母,临时将钢柱固定加固,达到完全方可摘除吊钩。
②精校
钢柱校正工作一般包括平面位置,标高、及垂直度三方面的内容。
A、钢柱的平面位置在吊装就位时,属一次对位。
B、对钢柱的标高,进行精校,进行调整。柱基础标高调整,根据钢柱实际长度、柱底平整度,钢牛腿顶部距柱底部距离,重点是保证钢牛腿顶部标高值,来决定基础标高的调整数值。
C、对钢柱的垂直度用两台经纬仪。首先,将经纬仪放在柱子一侧,使纵中丝对准柱子座的基线,然后固定水平底盘的各螺丝。测钢柱的中心线,由下向上观测。若中心线对准,即是钢柱垂直,不对准则需调整钢柱,直到对准经纬仪纵中丝为止。用同样的方法,使钢柱另一面中心线垂直于基线横轴。钢柱精确定位后,即可对钢柱进行固定工作。
采用液压千斤顶对钢柱垂直度进行校正,在校正过程过程中,不断观察是否顶升过度造成水平标高产生误差,待垂直度校正完毕,再紧固地脚螺栓及并塞紧图中的楔块。
D、钢柱垂直度校正做到“四校、五测、三记录”,以保证钢柱在组成排架后的安装质量。
四校:初校、基础灌浆后的复校、安装系杆时的校正、安装屋架梁的校正 。
五测:初校为一测,灌浆后为二测,安装系杆时为三测,安装屋架梁时为四测,屋面吊好时为五测。
三记录:初校、灌浆后复校做好记录,安装系杆时做好记录,安装屋架后做好记录。
六、结论
通过制定了合理的重型钢柱吊装施工技术,实现了大截面、大跨度的重型钢柱顺利吊装,为工程的完工奠定了基础。事实证明,我们的施工技术方案是可行的。