大跨度管桁架双机抬吊施工实践
2011-08-21张中善
张中善
1 工程概况
天津美术馆工程是天津文化中心四大场馆之一,建筑面积46 011 m2,建筑高度30 m,计划于2011年10月1日开馆布展。该工程地下1层、地上4层,结构形式为钢框架—剪力墙结构,抗震设防烈度8度,设计使用年限100年。本工程屋顶4-7/C-H轴线之间有9榀空间直角三角钢管桁架,桁架材质为Q345B,截面尺寸1 500 mm×1 200 mm,最大钢管直径300 mm,壁厚12 mm,桁架跨度 32.4 m,重量 12.5 t,桁架顶标高 29.7 m,桁架剖面图如图1所示。现场结构吊装布置了4台塔吊,塔吊起重臂覆盖范围内都不能直接对桁架实施整体吊装,吊装难度较大。
图1 桁架剖面图
2 吊装方案选择
现场布置有4台塔吊,2台为K5050,其中1台臂长为50 m、另1台臂长为70 m;2台为C7030,臂长均为60 m,9榀管桁架在2台K5050塔吊覆盖范围之内,拟采用2台K5050塔吊进行桁架吊装,塔吊起重性能如图2所示。
图2 K5050塔吊起重性能
2.1 方案一
桁架整体提升方案。现场桁架下面楼层结构为大空间错层结构,受已施工完成的大台阶等影响,不能水平放置桁架,因此不具备整体拼装提升条件,方案不可取。
2.2 方案二
分段吊装高空拼接方案。该方案必须在跨内搭设临时支撑架,存在以下四个方面的问题:1)支撑架搭设需底部楼板混凝土完成并达到一定强度才能设置,工期不允许。2)支撑架用钢量较大,不经济。3)支撑架拆除卸载困难,工期较长,不确定因素多,危险性较大。4)对接焊缝必须在高空完成,质量不容易控制。
综合以上四个原因,分段吊装高空拼接方案实施困难。
2.3 方案三
双机抬吊桁架方案。采用此方案需注意两个问题:1)必须有桁架地面拼装场地,且在两台塔吊覆盖范围之内;2)由于现场条件复杂,抬吊水平就位过程中必须协调一致,统一指挥。根据本工程的具体情况,项目部邀请专家经多次分析研究论证,认为双机抬吊桁架方案为最优方案,该方案技术、经济合理,工期最短。
3 双机抬吊施工
3.1 工艺流程
工艺流程为桁架地面拼装→焊缝检测→吊点确定→双塔抬吊→桁架就位。
3.2 施工要点
1)钢管桁架分成三段在工厂加工制作,在工厂预拼装合格后分段运至施工现场,利用塔吊T3,T4把分段桁架吊装到拼装胎架上,拼装胎架设置在3-9/H-J轴线的地下室顶板上,该部位1层~4层为大空间天井,可以通过此处将桁架吊装至屋面。2)桁架在胎架上进行组拼,利用手拉葫芦进行调整找直、对接口,采用经纬仪、水平尺配合精确测量,确保桁架整体组拼质量。桁架拼装焊接采用药芯焊丝CO2气体保护焊,焊接完成后去除焊渣,对焊缝质量进行外观检查,防止焊缝漏焊、开裂,24 h后进行焊缝探伤检测,焊缝质量要求为一级焊缝,焊缝探伤满足要求后等待吊装。3)确定吊点位置,在桁架上用记号笔标出吊点位置,以便于现场准确绑扎吊索,减少试吊及吊索绑扎时间。经试吊本工程钢管桁架吊点距桁架端头2 000 mm,吊点距塔吊中心约43 m,此位置塔吊的起重量为9.5 t,两台塔吊合计起重量19 t,单机负荷不大于允许起重量的80%,满足桁架整体吊装要求。4)将吊索在预定吊点处挂好,在桁架的两端绑上牵引绳,并检查两头的相对方向是否正确,然后在起重工的指挥下,两台塔吊缓慢提升桁架至距地面300 mm位置,等两台塔吊完全稳定后,检查吊点、吊索、塔吊的情况,将塔吊计重器读数与理论吊重作比较,以确保安全安装。5)钢管桁架抬吊提升过程中由2名专业信号工统一指挥,用对讲机进行通信联络,同时在每层设置2名观测人员,检测桁架提升过程中塔吊的同步性,发现不同步及时纠正调整。6)起吊过程中不间断根据构件平衡判断双机起吊速度是否一致。塔吊司机要密切注意力矩限制器读数的变化,如负荷超过理论负荷时,应立即向起重指挥人员汇报并停止作业。7)钢管桁架垂直吊装提升到高度后,两台塔吊同步缓慢旋转,边旋转边行走小车,在整个抬吊过程中,两台塔吊的吊钩滑车组均应基本保持铅垂状态,钢丝绳与桁架夹角在85°~90°之间。8)桁架到达安装位置后,利用牵引绳将桁架在空中旋转到位,调整桁架标高、垂直度,将桁架端部连接板与支座连接板用固定螺栓固定,完成一榀桁架吊装。9)桁架吊装从南向北顺序进行,从3-HJ-1开始,依次到3-HJ-9全部完成全部桁架吊装。
4 安全技术措施
1)编制详细的吊装指挥方案,设专人指挥,指挥信号清晰、准确,塔吊司机应绝对听从指挥。2)吊装前对所有作业人员进行安全技术交底,明确分工、责任到人;对机械、吊具进行全面检查,核对桁架构件的编号及安装方向。3)设专人检查,清理桁架上与桁架无关及没有固定在一起的物品,防止高空坠物造成安全事故。4)双机的起钩、转动速度要同步,尽可能减小塔吊大臂转动的幅度。如出现不同步现象,及时调整。5)为安全起见,设立安全警戒区域,作业时间尽量选在中午休息的时间,警戒区域内除起重工外没有其他作业人员。6)高处操作人员使用的工具、零配件等,应放在随身佩带的工具袋内,不可随意向下丢掷。7)遇六级以上大风,雨雪,大雾等恶劣气候条件时,应停止起重吊装工作。
5 结语
经充足的准备,9榀钢管桁架双机抬吊顺利完成,与高空分段安装法比较,节省安装工期约7 d,节约成本约75 000元,得到业主、天津文化中心指挥部的一致好评。实践表明,在施工中结合现场情况,通过认真分析,严格执行有关技术、规范,精心组织施工,用两台塔吊进行大跨度构件抬吊安装,技术可靠、经济合理,可为类似工程提供参考。
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[2]张明兴.大跨度结构双机抬吊设计与施工[J].建筑安全,1999(2):28-33.
[3]李小萍,牙马忠.某单体工程大跨度超高超大钢结构吊装技术[J].山西建筑,2010,36(17):154-155.