浅议钢结构吊装的可行性及系船柱的安装实例

芦 畅

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

随着科学技术的不断发展，钢结构的造型及 结构形式越来越复杂，这给钢结构设计和施工带来了新的挑战 同时 在钢结构安装技术方面也取得了新的成就，许多成熟、先进的工艺方法也陆续成为工法，为钢结构行业发展起到了明显的促进作用。为进一步提高钢结构施工的总体水平，促进行业发展，钢结构施工除加强施工现场管理外，还应在施工组织设计、方案、技术措施等方面进行研究总结，大力推广新技术、新工艺，针对工程特点，选择先进、可靠、经济的施工方案。

1 钢结构吊装方案的基本原则

1.1 政策性

以图纸为依据，以规范为准则，严格执行国家有关安全生产法规。

1.2 可靠性

坚持安全第一，确保方案实施的可行性，增强其可靠度。无论采用哪种方法，首先要考虑方案是否有成功的先例和配套的设备，否则必须进行方案论证:

(1)根据结构特点进行施工验算，证明该方法在施工阶段结构的稳定性;

(2)使用的机械设备能否满足安装要求;

(3)施工现场条件是否满足要求，如现场施工环境和周围建筑物等是否制约该方案的实施等。

1.3 先进性

随着科学技术的发展，结构安装领域里的新工艺、新技术、新设备层出不穷，尤其是大型钢结构项目，在现场条件和结构形式允许时，应大力推广应用新技术、新工艺，尽量减少高空作业量，不断提高钢结构的安装效率。

1.4 经济性

一个好的安装方案应该方法简便、措施得当、效率高、施工成本低、应用范围广、经得起审查和考验。所以，必须坚持方案对比的原则，进行技术经济分析，选择工期短、成本低的方案。

2 钢结构吊装方案的适应条件

由于结构形式的不统一，施工现场条件千差万别，可以说没有一种工法和方案适用于任何钢结构项目安装。所以每一种安装方法都有各自的支持条件。

2.1 按工艺方法考虑。首先了解结构形式、结构重量、安装高度、跨度等特点，结合现场实际情况尽量选用成熟、先进的安装工艺。

2.2 按起重设备考虑。首先选用自有设备，充分利用现场起重设备，其次就近租用。一般情况，构件数量少时，多选用汽车吊;门式钢架吊装，多选用中心型汽车吊 安装工期较长 安装高度及回转半径较大时，履带吊比汽车吊经济;中、高层钢结构安装，一般选用塔式起重机;普通桥梁安装，多采用门吊和架桥机。

3 钢结构吊装安全注意事项

3.1 严格执行国家有关安全生产法规，坚持安全交底、安全教育制度，正确识别危险源，并有针对性措施和应急预案。

3.2 起重设备在使用过程中，重点预防倾翻事故。严禁超负荷、斜拉斜吊等违章现象，保证基础和行驶道路平整坚实。六级以上大风应停止作业，台风季节必须按规定采取预防措施。

3.3 结构吊装绑扎要点

(1)绑扎点应在构件重心之上，多点绑扎时其连线(面)应在构件重心之上;

(2)单机吊装，构件重心必须在吊钩的垂直线上;

(3)钢丝绳的安全系数:作吊索，无弯曲6～7;作捆绑吊索8～10;用于载人的升降机为14;

3.4 大吨位起重机越来越多，多机抬吊越来越少，仅限于吊件数量少及特殊情况下使用。多机起吊要求如下:

(1)统一指挥信号，严肃纪律，服从指挥;

(2)起重机分配负荷不超过允许起重量的80%，抬吊行走时不超过允许起重量的70%;

(3)尽量选用同型号起重机，起吊过程力求同步平稳;(4)各台起重机吊钩绳保持垂直，严禁斜吊;(5)考虑吊车、构件和安装位置的平面关系，尽量一次安装就位。

3.5 施工阶段采用的临时支撑架，是结构安装方案中的关键性技术措施。

(1)在设计中除架体本身满足强度和稳定要求之外，还须对地基基础所支撑的结构进行验算，必要时采取有效的加固措施;

(2)支撑架受力后要进行观测，以防基础沉降或架体变形对结构产生影响;

(3)支撑架顶使用的千斤顶、倒链等安装机具，必须严格执行工艺方案，不得盲目使用，以防对架体和结构产生不利;

(4)支撑架拆除必须有落位拆除措施，应同步、匀速、缓慢进行，不得盲目拆除。

3.6 钢结构吊装的动态特点。在结构吊装方案的计算过程中，应认真分析各种吊装方法运动特性，采用必要的稳定措施，提高方案的可靠度。

3.7 钢结构吊装危险源识别。结构吊装的主要特点是高空作业，其危险源有临边作业、洞口作业、攀登作业、悬空作业、交叉作业、高空坠落、起重设备、吊车路基、同步控制、安全用电、季节施工、操作台、脚手架、临时支撑等。

(1)根据结构特点正确识别危险源，并采取针对性措施和应急预案;

(2)坚持执行国家和地方有关安全生产法规，禁止违章操作;

(3)坚持施工方案两级评审制度，技术、质量、安全、生产、设备等部门参加。

4 安装、吊装工程实例

4.1 工程概述

葛洲坝一号船闸位于大江河床右侧，船闸轴线与坝轴线正交，左邻大江电站安装场，右接大江冲沙闸，挡水前沿长度为86.2m。葛洲坝一号船闸闸室共设有18个浮式系船柱，闸室最高通航水位66.5m，墙顶高程为70.0m，设计最大过闸船舶为1+4×3000t船队。三峡水利枢纽建成后，库区航运条件得到显著改善，船舶逐渐向大型化发展，随着船舶干弦高度的增高，原浮式系船柱顶高程已不能满足船舶安全系泊的要求，需对浮式系船柱进行改造，相应的浮式系船柱槽也应随之加高。

葛洲坝一号船闸浮式系船柱支墩加高工程，系船柱共计18套，其中每套重量约为3.077t、预埋件约为6.5t，本工程共计钢材重量约为55.386t。

浮式系船柱沿闸室长度方向两侧布置，各布置9个，每个系船柱设在各分段中间。浮筒高度为6.4m，直径为1.3m，整个浮式系船柱由轨道预埋件、浮筒、上层系船架、系船帽、滚轮总成等组成。按制造结构及形式，可以分为钢结构件、精加工件、铸造件等。闸室墙完成后浇注浮式系船柱二期混凝土时埋设浮式系船柱导轨、护角等预埋件，采用16t吊车整体吊装浮式系船柱。

葛洲坝一号船闸浮式系船柱为两层，上层为系船架，下层为浮筒，系船架与浮筒采用支柱连接。系船柱的系船架高0.8m(不含系船柱)，浮筒高5.6m，浮筒上的系船柱顶距水面2.1m，系船架上的系船柱顶距水面4.7m。浮筒高4.5m，浮筒上的系船柱顶距水面1.4m，系船架上的系船柱顶距水面2.9m。

葛洲坝一号船闸浮式系船柱主要由浮筒、纵向滚轮、横向滚轮、系船架、系船架支柱、系船柱帽及吊环螺钉等组成。系船架与浮筒之间采用支柱进行连接，在支柱的两端设置了向心关节轴承，当上层和下层系船柱同时带缆后，浮筒、系船架则分别将系缆力传递到闸墙上。

4.2 吊装方法及安装过程

4.2.1 浮式系船柱安装就位前，应对浮筒、导轨之间间距，系船架等各项尺寸进行复查，复查结果应符合设计图样的规定，方可进行安装。

4.2.2 安装前在地面上将纵向滚轮、横向滚轮、以及系船柱帽安装到浮筒、系船架上，对轮架及系船柱帽焊缝进行手工除锈、清理、涂漆。

4.2.3 安装时待闸室水位升起时，用吊车将操作人员吊至系船柱槽内，把钢丝绳穿过旧浮筒的上层系船三角架内，将旧浮筒缓缓吊起到拖车上，运输至指定位置进行处理。

4.2.4 安装新浮筒时，先将下层浮筒吊至系船柱槽内，待浮筒下降至横向滚轮时，用枕木和条形钢板将其卡在系船柱槽口处(务必检查是否滚轮架卡紧在枕木和条形钢板上)，然后用吊车将上层系船架吊起至下层浮筒位置，这时操作人员用支柱将上层系船架与下层浮筒进行连接，用销轴插入万向关节轴承中，待上层系船架和浮筒垂直后，将浮筒和系船架缓缓放入系船柱槽内，直至其入水稳定后由操作人员解除钢丝绳，浮式系船柱安装完毕。

4.2.5 以上是浮式系船柱吊装方法及安装过程的简述，其中所讲都是在不影响通航的情况下根据水位上升、下降进行拆卸、安装。如上下游闸门关闭，闸室水位在一定高度时，除去了闸室的蓄水、排水时间，使浮式系船柱的吊装、安装会更加方便。

5 结语

综上所述，钢结构安装的发展势头迅猛，市场前景乐观，随着钢结构的广泛应用，大型钢结构的安装技术难度越来越大，加工、安装精度要求也越来越高，质量问题也会越来越受关注。我们应及时掌握新技术、新工艺、新方法，树立良好的质量意识，从大处着眼，小处入手，切实有效地实施工序管理。既要做好质量预控工作，也要重视过程控制和成果校核。只有这样，才能很好地控制质量，防止事故发生。