高层钢结构异形组合柱吊装技术

梁思远

【摘要】：金陵饭店扩建工程钢结构异型组合柱的吊装，采取分片分节的吊装方法，随后进行定位对接，竖缝焊接，最后采用无缆风绳的方法进行校正。

【关键词】：分片分节吊装就位对接

中图分类号：TU391文献标识码： A

0前沿

南京金陵饭店扩建工程位于南京市新街口中心区西北角，南至金陵饭店北侧裙房，北至延安路，东至中山路，西至管家桥。整个塔楼地下3层、地上57层，总高度242.05米。

我部承建的钢结构工程构件形式主要包括：异型组合柱、十字柱、钢梁、腰桁架以及核心筒十字柱、H型柱、钢板剪力墙及预埋件等，总重量约1.6万吨。其中异型组合柱的截面形式复杂，单重较重，现场构件堆放场地狭小，给现场的吊装造成了很大的不便，这也成为了本工程的重难点。

1塔吊选型与工况分析

根据塔吊的现场布置、构件吊装位置及构件的分片分节后重量，确定在地下室阶段使用中晟ZSC5080型平臂塔吊作为垂直运输及吊装设备；在±0.000以上使用中晟ZSC1000型平臂塔吊作为垂直运输吊装设备，其性能参数及荷载曲线分别见下图：

图1ZSC5080塔吊荷载曲线参数 图2ZSC1000塔吊荷载曲线参数

塔吊工况根据塔吊位置，构件吊装距离及卸车距离综合分析。

地下室施工阶段塔吊吊装工况分析见下表：

序号 构件位置 吊装距离/吊重 卸车距离/吊重 此位置构件最大重量

1 TA/B×T1/A 47M/8.5T 38M/11T 7T

2 T1/B×TA/A 47M/8.5T 38M/11T 7T

3 TB/B×T1/A 40M/10.5T 38M/11T 9.5T

4 TC/A×T1/A 35M/13T 38M/11T 9.5T

5 T2/C×TA/A 42M/10T 38M/11T 9.5T

6 T3/B×TA/A 40M/10.5T 38M/11T 9.5T

7 TD/A×T1/A 32M/13T 38M/11T 9.2T

8 TD/B×T1/B 28M/16T 38M/11T 9.2T

9 TA/B×T4/B 36M/12T 38M/11T 9.2T

10 TA/A×T4/A 39M/10.75T 38M/11T 9.2T

11 T2/C×TD/B 17M/28T 38M/11T 9.5T

12 T3/B×TD/B 9M/40T 38M/11T 9.5T

13 TB/B×T4/B 25M/19T 38M/11T 9.5T

14 TC/A×T4/B 18M/27T 38M/11T 9.5T

15 TD/A×T4/B 12M/40T 38M/11T 10.15

16 T4/A×TD/B 9.5M/40T 38M/11T 10.15

+0.000m以上塔吊工况分析见下表：

序号 构件位置 吊装距离/吊重 卸车距离/吊重 此位置构件最大重量

1 TA/B×T1/A 35M/27T 35M/27T 14.7T

2 T1/B×TA/A 34M/27.5T 35M/27T 14.7T

3 TB/B×T1/A 30M/32.5T 35M/27T 25.4T

4 TC/A×T1/A 29M/33T 35M/27T 25.4T

5 T2/C×TA/A 27M/35T 35M/27T 25.4T

6 T3/B×TA/A 25M/39.8T 35M/27T 25.4T

7 TD/A×T1/A 33M/30T 35M/27T 14.7T

8 TD/B×T1/B 32M/30.5T 35M/27T 14.7

9 TA/B×T4/B 25M/39.8T 35M/27T 14.7T

10 TA/A×T4/A 27M/35T 35M/27T 14.7T

11 T2/C×TD/B 24M/40T 35M/27T 25.4T

12 T3/B×TD/B 21M/50T 35M/27T 25.4T

13 TB/B×T4/B 18M/50T 35M/27T 25.4T

14 TC/A×T4/B 17M/50T 35M/27T 25.4T

15 TD/A×T4/B 23M/48T 35M/27T 14.7T

16 T4/A×TD/B 24M/47T 35M/27T 14.7T

说明：100m以上塔吊起重量应扣除钢丝绳及卸扣重量。

3异型组合柱的吊装过程

（1）认真熟悉施工设计图纸，进行图纸会审，作好交底，向全体参加施工的人员做技术、质量、安全交底，明确施工步骤、安装程序、施工方法和质量验收标准规范要求并确保安全。

（2）技术员应检查每个进场构件的合格证，构件本身是否有构件编号、材质等明显标识，以及核对构件的截面尺寸。

（3）柱底节吊装前，混凝土应清理干净，对于局部超高部分应凿平。

（4）现场所有吊索具应进行安全检查，平衡梁、钢丝绳是否满足规范要求，柱头的标识应清晰准确。

（5）吊装钢丝绳的选用，以最重钢柱的重量作为计算依据,单根钢柱最重取30t(实际构件<30t),钢柱的吊装采用四点吊,吊装就位时，吊索基本工况为：

吊索受力方向与水平方向夹角为最大60度,根据上图可以得出F=30000kg×10N/kg=300KN；F1=(300KN/4)×1.1=82.5KN；此式中，钢丝绳为四根，塔吊期中系数为1.1；[Fg]=82.5KN/COS30=96KN。

根据公式[Fg]=aFg/K，计算得出Fg=[Fg] K/a=960KN

[Fg]为刚丝绳的允许拉力

a为换算系数。本工程使用适合于制作吊索、起重绑绳的钢丝绳。故取a=0.8；

K为钢丝绳安全系数。取K=8；

Fg为钢丝绳的钢丝破断拉力总和。

查表可得，选用6×37-43-1550钢丝绳，直径43mm,钢丝绳破断拉力总和为1080 KN＞960 KN，故选用6×37-43-1550钢丝绳。

（6）起吊时钢柱的根部要垫实，保证在根部不离地的情况下，通过吊钩的起升与变幅及吊臂的回转，逐步将钢柱扶直，待钢柱停止晃动后再继续提升。钢柱吊装利用专门设计的吊装平衡梁进行四点吊装，自找平衡。组合柱分片吊装，通过事先加工好的对接定位板，确定两片组合柱的位置，从而进行组装。地下室施工时有部分钢柱在土建的支护梁下面，吊装时指挥应支撑支护根据情况随时调整吊装的方位和下钩速度，一点点避让开支护梁且尽量减少钢丝绳与支护梁的摩擦，测量人员应随时对分片组装的构件位置进行监控。

图3地下室有支护影响的吊装示意和钢丝绳选用计算模型

（7）地下室首节钢柱吊装之前，在每个钢柱地脚螺栓群的每一个螺栓上拧进一个螺母，同时对称摆放四组调整垫铁，用于调节钢柱的安装标高。在钢柱吊装之前，调节好垫铁组的标高及调节螺母的标高，标高误差控制在1.0mm以内。钢柱吊装就位以后就对准钢柱中心线与基础中心线，确定钢柱的平面位置。然后将地脚螺栓的螺母微微拧紧。

首节钢柱的垂直度调整通过钢柱底板下的调平螺母和垫铁组调节。通过微微调节螺母的高低可以控制钢柱的垂直度。要求钢柱在自由状态下，两个正交方向的垂直度偏差校正到零，然后拧紧地脚螺栓。钢柱的标高可能会发生微小变化，正常情况下不会超过2.0mm。待首节钢柱的平面位置、标高和垂直度调整完毕，拧紧柱脚底板上下的调平螺母，最后将垫铁组点焊固定并进行二次灌浆。

图4校正用垫铁尺寸图

（8）钢柱吊装就位后，通过临时设计的耳板和连接板，用高强度螺栓进行临时固定。固定前，要调整钢柱的标高、垂直度、偏移和扭转等参数在规范要求范围。高强螺栓的应充分紧固后才能进行钢柱的校正，最后进行竖缝的焊接。

（9）按先调标高，再调扭转，最后调整垂直度的顺序进行钢柱的校正。由于本工程的异型组合柱截面较大，固采用无缆风绳法进行钢柱校正。

图5吊装就位和临时固定措施实例图

4异型组合柱吊装中应注意的问题

（1）卸货时应在钢柱下垫好枕木，将钢柱平放与地面；起吊时四个吊点应分别挂于端部的四个吊耳上，钢丝绳和卸扣做好相应检查，合格后才能使用。

（2）钢柱起吊时应尽量避免拖拽现象，起吊时钢柱的根部要垫实，保证在根部不离地的情况下，通过吊钩的起升与变幅及吊臂的回转，逐步将钢柱扶直；待钢柱停止晃动后再继续提升，切忌急于起升而碰坏周围的物体。

（3）上节钢柱与下节钢柱对接临时固定后，必须拧紧临时安装螺栓并及时进行钢柱校正，以免造成吊装好的钢柱发生倾斜或骗倒。

（4）组合柱分片吊装就为时，测量人员一定要事先确定好钢柱的位置和标高，确保顺利对接。

（5）地下室部分的钢柱吊装时容易与土建施工相互影响，管理人员一定要事先沟通协商好，避免交叉施工带来的不必要矛盾。

5小结

通过对金陵饭店扩建工程钢结构异性组合柱吊装过程的研究，发现了分片吊装和定位对接的方法是最适合本工程的吊装技术，可确保钢结构施工的顺利进行。