某高层建筑钢梁吊装方案分析

陈 聪，吴 翔（.中交一航局第四工程有限公司，天津 300456；.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300）



某高层建筑钢梁吊装方案分析

陈 聪1，吴 翔2
（1.中交一航局第四工程有限公司，天津 300456；2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

本文分析了高层建筑形成的狭小空间情况下钢骨混凝土梁的钢结构吊装工艺，本工程通过方案比选，采用了2台300T汽车吊抬吊的方式进行钢结构的安装。达到了经济安全完成施工任务的目的，对同类型的钢结构施工具有指导意义。

钢骨混凝土梁；钢结构吊装；双机抬吊

引　言

某高层办公楼，地下一层，裙房地上两层，高约14.400m；主楼十一层，高度约52.350m。总建筑面积为55 008m2，其中地上43 334m2，地下11 674m2。

主楼四层5-10轴为结构转换层，建筑高程为18.51m，部分梁为转换层框架梁，截面尺寸分别为600 mm×1 700 mm（跨度8.4m、12.6m、6根）、800 mm×2 000 mm（跨度8.4m、4根）、1 200 mm×2 000 mm（跨度25.2m、2根）、500 mm×900 mm（跨度8.4m、10根）、500 mm ×750 mm（跨度8.4m、11根）。梁底高程在16.8～16.5m，转换层框架梁截面较大、型钢龙骨自重较重，吊装跨度大，对吊装和安装都有较高要求。

由于图纸及工期原因，在东西两侧均已施工至五层的情况下进行钢结构的吊装，导致吊装空间非常狭小。本文对此种情况下的吊装进行了方案研究，并最终选用双机抬吊完成了钢结构吊装施工。

1　工程特点分析

结构吊装施工场地狭小。本工程吊装部位东西两侧主楼已经施工至五层，南侧B轴线框支柱已施工至地坪以上11.0m高度且距离塔吊基坑北侧边缘距离仅为4.3m。在此区域内吊车起吊和爬杆都有所限制，为此需要精确计算吊车吊装各个工况时的承载力和空间位置，同时在吊装过程起重工和吊车司机需要密切配合保证施工安全。

钢结构构件长度长、质量大，提升高度高。本工程中主要构件及吊装高度见表1所示。因而对起重机械及地基承载力都提出了很高的要求。所以吊装作业前要根据地基承载力及工程实际情况选择合适的机械设备和吊装方案，保证施工作业安全。

表1　主要构件参数

2　吊装方案

本工程原计划使用一台 150T汽车吊站位于地下室顶板上进行转换层吊装，但由于钢结构厂家进场晚，钢结构深化设计反复修改等原因，主楼东侧及西侧已施工至五层后方具备吊装条件。所以考虑以下3种吊装方案。

2.1方案一

采用200T汽车吊双机抬吊进行吊装，汽车吊站位于塔吊两侧，起吊中心位于A轴上，汽车吊大臂初始长度35.9m，将钢梁吊至C轴临时固定。汽车吊伸臂至46.2m，将钢梁从C轴重新起吊，放至E轴。

2.2方案二

采用200T汽车吊双机抬吊进行吊装，汽车吊站位于塔吊两侧，起吊中心位于A轴南侧3m处，汽车吊大臂初始长度46.2m，将钢梁吊至C轴临时固定。汽车吊挪车至吊车起吊中心位于A轴上，将钢梁从C轴重新起吊，放至E轴。

2.3方案三

采用300T汽车吊双机抬吊进行吊装，汽车吊站位于塔吊两侧，起吊中心位于A轴南侧3m处，汽车吊大臂初始长度46.2m，直接将钢梁吊装至E轴。

经过计算机模拟起吊过程，上述3种施工方法比选如表2所示。

本工程方案比选主要考虑安全、经济、地基承载力及工期要求，从经济性及地基承载力角度方案一和方案二为优选方案，但是这两种方案都要求将钢梁做一次临时固定。在高度16.6～16.8m处高支模脚手架临时固定钢梁存在较大安全风险和隐患，且施工期增加又会造成费用和风险的增加。综合以上原因选择方案三为最优方案。

表2　优缺点比较

3　钢梁的吊装

3.1吊装整体安排

1）钢梁组装摆放

KZL1摆放于A-B轴与6-9轴之间，GL1-1 及GL1-2摆放于A-B轴与10-11轴之间，如图1所示。

图1　吊车站位及钢梁摆放位置

2）吊装顺序

根据上述摆放位置及现场实际情况，整体从北向南进行吊装先吊装F-E轴之间GL1（每根分为GL1-1及GL1-2两段），然后吊装E轴的KZL1，在焊接E轴的KZL1的同时吊装E-C轴的GL1，最后吊装C轴的KZL1及C-B轴的GL1。

3）设备站位

1号300T站于6-7轴之间，转盘中心位于A轴南侧3m处。2号300T站于8-9轴之间，转盘中心位于A轴南侧3m处。具体位置见图1所示。

4）地基承载力

根据吊车参数表，吊车自重 79.68t，配重98.2t，吊重22.6t，吊具索具重2t。

G=79.68+98.2+22.6/2+2=191.18t

吊车考虑3腿受力，支腿垫板采用15cm高、2m宽、3m长路基箱，路基箱底部横向满铺道木，道木底部垫2cm厚钢板，根据吊装手册地基承载力要求为10.6t/m2。

3.2地基处理

A-B轴之间为回填土，根据现场轻型触探试验，地基承载力为12t/m2，不需进行地基处理。

3.3吊装参数

GL1吊装为单机吊装，KZL1吊装为双机抬吊。参照吊车参数，考虑吊装最不利位置，吊装参数如表3所示。

表3　最不利位置参数

3.4吊装过程

1）E轴北侧GL1吊装过程

现场 6-9轴已搭设满堂脚手架，架体搭设至GL1梁底。本次吊装将GL1分为两段，吊装并放于满堂脚手架上，在脚手架上进行焊接。

2号吊车将GL1-2从10-12轴间倒至6-9轴之间，然后由1号吊车吊装就位（如图2、图3）。

图2　1#吊车将GL1-2吊装就位

图3　吊车最远处GL1-2起吊状态

由图3所示可知，1#吊车GL1-2起吊到最高点后吊臂仰角为77°，吊臂与GL1之间有3.62m的安全距离，满足吊车起吊要求。

2#吊车同时吊装直接就位。吊装过程中 1#、2#吊车及吊装过程如图 4所示，吊装过程中立面如图5所示。

图4　2#吊车将GL1-1吊装就位

图5　吊车最远处GL1-2吊装状态

由图5所示可知，1#、2#吊车将GL1吊装就位后，吊臂与B轴线已施工框住之间有1.97m的安全距离，完全满足吊装施工要求。

2）E轴KZL1吊装过程

KZL1工厂加工为一段，到达现场后直接卸车与6-9轴间靠近B轴位置。在吊装完E轴北侧GL1后，双机抬吊KZL1。司索工将卸扣装好并检查完毕后，双机缓慢起吊至构件离地50cm，再次检查完毕后，双机将构件起升至约15m高。双机同时起升钢丝绳并降臂将构件送至E轴就位（如图6）。

吊装就位立面见图7、图8。1#、2#吊车将KZL1起吊至最高点后吊臂仰角为76°，吊臂与KZL1之间有3.69m的安全距离，满足起吊要求。1#、2#吊车将KZL1吊装就位后，吊臂与B轴线已施工框住之间有2.78m的安全距离，完全满足吊装施工要求。

图6　双机同时起升将构件就位

图7　吊车最远处KZL1起吊状态

图8　吊车最远处KZL1吊装状态

3.5临时固定措施

KZL1梁就位后，需与6E柱及9E柱采取临时固定措施。临时固定措施如下：

1）将KZL1嵌入柱牛腿中（图9）。

2）在梁与柱连接面断续焊5道10cm长焊缝。（图9）

图9　KZL1嵌入柱牛腿中

3）在KZL1梁顶面使用3块20×150×300钢板焊接固定，钢板立用（图10）。

图10　KZL1临时固定

4　结　语

目前钢结构在高层建筑中大量使用，体积庞大，质量重，高空作业是钢结构施工，特别是大型钢结构施工的主要特点。因此在施工过程中因结构失衡失稳而引起的结构物垮塌、由空间结构和空间位置限制引起钢结构与周围实体发生的碰撞与干涉，大型机械设备交叉作业发生的碰撞等事故层出不穷。

为此在钢结构吊装施工中必须有针对性地提出合理的措施，除了在方案施工前的准备工作，更重要的是要充分考虑和解决施工过程中新产生的问题。比如考虑构件与设备、设备与结构物之间相互干涉的可能性，施工过程中因不同的施工操作而导致钢结构的受力状态差异，进而完成方案在空间上的验证和优化，确保构件的一次安装就位。

本文根据现场实际情况分析和优化钢结构现场吊装方案，并进行了碰撞和干涉分析，通过合理安排和使用机械设备，顺利完成了主楼转换层钢结构施工，确保了工程的安全、质量，提前了工期并且取得了较好的经济效益，对以后的类似情况的钢结构施工具有指导作用。

［1］宋海丰，余纯，谷凯，等.中国航海博物馆帆体钢结构吊装技术［J］.施工技术，2008，（11）.

［2］张弓，余士奇.400t起重机在钢结构吊装中的应用［J］.建筑技术，2010，（06）.

［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，（17）.

Analysis of Steel Beam Hoisting Scheme Applying to A High-rise Building

Chen Cong1，Wu Xiang2
（1.No.4 Engineering Co.，Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300456，China；2.CCCC First Harbor Consultants Co.，Ltd.，Tianjin 300222，China）

An analysis is made for the steel structure hoisting technology applying to the steel reinforced concrete beam within a narrow space formed due to High-rise buildings.Through the selection and comparison of different schemes，two 300t auto-cranes are adopted to lift steel structure for installation，which satisfies the requirement for completing the construction economically and in safety，and guides the construction of same-type steel structure.

steel reinforced concrete beam； steel structure hoisting； double-crane lifting

TU973.1+3

A

1004-9592（2016）04-0060-04

10.16403/j.cnki.ggjs20160415

2016-03-15

陈聪（1979-），男，工程师，主要从事港口工程施工管理工作。