大矢跨比平面钢管拱形桁架吊装技术创新

2018-11-05黄贤斌张益键刘鑫

江苏建材 2018年5期

黄贤斌，张益键，刘鑫

（镇江四建建设有限公司,江苏镇江 212143）

1 工程概况

某散货堆棚为半圆平面钢管拱形桁架结构，桁架重 8.9 t，支座标高 3.800 m，支承于混凝土柱，柱间为混凝土挡墙，跨度 46.5 m，柱距 7.5 m，堆棚一、二建筑面积共16 576.96㎡。桁架采用直缝焊接钢管，上下弦分别为 Q345BΦ194×6、Φ194×7，腹杆为 Q235BΦ89×4.5，上下弦间距 1.6 m。上弦圆弧半径24.05 m，弧长72.5 m，下弦圆弧半径 22.45 m，弧长 67.5 m。桁架间采用系杆、垂直支撑、水平支撑保证空间结构稳定性。桁架跨中顶标高28.147 m（图 1）。

图1 桁架结构立面

2 施工难点

该工程半圆拱形桁架为平面桁架结构，跨度46.5 m，矢高 23.25 m，矢跨比为 1/2，拱顶标高28.159 m，上下弦分别为 Q345BΦ194X6、Φ194X7，构件展开长72.5 m，桁架侧向刚度很差，桁架起立、吊装难度较大。

3 施工方案概述

桁架侧向刚度小，构件吊装起立高度高达23.25 m，挠曲变形大，又由于桁架跨度大，易平面外失稳，必须多点起吊。拟采用8点起吊。

采用 8点起吊，若采用一台吊车主吊，为减少钢丝绳对桁架水平压力，须大幅提高钩头高度，高达 63.2 m；需 1台220 t及以上的汽车吊起吊以满足钩头高度要求。钢丝绳对桁架跨中施加水平压力较大，桁架平面外失稳风险较大；起重量存在冗余，进退场费高，台班费用摊销大（图2）。

图2 220 t汽车吊8点起吊示意

为进一步减少钢丝绳水平拉力对桁架侧向稳定性，以及降低对吊车钩头高度的要求，减少对吊车臂长要求，充分利用吊装机械起重能力，考虑采用铁扁担辅助吊装。由于降低钩头高度，1台75 t汽车吊即可基本满足要求（图 3）。

图3 75 t汽车吊铁扁担辅助8点起吊示意

起吊前，桁架必须平放，各吊点分布在上弦圆弧线上，起吊过程中，上弦各吊点与扁担上的吊挂点的距离随之发生变化，考虑采取钢丝绳穿越定滑轮组的措施，各点间的钢丝绳在张力的作用下进行长度自我调节，共同承受桁架重力。

4 铁扁担设计

传统吊具有钢板横吊梁和铁扁担，多用钢板或实腹式型钢设计制作，长度一般不超过 10 m（图 4）。

图4 钢板横吊梁和铁扁担

铁扁担长度32 m方能满足拱形桁架吊装要求,75 t起重量 9.5 t，桁架 7.9 t，为降低机械台班费用，对起重量做出限制，如果采用传统的实腹式型钢扁担，为满足强度及侧向稳定性要求，其用钢量极大，75 t汽车吊不能满足要求。

为满足铁扁担的重量限制要求，采用空间格构式结构，根据本桁架吊装特点设计，受力明确，既能保证结构强度，又能兼顾32 m长铁扁担的侧向稳定性要求，同时用钢量极小，可充分发挥材料力学性能。扁担用料仅1.4 t。空间格构式扁担（图5）。

图5 空间格构式铁扁担设计

为确保方案顺利实施，对空间格构式铁扁担进行承载力实验。

5 钢丝绳长度动态调整

由于吊点沿桁架上弦圆弧拱呈圆弧分布，桁架地面平放时标高一致，吊装起立过程中，在垂直状态前，各吊点相对标高随起升高度变化而变化，则各吊点与扁担吊挂点间距离即钢丝绳长度随之不断变化，分左右两组，各吊点、吊挂点采用定滑轮，每组用一根钢丝绳穿过各滑轮，可以自由穿行，实现各吊点与吊挂点间距自行调整，从而保证各吊点间钢丝绳稳定受力。共采用10只定滑轮。