大跨度钢结构吊装与卸载施工技术

张宝鹏

摘要：随着国家产业结构调整、资源整合的趋势，特大型煤矿建设不断增多，输煤系统的大跨度钢结构栈桥跨度设计将更大，如何快速优质地完成特大跨度钢结构的制作、拼装、吊装施工是煤炭施工企业必须解决的技术难题。本文以伊泰伊犁项目厂前区大门工程为例探讨了大跨度钢结构吊装与卸载的主要施工技术，希望为相关工程实践提供理论参考。

关键词：大跨度钢结构;吊装与卸载;施工技术

一、项目概况

伊泰伊犁项目厂前区大门工程，该单位工程由观光塔、连廊和两个钢桁架组成，钢桁架中直桁架为单跨，跨度93m，弧形桁架为三跨，最大弧长为60m;H、L轴线4.22m以上属于混凝土劲钢结构，此工程的钢结构部分是分公司单跨跨度最大、单跨重量最重、形状最复杂的钢结构桁架，施工难度相当大。

为解决此技术难题，中煤建筑安装工程集团有限公司新疆分公司成立了课题组，开展大跨度钢结构制作安装與吊装施工综合技术研究，总结出大跨度钢结构制作安装与吊装施工方案，其关键技术包括针对钢结构桁架吊装点的确定、针对多台大型吊车之间的吊装配合技术、针对钢结构桁架的分片划分技术、针对钢结构桁架临时支撑卸载技术，该施工方案科学合理，工艺先进，安全可靠，特别适用于超大型钢结构桁架安装工程。

二、主要施工技术特点

（一）对特大跨度钢结构桁架进行分片划分。由于钢结构桁架跨度太大，吊车不能直接吊装至设计位置。所以根据桁架的受力情况和吊装实际需要，将大跨的钢桁架进行分片，便于吊装施工。

（二）两台大型吊车之间的协作吊装。一台大型吊车不能满足吊装要求，采用两台大型吊车之间的协同进行吊装，需要根据现场确定两台吊车同时进行吊装时每台吊车的站位，每一台吊车起吊的速度、高度和工作半径，以及在每台吊车的特定工况下进行旋转或者其他协同操作，以满足吊装要求。

（三）采用临时支撑卸载技术。如此跨度、重型的桁架结构，支撑反力与各支撑点的卸载变形量，均有较大的差异，要实现支撑点的支撑整体同步卸载，卸载设备、技术、队伍难度比较大，通过同设计单位的沟通和计算，确立了“分阶段整体分级同步卸载”的临时支撑卸载方法，保证卸载顺利实施。

三、施工技术原理

钢结构桁架分段分片吊装施工原理就是根据设计图纸，结合施工现场在地面上进行拼装组装，组装完成后，对钢桁架分成几榀吊装后空中连接成一个整体。由于钢桁架跨度大，在钢桁架下设置临时支撑，在拼装和吊装过程中计算选择吊装点以及起吊过程控制、吊车之间的配合，吊装完成之后再行安装钢桁架上的后续构件，检查验收合格后进行整体卸载，将钢桁架从支撑受力状态下，转换到自由受力状态。

四、施工工艺流程与操作要点

（一）施工工艺流程

1、施工准备

①钢桁架吊装前，主体结构按吊装方案分段组装，并且检验合格。钢结构安装的预埋、预留检查，重点检查的有：定位轴线间距，基础预埋件标高和地脚螺栓的位置是否满足安装要求，临时支撑是否安装到位。

②吊装前，修运输及吊装道路。吊装道路沿南北走向通长铺设，保证道路平整坚实。有施工场地，能够保证100T汽车吊进出和停车回旋余地。吊车所行走的路线和支撑的位置必须压实平整好，以确保吊装的顺利进行。吊车吊装工作范围内的障碍物必须预先清除。

③搭设护栏、操作平台、制作吊篮。桁架顶安装焊接时人坐在吊篮内用吊车送至柱顶。护栏搭设、吊篮制作应牢固合理、安全，外侧均应悬挂安全网;吊车吊吊篮时应挂有安全绳。

④吊装施工时使用的钢丝绳、索具、道木等应准备齐全，并达到施工使用要求。

⑤吊装前，安装施工人员须根据施工图纸对钢桁架、临时支撑及基础预埋件的位置及基础间距，相对尺寸及平面进行校核、处理。使其符合安装要求。

2、现场组装

钢桁架分成片进行地面组装，组装时按照提供好的场地整平标高后进行拼装，组装完成后对各个节点连接的情况按照验收规范进行逐一检查，防止节点连接不牢靠。

3、临时支撑设置

①临时支撑地面选择在平整场地上，并提前对支撑位置地面进行夯实处理，再浇筑1m宽1m高比钢桁架宽度方向长2m的C30混凝土支墩，支墩内上、中、下配置三层螺纹钢22间距300的钢筋。混凝土支墩顶面预留1000*1000*20钢板，临时支撑螺纹管与钢板焊接连接。

②临时支撑点的选择是和设计人员对钢桁架的结构受力进行分析、钢桁架的吊装就位过程、以及就位以后的受力状况进行分析研究确定钢桁架的临时支撑节点位置。

③临时支撑材料选择：临时支撑采用螺纹管630*10，连接用H300型钢，支撑用H100X100型钢，临时支撑各项验算由PK11软件进行验算。

4、吊装

①吊装工艺

钢桁架拼装→吊车就位→按设计计算核实后提供的吊点→捆绑起吊钢丝绳（设置支托，钢丝绳接触部位垫木方）→确认吊点牢固→钢桁架吊离地面200mm→钢桁架角部拴麻绳→检查→调整吊车回转半径→缓慢起吊回转→吊装就位→设置安全临时支撑点→卸载→松钩。

②吊车进场后，对作业人员的上岗证以及吊车的检验报告进行检查并报验。并对吊绳及卸扣进行检查。吊车按照之前撒出的站位中心线进行站位，保证吊装施工作业安全顺利进行。

③在起吊过程中必须稳步进行，经检查连接牢固后，起重机慢慢提起，观察吊索、构件平衡程度。钢桁架提离地面200mm时，停止提升，派专人观察绳索、吊车支腿、大臂、钢桁架变形和吊点情况等各处受力情况，钢桁架上增加活荷载（8名人员），再观察5分钟，确认无误后，钢桁架上的活荷载（8人）放置到地面安全位置后，开始进行就位吊装。每一榀都进行这样的试吊过程。吊车继续提升，提升高度达到吊装高度时，起重机缓缓下落就位，同时两根溜绳分别在南、北方向拉紧，防止构件与起重机大臂相互碰撞，钢桁架支座就位后设置安全临时支撑点，固定支撑点进行牢固焊接然后缓慢松钩。

5、卸载与临时支撑拆除

吊装到位以后，临时支撑采用下端固定，上端找平，在每一个临时支撑点上端采用50吨千斤顶进行卸载控制，钢桁架固定以后，进行拆除临时支撑时，需要将临时支撑上端的千斤顶同步缓慢卸载，避免速度太快使钢桁架临时支撑点附近杆件突然受力而损坏，每次卸载高度20mm，静置2日，观察钢桁架无异常情况出现后，方可进行下一次的整体卸载，卸载总共进行5次，当逐步卸载到钢桁架临时支撑处变形不再出现变化时，静置5日后，没有其他情况出现，再将支撑完全拆除。

吊装前，设置钢桁架临时支撑要根据设计挠度值进行测算，在节点部位的临时支撑，其高度要经过进行设计计算确定，计算原则是保证钢桁架临时支撑拆除后，挠度值满足要求。

五、质量与控制

（一） 根据现场情况及安装要求，将构件吊装搬运到合适位置。

（二） 吊装锁具应设专人负责检查，并做好检查记录。

（三）吊装前应对设置好的全部吊装索具按照国家有关规定的要求进行全面维修检查。

（四） 在施工中，如需吊装索具代用，必须经过研究并征得有关人员同意后方可使用，并做好记录。

（五） 吊装前应检查捆绑是否平稳、牢固，不得在吊装物上悬挂零星物件。吊装物起吊平移时，其底部与所跨越的障碍物之间应有30cm以上的净空。吊装物起吊就位放稳后，未经指挥人员同意不得松钩。为防止吊装过程中起吊物摆动、旋转或碰撞其他构件、建筑物，在吊装物两端底部横梁杆件上捆绑Ф≥20mm棕绳做为溜绳。

（六） 使用的吊装绳索应受力均匀、无断丝、扭结、弯折、压扁、磨损、腐蚀或电弧作用引起的损坏等现象。

（七） 钢丝绳在使用过程中，不得与设备、构件、建筑物的棱角直接接触，如接触必须垫衬半圆管。

（八）吊装时由执行指挥发布指挥信号，信号应清楚。发布信号和传递信号要统一、清晰、准确及时。

六、节能环保措施

（一）贯彻执行国家、当地政府有关环境保护的方针、政策、法规，对全体施工人员进行环保教育，提高环境保护意识。

（二）在施工过程中严格遵守国家地方政府下发的有关环境保护的法律法规和规章，加强对施工垃圾，生活垃圾，生产生活废水的控制，加强对燃油，材料，设备的管理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度，与当地环保部门签订废弃物处理的协议，妥善处置好危险废弃物。

（三）将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置临时设施，做到标牌清楚，齐全，各种标志醒目，施工场地整洁文明。

（四）防止各种焊接废渣及钢材边角料堆积，做到即有即清。

七、结语：

以伊泰伊犁能源厂前区大门工程为例，本施工方案的成功应用，确保了该工程工期目标的实现。施工过程中的安全、质量、进度的效果，均能满足施工要求，达到了安全快捷施工的效果，得到了建设单位、监理单位及各方的认可。取得了良好的经济效益和社会效益。

在保证工程质量和施工速度的情况下，采用该技术，可大副的降低周转材料和零星机械以及人工费用的投入。

参考文献：

[1]马雷，宋长军，陈业林，张悦，成龙. 大跨度钢桁架梁连续吊装施工技术应用[J].天津建设科技. 2016（04）.

[2]徐富强，江克斌，刘义.大跨度钢桁梁桥整体吊装施工吊点布置研究[J]. 钢结构. 2015（12）.