某工程超高超跨超重钢结构栈桥吊装的实施

张成

（新疆冶金建设公司）

1 工程概况及吊装难点

某冷热电多联供工程中输煤系统包括钢结构输煤栈桥及地下输煤廊道、转运站、除铁间、采样间、办公楼、废水处理站、封闭煤场、汽车卸煤沟等工程。钢结构输煤栈桥有C-2AB 栈桥、C-3AB 栈桥、C-4AB栈桥、C-6AB 栈桥，结构体系为混凝土柱和钢柱支撑的钢桁架体系。其中以C-4AB 输煤架栈桥结构宽度5.50m，高度6.30m，呈箱体形状。栈桥长度、跨度、高度、施工难度均大于其它部位桁架，故重点在C-4AB栈桥。C-4AB 栈桥中单节最重约65t、标高37.1m、长32.6m 在最高（37.1m）点处。由于C-4AB 栈桥为风险最大，针对吊装方案进行了探讨分析，决定在现场实施“空间递送、旋转、平移吊装”吊装方法。

2 C-4AB 栈桥桁架拼（吊）装方案

施工现场可进行设备及网架结构拼装及安装，C-4AB 栈桥吊装平面图见图1。

图1 吊装平面图

本工程桁架重量大、高度高、跨度大且工期要求紧，为了不影响后续设备安装，吊装前拟定采用260t+220t 双汽车吊抬吊，吊车吨位较大，吊车功能满足工程要求。

为了不影响后续设备安装，吊装前拟定了三个吊装方案：（1）桁架分段制作，空中对接焊接；（2）桁架分段制作，在场内临时制作支架，桁架在支架上对焊连接；（3）桁架栈桥外整体拼装，整体吊装。

分析比较认为：第一种吊装方法，选用吊车吨位较小，但空中连接焊接质量不宜保证；第二种方法桁架空中连接焊接质量得到保证，但施工过程复杂，工期较长；第三种吊装方案，采用吊车吨位较大，但吊装质量、工期均能满足要求。

决定采用第三种吊装方案。

3 栈桥吊装起重机械的选择情况

C-4AB 栈桥总长度为144m，总重约283.5t。故在桁架在拼装场地进行分节拼装，拼装后每段栈桥分段吊装，最大计算长度约32.6m，水平宽度6.3m，高度为37.1m。单榀重量约65t。

吊装难点：桁架组装后水平长度32.6m，宽6.3m。

考虑到起重机的起重能力，现场道路安全及经济效益等各方面因素，结合现场物件重量，几何尺寸、安装高度同时采用“空间递送、旋转、平移”的吊装方法来选择起重机。

3.1 起重量计算

式中：Q主—主机起重量；Q副—副机起重量；K—起重量降低系数，取0.80；Q—吊装钢结构重量；q—吊索和勾头重量为1t。计算吊起重量（Q主+Q副）≥(Q+q)/K=65/0.80=81.25t

3.2 起重高度计算

综合考虑筒仓上部网架安装高度及桁架端部结构尺寸，及中心柱标高，确定以中心柱吊装高度来计算：H≥H1+H2+H3

式中：H1—地面至柱顶位置（吊装构件下方）；H2—钩至构件之间距离；H3—构件和吊钩生出安全长度之和。

H=37.1m（以中心柱计）+3m（吊索）+4.0m=44.1m

3.3 起重臂长度计算

式中：L—起重臂长度；H—起重高度；h0—起重臂顶至吊钩底面的距离；h—起重臂底铰至停机面距离；α－起重臂仰角，范围为70°～80°，取80°为0.994。

起重机械的选择：根据机构性能表选择起重机，考虑现有设备条件，选用260t 和220t汽车吊同时起吊。故每台吊车吊重操作要求为：260t汽车吊出杆长度46.7m，工作半径9.0m，吊重42.5T；220t汽车吊出杆长度44.3m，工作半径8.0m，吊重42t。

4 桁架吊装方案的实施

4.1 钢桁架系统吊装程序

钢结构构配件加工→钢结构构配件进场→钢柱、钢桁架现场拼装→钢柱、桁架部分节点焊接→栈桥墙板、楼承板安装→屋面板安装→吊装作业施工准备→栈桥塔架吊装（吊装从低至高，依次进行吊装）→栈桥钢桁架吊装→栈桥底板钢筋绑扎、混凝土浇筑→其他附属设施安装

4.2 栈桥钢桁架的吊装

栈桥桁架临近组装→起吊（临近转运站260t、220t）→旋转、调正（260t 为主吊，220t配合旋转吊）→260t起吊平移施工（220t配合平移）→吊运桁架至栈桥柱吊装位置→260t、220t吊车就位至吊装位置→采用双吊车同时起吊进行吊装施工

4.3 吊装方法

（1）钢栈桥拼装完成后，除留有吊装孔部位及底板槽型板外，其余围护结构全部完成后整体起吊。

（2）吊装前将栈桥吊离地面300mm 时，停止起高，进行吊索、钩头以及栈桥稳定性的检查工作，确保无误后，方可起吊。

（3）由于栈桥的长度较长（最长32.6m，重量约65t），位置较高（最高37m），安装需要采用一台260t汽车吊和一台220t汽车吊抬吊安装就位，栈桥的安装方案主要以此两榀的安装方法来讲述，其余采用单台吊车即可吊装就位。

（4）由一台260t汽车吊将拼装完成的栈桥吊起脱离胎架，然后旋转吊车，递送栈桥靠近安装位置的下方，然后另一台汽车吊在另一侧接住栈桥端头，逐步平移使一台吊车受力转换成两台吊车受力后，两台吊车同时受力将栈桥安装就位。

栈桥脱离胎架后开始旋转吊车，达到安装位置方向后，另一台吊车先接住一端。两车同时旋转将重心往外偏移，逐渐加大第二台吊车的受力，减轻第一台吊车的受力，到达就位位置下方后两台吊车同时提升至塔架顶（220t 吊车侧），栈桥另一端进行旋转吊装至塔架顶（260t 吊车侧），然后同时放在塔架顶部的支座上。

栈桥桁架吊装前，下部塔架已安装完毕，桁架起吊在高处，需采用260t、220t配合才能与塔架进行接位，同时桁架吊起后一次不能就位，也不能落下，必须经过若干次空间递送、旋转才能将桁架安装就位。吊车作业半径见图2，吊装示意图见图3。

图2 吊车作业半径

图3 吊装示意图

4.4 注意事项

4.4.1 起吊

双机正式抬吊前，必须经过试吊，试吊要作好详细记录，试吊后，驾驶员能够熟练掌握抬吊中的配合程序后，方可正式起吊。

4.4.2 校正

桁架校正的主要内容包括垂直度和平面位置校正，两者应同时进行。桁架的标高，由于支架吊装时已通过支架基础底面标高进行控制，故不需校正。

（1）垂直度校正。桁架直度用靠尺、线锤检查。桁架垂直度允许偏差为5mm。校正桁架的垂直度时，需在桁架两端底脚与支架横梁之间垫入斜垫块，为此要将桁架抬起，整个过程在吊装完成前进行，也可根据桁架的轻重使用千斤顶等进行。

（2）平面位置校正。桁架平面位置校正，包括直线度（使同一纵轴线上各桁架的中线在一条直线上）和跨距两项。本项工程采用仪器放线法校正。

仪器放线法：用经纬仪放出转运站至中心通廊中心线。然后由中心线确定桁架底脚基准线。

边吊边校法：在桁架吊装前，先在桁架上标出通廊中心线，在地面上由经纬仪控制。

5 吊装安全注意事项

（1）吊装前，作好安全教育及安全技术交底工作，作好吊索及起重绳，起重机的检查，发现问题及时解决。

（2）本工程桁架吊装需经过三次传递，吊装前对每辆吊车的站位点通过CAD 进行技术模拟进行严格的计算、确认。

（3）吊车站位时，勘察地理强度，仔细调整吊车液压支腿，确保吊车的稳定性，避免支腿下沉而失稳。

（4）起重吊装作业前进行安全技术交底，内容包括吊装工艺、构件重量及注意事项。

（5）双机抬吊各台起重机的升降、运行应保持同步；各台机重机所承受的载荷均不得超过各处的额定起重能力。如达不到上述要求，应降低额定起重能力至80%；也可由工程师根据实际情况降低额定起重能力使用。吊装时，工程师应在场指导。

（6）在施工过程中，施工人员必须具体分工，明确职责。在整个吊装过程中，要切实遵守现场秩序，服从命令听指挥，不得擅自离开工作岗位。

（7）有吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作岗位协调动作。

（8）吊装时，整个现场由总指挥指挥调配，各岗位分指挥应正确执行总指挥的命令，做到传递信号迅速、准确，并对自己职责的范围内负责。

（9）吊装转换吊点过程中安装、拆除吊索人员，必须经过身体检查合格，操作时系好安全带，并系在安全的位置，作业面必须满铺木板。

6 栈桥整体吊装实施效果

某输煤系统栈桥吊装工程中，吊装前通过吊装方案的优化、吊车站位采用CAD 技术进行模拟等技术手段，采用“空间递送、旋转、平移”的吊装方法，顺利完成了吊装任务，大大节省了吊装费用，为大型钢结构桁架吊装提供了一条新路径，并积累了一定的经验。工程进度也受到了总包方及建设方的认可，可为今后类似大型钢结构吊装施工提供借鉴与参考。