某厂房项目大跨度预制双T板滑模安装及吊装施工分析

杨磊，马小伟

（无锡建设监理咨询有限公司，江苏 无锡214000）

1 引言

预制混凝土双T 形板具有大跨度、承载性能好、耐腐蚀、耐高温、免维护、低造价等特点，是目前既有现浇混凝土和普通钢结构楼盖所不能比拟的。 由于受场地、机械设备等条件的制约，其在连续大跨度、结构类型较为复杂的工程中难以一次吊装到位，加之要保证和满足施工安全与质量要求，施工难度较大。 本文以某新扩建厂房为例予以探讨，供同行参考和借鉴。

2 工程概况

该项目长为363.76m，宽为236.1m，建筑面积为130000m2，分为A、B、C、D、E、F 六个区域， 每一个区域的厂房为3 个跨距，每跨的跨距为30 m。分为6 个区域的整体厂房是一个连续的物料厂房， 其主体结构类型采用单层的现浇混凝土排架结构，除了泵房与配电间是现浇混凝土屋顶外，其他都是采用预应力混凝土双T 板屋面板，局部区域有夹层结构。双T 板的单板宽度是3 m，长度是30 m，自重300 kN。 在双T 板吊装施工前， 厂房的主体排架结构已经完成， 由于施工场地条件的限制， 使得用于双T 板吊装施工的汽车吊的工作面不能完全展开，而且由于双T 板的构件长度比较长，自重也较大，吊装高度较高，因此，吊装工作的难度增大，且存在诸多不确定因素，使得双T 板的整体施工难度较大。

3 施工的准备工作

由于每块双T 形板自重约300 kN， 经过计算复核 （详见后面计算复核过程）且出于安全考虑，吊装采用起重量为3 000 kN 的汽车吊1 辆，4 条钢丝绳，1 台滑模桁架组合，千斤顶4 台，撬棒3 根，滑模桁架采用壁厚为3.5 mm 直径为48 mm的空心圆钢管焊接而成，其宽为2.3 m，高为2.3 m，架体根据厂房现场滑模桁车梁和板顶的高度定制而成，间距为29 m 的桁车间的路规间距。

4 桁架的组成

1）桁架采用两段焊接拼装而成，每段长度为14.5 m，并在焊接处进行了加强处理，用4 个产品型号为DYG1200/200 的千斤顶分别固定于桁架四角内侧，千斤顶配有相应成品电缆。

2）调整精度，先由工人组装好桁架和千斤顶，接着技术人员调整好桁架架体的垂直度及平整度，调整完毕后，在千斤顶上安装同步起升装置， 以确保每台千斤顶都能同步起升和下降，并且桁架可以同步滑行。

5 桁车梁的铺设

厂房主体结构的立柱尺寸为500 mm×800 mm，柱中间设有1 根牛腿，牛腿悬挑长度为400 mm，经过本项目设计单位对主体结构的验算复核， 牛腿的设计强度和刚度能达到桁车架和滑模荷载的负载条件。 在相邻牛腿之间设置桁车架，每跨8 m，小计12 跨，共设置96 根钢桁车梁。使用起重量为80 kN 的汽车吊进行桁车梁吊装施工，先利用起重量为3 000 kN 的起重机将起重量为80 kN 的汽吊运到施工楼面， 并在楼面吊装区域满铺好钢板，该现浇混凝土楼板的厚度为20 cm，经过本项目监理单位与设计单位联合对其施工工况的受力分析及结构复核，认为该楼板吊装区域在满铺钢板的情况下，能够承受起重量为80 kN 汽车吊的行驶和吊装施工工况[1]。 在桁车梁吊装完成后，加装路规作业、桁车梁与混凝土柱的链接工作，以保证桁架梁的整体稳定性能满足滑模的施工要求。

6 双T板的吊装

因为本项目建筑设计的原因， 双T 板不可以直接吊装到屋面位置并安装好，需先将双T 板吊装到滑板的桁架上，滑行到安装位置后，再安装到位。 所以，通过对以下数据的计算复核是否满足吊装要求。

6.1 运输和吊装双T板所需的设备与工具

1）一辆起重量为3 000 kN 的汽车吊。

2）二辆载重量为300 kN，并可任意伸缩拖挂部位长度的载重运输车。

3）4 条长度为15 m 的32#×4 编织长钢丝绳， 每根32#的最低破断拉力为660 kN，安全系数取值为8，则每根钢丝绳可承载最大拉力为660/8=82.5 kN， 小计4 条钢丝绳可承载的最大拉力为82.5×4=330 kN， 长度30 m 以上的双T 板自重为300 kN，那么该4 根钢丝绳可承载的最大拉力330 kN 大于双T 板自重，所以满足要求。

另加上长度为6 m 钢丝绳8 根。 每根钢丝绳的直径选取不小于28#钢丝绳的直径，28#钢丝绳的最低破断拉力为500 kN，安全系数取值为8，则每根钢丝绳可承载的最大拉力为500/8=62.5 kN，8 根钢丝绳合并可以承载最大拉力为62.5×8=500 kN，那么该8 根钢丝绳可承载的最大拉力500 kN，大于双T 板自重（300 kN），所以满足要求。

4）配合吊装使用的4 个卸扣每只承载力不少于120 kN，其他对应的8 个卸扣每只承载力不少于80 kN， 同时长度为30 m 的双T 形板上已对应预装配8 个卸扣。

5）金属撬棍2 根，50 m 钢卷尺、溜绳等配合吊装工具若干。

6.2 吊装长度为30 m的双T 板,均采用单台汽车吊机吊装作业

1）Q≥Q1+Q2，每块双T 板件的自重Q1=300 kN，吊装使用的钢丝绳、卸扣等吊具重量Q2=20 kN，则Q1+Q2=Q≥320 kN。

2）对吊装起重高度的计算复核。 由于长度为30 m 的双层T 形板为安装在单层厂房屋面部位（包含地下室的B 区除外），所以， 只需要选用起重量为1 300 kN 以上的汽车吊车进行跨内吊即可。吊装起吊方式为四点吊，吊装高度为24 m，所以汽车吊的起重高度选择为H=24 m。

3）汽车吊起重臂的长度计算：L≥31.56 m。

4）所以，经过复核决定选择起重量为3 000 kN 的重型汽车吊施工。

6.3 起重机吊装起重能力与工程实际需求的计算分析与复核

1）吊装的起重量。 查起重机性能表得，起重机的最大起吊高度等于31.56 m 时，吊车的起重量Tc=402 kN，起重机的负荷荷载计算值为Qj，吊装的最重构件重量T1=300 kN+1.4 kN=301.4 kN（其中，双T 板自重，钢丝绳、卸扣等重量为1.4 kN），吊装用的索具和加强材料的重量T2=1 kN，则T=T1+T2=302.4 kN，那么起重机的负荷荷载计算值Qj=K1T=362.88 kN（其中，K1是吊装动载系数，取值为1.2）。 则Tc=402 kN≥Qj=362.88 kN，起重机的吊装起重能力达到了吊装双T 板的要求。

2）对起吊高度的复核。 查起重机的性能表得，在起重机作业半径是10 m 的时候，起重机的吊臂伸出长度是29.56 m，最大起吊高度是27 m， 最大起重载荷T'c为392 kN。 则T'c=392 kN＞Qj=362.88 kN，所以，满足吊装要求。

3）起重机吊装时的回转半径。 根据施工现场具备的吊装条件，在双T 板的吊装和安装到屋面的过程中，起重机的吊臂与吊装的双T 板不得发生碰撞， 所以， 依据吊装的最大起重量，将起重机械的回转半径设为90°，工作半径为10 m，吊车臂伸出的最大长度为29 m，最大起吊重量为390 kN。

4）合理选择钢丝绳和卸扣。 钢丝绳在绑扎和固定紧构件时，除与双T 板自身的重量有直接的关系外，还与钢丝绳等绑扎固定的角度相关。 本工程根据预制双T 板的标准图集，在生产制作混凝土双T 板时， 就已经在相应部位设置了8 个φ25 mm 圆钢预埋件，以便吊装施工。

经过上述计算复核， 将双T 板吊装到桁架上即可完成当前一跨的安装，且安装必须由末端向吊板处安装[2]。

7 伸缩缝后侧无桁车梁部位中间一跨的吊装施工（因跨内有地下室）

1）滑板施工的具体流程：先将1 台起重量为3 000 kN 的吊车停在B 区东边3 m 处， 然后将30 m 长的双T 板运到吊车旁边，再用1 台起重量为3 500 kN 的吊车把板吊到B 区东边的第一块位置。 将2 台牵引力各为20 kN 的减速卷扬机分别放在第一块30 m 长双T 板的两端， 用钢丝绳和卸扣固定，装上倒顺开关，并接上电源。

2）双T 板质量M1为30 t，选择4 辆运载量为10 t 的运输坦克，每辆运输坦克的质量M2为10 kg，运输坦克的车轮材料采用高强度尼龙，其与桁架梁材料45#钢之间的滑动摩擦系数K 取值为0.07，因此，根据最大静摩擦力计算出拉力F=KG，G=（M1+M2）g= （30 000+10×4）×10=300.4 kN， 因此， 所需拉力为F=0.07×300.4=21.03 kN。 现选用2 台牵引力各为20 kN 的减速卷扬机，因此总牵引力为40 kN，大于静摩擦力F=21.03 kN，所以，可以满足施工要求。

3）依据运载量为10 t 运输坦克的尺寸确定轨道规格，选择[22a 号槽钢作为运输坦克轨道，在制作和安装时，要保证2 根运输轨道中心线的间距始终为29.6 m，并要保证好平行度，同时对于安装位置， 应保证轨道梁外侧与混凝土梁内侧对应齐平。 将[22a 槽钢分段拼装成与大梁相同长度的地槽轨道，经焊接并校正调直后，把轨道焊接固定于混凝土梁的预埋件上。 固定安装前，检查和调整轨道标高，校验调整完成后统一固定，需合格焊工进行焊接施工，以确保焊接质量达到验收标准。

4）待两条运输轨道施工完毕后，为确保达到运输要求，需对轨道梁的焊缝进行打磨施工， 尤其是轨道的平行度、 直线度、标高，各项参数检查合格后，把4 辆运输坦克（各运输坦克按前后方向中心线为基准线，焊接宽度为12 cm、高度为5 cm的限位板）放置在两条轨道中，每个轨道上分别设置2 台运输坦克。在双T 板吊装施工起之前，需严密控制两条钢轨内的两台运输坦克的间距， 以确保两台运输坦克前后中心线距离始终为1 200 mm。

双T 板由1 台起重量为3 000 kN 的吊车吊至轨道端头运输坦克车上方，接着调整好位置，将双T 板放置在4 台运输坦克车的限位内。双T 板吊装完毕后，先将预先准备好的钢丝绳与双T 板两端的吊环固定在一起， 然后用卡环与卷扬机上的牵引钢丝绳相连接。 为了保证2 台卷扬机同步运行，必须将2 台卷扬机的电源控制线与同一个电源控制开关相连接，这样就可以由1 名操作者同时控制2 台卷扬机同部牵引工作。 待检查完毕后， 就可开始同时控制2 台卷扬机牵引拖拉双T 板就位。 在牵引过程中，每辆运输坦克车必须由2 名施工人员时刻检查其移动方向， 以保证每辆运输坦克车都能在轨道内正常行驶[3]。一发现异常情况和位置跑偏就应立即通知卷扬机操作者停止卷扬机牵引，并用千斤顶将双T 板位置顶正后，才可继续作业。等将双T 板拉到安装位置后，用4 台15 t 液压千斤顶将双T 板顶起，卸下运输坦克，然后割除构件安装位置下方的轨道，同时将千斤顶缓缓放下，这样就将双T 板放到了安装位置。 后面双T 板的吊装到位工作，依构件位置次序，按上述步骤施工就可。

8 审核优化方案，检查实施情况及施工成效

该吊装施工方案在专家论证会议上获得一次性通过。 在吊装实施过程中， 项目监理部安排专职监理人员在现场进行旁站监理，对各工序进行了细致的追踪和监督，并督促施工单位严格按照通过论证的方案实施，在整个吊装过程中没有出现人员伤亡事故[4]。 该监理单位按照设计和施工验收规范对安装到位的双T 板进行了检测和验收，双T 形板外观平整、良好，主要受力构件无任何明显的瑕疵、缺陷等问题。

9 结语

本文举例的新建厂房工程采用双T 板作为屋面板是一种典型的应用案例，为今后使用大跨度屋面板的改进与完善工作积累了有益的借鉴。 当然，在确保大跨度屋面板运输和吊装过程中的安全和质量要求的基础上，也消耗了大量的人力、物力资源，也增加了较多的资金成本。 所以，如何在确保工程安全和质量的同时缩短工期，节省材料和设备的投入，节约投资，是今后发展中急需研究的课题。