淺議鋼結(jié)構(gòu)吊裝的可行性及系船柱的安裝實(shí)例

蘆 暢

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的造型及 結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越復(fù)雜，這給鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了新的挑戰(zhàn) 同時(shí) 在鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)方面也取得了新的成就，許多成熟、先進(jìn)的工藝方法也陸續(xù)成為工法，為鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展起到了明顯的促進(jìn)作用。為進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)施工的總體水平，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)施工除加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理外，還應(yīng)在施工組織設(shè)計(jì)、方案、技術(shù)措施等方面進(jìn)行研究總結(jié)，大力推廣新技術(shù)、新工藝，針對(duì)工程特點(diǎn)，選擇先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)的施工方案。

1 鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案的基本原則

1.1 政策性

以圖紙為依據(jù)，以規(guī)范為準(zhǔn)則，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)法規(guī)。

1.2 可靠性

堅(jiān)持安全第一，確保方案實(shí)施的可行性，增強(qiáng)其可靠度。無(wú)論采用哪種方法，首先要考慮方案是否有成功的先例和配套的設(shè)備，否則必須進(jìn)行方案論證:

(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行施工驗(yàn)算，證明該方法在施工階段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;

(2)使用的機(jī)械設(shè)備能否滿(mǎn)足安裝要求;

(3)施工現(xiàn)場(chǎng)條件是否滿(mǎn)足要求，如現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境和周?chē)ㄖ锏仁欠裰萍s該方案的實(shí)施等。

1.3 先進(jìn)性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)安裝領(lǐng)域里的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，尤其是大型鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，在現(xiàn)場(chǎng)條件和結(jié)構(gòu)形式允許時(shí)，應(yīng)大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，盡量減少高空作業(yè)量，不斷提高鋼結(jié)構(gòu)的安裝效率。

1.4 經(jīng)濟(jì)性

一個(gè)好的安裝方案應(yīng)該方法簡(jiǎn)便、措施得當(dāng)、效率高、施工成本低、應(yīng)用范圍廣、經(jīng)得起審查和考驗(yàn)。所以，必須堅(jiān)持方案對(duì)比的原則，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇工期短、成本低的方案。

2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案的適應(yīng)條件

由于結(jié)構(gòu)形式的不統(tǒng)一，施工現(xiàn)場(chǎng)條件千差萬(wàn)別，可以說(shuō)沒(méi)有一種工法和方案適用于任何鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目安裝。所以每一種安裝方法都有各自的支持條件。

2.1 按工藝方法考慮。首先了解結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)重量、安裝高度、跨度等特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況盡量選用成熟、先進(jìn)的安裝工藝。

2.2 按起重設(shè)備考慮。首先選用自有設(shè)備，充分利用現(xiàn)場(chǎng)起重設(shè)備，其次就近租用。一般情況，構(gòu)件數(shù)量少時(shí)，多選用汽車(chē)吊;門(mén)式鋼架吊裝，多選用中心型汽車(chē)吊 安裝工期較長(zhǎng) 安裝高度及回轉(zhuǎn)半徑較大時(shí)，履帶吊比汽車(chē)吊經(jīng)濟(jì);中、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝，一般選用塔式起重機(jī);普通橋梁安裝，多采用門(mén)吊和架橋機(jī)。

3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全注意事項(xiàng)

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)法規(guī)，堅(jiān)持安全交底、安全教育制度，正確識(shí)別危險(xiǎn)源，并有針對(duì)性措施和應(yīng)急預(yù)案。

3.2 起重設(shè)備在使用過(guò)程中，重點(diǎn)預(yù)防傾翻事故。嚴(yán)禁超負(fù)荷、斜拉斜吊等違章現(xiàn)象，保證基礎(chǔ)和行駛道路平整堅(jiān)實(shí)。六級(jí)以上大風(fēng)應(yīng)停止作業(yè)，臺(tái)風(fēng)季節(jié)必須按規(guī)定采取預(yù)防措施。

3.3 結(jié)構(gòu)吊裝綁扎要點(diǎn)

(1)綁扎點(diǎn)應(yīng)在構(gòu)件重心之上，多點(diǎn)綁扎時(shí)其連線(面)應(yīng)在構(gòu)件重心之上;

(2)單機(jī)吊裝，構(gòu)件重心必須在吊鉤的垂直線上;

(3)鋼絲繩的安全系數(shù):作吊索，無(wú)彎曲6～7;作捆綁吊索8～10;用于載人的升降機(jī)為14;

3.4 大噸位起重機(jī)越來(lái)越多，多機(jī)抬吊越來(lái)越少，僅限于吊件數(shù)量少及特殊情況下使用。多機(jī)起吊要求如下:

(1)統(tǒng)一指揮信號(hào)，嚴(yán)肅紀(jì)律，服從指揮;

(2)起重機(jī)分配負(fù)荷不超過(guò)允許起重量的80%，抬吊行走時(shí)不超過(guò)允許起重量的70%;

(3)盡量選用同型號(hào)起重機(jī)，起吊過(guò)程力求同步平穩(wěn);(4)各臺(tái)起重機(jī)吊鉤繩保持垂直，嚴(yán)禁斜吊;(5)考慮吊車(chē)、構(gòu)件和安裝位置的平面關(guān)系，盡量一次安裝就位。

3.5 施工階段采用的臨時(shí)支撐架，是結(jié)構(gòu)安裝方案中的關(guān)鍵性技術(shù)措施。

(1)在設(shè)計(jì)中除架體本身滿(mǎn)足強(qiáng)度和穩(wěn)定要求之外，還須對(duì)地基基礎(chǔ)所支撐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，必要時(shí)采取有效的加固措施;

(2)支撐架受力后要進(jìn)行觀測(cè)，以防基礎(chǔ)沉降或架體變形對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響;

(3)支撐架頂使用的千斤頂、倒鏈等安裝機(jī)具，必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝方案，不得盲目使用，以防對(duì)架體和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利;

(4)支撐架拆除必須有落位拆除措施，應(yīng)同步、勻速、緩慢進(jìn)行，不得盲目拆除。

3.6 鋼結(jié)構(gòu)吊裝的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)吊裝方案的計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真分析各種吊裝方法運(yùn)動(dòng)特性，采用必要的穩(wěn)定措施，提高方案的可靠度。

3.7 鋼結(jié)構(gòu)吊裝危險(xiǎn)源識(shí)別。結(jié)構(gòu)吊裝的主要特點(diǎn)是高空作業(yè)，其危險(xiǎn)源有臨邊作業(yè)、洞口作業(yè)、攀登作業(yè)、懸空作業(yè)、交叉作業(yè)、高空墜落、起重設(shè)備、吊車(chē)路基、同步控制、安全用電、季節(jié)施工、操作臺(tái)、腳手架、臨時(shí)支撐等。

(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)正確識(shí)別危險(xiǎn)源，并采取針對(duì)性措施和應(yīng)急預(yù)案;

(2)堅(jiān)持執(zhí)行國(guó)家和地方有關(guān)安全生產(chǎn)法規(guī)，禁止違章操作;

(3)堅(jiān)持施工方案兩級(jí)評(píng)審制度，技術(shù)、質(zhì)量、安全、生產(chǎn)、設(shè)備等部門(mén)參加。

4 安裝、吊裝工程實(shí)例

4.1 工程概述

葛洲壩一號(hào)船閘位于大江河床右側(cè)，船閘軸線與壩軸線正交，左鄰大江電站安裝場(chǎng)，右接大江沖沙閘，擋水前沿長(zhǎng)度為86.2m。葛洲壩一號(hào)船閘閘室共設(shè)有18個(gè)浮式系船柱，閘室最高通航水位66.5m，墻頂高程為70.0m，設(shè)計(jì)最大過(guò)閘船舶為1+4×3000t船隊(duì)。三峽水利樞紐建成后，庫(kù)區(qū)航運(yùn)條件得到顯著改善，船舶逐漸向大型化發(fā)展，隨著船舶干弦高度的增高，原浮式系船柱頂高程已不能滿(mǎn)足船舶安全系泊的要求，需對(duì)浮式系船柱進(jìn)行改造，相應(yīng)的浮式系船柱槽也應(yīng)隨之加高。

葛洲壩一號(hào)船閘浮式系船柱支墩加高工程，系船柱共計(jì)18套，其中每套重量約為3.077t、預(yù)埋件約為6.5t，本工程共計(jì)鋼材重量約為55.386t。

浮式系船柱沿閘室長(zhǎng)度方向兩側(cè)布置，各布置9個(gè)，每個(gè)系船柱設(shè)在各分段中間。浮筒高度為6.4m，直徑為1.3m，整個(gè)浮式系船柱由軌道預(yù)埋件、浮筒、上層系船架、系船帽、滾輪總成等組成。按制造結(jié)構(gòu)及形式，可以分為鋼結(jié)構(gòu)件、精加工件、鑄造件等。閘室墻完成后澆注浮式系船柱二期混凝土?xí)r埋設(shè)浮式系船柱導(dǎo)軌、護(hù)角等預(yù)埋件，采用16t吊車(chē)整體吊裝浮式系船柱。

葛洲壩一號(hào)船閘浮式系船柱為兩層，上層為系船架，下層為浮筒，系船架與浮筒采用支柱連接。系船柱的系船架高0.8m(不含系船柱)，浮筒高5.6m，浮筒上的系船柱頂距水面2.1m，系船架上的系船柱頂距水面4.7m。浮筒高4.5m，浮筒上的系船柱頂距水面1.4m，系船架上的系船柱頂距水面2.9m。

葛洲壩一號(hào)船閘浮式系船柱主要由浮筒、縱向滾輪、橫向滾輪、系船架、系船架支柱、系船柱帽及吊環(huán)螺釘?shù)冉M成。系船架與浮筒之間采用支柱進(jìn)行連接，在支柱的兩端設(shè)置了向心關(guān)節(jié)軸承，當(dāng)上層和下層系船柱同時(shí)帶纜后，浮筒、系船架則分別將系纜力傳遞到閘墻上。

4.2 吊裝方法及安裝過(guò)程

4.2.1 浮式系船柱安裝就位前，應(yīng)對(duì)浮筒、導(dǎo)軌之間間距，系船架等各項(xiàng)尺寸進(jìn)行復(fù)查，復(fù)查結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定，方可進(jìn)行安裝。

4.2.2 安裝前在地面上將縱向滾輪、橫向滾輪、以及系船柱帽安裝到浮筒、系船架上，對(duì)輪架及系船柱帽焊縫進(jìn)行手工除銹、清理、涂漆。

4.2.3 安裝時(shí)待閘室水位升起時(shí)，用吊車(chē)將操作人員吊至系船柱槽內(nèi)，把鋼絲繩穿過(guò)舊浮筒的上層系船三角架內(nèi)，將舊浮筒緩緩吊起到拖車(chē)上，運(yùn)輸至指定位置進(jìn)行處理。

4.2.4 安裝新浮筒時(shí)，先將下層浮筒吊至系船柱槽內(nèi)，待浮筒下降至橫向滾輪時(shí)，用枕木和條形鋼板將其卡在系船柱槽口處(務(wù)必檢查是否滾輪架卡緊在枕木和條形鋼板上)，然后用吊車(chē)將上層系船架吊起至下層浮筒位置，這時(shí)操作人員用支柱將上層系船架與下層浮筒進(jìn)行連接，用銷(xiāo)軸插入萬(wàn)向關(guān)節(jié)軸承中，待上層系船架和浮筒垂直后，將浮筒和系船架緩緩放入系船柱槽內(nèi)，直至其入水穩(wěn)定后由操作人員解除鋼絲繩，浮式系船柱安裝完畢。

4.2.5 以上是浮式系船柱吊裝方法及安裝過(guò)程的簡(jiǎn)述，其中所講都是在不影響通航的情況下根據(jù)水位上升、下降進(jìn)行拆卸、安裝。如上下游閘門(mén)關(guān)閉，閘室水位在一定高度時(shí)，除去了閘室的蓄水、排水時(shí)間，使浮式系船柱的吊裝、安裝會(huì)更加方便。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)安裝的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，市場(chǎng)前景樂(lè)觀，隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，大型鋼結(jié)構(gòu)的安裝技術(shù)難度越來(lái)越大，加工、安裝精度要求也越來(lái)越高，質(zhì)量問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越受關(guān)注。我們應(yīng)及時(shí)掌握新技術(shù)、新工藝、新方法，樹(shù)立良好的質(zhì)量意識(shí)，從大處著眼，小處入手，切實(shí)有效地實(shí)施工序管理。既要做好質(zhì)量預(yù)控工作，也要重視過(guò)程控制和成果校核。只有這樣，才能很好地控制質(zhì)量，防止事故發(fā)生。