鋼結(jié)構(gòu)廠房中的大型行車梁安裝

姚習(xí)紅 楊建新 費(fèi)亞強(qiáng)

1. 武漢城市職業(yè)學(xué)院 武漢 430064；2. 中國(guó)一冶集團(tuán)有限公司 武漢 430081

某工業(yè)主廠房結(jié)構(gòu)形式為門式剛架結(jié)構(gòu)，鋼柱為H型鋼雙肢柱，在標(biāo)高21.83 m處設(shè)有吊車梁，吊車梁為實(shí)腹式焊接H型鋼，截面高3.55 m，跨度24 m，質(zhì)量為37.92 t。吊車梁采用平板支座，兩端連接形式為鉸接，吊車梁制動(dòng)系統(tǒng)采用制動(dòng)桁架梁。吊車梁安裝精度要求高，安裝危險(xiǎn)性較大，需要精確做好安裝方案，精密組織、精心施工，確保安全和質(zhì)量。

1 吊車吊具方案選擇

因汽車吊靈活，經(jīng)濟(jì)性能好，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，優(yōu)先選用汽車吊。吊車梁實(shí)際起重質(zhì)量40.51 t，查汽車吊起重性能表，確定選擇QY130K汽車吊。吊裝采用4 根等長(zhǎng)吊索L1吊裝，通過Φ245 mm×10 mm的橫扁擔(dān)用2 根等長(zhǎng)吊索L2掛在汽車吊吊鉤上。

2 吊裝能力計(jì)算

2.1 吊車梁吊索的選擇

根據(jù)《一般用途鋼絲繩》（GB/T 2118—2006）所選擇吊索性能如下：

6×37＋1 Φ52 mm鋼絲繩，抗拉強(qiáng)度為1 770 MPa、破斷拉力為1 410 kN；6×37＋1 Φ48 mm鋼絲繩，抗拉強(qiáng)度為1 550 MPa、破斷拉力為1 200 kN。吊車梁吊裝立面示意見圖1。

2.2 行車梁吊裝計(jì)算

圖1 吊車梁吊裝立面示意

2.2.1 吊機(jī)的選擇依據(jù)

QY130K汽車吊吊鉤質(zhì)量1.59 t，吊車梁質(zhì)量37.92 t，橫擔(dān)和吊耳質(zhì)量0.6 t，吊索及卸扣0.4 t，吊機(jī)吊裝實(shí)際質(zhì)量為40.51 t。

根據(jù)圖1和QY130K汽車吊起重性能表，QY130K汽車吊主臂長(zhǎng)33.7 m，作業(yè)半徑7 m時(shí)，吊機(jī)起重質(zhì)量為43 t＞40.51 t的實(shí)際起重質(zhì)量，滿足施工需求。

2.2.2 吊索的選擇

吊裝采用4 根等長(zhǎng)吊索L1吊裝，通過Φ245 mm×10 mm的橫擔(dān)用2 根等長(zhǎng)吊索L2掛在汽車吊吊鉤上，受力如圖2所示。

圖2 吊索受力示意

（a）橫擔(dān)上方吊索L2選擇：每根吊索受到的拉力F1=0.5W/sin60°=0.5×38.92/0.866=22.47 t=224.7 kN。

選用6×37＋1 Φ52 mm鋼絲繩，取安全系數(shù)K=6，鋼絲繩允許拉力F=T/K=1 410 kN/6=235 kN≥F1=224.7 kN滿足施工需求。根據(jù)吊裝圖分析和相關(guān)計(jì)算取吊索L2長(zhǎng)度為6 000 mm。

（b）橫擔(dān)下方吊索L1的選擇：每根吊索受到的拉力F2=0.5F/sin77° =0.5×19.46/0.974=9.99 t=99.9 kN

選用6×37＋1 Φ48 mm鋼絲繩，取安全系數(shù)K=8，鋼絲繩允許拉力F=T/K=1 200 kN/8=150 kN≥F2=99.9 kN滿足施工需求。

根據(jù)圖3吊索L1的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=3 550×2+700+750+1 645=10 195 mm（含卸扣）。

取吊索L1的長(zhǎng)度為10 000 mm。

圖3 吊索長(zhǎng)度計(jì)算示意

（c）扁擔(dān)的穩(wěn)定計(jì)算。扁擔(dān)截面為Φ245 mm×10 mm，截面類型為b類，截面積為73.83 cm2，截面回轉(zhuǎn)半徑為8.32 cm，計(jì)算長(zhǎng)度為5 800 mm，實(shí)際長(zhǎng)度為6 200 mm，材料為Q235，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為215 N/mm2，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，扁擔(dān)的所受軸力為154.38 kN，扁擔(dān)長(zhǎng)細(xì)比為69.7，查表得：構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)為0.751（圖4）。

圖4 扁擔(dān)計(jì)算示意

經(jīng)穩(wěn)定應(yīng)力驗(yàn)算，

σ＝27.84 N/mm2

（d）扁擔(dān)上吊耳的計(jì)算。扁擔(dān)上吊耳尺寸如圖5所示，鉆孔直徑為80 mm，材質(zhì)為Q345。

吊耳受剪有效截面為30 mm×80 mm，吊耳受拉有效截面為2 mm×30 mm×60 mm，材料為Q345，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為295 N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為170 N/mm2，荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，吊耳承載的荷載為308.77 kN。

圖5 扁擔(dān)吊耳計(jì)算示意

（e）扁擔(dān)吊耳剪應(yīng)力驗(yàn)算：τ＝V/（h×t）＝308.77×1 000/（30×80）＝128.65 N/mm2＜fv=170 N/mm2，剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求。

（f）吊耳的拉應(yīng)力驗(yàn)算：σ＝N/A=308.77×1 000/（2×30×60）＝85.77 N/mm2

3 鋼吊車梁安裝工序

（a）安裝前先檢查吊車梁長(zhǎng)度、高度、撓度（不允許下?lián)希?cè)彎等幾何尺寸，符合要求后再進(jìn)行安裝。吊車梁在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)堆放，應(yīng)墊平、墊實(shí)，并采取防傾翻措施。

（b）安裝吊車梁前應(yīng)先在鋼柱上拉好安全繩，安裝制動(dòng)桁架前先在吊車梁內(nèi)部設(shè)置安全繩，如圖6所示。

圖6 吊車梁安全繩設(shè)置示意

（c）吊車梁安裝前應(yīng)復(fù)查立柱牛腿中心線和牛腿面標(biāo)高，并在牛腿面標(biāo)示中心線控制點(diǎn)，在上柱頭適宜位置標(biāo)示標(biāo)高控制點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量成果配備相應(yīng)行車梁墊板。

（d）吊車梁要對(duì)稱綁扎，使起吊后保持水平狀態(tài)，在梁的兩端應(yīng)綁扎控制溜繩，以控制梁的轉(zhuǎn)動(dòng)。

（e）吊車梁就位時(shí)，應(yīng)緩慢落鉤，調(diào)整對(duì)好縱軸線，避免在軸線方向撬動(dòng)吊車梁而導(dǎo)致柱子發(fā)生位移。吊車梁就位后，用螺栓將吊車梁上、下翼緣與鋼柱臨時(shí)連接固定后方可松鉤，經(jīng)測(cè)量、檢查合格后再最后固定。

4 吊車梁安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)[1-4]

（a）吊車梁安裝前，應(yīng)檢查下列尺寸：側(cè)向彎曲、拱度；梁兩端的高度；梁下翼緣兩端的孔距；輔助桁架的長(zhǎng)度。

（b）吊車梁安裝必須在鋼柱調(diào)整固定完，柱間支撐焊接完，從有柱間支撐的柱間開始安裝并固定。

（c）吊車梁調(diào)整、固定，必須在屋面系統(tǒng)安裝、調(diào)整固定后。

（d）吊車縱向制動(dòng)力由吊車梁和輔助桁架共同傳給柱子，因此，梁端與柱牛腿連接螺栓的螺帽必須擰緊，然后按設(shè)計(jì)要求把螺帽焊牢。

5 安全保證措施

（a）實(shí)施吊裝作業(yè)之前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員和作業(yè)人員進(jìn)行安全和技術(shù)交底工作。

（b）測(cè)量鋼柱垂直度、柱間距、行車跨距及鋼柱溜腿上表面標(biāo)高、水平度，檢查鋼柱支撐是否牢固、位置是否合理正確，合格后方可安裝吊車梁。

（c）核查行車梁吊裝用汽車吊的起重性能表，汽車吊檢驗(yàn)合格，操作人員持證上崗。

（d）行車梁吊裝：根據(jù)行車梁實(shí)際情況，找好已確定的吊點(diǎn)位置。行車梁與鋼絲繩接觸位置安放半圓鋼管，并在半圓鋼管上開孔，用鐵絲固定，減少行車梁鋼板銳角對(duì)鋼絲繩的損傷。起勾前系好溜繩，起勾至離地面200 mm左右暫停，檢查吊車下腳處是否平穩(wěn)安全，確定無異常后再緩慢起鉤。起吊至安裝位，緩慢落鉤至準(zhǔn)確位置，連接相關(guān)螺栓，確保穩(wěn)定安全。

（e）鋼絲繩的檢查：應(yīng)仔細(xì)檢查鋼絲繩是否完好無損，捆綁的鋼絲繩是否牢靠、正確，吊鉤上鋼絲繩懸掛是否牢靠，防止脫鉤或滑脫產(chǎn)生。