高層鋼結(jié)構(gòu)異形組合柱吊裝技術(shù)

梁思遠(yuǎn)

【摘要】：金陵飯店擴(kuò)建工程鋼結(jié)構(gòu)異型組合柱的吊裝，采取分片分節(jié)的吊裝方法，隨后進(jìn)行定位對(duì)接，豎縫焊接，最后采用無(wú)纜風(fēng)繩的方法進(jìn)行校正。

【關(guān)鍵詞】：分片分節(jié)吊裝就位對(duì)接

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0前沿

南京金陵飯店擴(kuò)建工程位于南京市新街口中心區(qū)西北角，南至金陵飯店北側(cè)裙房，北至延安路，東至中山路，西至管家橋。整個(gè)塔樓地下3層、地上57層，總高度242.05米。

我部承建的鋼結(jié)構(gòu)工程構(gòu)件形式主要包括：異型組合柱、十字柱、鋼梁、腰桁架以及核心筒十字柱、H型柱、鋼板剪力墻及預(yù)埋件等，總重量約1.6萬(wàn)噸。其中異型組合柱的截面形式復(fù)雜，單重較重，現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件堆放場(chǎng)地狹小，給現(xiàn)場(chǎng)的吊裝造成了很大的不便，這也成為了本工程的重難點(diǎn)。

1塔吊選型與工況分析

根據(jù)塔吊的現(xiàn)場(chǎng)布置、構(gòu)件吊裝位置及構(gòu)件的分片分節(jié)后重量，確定在地下室階段使用中晟ZSC5080型平臂塔吊作為垂直運(yùn)輸及吊裝設(shè)備；在±0.000以上使用中晟ZSC1000型平臂塔吊作為垂直運(yùn)輸?shù)跹b設(shè)備，其性能參數(shù)及荷載曲線分別見(jiàn)下圖：

圖1ZSC5080塔吊荷載曲線參數(shù) 圖2ZSC1000塔吊荷載曲線參數(shù)

塔吊工況根據(jù)塔吊位置，構(gòu)件吊裝距離及卸車距離綜合分析。

地下室施工階段塔吊吊裝工況分析見(jiàn)下表：

序號(hào) 構(gòu)件位置 吊裝距離/吊重 卸車距離/吊重 此位置構(gòu)件最大重量

1 TA/B×T1/A 47M/8.5T 38M/11T 7T

2 T1/B×TA/A 47M/8.5T 38M/11T 7T

3 TB/B×T1/A 40M/10.5T 38M/11T 9.5T

4 TC/A×T1/A 35M/13T 38M/11T 9.5T

5 T2/C×TA/A 42M/10T 38M/11T 9.5T

6 T3/B×TA/A 40M/10.5T 38M/11T 9.5T

7 TD/A×T1/A 32M/13T 38M/11T 9.2T

8 TD/B×T1/B 28M/16T 38M/11T 9.2T

9 TA/B×T4/B 36M/12T 38M/11T 9.2T

10 TA/A×T4/A 39M/10.75T 38M/11T 9.2T

11 T2/C×TD/B 17M/28T 38M/11T 9.5T

12 T3/B×TD/B 9M/40T 38M/11T 9.5T

13 TB/B×T4/B 25M/19T 38M/11T 9.5T

14 TC/A×T4/B 18M/27T 38M/11T 9.5T

15 TD/A×T4/B 12M/40T 38M/11T 10.15

16 T4/A×TD/B 9.5M/40T 38M/11T 10.15

+0.000m以上塔吊工況分析見(jiàn)下表：

序號(hào) 構(gòu)件位置 吊裝距離/吊重 卸車距離/吊重 此位置構(gòu)件最大重量

1 TA/B×T1/A 35M/27T 35M/27T 14.7T

2 T1/B×TA/A 34M/27.5T 35M/27T 14.7T

3 TB/B×T1/A 30M/32.5T 35M/27T 25.4T

4 TC/A×T1/A 29M/33T 35M/27T 25.4T

5 T2/C×TA/A 27M/35T 35M/27T 25.4T

6 T3/B×TA/A 25M/39.8T 35M/27T 25.4T

7 TD/A×T1/A 33M/30T 35M/27T 14.7T

8 TD/B×T1/B 32M/30.5T 35M/27T 14.7

9 TA/B×T4/B 25M/39.8T 35M/27T 14.7T

10 TA/A×T4/A 27M/35T 35M/27T 14.7T

11 T2/C×TD/B 24M/40T 35M/27T 25.4T

12 T3/B×TD/B 21M/50T 35M/27T 25.4T

13 TB/B×T4/B 18M/50T 35M/27T 25.4T

14 TC/A×T4/B 17M/50T 35M/27T 25.4T

15 TD/A×T4/B 23M/48T 35M/27T 14.7T

16 T4/A×TD/B 24M/47T 35M/27T 14.7T

說(shuō)明：100m以上塔吊起重量應(yīng)扣除鋼絲繩及卸扣重量。

3異型組合柱的吊裝過(guò)程

（1）認(rèn)真熟悉施工設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行圖紙會(huì)審，作好交底，向全體參加施工的人員做技術(shù)、質(zhì)量、安全交底，明確施工步驟、安裝程序、施工方法和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求并確保安全。

（2）技術(shù)員應(yīng)檢查每個(gè)進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件的合格證，構(gòu)件本身是否有構(gòu)件編號(hào)、材質(zhì)等明顯標(biāo)識(shí)，以及核對(duì)構(gòu)件的截面尺寸。

（3）柱底節(jié)吊裝前，混凝土應(yīng)清理干凈，對(duì)于局部超高部分應(yīng)鑿平。

（4）現(xiàn)場(chǎng)所有吊索具應(yīng)進(jìn)行安全檢查，平衡梁、鋼絲繩是否滿足規(guī)范要求，柱頭的標(biāo)識(shí)應(yīng)清晰準(zhǔn)確。

（5）吊裝鋼絲繩的選用，以最重鋼柱的重量作為計(jì)算依據(jù),單根鋼柱最重取30t(實(shí)際構(gòu)件<30t),鋼柱的吊裝采用四點(diǎn)吊,吊裝就位時(shí)，吊索基本工況為：

吊索受力方向與水平方向夾角為最大60度,根據(jù)上圖可以得出F=30000kg×10N/kg=300KN；F1=(300KN/4)×1.1=82.5KN；此式中，鋼絲繩為四根，塔吊期中系數(shù)為1.1；[Fg]=82.5KN/COS30=96KN。

根據(jù)公式[Fg]=aFg/K，計(jì)算得出Fg=[Fg] K/a=960KN

[Fg]為剛絲繩的允許拉力

a為換算系數(shù)。本工程使用適合于制作吊索、起重綁繩的鋼絲繩。故取a=0.8；

K為鋼絲繩安全系數(shù)。取K=8；

Fg為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和。

查表可得，選用6×37-43-1550鋼絲繩，直徑43mm,鋼絲繩破斷拉力總和為1080 KN＞960 KN，故選用6×37-43-1550鋼絲繩。

（6）起吊時(shí)鋼柱的根部要墊實(shí)，保證在根部不離地的情況下，通過(guò)吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，逐步將鋼柱扶直，待鋼柱停止晃動(dòng)后再繼續(xù)提升。鋼柱吊裝利用專門設(shè)計(jì)的吊裝平衡梁進(jìn)行四點(diǎn)吊裝，自找平衡。組合柱分片吊裝，通過(guò)事先加工好的對(duì)接定位板，確定兩片組合柱的位置，從而進(jìn)行組裝。地下室施工時(shí)有部分鋼柱在土建的支護(hù)梁下面，吊裝時(shí)指揮應(yīng)支撐支護(hù)根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)整吊裝的方位和下鉤速度，一點(diǎn)點(diǎn)避讓開(kāi)支護(hù)梁且盡量減少鋼絲繩與支護(hù)梁的摩擦，測(cè)量人員應(yīng)隨時(shí)對(duì)分片組裝的構(gòu)件位置進(jìn)行監(jiān)控。

圖3地下室有支護(hù)影響的吊裝示意和鋼絲繩選用計(jì)算模型

（7）地下室首節(jié)鋼柱吊裝之前，在每個(gè)鋼柱地腳螺栓群的每一個(gè)螺栓上擰進(jìn)一個(gè)螺母，同時(shí)對(duì)稱擺放四組調(diào)整墊鐵，用于調(diào)節(jié)鋼柱的安裝標(biāo)高。在鋼柱吊裝之前，調(diào)節(jié)好墊鐵組的標(biāo)高及調(diào)節(jié)螺母的標(biāo)高，標(biāo)高誤差控制在1.0mm以內(nèi)。鋼柱吊裝就位以后就對(duì)準(zhǔn)鋼柱中心線與基礎(chǔ)中心線，確定鋼柱的平面位置。然后將地腳螺栓的螺母微微擰緊。

首節(jié)鋼柱的垂直度調(diào)整通過(guò)鋼柱底板下的調(diào)平螺母和墊鐵組調(diào)節(jié)。通過(guò)微微調(diào)節(jié)螺母的高低可以控制鋼柱的垂直度。要求鋼柱在自由狀態(tài)下，兩個(gè)正交方向的垂直度偏差校正到零，然后擰緊地腳螺栓。鋼柱的標(biāo)高可能會(huì)發(fā)生微小變化，正常情況下不會(huì)超過(guò)2.0mm。待首節(jié)鋼柱的平面位置、標(biāo)高和垂直度調(diào)整完畢，擰緊柱腳底板上下的調(diào)平螺母，最后將墊鐵組點(diǎn)焊固定并進(jìn)行二次灌漿。

圖4校正用墊鐵尺寸圖

（8）鋼柱吊裝就位后，通過(guò)臨時(shí)設(shè)計(jì)的耳板和連接板，用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行臨時(shí)固定。固定前，要調(diào)整鋼柱的標(biāo)高、垂直度、偏移和扭轉(zhuǎn)等參數(shù)在規(guī)范要求范圍。高強(qiáng)螺栓的應(yīng)充分緊固后才能進(jìn)行鋼柱的校正，最后進(jìn)行豎縫的焊接。

（9）按先調(diào)標(biāo)高，再調(diào)扭轉(zhuǎn)，最后調(diào)整垂直度的順序進(jìn)行鋼柱的校正。由于本工程的異型組合柱截面較大，固采用無(wú)纜風(fēng)繩法進(jìn)行鋼柱校正。

圖5吊裝就位和臨時(shí)固定措施實(shí)例圖

4異型組合柱吊裝中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）卸貨時(shí)應(yīng)在鋼柱下墊好枕木，將鋼柱平放與地面；起吊時(shí)四個(gè)吊點(diǎn)應(yīng)分別掛于端部的四個(gè)吊耳上，鋼絲繩和卸扣做好相應(yīng)檢查，合格后才能使用。

（2）鋼柱起吊時(shí)應(yīng)盡量避免拖拽現(xiàn)象，起吊時(shí)鋼柱的根部要墊實(shí)，保證在根部不離地的情況下，通過(guò)吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，逐步將鋼柱扶直；待鋼柱停止晃動(dòng)后再繼續(xù)提升，切忌急于起升而碰壞周圍的物體。

（3）上節(jié)鋼柱與下節(jié)鋼柱對(duì)接臨時(shí)固定后，必須擰緊臨時(shí)安裝螺栓并及時(shí)進(jìn)行鋼柱校正，以免造成吊裝好的鋼柱發(fā)生傾斜或騙倒。

（4）組合柱分片吊裝就為時(shí)，測(cè)量人員一定要事先確定好鋼柱的位置和標(biāo)高，確保順利對(duì)接。

（5）地下室部分的鋼柱吊裝時(shí)容易與土建施工相互影響，管理人員一定要事先溝通協(xié)商好，避免交叉施工帶來(lái)的不必要矛盾。

5小結(jié)

通過(guò)對(duì)金陵飯店擴(kuò)建工程鋼結(jié)構(gòu)異性組合柱吊裝過(guò)程的研究，發(fā)現(xiàn)了分片吊裝和定位對(duì)接的方法是最適合本工程的吊裝技術(shù)，可確保鋼結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行。