鋼結(jié)構(gòu)安裝中汽車吊的選用研究

劉慧

（湖南省第六工程有限公司，湖南 長沙 410004）

隨著住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑、廠房、橋梁等工程中的應(yīng)用越來越廣泛。具有施工簡單、工期短，可實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝，環(huán)境污染少、綠色環(huán)保、造價低廉等優(yōu)勢。而鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，直接影響到整個工程的質(zhì)量與安全，吊裝需要使用專門的機械設(shè)備，所以吊裝機械的選型至關(guān)重要。

1 鋼結(jié)構(gòu)安裝常用的吊裝機械

在當前的鋼結(jié)構(gòu)安裝施工過程中，經(jīng)常會用到以下3種吊裝機械：第一，塔吊。常用于固定的施工場所，且工期相對較長的吊裝工程，其活動范圍不大，具有一定局限性。第二，履帶吊。同樣常用于固定的施工場所，可滿足大工作量的要求，其活動范圍較廣，具有靈活性。第三，汽車吊。常用于短時間吊裝或臨時吊裝，施工速度快，同時能跟隨運輸車裝卸。以上3種吊裝機械當中，汽車吊因具有良好的便利性與靈活性，在很多鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工中得到應(yīng)用，是鋼結(jié)構(gòu)施工，尤其是小規(guī)模工程的首選機械設(shè)備。如何根據(jù)工程的實際情況，選擇最適合的汽車吊，是工程施工的關(guān)鍵所在。在選擇汽車吊時，應(yīng)充分考慮現(xiàn)場及其周圍的實際情況，結(jié)合施工要求和成本控制，并通過分析計算，確定最佳的汽車吊。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中汽車吊的選用

2.1 工程概況

以某座人行景觀鋼棧橋為例，鋼棧橋系大型吊索桁架結(jié)構(gòu)拱橋。全橋跨度116.2m，最大單跨78m、寬6m，總重 761.5t，分桁架結(jié)構(gòu)拱梁、斜塔、吊索3個部份。下部結(jié)構(gòu)采用承臺樁基礎(chǔ),采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系。綜合質(zhì)量、安全、工期、成本多目標、多方案的比選，組織專家對鋼桁架吊裝專項方案進行論證后，確定對鋼棧橋桁架結(jié)構(gòu)的拱梁部分進行分段吊裝?；诖耍嚨醯倪x擇成為本工程施工的關(guān)鍵所在，需要引起相關(guān)人員的高度重視。

2.2 選用汽車吊的基本條件

在實際工程中，既可由1臺汽車吊進行獨立吊裝，也可由多臺汽車吊進行抬吊。對于本工程，因吊裝場地限制，所以應(yīng)以1臺汽車吊進行吊裝的方式為主。在選用汽車吊的過程中，應(yīng)綜合考慮待吊裝構(gòu)件的自重與吊裝高度以及成本控制。在鋼棧橋吊裝時，構(gòu)件寬度有較大影響。如果構(gòu)件過寬，則在起吊的過程中會與汽車吊的主臂相碰，最終對吊裝高度造成影響。吊裝現(xiàn)場地面的實際標高同樣會影響到吊裝施工，需要在吊裝高度中充分考慮地面高差及吊裝時對地基承載力的要求。

2.3 汽車吊的選用

（1）在本工程中，因考慮到項目成本、場地限制等不利因素，鋼棧橋采用分段吊裝，以利于汽車吊的選用。

（2）在本工程中，吊裝地面的實際標高已經(jīng)回填處理至±0，對汽車吊的站位高差造成的影響可不予考慮。因鋼棧橋中間有河道，兩側(cè)存在既有建筑，且場地面積有限，所以預想的由2臺汽車吊進行抬吊的方法無法實現(xiàn)，可以由1臺大噸位的汽車吊進行吊裝。

（3）汽車吊的吊裝基礎(chǔ)：由于現(xiàn)場內(nèi)表層土質(zhì)屬于回填土，雖經(jīng)夯實壓平，難以達到吊裝時對地基承載力的要求，所以項目部在吊裝場地內(nèi)修筑單層單向 ?16×300mm、400mm 厚 的 C25混 凝 土。260t吊車、220t吊車自重分別為75t和68t，以吊車最重配重100t、構(gòu)件70t進行驗算。

①針對260t吊車的每個支腿下面墊鋼板，經(jīng)計算認為，現(xiàn)場地基承載力必須大于192kPa。

②針對220t吊車的每個支腿下面墊鋼板，經(jīng)計算認為，現(xiàn)場地基承載力必須大于3MPa。由于C25混凝土的抗壓強度遠大于3MPa，故場地能滿足吊裝要求。

（4）根據(jù)圖紙及分段參數(shù)表可知，鋼棧橋桁架結(jié)構(gòu)拱梁部分第4段最重為45.3t，屬于正中間部位，距離汽車吊最遠且吊點最高，所以以本段為研究對象選擇汽車吊對確保本工程順利吊裝有一定的代表性及可操作性。經(jīng)計算，該段吊裝高、低端分別為32m和20m，下弦正中央高度經(jīng)計算為26m。此外，鋼棧橋橫截高度為3.5m，吊裝后其上弦正中央高度經(jīng)計算為29.5m。

（5）在吊裝過程中，采用2條長度為7m的鋼絲繩作為吊裝繩，將鋼絲繩對折后設(shè)置在鋼棧橋上弦正中央兩端，鋼絲繩固定后，其高度為2.5m左右，在此基礎(chǔ)上分別加上主臂頂端和吊鉤之間的距離與鋼棧橋上弦正中央的高度，計算得到的總高度為33m。

（6）根據(jù)吊裝場地附近現(xiàn)有的汽車吊，先以220t汽車吊為對象進行分析試算。由該汽車吊的性能表可知，當汽車吊的主臂長度為38.5m時，有效工作半徑為12m時，其最大起吊重量為54t，大于鋼棧橋自重45.3t，完全可以滿足施工要求。汽車吊主要參數(shù)見表1。

表1 汽車吊主要參數(shù)統(tǒng)計表

按照表1的數(shù)據(jù)對汽車吊的起吊高度進行計算，起吊高度即為汽車吊主臂總高，計算公式為：

式（1）中，H表示汽車吊主臂總高，單位為m；L 表示汽車吊的吊臂長度，單位為m；R表示汽車吊的有效工作半徑，單位為m；h3表示汽車吊的高度，單位為m，取1.5m。代入數(shù)值后，計算可得汽車吊主臂總高為38.1m＞33m，可滿足吊裝施工要求。

當鋼棧橋和汽車吊的主臂發(fā)生相碰時，采用以下公式對起吊高度進行計算：

式（2）中，h1表示吊座到鋼棧橋頂部高度，單位為m；h3表示汽車吊高度，單位為m；H表示汽車吊主臂總高，單位為m；h2表示鋼棧橋頂部到吊臂頂端高度，單位為m；R 表示汽車吊有效工作半徑，單位為m；r表示鋼棧橋總寬的1/2，為3m。代入數(shù)值后計算可得，當鋼棧橋和汽車吊的主臂發(fā)生相碰時，起吊高度為28.9m＜29.5m，無法滿足實際要求。根據(jù)上述2個計算結(jié)果可知，此汽車吊無法達到吊裝施工要求，應(yīng)使用大汽車吊。

（5）再以260t汽車吊為對象進行分析試算，由該汽車吊的性能表可知，其主臂長度L為41.5m，有效工作半徑R為12m，最大吊裝重量為51t，基本符合吊裝施工要求。采用式（1）對該汽車吊主臂總高進行計算，代入數(shù)值后計算可得汽車吊主臂總高為41.2m＞33m，可滿足吊裝施工要求。采用式（2）對當鋼棧橋和汽車吊的主臂發(fā)生相碰時，起吊高度進行計算，代入數(shù)值后計算可得起吊高度為31.3m＞29.5m，可滿足吊裝施工要求。因此，本工程吊裝施工中，應(yīng)選用260t汽車吊。

2.4 桁架結(jié)構(gòu)拱梁4段的吊裝

將260t擺放于吊裝平臺上，將拖車倒入260t吊車旁邊，260t吊車就位，吊起桁架結(jié)構(gòu)拱梁4段放于CT3承臺旁枕木上；重新穿吊繩，吊至桁架結(jié)構(gòu)拱梁4段到大致位置，吊車同時輕擺桿，緩慢對準桁架結(jié)構(gòu)拱梁3段定位連接板上落下，連接定位螺栓，對準中心線，緩慢下降落于輔助支撐保護支座上，舉升千斤頂?shù)昧?。測量各控制點，另加千斤頂斜頂調(diào)整對中，合格后在接口處加裝定位連接板。

2.5 吊裝的安全要求

在實際的安裝施工中，除了要選用合適的汽車吊，還應(yīng)切實保證吊裝安全。在吊裝作業(yè)中，應(yīng)嚴格按照以下要求進行：汽車吊應(yīng)嚴格按照現(xiàn)行的安全規(guī)程，結(jié)合汽車吊說明書，安裝安全裝置，如力矩限制器和吊裝幅度指示裝置等。嚴格遵循現(xiàn)場安全基本規(guī)定與機械設(shè)備操作使用安全規(guī)程，操作人員必須持有效證件上崗。各項工程正式施工前，應(yīng)按方案的具體內(nèi)容接受技術(shù)、安全交底，通過討論確認后，充分落實各項安全措施。吊裝施工前對所有機具進行安全檢查，特別是鋼絲繩與卡環(huán)等，都應(yīng)處于最佳狀態(tài)。鋼結(jié)構(gòu)的吊點宜選用吊環(huán)，若需要捆綁吊裝，則要在易產(chǎn)生損傷的部位進行有效保護。吊裝時，鋼結(jié)構(gòu)下方禁止站人。對成批的小型物件進行吊裝時，應(yīng)使用專門的容器，并且對多個鋼結(jié)構(gòu)進行吊裝時，必須使其保持平衡，避免發(fā)生碰撞。汽車吊應(yīng)盡可能防止?jié)M載運行，不得在滿載的條件下回轉(zhuǎn)與提升。在吊裝時，若由于斷電等原因停止吊裝，則要采取有效措施來處理，縮短鋼結(jié)構(gòu)的懸吊時間。

3 結(jié)論

在鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工中，塔吊、履帶吊與汽車吊為常用吊裝機械，其中，汽車吊以其良好的靈活性與便利性，得到越來越廣泛的應(yīng)用。在選擇適宜的汽車吊時，應(yīng)綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)自重、吊裝高度、場地條件、項目成本等因素。根據(jù)汽車吊的性能參數(shù)，采用經(jīng)驗公式對主臂總高和當鋼結(jié)構(gòu)和汽車吊的主臂發(fā)生相碰時的起吊高度進行計算，再通過對比確定該汽車吊能否滿足要求。