某工程超高超跨超重鋼結(jié)構(gòu)棧橋吊裝的實(shí)施

張成

（新疆冶金建設(shè)公司）

1 工程概況及吊裝難點(diǎn)

某冷熱電多聯(lián)供工程中輸煤系統(tǒng)包括鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋及地下輸煤廊道、轉(zhuǎn)運(yùn)站、除鐵間、采樣間、辦公樓、廢水處理站、封閉煤場(chǎng)、汽車卸煤溝等工程。鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋有C-2AB 棧橋、C-3AB 棧橋、C-4AB棧橋、C-6AB 棧橋，結(jié)構(gòu)體系為混凝土柱和鋼柱支撐的鋼桁架體系。其中以C-4AB 輸煤架棧橋結(jié)構(gòu)寬度5.50m，高度6.30m，呈箱體形狀。棧橋長(zhǎng)度、跨度、高度、施工難度均大于其它部位桁架，故重點(diǎn)在C-4AB棧橋。C-4AB 棧橋中單節(jié)最重約65t、標(biāo)高37.1m、長(zhǎng)32.6m 在最高（37.1m）點(diǎn)處。由于C-4AB 棧橋?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)最大，針對(duì)吊裝方案進(jìn)行了探討分析，決定在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施“空間遞送、旋轉(zhuǎn)、平移吊裝”吊裝方法。

2 C-4AB 棧橋桁架拼（吊）裝方案

施工現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行設(shè)備及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拼裝及安裝，C-4AB 棧橋吊裝平面圖見圖1。

圖1 吊裝平面圖

本工程桁架重量大、高度高、跨度大且工期要求緊，為了不影響后續(xù)設(shè)備安裝，吊裝前擬定采用260t+220t 雙汽車吊抬吊，吊車噸位較大，吊車功能滿足工程要求。

為了不影響后續(xù)設(shè)備安裝，吊裝前擬定了三個(gè)吊裝方案：（1）桁架分段制作，空中對(duì)接焊接；（2）桁架分段制作，在場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)制作支架，桁架在支架上對(duì)焊連接；（3）桁架棧橋外整體拼裝，整體吊裝。

分析比較認(rèn)為：第一種吊裝方法，選用吊車噸位較小，但空中連接焊接質(zhì)量不宜保證；第二種方法桁架空中連接焊接質(zhì)量得到保證，但施工過程復(fù)雜，工期較長(zhǎng)；第三種吊裝方案，采用吊車噸位較大，但吊裝質(zhì)量、工期均能滿足要求。

決定采用第三種吊裝方案。

3 棧橋吊裝起重機(jī)械的選擇情況

C-4AB 棧橋總長(zhǎng)度為144m，總重約283.5t。故在桁架在拼裝場(chǎng)地進(jìn)行分節(jié)拼裝，拼裝后每段棧橋分段吊裝，最大計(jì)算長(zhǎng)度約32.6m，水平寬度6.3m，高度為37.1m。單榀重量約65t。

吊裝難點(diǎn)：桁架組裝后水平長(zhǎng)度32.6m，寬6.3m。

考慮到起重機(jī)的起重能力，現(xiàn)場(chǎng)道路安全及經(jīng)濟(jì)效益等各方面因素，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)物件重量，幾何尺寸、安裝高度同時(shí)采用“空間遞送、旋轉(zhuǎn)、平移”的吊裝方法來選擇起重機(jī)。

3.1 起重量計(jì)算

式中：Q主—主機(jī)起重量；Q副—副機(jī)起重量；K—起重量降低系數(shù)，取0.80；Q—吊裝鋼結(jié)構(gòu)重量；q—吊索和勾頭重量為1t。計(jì)算吊起重量（Q主+Q副）≥(Q+q)/K=65/0.80=81.25t

3.2 起重高度計(jì)算

綜合考慮筒倉(cāng)上部網(wǎng)架安裝高度及桁架端部結(jié)構(gòu)尺寸，及中心柱標(biāo)高，確定以中心柱吊裝高度來計(jì)算：H≥H1+H2+H3

式中：H1—地面至柱頂位置（吊裝構(gòu)件下方）；H2—鉤至構(gòu)件之間距離；H3—構(gòu)件和吊鉤生出安全長(zhǎng)度之和。

H=37.1m（以中心柱計(jì)）+3m（吊索）+4.0m=44.1m

3.3 起重臂長(zhǎng)度計(jì)算

式中：L—起重臂長(zhǎng)度；H—起重高度；h0—起重臂頂至吊鉤底面的距離；h—起重臂底鉸至停機(jī)面距離；α－起重臂仰角，范圍為70°～80°，取80°為0.994。

起重機(jī)械的選擇：根據(jù)機(jī)構(gòu)性能表選擇起重機(jī)，考慮現(xiàn)有設(shè)備條件，選用260t 和220t汽車吊同時(shí)起吊。故每臺(tái)吊車吊重操作要求為：260t汽車吊出桿長(zhǎng)度46.7m，工作半徑9.0m，吊重42.5T；220t汽車吊出桿長(zhǎng)度44.3m，工作半徑8.0m，吊重42t。

4 桁架吊裝方案的實(shí)施

4.1 鋼桁架系統(tǒng)吊裝程序

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)配件加工→鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)配件進(jìn)場(chǎng)→鋼柱、鋼桁架現(xiàn)場(chǎng)拼裝→鋼柱、桁架部分節(jié)點(diǎn)焊接→棧橋墻板、樓承板安裝→屋面板安裝→吊裝作業(yè)施工準(zhǔn)備→棧橋塔架吊裝（吊裝從低至高，依次進(jìn)行吊裝）→棧橋鋼桁架吊裝→棧橋底板鋼筋綁扎、混凝土澆筑→其他附屬設(shè)施安裝

4.2 棧橋鋼桁架的吊裝

棧橋桁架臨近組裝→起吊（臨近轉(zhuǎn)運(yùn)站260t、220t）→旋轉(zhuǎn)、調(diào)正（260t 為主吊，220t配合旋轉(zhuǎn)吊）→260t起吊平移施工（220t配合平移）→吊運(yùn)桁架至棧橋柱吊裝位置→260t、220t吊車就位至吊裝位置→采用雙吊車同時(shí)起吊進(jìn)行吊裝施工

4.3 吊裝方法

（1）鋼棧橋拼裝完成后，除留有吊裝孔部位及底板槽型板外，其余圍護(hù)結(jié)構(gòu)全部完成后整體起吊。

（2）吊裝前將棧橋吊離地面300mm 時(shí)，停止起高，進(jìn)行吊索、鉤頭以及棧橋穩(wěn)定性的檢查工作，確保無誤后，方可起吊。

（3）由于棧橋的長(zhǎng)度較長(zhǎng)（最長(zhǎng)32.6m，重量約65t），位置較高（最高37m），安裝需要采用一臺(tái)260t汽車吊和一臺(tái)220t汽車吊抬吊安裝就位，棧橋的安裝方案主要以此兩榀的安裝方法來講述，其余采用單臺(tái)吊車即可吊裝就位。

（4）由一臺(tái)260t汽車吊將拼裝完成的棧橋吊起脫離胎架，然后旋轉(zhuǎn)吊車，遞送棧橋靠近安裝位置的下方，然后另一臺(tái)汽車吊在另一側(cè)接住棧橋端頭，逐步平移使一臺(tái)吊車受力轉(zhuǎn)換成兩臺(tái)吊車受力后，兩臺(tái)吊車同時(shí)受力將棧橋安裝就位。

棧橋脫離胎架后開始旋轉(zhuǎn)吊車，達(dá)到安裝位置方向后，另一臺(tái)吊車先接住一端。兩車同時(shí)旋轉(zhuǎn)將重心往外偏移，逐漸加大第二臺(tái)吊車的受力，減輕第一臺(tái)吊車的受力，到達(dá)就位位置下方后兩臺(tái)吊車同時(shí)提升至塔架頂（220t 吊車側(cè)），棧橋另一端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)吊裝至塔架頂（260t 吊車側(cè)），然后同時(shí)放在塔架頂部的支座上。

棧橋桁架吊裝前，下部塔架已安裝完畢，桁架起吊在高處，需采用260t、220t配合才能與塔架進(jìn)行接位，同時(shí)桁架吊起后一次不能就位，也不能落下，必須經(jīng)過若干次空間遞送、旋轉(zhuǎn)才能將桁架安裝就位。吊車作業(yè)半徑見圖2，吊裝示意圖見圖3。

圖2 吊車作業(yè)半徑

圖3 吊裝示意圖

4.4 注意事項(xiàng)

4.4.1 起吊

雙機(jī)正式抬吊前，必須經(jīng)過試吊，試吊要作好詳細(xì)記錄，試吊后，駕駛員能夠熟練掌握抬吊中的配合程序后，方可正式起吊。

4.4.2 校正

桁架校正的主要內(nèi)容包括垂直度和平面位置校正，兩者應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。桁架的標(biāo)高，由于支架吊裝時(shí)已通過支架基礎(chǔ)底面標(biāo)高進(jìn)行控制，故不需校正。

（1）垂直度校正。桁架直度用靠尺、線錘檢查。桁架垂直度允許偏差為5mm。校正桁架的垂直度時(shí)，需在桁架兩端底腳與支架橫梁之間墊入斜墊塊，為此要將桁架抬起，整個(gè)過程在吊裝完成前進(jìn)行，也可根據(jù)桁架的輕重使用千斤頂?shù)冗M(jìn)行。

（2）平面位置校正。桁架平面位置校正，包括直線度（使同一縱軸線上各桁架的中線在一條直線上）和跨距兩項(xiàng)。本項(xiàng)工程采用儀器放線法校正。

儀器放線法：用經(jīng)緯儀放出轉(zhuǎn)運(yùn)站至中心通廊中心線。然后由中心線確定桁架底腳基準(zhǔn)線。

邊吊邊校法：在桁架吊裝前，先在桁架上標(biāo)出通廊中心線，在地面上由經(jīng)緯儀控制。

5 吊裝安全注意事項(xiàng)

（1）吊裝前，作好安全教育及安全技術(shù)交底工作，作好吊索及起重繩，起重機(jī)的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

（2）本工程桁架吊裝需經(jīng)過三次傳遞，吊裝前對(duì)每輛吊車的站位點(diǎn)通過CAD 進(jìn)行技術(shù)模擬進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算、確認(rèn)。

（3）吊車站位時(shí)，勘察地理強(qiáng)度，仔細(xì)調(diào)整吊車液壓支腿，確保吊車的穩(wěn)定性，避免支腿下沉而失穩(wěn)。

（4）起重吊裝作業(yè)前進(jìn)行安全技術(shù)交底，內(nèi)容包括吊裝工藝、構(gòu)件重量及注意事項(xiàng)。

（5）雙機(jī)抬吊各臺(tái)起重機(jī)的升降、運(yùn)行應(yīng)保持同步；各臺(tái)機(jī)重機(jī)所承受的載荷均不得超過各處的額定起重能力。如達(dá)不到上述要求，應(yīng)降低額定起重能力至80%；也可由工程師根據(jù)實(shí)際情況降低額定起重能力使用。吊裝時(shí)，工程師應(yīng)在場(chǎng)指導(dǎo)。

（6）在施工過程中，施工人員必須具體分工，明確職責(zé)。在整個(gè)吊裝過程中，要切實(shí)遵守現(xiàn)場(chǎng)秩序，服從命令聽指揮，不得擅自離開工作崗位。

（7）有吊裝過程中，應(yīng)有統(tǒng)一的指揮信號(hào)，參加施工的全體人員必須熟悉此信號(hào)，以便各操作崗位協(xié)調(diào)動(dòng)作。

（8）吊裝時(shí)，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)由總指揮指揮調(diào)配，各崗位分指揮應(yīng)正確執(zhí)行總指揮的命令，做到傳遞信號(hào)迅速、準(zhǔn)確，并對(duì)自己職責(zé)的范圍內(nèi)負(fù)責(zé)。

（9）吊裝轉(zhuǎn)換吊點(diǎn)過程中安裝、拆除吊索人員，必須經(jīng)過身體檢查合格，操作時(shí)系好安全帶，并系在安全的位置，作業(yè)面必須滿鋪木板。

6 棧橋整體吊裝實(shí)施效果

某輸煤系統(tǒng)棧橋吊裝工程中，吊裝前通過吊裝方案的優(yōu)化、吊車站位采用CAD 技術(shù)進(jìn)行模擬等技術(shù)手段，采用“空間遞送、旋轉(zhuǎn)、平移”的吊裝方法，順利完成了吊裝任務(wù)，大大節(jié)省了吊裝費(fèi)用，為大型鋼結(jié)構(gòu)桁架吊裝提供了一條新路徑，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。工程進(jìn)度也受到了總包方及建設(shè)方的認(rèn)可，可為今后類似大型鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工提供借鑒與參考。