廠房大跨度預(yù)制吊車梁安裝技術(shù)

唐旭飛

（十一冶建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545007）

0 引言

廠房建設(shè)過程中，大跨度預(yù)制吊車梁安裝技術(shù)為重點技術(shù)之一。但技術(shù)運用期間，如未注重相應(yīng)細(xì)節(jié)或技術(shù)操作有誤，則會嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。當(dāng)前，工程領(lǐng)域大量學(xué)者均針對廠房建設(shè)技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了顯著成果，明確了建設(shè)過程中需運用的各項技術(shù)。本文基于各學(xué)者的研究成果，以及本人參與某鋼鐵基地項目的經(jīng)驗，創(chuàng)新性地專門針對大跨度預(yù)制吊車梁安裝技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，從細(xì)節(jié)出發(fā)，探討了工程各個流程中此技術(shù)的運用方式。

1 工程概況

本工程為某鋼鐵基地項目（一期）煉鋼主體設(shè)施及輔助設(shè)施工程煉鋼連鑄車間三標(biāo)段主廠房制作與安裝工程。范圍為出坯跨、過度跨、連鑄跨鋼柱、屋面及吊車梁系統(tǒng)等等。此次工程中CD 跨屋架為36m 跨鋼結(jié)構(gòu)安裝工程，屋架最重為4.5t，鋼柱最大高度為44.083m，最重為32.99t，吊車梁最重為37.21t，整體工程難度和危險性極大，需要進(jìn)行專家論證開展專項分析。吊車梁施工及安裝部分，主要為簡支焊接實腹式工字型結(jié)構(gòu)，吊車梁材質(zhì)為Q235-C 或Q355-C，制動系統(tǒng)為制動板、輔助桁架。除此之外，工程廠房為剛接排架結(jié)構(gòu)，采用插入式柱腳，管內(nèi)灌注C50 無收縮混凝土，屋面系統(tǒng)為屋架+托架+檁條+上下弦支撐體系，屋架與托架跨度大于或等于24m，按跨度的1/1000起拱。

此次工程項目難度大，危險系數(shù)高，工程質(zhì)量水平要求高，施工方要提前明確施工要點和施工步驟，強化施工過程的質(zhì)量管理和安全管理，確保項目在預(yù)期周期內(nèi)按照質(zhì)量要求完成施工和構(gòu)件安裝。

2 廠房大跨度預(yù)制吊車梁安裝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝順序

此次工程項目的主體工程是煉鋼連鑄車間主廠房，廠房的鋼結(jié)構(gòu)需要在吊車梁系統(tǒng)安裝之前完成。

為保障工程建設(shè)周期要求，鋼結(jié)構(gòu)的具體安裝順序為鋼柱→吊車梁→屋架、托架→屋面系統(tǒng)→維護(hù)系統(tǒng)，其中15 至19軸線區(qū)域為施工建設(shè)的優(yōu)先區(qū)域，在前期施工中需要加大資源投入，保障綜合施工水平和施工質(zhì)量，其他區(qū)域可以適當(dāng)開展同步實施，合理調(diào)控施工周期，避免因某一部分施工延誤而造成整體施工周期滯后[1]。

2.2 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備階段需要針對整體施工項目中所應(yīng)用的多種技術(shù)和安全技術(shù)進(jìn)行全面交底，確保全體施工人員和項目管理、監(jiān)理人員都能熟悉了解不同作業(yè)環(huán)節(jié)以及施工技術(shù)要求，明確施工操作的規(guī)范與規(guī)程，同時確定吊裝機械站位，對行走地面進(jìn)行換填和壓實，確保后續(xù)施工之中大型機械設(shè)備能夠順利入場，及時安裝就位。此次工程項目中會應(yīng)用20T 汽車吊一臺，100T和150T 履帶吊各一臺，除此之外，會應(yīng)用平板車機、焊機、空壓機等重要機械設(shè)備，要進(jìn)行提前規(guī)劃，合理調(diào)配平板半掛車，主要用于施工設(shè)備和不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的運輸，如吊車梁構(gòu)件、屋面梁構(gòu)件等等。

在構(gòu)件運輸中需要提前勘察好運輸?shù)缆非闆r，確保道路順暢，兩側(cè)區(qū)域能夠滿足大型構(gòu)件的運輸需求，與之相對應(yīng)地做好封車工具和運輸警示工具的準(zhǔn)備保障。在安裝施工現(xiàn)場，需要提前對照施工方案和施工平面設(shè)計要求，合理劃定預(yù)制構(gòu)件的統(tǒng)一規(guī)范和管理位置，并針對該位置進(jìn)行提前平整場地，確保后續(xù)材料和預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場之后能夠合理堆放，碼放整齊，進(jìn)出順暢。需要提前檢查施工現(xiàn)場道路情況，如果道路寬度不足要適當(dāng)拓寬，道路相對松軟要另外鋪設(shè)道路，也可以直接應(yīng)用回填土，再進(jìn)行道路夯實。

在前期準(zhǔn)備階段需要對鋼柱基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)測驗收，現(xiàn)場施工人員和監(jiān)理人員需要用紅漆進(jìn)行定位中心和軸線等關(guān)鍵要素的有效標(biāo)識，同時積極組織施工技術(shù)人員了解和學(xué)習(xí)施工圖紙要求及相關(guān)技術(shù)資料，保障在實際施工和操作過程中能夠嚴(yán)格按照施工設(shè)計圖紙和操作規(guī)范要求進(jìn)行操作與施工，著重保障項目工程的施工質(zhì)量和安裝水平[2]。

2.3 格構(gòu)柱安裝

根據(jù)施工順序合理統(tǒng)籌規(guī)劃格構(gòu)柱安裝流程，提前做好吊裝準(zhǔn)備，對施工現(xiàn)場進(jìn)行基礎(chǔ)驗收和放線；格構(gòu)柱預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場之后需要統(tǒng)一碼放，進(jìn)行質(zhì)量驗收，期間要對吊車作業(yè)的主要通道進(jìn)行回填平鋪，由吊車進(jìn)行格構(gòu)柱的現(xiàn)場吊裝；安裝就位后，需要對格構(gòu)柱位置傾斜度等進(jìn)行校正，隨后，對格構(gòu)柱進(jìn)行固定，開展二次灌漿，并交由下道工序進(jìn)行安裝和施工。

首先，在格構(gòu)柱安裝作業(yè)中，要提前對鋼柱安裝基礎(chǔ)杯底進(jìn)行標(biāo)高校正，確保其與安裝要求相符合，并在杯口位置劃定十字定位軸線，以便在后續(xù)安裝過程中格構(gòu)柱就位直接進(jìn)行定位。明確格構(gòu)柱鋼柱的底座板為安裝起點，合理把控通廊安裝質(zhì)量，并將其作為屋架系統(tǒng)安裝標(biāo)高的重要基準(zhǔn)之一。在基礎(chǔ)標(biāo)高和杯口標(biāo)高方面要嚴(yán)格操作，實現(xiàn)找正找平。格構(gòu)柱的鋼柱構(gòu)件運送至施工現(xiàn)場之后，需要按照不同的序位號放置于指定位置，同時要充分考慮吊車的站位和行走區(qū)間范圍，避免出現(xiàn)二次挪移情況。應(yīng)用吊車進(jìn)行鋼柱起吊可以采取遞送法，以兩臺吊車將柱身吊離地面，在空中保持豎直狀態(tài)，隨后應(yīng)用主吊機將格構(gòu)柱吊裝到指定位置。

其次，格構(gòu)柱的具體安裝需要分為上下兩段進(jìn)行，在安裝下柱時要保障吊裝平穩(wěn)性，格構(gòu)柱需要緩慢落入杯口基礎(chǔ)中，下柱安裝后再進(jìn)行高空對接安裝上柱。整體吊裝環(huán)節(jié)采取兩吊耳，吊耳焊接時可以針對薄弱部位進(jìn)行鋼板加固。矮柱吊裝操作需要應(yīng)用橫吊梁，避免吊索與上柱擠掛。吊裝操作開展之前需要提前安裝直爬梯，并在格構(gòu)柱安裝就位之后及時拆除吊鉤，以直爬梯等進(jìn)行后續(xù)安裝作業(yè)和操作。當(dāng)單柱就位之后需要及時拉設(shè)纜風(fēng)繩進(jìn)行柱子固定，等到二次灌漿施工完成之后可以按照施工需求去除纜風(fēng)繩，纜風(fēng)繩的調(diào)節(jié)可以通過在柱子的柱腳加設(shè)鋼楔進(jìn)行實現(xiàn)。要保證格構(gòu)柱的標(biāo)高與垂直度與施工設(shè)計要求相符合，可以用千斤頂?shù)裙ぞ邔ζ溥M(jìn)行測量和校正復(fù)查標(biāo)高，如果誤差超過標(biāo)準(zhǔn)偏差，需要重新起吊加設(shè)墊板，直至調(diào)整合格才能開啟二次灌注[3]。

最后，在進(jìn)行二次灌注作業(yè)時，需要提前核對混凝土標(biāo)號和灌注位置，可以分兩次進(jìn)行灌注。第一次灌注時達(dá)到楔塊下端位置，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計強度25%可以去除楔塊并開展第二次灌注，要注意復(fù)查格構(gòu)柱的垂直度，對其進(jìn)行二次校正，避免柱子偏差過大影響施工質(zhì)量。

2.4 吊車梁系統(tǒng)安裝

2.4.1 安裝準(zhǔn)備

在開展吊車梁系統(tǒng)安裝作業(yè)之前，需要針對現(xiàn)場人員進(jìn)行安全教育和技術(shù)交底，明確不同工作人員的任務(wù)分工、職責(zé)范圍和安全管理義務(wù)，確保吊裝安裝施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)有序、密切配合、責(zé)任到位。

開展安裝之前要檢查所有人員的勞動防護(hù)用具的佩戴情況，安排專業(yè)人員進(jìn)行吊裝器具和工機具檢查，確保一切完好，能夠發(fā)揮作用，同時委派專人對吊裝施工區(qū)域進(jìn)行路口值守，避免無關(guān)人員進(jìn)入吊裝現(xiàn)場影響施工，配合施工安全員的現(xiàn)場巡視，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的各類安全隱患，并對其進(jìn)行有效排除。

安裝吊車梁系統(tǒng)之前需要提前測定吊車梁軌道的中心線位置，在格構(gòu)柱的肩梁位置彈出吊車梁中心線和軸線，每一列吊車梁都需要測定兩點距離，并用鋼尺和彈簧秤進(jìn)行校核，確保兩點距離與吊車梁軌道中心線之間的距離相等，用紅筆進(jìn)行點位標(biāo)識。隨后合理制定吊裝順序，保證吊車梁的安裝方向與格構(gòu)柱的安裝方向相同。對格構(gòu)柱進(jìn)行吊裝時需要對施工過程中所應(yīng)用的屋架、屋面構(gòu)件進(jìn)行吊裝。安裝現(xiàn)場需要提前預(yù)留構(gòu)件進(jìn)場的運輸?shù)缆泛蜆?gòu)件堆放場地，確保在履帶吊的作業(yè)幅度范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)二次倒運情況，提高施工效率[4]。如果吊裝現(xiàn)場的道路土質(zhì)相對松軟，需要另外鋪設(shè)道路或應(yīng)用回填土進(jìn)行道路夯實。

2.4.2 吊裝作業(yè)

不論是吊車操作還是吊車梁的起吊指揮，都需要相關(guān)人員具備專業(yè)技能證書和合格上崗證書。應(yīng)用吊車輛進(jìn)行起吊之前，要在離地1m 的位置靜置一分鐘，確保吊車梁無明顯異常之后可以繼續(xù)進(jìn)行起吊，當(dāng)?shù)跛偷綉?yīng)有位置之后，需要由現(xiàn)場安裝人員根據(jù)結(jié)構(gòu)柱的直爬梯上到操作平面進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，安裝人員在爬梯進(jìn)行上下過程中需要佩戴高空作業(yè)安全帶和防墜器，確保實現(xiàn)全程安全保護(hù)。當(dāng)現(xiàn)場安裝人員就位時，需要及時將安全帶掛到安全掛繩上。

進(jìn)行吊車梁系統(tǒng)的調(diào)整校對時需要保障屋面安裝系統(tǒng)已經(jīng)完成，在具體調(diào)校工作中需要對吊車梁的垂直度、標(biāo)高、軸線等進(jìn)行控制和調(diào)整。其中對吊車梁垂直度進(jìn)行調(diào)校時，要采取吊線法，而標(biāo)高和軸線可以通過測量進(jìn)行合理調(diào)整，如果有相關(guān)標(biāo)高參數(shù)誤差過大情況，可以應(yīng)用三腳架用手拉葫蘆開展調(diào)校，避免直接將提升吊點設(shè)置在屋面梁下線位置，并根據(jù)誤差情況調(diào)整墊板的問題[5]。

在吊車梁軌道中心線控制方面，需要提前在地面位置設(shè)置一條與縱軸線相平行的線，將其作為基準(zhǔn)線。開展吊裝之前，要在吊車梁上軸線位置引出一段平行距離做好標(biāo)志的三角尺，直接將經(jīng)緯儀架設(shè)在地面基準(zhǔn)線上并掃描吊車梁三角尺，如果三角尺的標(biāo)志點與經(jīng)緯儀十字線相重合，則吊車梁處于軌道中心線位置。對吊車梁進(jìn)行校正完成之后，需要對軌道跨距進(jìn)行重復(fù)審核，確保一切符合要求之后才可以進(jìn)行固定連接。

吊車梁安裝完成后需要及時安裝制動系統(tǒng)，在確保吊車梁穩(wěn)定的同時也能為后續(xù)施工和構(gòu)件的安裝提供更加安全穩(wěn)定的作業(yè)和通行平臺。在此過程中要避免移動吊車梁在制動板安裝中，此次施工項目主要應(yīng)用8mm 厚的鋼板，避免直接在吊車梁下翼緣位置進(jìn)行焊接，當(dāng)?shù)踯嚵赫{(diào)校完成并固定好之后，需要安裝下弦水平支撐，可以應(yīng)用普通螺栓進(jìn)行連接和固定，并對螺桿進(jìn)行打毛，避免螺母出現(xiàn)松動問題。

2.4.3 吊裝保護(hù)與監(jiān)測

受到工程廠房實際環(huán)境影響，如果不受大雪、暴雨等惡劣天氣的外界影響，在鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)和吊裝鋼構(gòu)時無需進(jìn)行額外保護(hù)，但是在構(gòu)件吊裝到指定位置進(jìn)行后續(xù)安裝時需要對其進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)。例如可以在吊裝鋼結(jié)構(gòu)立柱時，應(yīng)用尼龍繩作為遛繩，拴在桁架端部位置，避免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)屋架回轉(zhuǎn)與吊車梁發(fā)生碰撞，造成安全風(fēng)險。

另一方面，需要對吊裝整體過程進(jìn)行監(jiān)測，例如使用汽車吊和履帶吊之前需要提前做好試吊，檢查起重機械的運載情況，分別開展凈載重和動載重試吊。其中，靜載重的重量需要為標(biāo)準(zhǔn)較重的1.25 倍，將重物吊起距離地面0.2m 左右的位置，隨后做扒桿轉(zhuǎn)動動作，檢查吊機各部位是否運轉(zhuǎn)正常。施工現(xiàn)場的起重工人需要了解相關(guān)啟動設(shè)備的性能、施工技術(shù)，結(jié)合不同起吊重物的特點和重量進(jìn)行有針對性的吊配，明確各道程序各個崗位的責(zé)任分工。

吊裝現(xiàn)場的指揮人員需要有專業(yè)起重作業(yè)經(jīng)驗，確保手勢、哨音和旗語等表達(dá)準(zhǔn)確、清楚。參與吊裝的人員在工作時間禁止擅離崗位，隨意更改吊裝程序，起吊重物時要保持垂直起吊，禁止將重物起吊之后離開操作室。如果吊裝現(xiàn)場風(fēng)力過大超過6 級時，要避免在露天情況進(jìn)行起重機移動或吊裝作業(yè)，而起重機操作人員需要在機器停止工作之后及時剎住回旋和行走機構(gòu)，鎖好操作室門，清空吊鉤上的懸掛物件和構(gòu)件，將吊鉤升至高處，避免在大風(fēng)影響下出現(xiàn)擺動或吊車失穩(wěn)問題。

在安裝現(xiàn)場應(yīng)用兩臺起重機進(jìn)行構(gòu)件起吊時，需要明確不同起重機的起重能力，對其進(jìn)行負(fù)荷平均合理分配，具體的吊裝構(gòu)件質(zhì)量水平要低于兩臺起重機的起重重量和的75%，而單個起重機的負(fù)荷量要避免超過安全負(fù)荷量的八成。在進(jìn)行具體起吊時，需要兩臺起重機都在同一指揮的引導(dǎo)之下，實現(xiàn)協(xié)調(diào)有序、同步動作，在升降和移動時要保證兩臺起重機的吊鉤和滑輪組始終處于垂直狀態(tài)，提高起重機駕駛?cè)藛T和操作人員的協(xié)調(diào)配合性，避免在吊裝過程中出現(xiàn)某一臺起重機失重，而另一臺起重機超載的安全隱患問題。

2.5 屋面系統(tǒng)安裝

屋面系統(tǒng)的安裝可以分為屋架吊裝和托架安裝兩個安裝步驟。

首先在屋架安裝中，此次施工項目的屋架最大重量達(dá)4.2t/榀，最大跨度達(dá)36m，已經(jīng)達(dá)到了特大危險施工環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，因此在施工現(xiàn)場采取預(yù)制施工辦法，在地面提前組裝好屋架，應(yīng)用主吊車進(jìn)行吊裝就位。其次在開展托架安裝時，由工作人員順著爬梯上下，其中要保證佩戴安全帶和安全防護(hù)措施，實現(xiàn)雙鉤安全帶的交替摘掛，有效保障施工過程中的安全。

2.6 臨時措施安裝

施工現(xiàn)場的臨時措施主要涵蓋了直爬梯、爬梯式掛籠和載人吊籠。直爬梯主要滿足工人上下吊車梁的需求，在進(jìn)行爬梯制作時需要由專業(yè)鉚工進(jìn)行組對焊接，焊接時應(yīng)用二保焊或E4316 焊條。直爬梯制作完成之后需要由專業(yè)安全管理員或施工負(fù)責(zé)人進(jìn)行爬梯質(zhì)量的監(jiān)督與驗收，采取抽樣檢查辦法，合理檢查爬梯踏步桿的焊接強度和焊接質(zhì)量，可以應(yīng)用人體重量的三倍量物體放置于踏步桿上，如果踏步桿出現(xiàn)變形和焊縫問題要及時整改，確保檢查合格才能投入使用。爬梯式掛籠需要在應(yīng)用之前提前綁扎牢固，而現(xiàn)場施工人員在應(yīng)用掛籠時要佩戴好安全帶，確保安全帶始終處于懸掛狀態(tài)。載人吊籠主要應(yīng)用于高空作業(yè)時人力無法安全到達(dá)的位置，可以應(yīng)用載人吊籠將施工人員調(diào)送至相關(guān)作業(yè)區(qū)域。以載人吊籠運速操作人員至安裝平臺之后，需要將吊籠重新放回地面，放置于指定位置，避免將載人吊籠應(yīng)用于其他物件的運送操作之中，減少載人吊籠的損壞概率?，F(xiàn)場施工人員乘坐載人吊籠進(jìn)行上下時同樣需要網(wǎng)掛安全繩，載人跳龍的制作需要應(yīng)用63×5 角鋼作為主骨架，制作完成后需要開展承重試驗，同樣需要應(yīng)用超人體重量三倍的物件放入載人吊籠之中，將吊籠應(yīng)用吊機離地1m 位置，觀察吊籠的穩(wěn)定性情況和變形情況，確保檢查無異常之后才能投入使用。

3 結(jié)論

總而言之，本工程采取大跨度預(yù)制吊車梁技術(shù)施工，提升了工程質(zhì)量，改善了施工效果。未來，各類似工程可以以本工程為參考，積極引進(jìn)并運用大跨度預(yù)制吊車梁技術(shù)，明確技術(shù)運用流程，確定鋼結(jié)構(gòu)安裝順序，做好施工準(zhǔn)備，注重格構(gòu)柱安裝以及吊車梁系統(tǒng)安裝過程，同時加強對屋面系統(tǒng)以及臨時措施安裝過程的重視，全面提升施工水平。