住宅裝配式預(yù)制構(gòu)件吊點(diǎn)位置復(fù)核技術(shù)研究

劉 賀

中交一公局集團(tuán)有限公司北京建筑分公司 天津 301700

建筑房間布局隨著各類復(fù)雜的功能要求種類繁多，尤其住宅更是根據(jù)不同地域人們對于品質(zhì)生活的需要產(chǎn)生千變?nèi)f化的戶型設(shè)計(jì)，因此裝配式預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸形態(tài)各異，構(gòu)件預(yù)埋的吊點(diǎn)位置也有所區(qū)別，傳統(tǒng)吊裝方式是利用焊接鋼板及方鋼的組合鋼梁，鋼板上等間距預(yù)留穿孔，吊鉤通過人工調(diào)整穿孔位置來控制鋼絲繩與水平方向夾角實(shí)現(xiàn)構(gòu)件重力分解，由于鋼板孔距限制只能調(diào)節(jié)到孔距的整數(shù)倍距離，與構(gòu)件預(yù)埋吊點(diǎn)間距不能實(shí)現(xiàn)完全匹配，受力鋼絲繩抗拉強(qiáng)度利用不能最大化，降低了吊裝施工的安全系數(shù)，所以組合鋼梁的設(shè)計(jì)存在較大的優(yōu)化空間[1-2]。

1 工程概況

北京市順義新城項(xiàng)目占地面積4.1 萬m2，建筑面積地下室4.18 萬m2，地上7 萬m2，總計(jì)11.18 萬m2，筏板基礎(chǔ)，地下及首二層結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，3 層及以上為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，共19 棟建筑單體，預(yù)制率40%，裝配率50%，單個(gè)構(gòu)件最重達(dá)5.53t，主要構(gòu)件包括預(yù)制外墻、預(yù)制內(nèi)墻、預(yù)制疊合樓板、PCF 板、預(yù)制樓梯、預(yù)制空調(diào)板，每種類型又分多種型號[3-4]。預(yù)制構(gòu)件吊重概況如表1 所示。

表1 預(yù)制構(gòu)件吊重概況 t

2 技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1 傳統(tǒng)吊裝方式

傳統(tǒng)預(yù)制構(gòu)件吊裝鋼梁吊孔對稱布置，由于底部預(yù)留吊孔間距固定，一般為150mm，所以吊裝不同構(gòu)件的情況下鋼梁與預(yù)制構(gòu)件間受力鋼絲繩豎直夾角趨于固定的幾種角度，鋼絲繩承受不同的水平分力，力學(xué)結(jié)算時(shí)需充分考慮系數(shù)折減，如果孔距過小可方便調(diào)整吊裝鋼絲繩受力角度，但同時(shí)會降低鋼梁自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以傳統(tǒng)吊裝鋼梁底部連接吊鉤間距不能隨意調(diào)整，導(dǎo)致對應(yīng)鋼絲繩豎向受力不垂直，吊裝安全系數(shù)相對較低。傳統(tǒng)吊裝平衡鋼梁如圖1 所示。

圖1 傳統(tǒng)吊裝平衡鋼梁

2.2 增加吊點(diǎn)位置調(diào)整裝置

以焊接鋼板與方鋼的組合鋼梁為基礎(chǔ)，增加水平螺旋調(diào)整裝置，通過兩側(cè)對稱調(diào)整手搖渦輪絲桿帶動(dòng)載重行走小車，實(shí)現(xiàn)任意移動(dòng)鋼梁底部吊孔位置匹配構(gòu)件吊點(diǎn)間距。需要吊裝預(yù)制構(gòu)件時(shí)，塔吊將平衡鋼梁吊取至預(yù)制構(gòu)件上方，測量預(yù)制構(gòu)件上預(yù)埋吊點(diǎn)的間距，控制雙向氣泵給氣柱中充氣，帶動(dòng)行走小車將連接吊繩調(diào)節(jié)至和預(yù)埋吊點(diǎn)正對的位置，保證連接吊繩的豎直起吊，主梁兩端的行走小車保持同步調(diào)節(jié)，并觀察兩組移動(dòng)吊點(diǎn)組件上的觀測板和主梁上刻度值的對應(yīng)位置，使兩組移動(dòng)吊點(diǎn)組件始終保證在對稱位置，隨后將連接吊繩的一端穩(wěn)定固接在預(yù)埋吊點(diǎn)上，塔吊進(jìn)行起重吊裝。附帶吊點(diǎn)水平位置任意調(diào)整裝置的吊裝平衡鋼梁如圖2 所示。

圖2 附帶吊點(diǎn)水平位置任意調(diào)整裝置的吊裝平衡鋼梁

2.3 平衡鋼梁裝置技術(shù)要點(diǎn)

（1）改進(jìn)的吊裝鋼梁主要由平衡鋼梁、水平傳動(dòng)裝置和移動(dòng)受力吊點(diǎn)組成，吊裝梁的材質(zhì)為Q235 鋼，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為215N/ mm2，由兩塊型號為[20]b 的槽鋼對焊于一塊厚度為20mm、寬度為450mm 的鋼板而成，鋼板兩側(cè)有直徑為40mm 的圓孔，其間距為150mm。渦輪絲桿傳動(dòng)裝置為SWL 渦輪絲桿升降機(jī)、絲桿及末端固定軸承組成，主要作用是調(diào)整吊點(diǎn)位置。移動(dòng)受力吊點(diǎn)為焊接在載重行走小車上的10# 工字鋼，行走小車原理同塔吊大臂上的載重小車，借以手搖傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)位移調(diào)整。

（2）鋼梁的上側(cè)開設(shè)有連接孔組，連接孔組對應(yīng)的通孔中分別連接有第一副吊繩和第二副吊繩，第一副吊繩和第二副吊繩的另一端皆固接在塔吊的主吊繩下端，第一副吊繩和第二副吊繩傾斜布置，且相對主梁中心點(diǎn)對稱設(shè)置，若干個(gè)連接孔組的通孔沿著主梁長度方向規(guī)律分布，使第一副吊繩和第二副吊繩可以根據(jù)吊裝預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀不同，而進(jìn)行對應(yīng)的間距調(diào)整。

（3）驅(qū)動(dòng)組件包括固接在主梁上的第一安裝座和第二安裝座、轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第一安裝座和第二安裝座之間且和移動(dòng)吊點(diǎn)組件連接的絲杠副、固接在絲杠副一端的蝸輪、與蝸輪嚙合傳動(dòng)的蝸桿以及用于帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力部。動(dòng)力部包括固接在蝸桿一端的轉(zhuǎn)輪、偏心固接在轉(zhuǎn)輪上的連桿以及固接在主梁上的動(dòng)力腔，動(dòng)力腔上開設(shè)有環(huán)形滑槽，連桿穿設(shè)在環(huán)形滑槽內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)，環(huán)形滑槽的軸線與蝸桿軸線重合，環(huán)形滑槽的外側(cè)壁上設(shè)置有外螺旋槽，環(huán)形滑槽的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有內(nèi)螺旋槽，外螺旋槽內(nèi)嵌入設(shè)置有氣柱，氣柱的一端固接有第一滑塊，第一滑塊與連桿滑動(dòng)連接。

（4）氣柱的另一端連通有雙向氣泵，內(nèi)螺旋槽內(nèi)嵌入設(shè)置有彈力繩，彈力繩的一端與連桿滑動(dòng)連接。在需要對連接吊繩的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，雙向氣泵向氣柱內(nèi)充氣，氣柱沿外螺旋槽的回轉(zhuǎn)方向膨脹，并將連桿推動(dòng)，連桿在環(huán)形滑槽內(nèi)進(jìn)行滑移回轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)輪以及蝸桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)連接吊繩進(jìn)行移動(dòng)調(diào)節(jié)；連桿在滑移回轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)彈力繩拉長，彈力繩始終嵌入在內(nèi)螺旋槽中，并對連桿產(chǎn)生反向的拉力；當(dāng)連接吊繩調(diào)整到合適的位置，氣柱不再繼續(xù)膨脹，連桿在氣柱的推力和彈力繩的拉力作用下，達(dá)到平衡靜止?fàn)顟B(tài)，從而使轉(zhuǎn)輪處于鎖定狀態(tài)，避免由于預(yù)制構(gòu)件在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)的慣性而導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件在吊裝過程中晃動(dòng)不穩(wěn)的情況。平衡鋼梁驅(qū)動(dòng)組件如圖3所示。

圖3 平衡鋼梁驅(qū)動(dòng)組件

（5）動(dòng)力部帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿通過蝸輪以及絲杠副的傳動(dòng)，從而帶動(dòng)移動(dòng)吊點(diǎn)組件沿主梁的長度方向進(jìn)行移動(dòng)調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠。

（6）主梁上設(shè)置有刻度值，刻度值沿主梁的長度方向排列移動(dòng)吊點(diǎn)組件上設(shè)置有觀測板，觀測板伸出至靠近刻度值的位置，移動(dòng)吊點(diǎn)組件上的觀測板對應(yīng)刻度值設(shè)置，方便操作人員觀測連接吊繩移動(dòng)的位置，確保平衡鋼梁的吊裝位置和預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋吊點(diǎn)間距匹配。

（7）移動(dòng)吊點(diǎn)組件包括滑動(dòng)連接在主梁上的行走小車以及固接在行走小車上的吊點(diǎn)梁，連接吊繩的一端固接在吊點(diǎn)梁上，行走小車在主梁上滑移，行走小車上設(shè)置有行車膠輪，行車膠輪分別滾動(dòng)連接在兩側(cè)槽鋼的上表面上，從而使行走小車能夠穩(wěn)定沿主梁的長度方向進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行走小車的下端固定設(shè)置有吊點(diǎn)梁，吊點(diǎn)梁為工字鋼結(jié)構(gòu)，且吊點(diǎn)梁焊接在行走小車上，吊點(diǎn)梁上固接有連接吊繩，連接吊繩自然下垂，豎直設(shè)置，連接吊繩遠(yuǎn)離吊點(diǎn)梁的一端用于和預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋吊點(diǎn)連接，從而進(jìn)行吊裝。

3 吊裝工藝及其注意要點(diǎn)

吊裝工藝流程：塔吊吊起平衡鋼梁→測量預(yù)制構(gòu)件吊點(diǎn)間距→對稱搖動(dòng)兩端手輪盤調(diào)整載重小車位置→鋼梁底部工字鋼吊點(diǎn)位置與構(gòu)件吊點(diǎn)間距匹配→鎖死手輪盤→掛上受力鋼絲繩鎖死鋼梁底部吊點(diǎn)→鋼絲繩另一端與構(gòu)件吊點(diǎn)連接牢固→試吊→完成起重吊裝。

（1）塔吊選型，應(yīng)根據(jù)最大預(yù)制構(gòu)件重量結(jié)合現(xiàn)場施工覆蓋范圍及施工流水綜合考慮塔吊型號，保證吊裝安全性。

（2）塔吊吊裝鋼梁前檢查兩端載重小車位置相對于鋼梁中心點(diǎn)處于對稱狀態(tài)，達(dá)到吊裝受力平衡，避免鋼梁重心位置偏離中心，兩端受力不均造成失穩(wěn)。

（3）保持載重小車底部工字鋼吊點(diǎn)距離與預(yù)制構(gòu)件吊點(diǎn)間距一致，鋼絲繩基本處于完全豎向受力狀態(tài)，減少水平方向受到的分力，使鋼絲繩充分承受預(yù)制構(gòu)件重力，可借助鋼尺復(fù)核鋼梁吊點(diǎn)距離與預(yù)制構(gòu)件吊點(diǎn)間距匹配。

（4）搖動(dòng)手輪盤調(diào)整載重小車位置后，保證手輪盤手柄處于鎖定狀態(tài)。預(yù)制構(gòu)件自重較大，可達(dá)5.53t，吊起構(gòu)件后塔吊在轉(zhuǎn)動(dòng)大臂將預(yù)制構(gòu)件吊運(yùn)至現(xiàn)場安裝作業(yè)面的過程中，預(yù)制構(gòu)件會因慣性對載重行走小車產(chǎn)生水平方向作用力，通過渦輪絲桿傳遞回手輪盤處。如果手輪盤未鎖定，預(yù)制構(gòu)件傳遞回的作用力會造成手柄反轉(zhuǎn)、小車脫離平衡受力位置。同時(shí)，注意塔吊大臂旋轉(zhuǎn)角速度不宜過快，禁止急停急走。

（5）渦輪絲桿只起到水平調(diào)節(jié)作用，不考慮豎向受力，鋼絲繩吊點(diǎn)不得放置在絲桿桿身。

4 結(jié)語

論文論述側(cè)重關(guān)注預(yù)制構(gòu)件吊裝的安全性，不同房建工程預(yù)制構(gòu)件規(guī)格型號多種多樣，選擇適當(dāng)?shù)牡跹b方法既能保證安全生產(chǎn)，又能一定程度上提高施工效率，隨著新安法的推行，行業(yè)安全更成為企業(yè)發(fā)展的必要條件，要求我們在施工組織中嚴(yán)加管理，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐及更多元化的創(chuàng)新引領(lǐng)。