某廠房項(xiàng)目大跨度預(yù)制雙T板滑模安裝及吊裝施工分析

楊磊，馬小偉

（無錫建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，江蘇 無錫214000）

1 引言

預(yù)制混凝土雙T 形板具有大跨度、承載性能好、耐腐蝕、耐高溫、免維護(hù)、低造價(jià)等特點(diǎn)，是目前既有現(xiàn)澆混凝土和普通鋼結(jié)構(gòu)樓蓋所不能比擬的。 由于受場地、機(jī)械設(shè)備等條件的制約，其在連續(xù)大跨度、結(jié)構(gòu)類型較為復(fù)雜的工程中難以一次吊裝到位，加之要保證和滿足施工安全與質(zhì)量要求，施工難度較大。 本文以某新擴(kuò)建廠房為例予以探討，供同行參考和借鑒。

2 工程概況

該項(xiàng)目長為363.76m，寬為236.1m，建筑面積為130000m2，分為A、B、C、D、E、F 六個(gè)區(qū)域， 每一個(gè)區(qū)域的廠房為3 個(gè)跨距，每跨的跨距為30 m。分為6 個(gè)區(qū)域的整體廠房是一個(gè)連續(xù)的物料廠房， 其主體結(jié)構(gòu)類型采用單層的現(xiàn)澆混凝土排架結(jié)構(gòu)，除了泵房與配電間是現(xiàn)澆混凝土屋頂外，其他都是采用預(yù)應(yīng)力混凝土雙T 板屋面板，局部區(qū)域有夾層結(jié)構(gòu)。雙T 板的單板寬度是3 m，長度是30 m，自重300 kN。 在雙T 板吊裝施工前， 廠房的主體排架結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成， 由于施工場地條件的限制， 使得用于雙T 板吊裝施工的汽車吊的工作面不能完全展開，而且由于雙T 板的構(gòu)件長度比較長，自重也較大，吊裝高度較高，因此，吊裝工作的難度增大，且存在諸多不確定因素，使得雙T 板的整體施工難度較大。

3 施工的準(zhǔn)備工作

由于每塊雙T 形板自重約300 kN， 經(jīng)過計(jì)算復(fù)核 （詳見后面計(jì)算復(fù)核過程）且出于安全考慮，吊裝采用起重量為3 000 kN 的汽車吊1 輛，4 條鋼絲繩，1 臺(tái)滑模桁架組合，千斤頂4 臺(tái)，撬棒3 根，滑模桁架采用壁厚為3.5 mm 直徑為48 mm的空心圓鋼管焊接而成，其寬為2.3 m，高為2.3 m，架體根據(jù)廠房現(xiàn)場滑模桁車梁和板頂?shù)母叨榷ㄖ贫桑g距為29 m 的桁車間的路規(guī)間距。

4 桁架的組成

1）桁架采用兩段焊接拼裝而成，每段長度為14.5 m，并在焊接處進(jìn)行了加強(qiáng)處理，用4 個(gè)產(chǎn)品型號(hào)為DYG1200/200 的千斤頂分別固定于桁架四角內(nèi)側(cè)，千斤頂配有相應(yīng)成品電纜。

2）調(diào)整精度，先由工人組裝好桁架和千斤頂，接著技術(shù)人員調(diào)整好桁架架體的垂直度及平整度，調(diào)整完畢后，在千斤頂上安裝同步起升裝置， 以確保每臺(tái)千斤頂都能同步起升和下降，并且桁架可以同步滑行。

5 桁車梁的鋪設(shè)

廠房主體結(jié)構(gòu)的立柱尺寸為500 mm×800 mm，柱中間設(shè)有1 根牛腿，牛腿懸挑長度為400 mm，經(jīng)過本項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位對(duì)主體結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算復(fù)核， 牛腿的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度能達(dá)到桁車架和滑模荷載的負(fù)載條件。 在相鄰牛腿之間設(shè)置桁車架，每跨8 m，小計(jì)12 跨，共設(shè)置96 根鋼桁車梁。使用起重量為80 kN 的汽車吊進(jìn)行桁車梁吊裝施工，先利用起重量為3 000 kN 的起重機(jī)將起重量為80 kN 的汽吊運(yùn)到施工樓面， 并在樓面吊裝區(qū)域滿鋪好鋼板，該現(xiàn)澆混凝土樓板的厚度為20 cm，經(jīng)過本項(xiàng)目監(jiān)理單位與設(shè)計(jì)單位聯(lián)合對(duì)其施工工況的受力分析及結(jié)構(gòu)復(fù)核，認(rèn)為該樓板吊裝區(qū)域在滿鋪鋼板的情況下，能夠承受起重量為80 kN 汽車吊的行駛和吊裝施工工況[1]。 在桁車梁吊裝完成后，加裝路規(guī)作業(yè)、桁車梁與混凝土柱的鏈接工作，以保證桁架梁的整體穩(wěn)定性能滿足滑模的施工要求。

6 雙T板的吊裝

因?yàn)楸卷?xiàng)目建筑設(shè)計(jì)的原因， 雙T 板不可以直接吊裝到屋面位置并安裝好，需先將雙T 板吊裝到滑板的桁架上，滑行到安裝位置后，再安裝到位。 所以，通過對(duì)以下數(shù)據(jù)的計(jì)算復(fù)核是否滿足吊裝要求。

6.1 運(yùn)輸和吊裝雙T板所需的設(shè)備與工具

1）一輛起重量為3 000 kN 的汽車吊。

2）二輛載重量為300 kN，并可任意伸縮拖掛部位長度的載重運(yùn)輸車。

3）4 條長度為15 m 的32#×4 編織長鋼絲繩， 每根32#的最低破斷拉力為660 kN，安全系數(shù)取值為8，則每根鋼絲繩可承載最大拉力為660/8=82.5 kN， 小計(jì)4 條鋼絲繩可承載的最大拉力為82.5×4=330 kN， 長度30 m 以上的雙T 板自重為300 kN，那么該4 根鋼絲繩可承載的最大拉力330 kN 大于雙T 板自重，所以滿足要求。

另加上長度為6 m 鋼絲繩8 根。 每根鋼絲繩的直徑選取不小于28#鋼絲繩的直徑，28#鋼絲繩的最低破斷拉力為500 kN，安全系數(shù)取值為8，則每根鋼絲繩可承載的最大拉力為500/8=62.5 kN，8 根鋼絲繩合并可以承載最大拉力為62.5×8=500 kN，那么該8 根鋼絲繩可承載的最大拉力500 kN，大于雙T 板自重（300 kN），所以滿足要求。

4）配合吊裝使用的4 個(gè)卸扣每只承載力不少于120 kN，其他對(duì)應(yīng)的8 個(gè)卸扣每只承載力不少于80 kN， 同時(shí)長度為30 m 的雙T 形板上已對(duì)應(yīng)預(yù)裝配8 個(gè)卸扣。

5）金屬撬棍2 根，50 m 鋼卷尺、溜繩等配合吊裝工具若干。

6.2 吊裝長度為30 m的雙T 板,均采用單臺(tái)汽車吊機(jī)吊裝作業(yè)

1）Q≥Q1+Q2，每塊雙T 板件的自重Q1=300 kN，吊裝使用的鋼絲繩、卸扣等吊具重量Q2=20 kN，則Q1+Q2=Q≥320 kN。

2）對(duì)吊裝起重高度的計(jì)算復(fù)核。 由于長度為30 m 的雙層T 形板為安裝在單層廠房屋面部位（包含地下室的B 區(qū)除外），所以， 只需要選用起重量為1 300 kN 以上的汽車吊車進(jìn)行跨內(nèi)吊即可。吊裝起吊方式為四點(diǎn)吊，吊裝高度為24 m，所以汽車吊的起重高度選擇為H=24 m。

3）汽車吊起重臂的長度計(jì)算：L≥31.56 m。

4）所以，經(jīng)過復(fù)核決定選擇起重量為3 000 kN 的重型汽車吊施工。

6.3 起重機(jī)吊裝起重能力與工程實(shí)際需求的計(jì)算分析與復(fù)核

1）吊裝的起重量。 查起重機(jī)性能表得，起重機(jī)的最大起吊高度等于31.56 m 時(shí)，吊車的起重量Tc=402 kN，起重機(jī)的負(fù)荷荷載計(jì)算值為Qj，吊裝的最重構(gòu)件重量T1=300 kN+1.4 kN=301.4 kN（其中，雙T 板自重，鋼絲繩、卸扣等重量為1.4 kN），吊裝用的索具和加強(qiáng)材料的重量T2=1 kN，則T=T1+T2=302.4 kN，那么起重機(jī)的負(fù)荷荷載計(jì)算值Qj=K1T=362.88 kN（其中，K1是吊裝動(dòng)載系數(shù)，取值為1.2）。 則Tc=402 kN≥Qj=362.88 kN，起重機(jī)的吊裝起重能力達(dá)到了吊裝雙T 板的要求。

2）對(duì)起吊高度的復(fù)核。 查起重機(jī)的性能表得，在起重機(jī)作業(yè)半徑是10 m 的時(shí)候，起重機(jī)的吊臂伸出長度是29.56 m，最大起吊高度是27 m， 最大起重載荷T'c為392 kN。 則T'c=392 kN＞Qj=362.88 kN，所以，滿足吊裝要求。

3）起重機(jī)吊裝時(shí)的回轉(zhuǎn)半徑。 根據(jù)施工現(xiàn)場具備的吊裝條件，在雙T 板的吊裝和安裝到屋面的過程中，起重機(jī)的吊臂與吊裝的雙T 板不得發(fā)生碰撞， 所以， 依據(jù)吊裝的最大起重量，將起重機(jī)械的回轉(zhuǎn)半徑設(shè)為90°，工作半徑為10 m，吊車臂伸出的最大長度為29 m，最大起吊重量為390 kN。

4）合理選擇鋼絲繩和卸扣。 鋼絲繩在綁扎和固定緊構(gòu)件時(shí)，除與雙T 板自身的重量有直接的關(guān)系外，還與鋼絲繩等綁扎固定的角度相關(guān)。 本工程根據(jù)預(yù)制雙T 板的標(biāo)準(zhǔn)圖集，在生產(chǎn)制作混凝土雙T 板時(shí)， 就已經(jīng)在相應(yīng)部位設(shè)置了8 個(gè)φ25 mm 圓鋼預(yù)埋件，以便吊裝施工。

經(jīng)過上述計(jì)算復(fù)核， 將雙T 板吊裝到桁架上即可完成當(dāng)前一跨的安裝，且安裝必須由末端向吊板處安裝[2]。

7 伸縮縫后側(cè)無桁車梁部位中間一跨的吊裝施工（因跨內(nèi)有地下室）

1）滑板施工的具體流程：先將1 臺(tái)起重量為3 000 kN 的吊車停在B 區(qū)東邊3 m 處， 然后將30 m 長的雙T 板運(yùn)到吊車旁邊，再用1 臺(tái)起重量為3 500 kN 的吊車把板吊到B 區(qū)東邊的第一塊位置。 將2 臺(tái)牽引力各為20 kN 的減速卷揚(yáng)機(jī)分別放在第一塊30 m 長雙T 板的兩端， 用鋼絲繩和卸扣固定，裝上倒順開關(guān)，并接上電源。

2）雙T 板質(zhì)量M1為30 t，選擇4 輛運(yùn)載量為10 t 的運(yùn)輸坦克，每輛運(yùn)輸坦克的質(zhì)量M2為10 kg，運(yùn)輸坦克的車輪材料采用高強(qiáng)度尼龍，其與桁架梁材料45#鋼之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)K 取值為0.07，因此，根據(jù)最大靜摩擦力計(jì)算出拉力F=KG，G=（M1+M2）g= （30 000+10×4）×10=300.4 kN， 因此， 所需拉力為F=0.07×300.4=21.03 kN。 現(xiàn)選用2 臺(tái)牽引力各為20 kN 的減速卷揚(yáng)機(jī)，因此總牽引力為40 kN，大于靜摩擦力F=21.03 kN，所以，可以滿足施工要求。

3）依據(jù)運(yùn)載量為10 t 運(yùn)輸坦克的尺寸確定軌道規(guī)格，選擇[22a 號(hào)槽鋼作為運(yùn)輸坦克軌道，在制作和安裝時(shí)，要保證2 根運(yùn)輸軌道中心線的間距始終為29.6 m，并要保證好平行度，同時(shí)對(duì)于安裝位置， 應(yīng)保證軌道梁外側(cè)與混凝土梁內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)齊平。 將[22a 槽鋼分段拼裝成與大梁相同長度的地槽軌道，經(jīng)焊接并校正調(diào)直后，把軌道焊接固定于混凝土梁的預(yù)埋件上。 固定安裝前，檢查和調(diào)整軌道標(biāo)高，校驗(yàn)調(diào)整完成后統(tǒng)一固定，需合格焊工進(jìn)行焊接施工，以確保焊接質(zhì)量達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

4）待兩條運(yùn)輸軌道施工完畢后，為確保達(dá)到運(yùn)輸要求，需對(duì)軌道梁的焊縫進(jìn)行打磨施工， 尤其是軌道的平行度、 直線度、標(biāo)高，各項(xiàng)參數(shù)檢查合格后，把4 輛運(yùn)輸坦克（各運(yùn)輸坦克按前后方向中心線為基準(zhǔn)線，焊接寬度為12 cm、高度為5 cm的限位板）放置在兩條軌道中，每個(gè)軌道上分別設(shè)置2 臺(tái)運(yùn)輸坦克。在雙T 板吊裝施工起之前，需嚴(yán)密控制兩條鋼軌內(nèi)的兩臺(tái)運(yùn)輸坦克的間距， 以確保兩臺(tái)運(yùn)輸坦克前后中心線距離始終為1 200 mm。

雙T 板由1 臺(tái)起重量為3 000 kN 的吊車吊至軌道端頭運(yùn)輸坦克車上方，接著調(diào)整好位置，將雙T 板放置在4 臺(tái)運(yùn)輸坦克車的限位內(nèi)。雙T 板吊裝完畢后，先將預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼絲繩與雙T 板兩端的吊環(huán)固定在一起， 然后用卡環(huán)與卷揚(yáng)機(jī)上的牽引鋼絲繩相連接。 為了保證2 臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同步運(yùn)行，必須將2 臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)的電源控制線與同一個(gè)電源控制開關(guān)相連接，這樣就可以由1 名操作者同時(shí)控制2 臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同部牽引工作。 待檢查完畢后， 就可開始同時(shí)控制2 臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽引拖拉雙T 板就位。 在牽引過程中，每輛運(yùn)輸坦克車必須由2 名施工人員時(shí)刻檢查其移動(dòng)方向， 以保證每輛運(yùn)輸坦克車都能在軌道內(nèi)正常行駛[3]。一發(fā)現(xiàn)異常情況和位置跑偏就應(yīng)立即通知卷揚(yáng)機(jī)操作者停止卷揚(yáng)機(jī)牽引，并用千斤頂將雙T 板位置頂正后，才可繼續(xù)作業(yè)。等將雙T 板拉到安裝位置后，用4 臺(tái)15 t 液壓千斤頂將雙T 板頂起，卸下運(yùn)輸坦克，然后割除構(gòu)件安裝位置下方的軌道，同時(shí)將千斤頂緩緩放下，這樣就將雙T 板放到了安裝位置。 后面雙T 板的吊裝到位工作，依構(gòu)件位置次序，按上述步驟施工就可。

8 審核優(yōu)化方案，檢查實(shí)施情況及施工成效

該吊裝施工方案在專家論證會(huì)議上獲得一次性通過。 在吊裝實(shí)施過程中， 項(xiàng)目監(jiān)理部安排專職監(jiān)理人員在現(xiàn)場進(jìn)行旁站監(jiān)理，對(duì)各工序進(jìn)行了細(xì)致的追蹤和監(jiān)督，并督促施工單位嚴(yán)格按照通過論證的方案實(shí)施，在整個(gè)吊裝過程中沒有出現(xiàn)人員傷亡事故[4]。 該監(jiān)理單位按照設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范對(duì)安裝到位的雙T 板進(jìn)行了檢測和驗(yàn)收，雙T 形板外觀平整、良好，主要受力構(gòu)件無任何明顯的瑕疵、缺陷等問題。

9 結(jié)語

本文舉例的新建廠房工程采用雙T 板作為屋面板是一種典型的應(yīng)用案例，為今后使用大跨度屋面板的改進(jìn)與完善工作積累了有益的借鑒。 當(dāng)然，在確保大跨度屋面板運(yùn)輸和吊裝過程中的安全和質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，也消耗了大量的人力、物力資源，也增加了較多的資金成本。 所以，如何在確保工程安全和質(zhì)量的同時(shí)縮短工期，節(jié)省材料和設(shè)備的投入，節(jié)約投資，是今后發(fā)展中急需研究的課題。