在異常工況條件下進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝的施工實(shí)踐

1、PAGE 8PAGE 8第一作者：鄭建榮（1963.2），男，高級工程師，主要從事建筑施工和工程項(xiàng)目管理方面的工作，E-mail:516789528在異常工況條件下進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝的施工實(shí)踐鄭建榮1，倪一峰2林王劍3章銀忠4（1.杭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)總公司 浙江杭州 310053；2. 浙江神業(yè)鋼結(jié)構(gòu)有限公司 浙江湖州 313000；3.五洋建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 浙江杭州310003；4.浙江中南建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江杭州310053 ）摘 要：常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)吊裝都是借助于塔吊或?qū)Ｓ闷嚨?，或者采用液壓起重設(shè)備整體提升（或頂升），而且一般都與主體結(jié)構(gòu)同步安裝。本文主要介紹了杭州市濱江區(qū)的一個新建大型

2、地標(biāo)性公建項(xiàng)目劇院舞臺上方19.1m、22.2m(+24.65m和+27.75m標(biāo)高)的兩片柵頂鋼結(jié)構(gòu)工程，在屋蓋已完成（網(wǎng)架下弦與柵頂最小凈高0.86m）、外立面幕墻已基本完成封閉、舞臺的樓蓋設(shè)計允許活荷載不能滿足吊裝的載荷要求、舞臺面上空22.2m范圍空間內(nèi)有已建的鋼筋砼構(gòu)造大梁（坑內(nèi)三側(cè)有懸挑內(nèi)走廊）阻擋等異常不利的工況條件下，因陋就簡、因地制宜、化整為零（一分為三），采用“專用龍門架抬吊”的專項(xiàng)施工方案，克服了許多困難，最終保質(zhì)、安全、高效地完成了舞臺柵頂鋼結(jié)構(gòu)吊裝任務(wù)。對今后在異常工況條件下進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝提供了一個可借鑒的思路和方法。關(guān)鍵詞：異常不利 環(huán)境條件 鋼構(gòu)吊裝 1.工程概況

3、 圖11 舞臺側(cè)剖面圖濱江區(qū)文化中心工程是集文化、圖書、檔案、展覽、演藝、會議和行政服務(wù)及公共資源交易中心為一體的綜合性的地標(biāo)性建筑。項(xiàng)目總建筑面積64702（地上39753，地下24949），地下2層，主樓地上10層，高度52.55m，輔樓地上4層，高度32.75m，總投資47600萬元。其中輔樓的會議中心兼劇院，設(shè)計規(guī)模826座觀眾席位。劇院采用的鏡框式舞臺結(jié)構(gòu)形式，整個舞臺由主舞臺和左右側(cè)舞臺組成。舞臺面建筑標(biāo)高5.70m，舞臺寬28.3m，深度16.55m，主舞臺臺口寬度15.6m，臺口高度（凈）08m，下層?xùn)彭敻叨?9.1m。詳見圖1-1所示。 由于建筑設(shè)計人員缺乏劇院設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，在2

4、4.65m和27.75m標(biāo)高土建結(jié)構(gòu)預(yù)留給舞臺柵頂安裝的節(jié)點(diǎn)荷載（柵頂自重1.0kN/，活荷載2.5 kN/）嚴(yán)重不足，其中（12）、（14）、（1/K）軸在標(biāo)圖12舞臺上空原結(jié)構(gòu)平面圖高為24.65m和27.75m有上、下各兩根既有鋼筋砼構(gòu)造連系梁（無法作為承重梁使用），而且（13）軸結(jié)構(gòu)壓根兒未設(shè)置大梁，原預(yù)留的梁板結(jié)構(gòu)邊界無法傳遞承受柵頂?shù)暮奢d。詳見圖12所示。圖13舞臺柵頂鋼結(jié)構(gòu)平面圖舞臺機(jī)械設(shè)備完成采購后，按照工藝設(shè)置的條件進(jìn)行深化設(shè)計為時已晚。因此，必須對柵頂鋼結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，詳見圖1-3所示。柵頂結(jié)構(gòu)四周邊界必須與1/kN交 1115軸結(jié)構(gòu)鋼筋砼柱用鋼板抱箍連接固定。詳見圖

5、1-4所示。鋼梁為焊接H型鋼梁和箱型鋼梁，柵頂單層平面尺寸約為：28.3m16.85m計480，箱型梁最大截面為：BOX5008001835；H型鋼BH6505501835，單根鋼梁最大重9131kg?？傊丶s160噸。詳見表11 圖14詳圖舞 舞臺臺頂平臺鋼結(jié)構(gòu)尺寸及重量統(tǒng)計 表11 序號節(jié)段編號長度(mm)寬度(mm)高度(mm)重量(kg)備注12GL3-117350550650799228.300m22GL3a-116480550650674832GL3-217350550650797642GL5-115694500800913151GL2a-115520 550650655225.20

6、0m61GL3-115990 550650603971GL3a-115720 550650640481GL3-215720 55065068002.實(shí)施吊裝的難點(diǎn)分析輔樓的整個屋蓋（正錐正交球型節(jié)點(diǎn)曲面鋼網(wǎng)架和屋面防水均已完成）和大面積幕墻都已經(jīng)封閉，室外的塔吊和大型汽車吊無法從屋頂上空作業(yè)，而屋蓋網(wǎng)架下弦桿與上層?xùn)彭數(shù)呢Q向間隙僅僅860。因此，室內(nèi)垂直液壓提升設(shè)備的支架空間（起碼4000）都無法滿足；整個洞坑（凈高分別為22.2米和19.1米）幾乎沒有自然采光，室內(nèi)高空作業(yè)，安全危險性大；鋼網(wǎng)架下弦桿不得進(jìn)行吊掛起重物，不容許在網(wǎng)架的桿件和球型節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行臨時焊接固定；單件構(gòu)件最大重量達(dá)9.0

7、噸，長度15.694米；舞臺的樓蓋設(shè)計允許活荷載4.0kN/(樓板120，板跨4.03.68m；梁跨LX=8.0 m ,LY=11.05 m)，不能滿足吊裝時的載荷要求；幕墻東北端只能在（16）交（L）（M）處預(yù)留一小施工洞。省內(nèi)有兩家知名的鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)的技術(shù)部專業(yè)人員現(xiàn)場查看后，搖搖頭均不愿意高價承接吊裝業(yè)務(wù)。因此，該鋼結(jié)構(gòu)吊裝屬危險性特別重大的分部分項(xiàng)工程，需單獨(dú)編制專項(xiàng)施工方案并經(jīng)專家論證，從而確保鋼結(jié)構(gòu)柵頂施工階段和使用階段的絕對安全。詳見圖2-1所示。3.吊裝方案比選和關(guān)鍵技術(shù)及總體思路3.1 吊裝方案的比選圖21 舞臺面上空土建現(xiàn)狀圖首先，由于屋蓋和大面積幕墻都已經(jīng)封閉，室外的塔

8、吊和大型汽車吊無法從屋頂空降（即使臨時開口，由于網(wǎng)架的桿件縱橫交錯，也無法滿足吊裝空間需求）；其次，考慮修改設(shè)計方案：采用網(wǎng)架下弦桿吊掛兩片柵頂，設(shè)計復(fù)核結(jié)果不滿足；將（1/K）、（12）、（14）軸在標(biāo)高為24.65米和27.75米的上、下各兩根既有鋼筋砼大梁作為上、下弦，增加型鋼腹桿改裝成3.1米高的型鋼砼組合桁架，但設(shè)計認(rèn)為實(shí)際受力效果很難滿足桁架計算模型；第三，考慮采用舞臺地面液壓頂升設(shè)備整體頂升方案。但由于（12）、（14）軸在標(biāo)高為24.65米和27.75米有上、下各兩根鋼筋砼大梁以及東、北、西三側(cè)在15.0米和19.8米標(biāo)高處有內(nèi)懸挑走廊，無法實(shí)施。如果拆除這些多余結(jié)構(gòu)，不僅費(fèi)工

9、費(fèi)力，還會造成不良的社會影響；第四，如果考慮采用垂直液壓提升設(shè)備進(jìn)行整體提升，除了前面提到的坑洞中間有梁板阻擋因素外，屋蓋網(wǎng)架下弦桿與柵頂?shù)呢Q向間隙只有0.860m，根本不能滿足液壓提升設(shè)備支架對最小空間4.0m的要求。因此，這些以往成熟的吊裝方案均被一一否決掉了。3.2 吊裝的關(guān)鍵技術(shù)既然做不到整體提升（或頂升），那么能否一根一根，并將每根“化整為零（一分為三）”分段提升？將長度15.694米分成0.5+14+1.194m三段，梁的兩端頭先吊裝安裝固定；既然垂直液壓提升設(shè)備的提升空間不夠，那么能否采用小龍門架伸入到網(wǎng)架1.8m矢高利用桿件空間，分別以（12）、（14）軸在標(biāo)高為27.75米的

10、鋼筋砼大梁梁端和坑邊砼梁作為專用龍門支架的支撐點(diǎn)？譬如，在（12）軸的砼梁端設(shè)置兩只“專用龍門支架”對 14.0m中間段梁進(jìn)行抬吊，可以解決上層?xùn)彭數(shù)闹饕拇箐摿?。上層?xùn)彭斖瓿梢院?，可以利用上層的既有鋼梁和?2）、（14）軸上、下的既有鋼筋砼構(gòu)造大梁整體連接作為拔桿提升支點(diǎn)，起吊下層鋼梁。通過現(xiàn)場查勘空間基本滿足，通過對（12）、（14）軸在標(biāo)高為27.75米的鋼筋砼大梁梁端的剪力驗(yàn)算圖31龍門架抬吊照片也能滿足要求（Q抗=190kN,Q實(shí)=120kN）。詳見圖3-1所示。3.3安裝的總順序和實(shí)施流程柵頂鋼結(jié)構(gòu)總的施工順序是：豎向而言先完成上層?xùn)彭?，后完成下層?xùn)彭?；同一層而言先完成外圍一圈?/p>

11、箱梁和（12）、（13）、（14）、（M）軸的主龍骨，后完成（次梁）肋和板。上層?xùn)彭斨攸c(diǎn)考慮（12）（13）（14）（1/K）軸等四根主梁的吊裝方案，由于這四根鋼梁位于混凝土柱頂，其實(shí)際長度超過平面內(nèi)柱軸線，因此在圖紙深化時，將這幾根主梁兩端端頭切除一定的尺寸（“化整為零”分三段，中間段的長度比垂直提升空間最小凈空尺寸小1502，單件吊裝重量盡可能控制在6.0t，就位后重新焊接連接（構(gòu)件對接可采用坡口焊一級焊縫）。其余次梁吊裝均可以采用2t卷揚(yáng)機(jī)加滑輪進(jìn)行組合安裝，重量也比較輕。主梁安裝順序：先安裝2GL3-1節(jié)段，其次安裝2GL5-1節(jié)段，再安裝2GL3-2節(jié)段；最后安裝2GL3a-1；安裝

12、下層25.200標(biāo)高處的鋼梁主次與28.300處相同。實(shí)施流程詳見圖3-2所示。施工圖圖紙審核深化設(shè)計材料采購預(yù)算編制加工制作運(yùn)輸及埋件種植二次倒運(yùn)測量與矯正主構(gòu)件吊裝防腐防火涂裝次構(gòu)件吊裝圖32 鋼結(jié)構(gòu)施工實(shí)施流程圖4難點(diǎn)的解決方法4. 1舞臺樓蓋加固舞臺的樓蓋設(shè)計允許活荷載4.0kN/(樓板120，板跨4.03.68m；梁跨LX=8.0 m ，LY=11.05 m，實(shí)際施工荷載達(dá)到15kN/)，不能滿足吊裝時的載荷要求。因此需對該樓面進(jìn)行吊裝階段的加固處理（梁板底采用螺桿頂托加固），舞臺的樓板下用4cm厚的木工板擱在鋼管立桿頂托上，鋼管下口用120120木枋傳承至一層樓的框架梁頂面上。4.

13、 2汽車臺吊喂梁、小滑輪車水平移位小滑輪車幕墻東北端只能在（16）交（L）（M）處預(yù)留一小施工洞。因此應(yīng)在室外采用兩臺汽車吊抬至二層5.70m標(biāo)高，喂入施工洞，并采取小滑輪車進(jìn)行水平滑移，詳見4-1所示。4. 3洞庫照明、圍護(hù)、安全繩整個洞坑幾乎沒有自然采光，室內(nèi)高空作業(yè)，安全危險性大。采取的措施是：增加洞庫照明，所有坑洞臨邊要采取防護(hù)措施；施工操作人員的高空安全繩應(yīng)綁拴固定在鋼網(wǎng)架下弦桿或球型節(jié)點(diǎn)上。圖41舞臺東側(cè)施工洞汽車抬吊喂梁及小滑輪車水平移位4.4吊裝落位專用吊裝設(shè)備安置好之后，將所需鋼梁（2根）運(yùn)至吊裝位置，焊接吊耳，保證2個吊耳距離于上部專用龍門架吊點(diǎn)距離保證一致，保證提升穩(wěn)定性

14、，然后用電動葫蘆及鋼絲繩將鋼梁兩端固定，徐徐上升。待高度達(dá)到一定高度，大約為500-1000mm位置，停止施工，保證懸空10分鐘，檢查專用支架和專用龍門支架和鋼絲繩有無異常情況，然后吊裝至一半高度時繼續(xù)停吊檢查，如無異常，繼續(xù)提升至所需高度。鋼架起吊到所需高度后（28.300m），將鋼梁兩端頭小構(gòu)件安裝焊接上去，使其保證實(shí)際安裝長度。冷卻完成之后直接卸載，致此一榀鋼梁吊裝完成。單榀鋼架起吊前應(yīng)在下翼緣兩側(cè)系纜風(fēng)繩作為構(gòu)件落位前控制擺幅及位置用；構(gòu)件落位吊裝完成后及時用鋼絲繩或者電焊與預(yù)埋件焊接確保鋼架的穩(wěn)定性；構(gòu)件落位暫時固定后對鋼架位置進(jìn)行測量找正工作；位置確定后進(jìn)行電焊連接；其余主鋼架以此

15、類推。第4根第1根主梁安裝順序圖詳見4-3所示。5其他事項(xiàng)第3根5.1合金化學(xué)錨栓的種植第2根圖43主梁安裝順序圖圖利用施工現(xiàn)場的腳手架，在混凝土柱上面標(biāo)注出種植合金螺桿及后置連接板位置。然后采用專業(yè)鉆孔工具在混凝土柱打孔，打孔必須參照土建鋼筋布置圖，避開主筋位置，保證主筋不被破壞。采用機(jī)械混凝土鉆孔機(jī)鉆至合金螺桿種植所必須的深度。合金螺桿直徑30mm，鉆孔深度為27cm，而后安裝預(yù)埋鋼板，最后進(jìn)行焊接（按設(shè)計要求留置試件，并按規(guī)定現(xiàn)場做抗拔試驗(yàn)）。5.2專用龍門支架構(gòu)造說明圖51專用龍門架抬吊建模圖1、專用龍門架柱腳用30080025mm鋼板，并與混凝土梁處用4個化學(xué)錨栓固定。2、專用支架所有主材全部采用HW2502501414，材質(zhì)均為Q235B鋼材，焊接質(zhì)量均為二級熔透焊縫；3、所有支架采用工廠制作，拼裝成單個框架，確?，F(xiàn)場使用質(zhì)量要求。詳見5-1所示。6. 實(shí)施效果和結(jié)論綜上所