大跨度钢梁吊装施工方案

大跨度钢梁吊装实例南通**集团股股份有限公司司**、**二00九年十二二月二十日大跨度钢梁吊装装实例**、**南通**集团股股份有限公司司摘要：钢结构工工程吊装工程程是一个特别别复杂又危险险的工程，尤尤其本工程是是三面环山，无无法使用大型型吊车，只能能靠人工机械械式吊装。为为此施工准备备、施工方案案的选择以及及构件的拼装装与焊接尤为为重要。因此此本文以一个个大跨度钢梁梁吊装工程为为例，介绍一一下实际施工工中的难点和和经验。关键词：钢结构构吊装钢梁人字拔杆平移1、前言近年来，随着城城市建设的发发展和高层建建筑的增多，钢结构以其强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快，抗震性能好及工业化程度高的特点在我国发展十分迅速。北京奥运会主会场“鸟巢”可以说是我国钢结构施工迅速发展的一个标志。一航（北京）客客户服务基地地技术培训中中心工程是由由南通**集团股份有有限公司总承承包的公共建建筑。其屋面面也采用了大大跨度钢梁加加大型屋面板板的屋面结构构。本文仅以以大跨度钢梁梁吊装为例，介介绍一下实际际施工中的难难点和经验。2、工程概况一航（北京）客客户服务基地地技术培训中中心工程坐落落于北京云湖湖度假村西北北侧，依山而而建，地上四四层，建筑高高度为20m，主体结构构采用框架结结构。四层屋屋面采用钢梁梁加大型屋面面板结构，跨跨度22米，梁高1.8米，单件重重量约为20t。由于三面面环山，大型型吊车无法靠靠近，仅能依依靠建筑物南南侧的塔吊配配合吊装。所所以在方案选选择上受限条条件较多，特特别是最后一一榀大梁不能能一次吊装到到位，构件必必须在垫梁上上平移后才能能就位。3、吊装方案的的选择：根据设计图纸、构构件特点和现现场施工条件件，我们采取取钢梁场外制制作，现场拼拼接，然后用用“人字拔杆”吊装的方案案进行施工。4、施工过程4.1施工工艺艺流程：施工准备→构件件运输→吊装至3层楼面→水平运输→就位→拼装→焊接→人字拔杆吊装装4.2施工准准备（一）、施工现现场准备1、施工技术人人员熟悉图纸纸。2、编制专项施施工方案，并并经专家组论论证通过。3、组织施工工工具、机械进进场和维修、维维护和清点工工作。4、组织构件、材材料进厂清点点以及先期的的加工、配制制工作。5、对建筑物进进行复测，以以确保轴线位位置的准确。6、保证现场施施工道路通畅畅，合理布置置施工组合场场地，并做好好排水设施。7、施工用电源源引至施工场场地，做好接接地保护设施施，保证夜间间施工照明充充足。8、施工前施工工人员必须经经项目主管部部门安全交底底，合格后方方可上岗。特特殊工种必须须有上级主管管部门的培训训合格证持证证上岗。9、组织对施工工人员进行施施工前安全技技术交底。（二）、施施工机具准备备1、50吨汽车车吊一台,用于将钢梁梁吊装到三层层楼面；2、自制“人字字拔杆”配合手拉葫葫芦，用于将将钢梁吊装到到位进行吊装装。3、电焊机、测测量仪器、钢钢丝绳、卸扣扣、千斤顶、气气焊设备、磨磨光机等。4.3构件运输输由于场地狭小，22米跨梁按照照设计分为3段，单件最大大重量6.7吨，场外加工工成型，用50吨吊车吊到到三层楼面，吊装高度为12m。构件在楼层中水平运输采用四只6~8吨运输车及卷扬机或手拉葫芦分别运送到吊装位置进行组装拼装。4.4构件拼装装屋架大梁拼装采采用立拼，即即将运至拼装装点的大梁用用龙门架及手手拉葫芦竖起起在大梁轴线线附近，然后后用高强螺栓栓将相邻二榀榀梁固定。当当调整之后用用co2气体保护焊焊焊接上下翼翼缘。（一）、构件的的拼装1、钢构件安装装前，应清除除飞边、毛刺刺等，摩擦面面应保持干燥燥、整洁，不不得在雨中作作业。2、在工厂处理理的构件摩擦擦面，安装前前应复验其抗抗滑移系数，合合格后方可安安装。在现场场处理的构件件摩擦面，抗抗滑移系数应应按《钢结构构工程施工质质量验收规范范》GB502205-20002中相应要求求进行，并应应符合图纸的的要求。3、施工前，应应按《钢结构构用高强度大大六角头螺栓栓、大六角头头螺母、垫圈圈技术条件》（GB/T1231-1991）的要求进行相关试验。高强度大六角头螺栓连接副应按出厂批号复验扭距系数，其平均值和标准偏差应符合图纸要求，若图纸无要求时，起平均值应在0.11~0.15范围内，标准差应小于或等于0.01。复验数据应做为施拧的主要参数。4、安装高强度度螺栓时，螺螺栓应能自由由穿入孔内，如如遇螺栓不能能自由穿入栓栓孔时，不得得强行将螺栓栓打入，而应应用铰刀进行行修孔，修整整后孔的最大大直径应符合合图纸要求，不不得用气割扩扩孔。修孔后后应用砂轮机机清除孔边毛毛刺，并将砂砂轮屑清扫干干净。5、高强度螺栓栓拧紧的顺序序，宜从螺栓栓群中间顺序序向外侧进行行拧紧，并应应在当天全部部终拧完毕。施施拧时，不得得采用冲击拧拧紧和间断拧拧紧。6、高强度螺栓栓的拧紧分初初拧、复拧依依次进行。拧拧紧时应采用用扭距扳手，初初拧扭距应由由试验确定，一一般为终拧扭扭距的50%，复拧扭距距应与初拧扭扭距相同。7、高强度螺栓栓施拧按规定定执行。采用用的扭距扳手手在每班作业业前后均应进进行校正，其其扭距误差为为使用扭距的的±5%；检查扭距距扳手必须标标定，其扭距距误差不得大大于使用扭距距的±3%，且应进行行扭距抽查。8、高强度螺栓栓拧紧后的检检查应设专职职人员负责，并并应在终拧1h以后、24h以内完成扭扭距检查。采采用松扣、回回扣法检查，先先在螺栓与螺螺母上做标记记，然后将螺螺母退回30°，再用检查查扭距扳手把把螺母重新拧拧至原来位置置测定扭距，该该值不小于规规定值的10%时为合格。经经过检查的螺螺栓，其不合合格者不得超超过抽验总数数的20%，如超过此此值，应继续续抽检，直至至累计总数80%的合格率为为止。然后对对欠拧者补拧拧，超拧者更更换螺栓后重重新补拧。9、终拧检查合合格的螺栓，应应作出规定的的标记，并在在螺栓、螺母母、垫圈的外外露部分立即即涂上油漆。10、在分段预预拼装时，当当连接板、填填板安装后，在在拼装高强度度螺栓连接试试拧前应检查查各层钢板之之间的空隙在在1mm之内，方可可进行下一步步工序。当其其空隙超过3mm时，应以填填板进行调整整。当其空隙隙1mm<△<3mm时,则应将厚板板一侧以1:20的坡度打磨磨，使其空隙隙应小于0.5mmm.11、在安装螺螺栓试拧后，检检查连接处个个板层之间的的空隙。其密密贴要求为：：以插片插入入板边缘深度度20mm，起空隙应应小于0.2mm可视为密贴；上述深度度内的空隙0.2<△<0.3mmm的长度和数数量不得超过过螺栓连接板板边长的10%；上述深度度内空隙0.3mmm<△<1mm的长度数量量，不得超过过螺栓连接板板边长的5%。（二）、构件的的焊接1、每个构件件安装完毕后后，进行钢梁梁的焊接。焊焊接前，应逐逐一复测检查查各部位的标标高，坐标位位置，拱度及及坡度等，然然后焊接。焊焊工应具备相相应的焊工资资格证书，持持证上岗。2、施焊前应应在焊缝各30~50㎜范围内除除锈。清除毛毛刺、污垢、涂涂料等，并用用钢丝轮对焊焊缝进行打磨磨处理。3、工作件表表面潮湿（相相对湿度大于于85%）以及有雨雨水、大风时时，一般不宜宜进行环境作作业。设置必必要的防风、雨雨档板、遮栅栅等有效措施施，才能施焊焊。4、采用COO2气体保护焊焊进行焊接时时，确保CO2气体的纯度度并做好防风风、防雨罩，否否则不允许施施焊。5、构件定位位后，不准随随意在钢梁上上引弧；不准准在钢梁上任任意焊接施工工用临时附件件；不准任意意在钢梁各部部位上敲打。因因施工需要必必须切割的工工艺孔由技术术部门出图，并并经设计认可可。待施工结结束后予以封封焊。6、各类临时时加强、吊马马等，在钢梁梁吊装定位结结束后予以割割除。切割一一般分两次进进行，第一次次切割作为预预热用，第二二次完全切割割，砂轮打磨磨，切割时不不得损伤构件件。7、构件焊接完完毕后，检测测各项指标并并作焊缝探伤伤，出具检验验报告。4.5“人字拔拔杆”吊装构件拼接焊接检检测完毕后即即等待吊装。由由于该工程三三面环山、吊吊车无法达到到指定的施工工现场，为此此吊装采用两两个人字拔杆杆分别放置大大梁两端进行行吊装。1、人字拔杆的的设计人字拔杆由木制制和钢管两种种，根据本工工程屋架重量量：17.6吨、手拉葫葫芦重量为350kg、吊索及滑滑车和卡环重重量为50kg。为此作用用于两边人字字拔杆的总重重量为：18t，计算如下下：大梁重量：17.66×103Kg手拉葫芦重量：：3500Kg吊索及滑车和卡卡环的重量：：500Kg总重量为：188×103Kg两边人字拔杆分分别承受的重重量为：9×103Kg所以人字拔杆选选用ф325×10的钢管，根据≤建筑工程施施工手册≥查得该拔杆高度在16m时的最大起起重量为20t，荷载满足吊装装要求。人字拔杆现场场固定，如下下图所示（图图一）图一2、吊索及卡环环选择（1）吊索选择择：吊索是吊吊装中的主要要绳索。它的的强度、弹性性及韧性、耐耐磨性和抗冲冲击性，直接接影响吊装安安全。为此构构件荷载选用用合适的吊索索是吊装工程程的关键。单榀梁重量为117.6吨，单面为8.8吨。根据≤建筑工程程施工手册≥查得：人工吊装工程手手动起重设备备：安全系数数：4.5。换算系数：0.82钢丝绳的允许拉拉力计算公式式：【Fg】=aFgg/k式中：【Fg】：钢丝绳的允允许拉力（KN）a:换算系数K:钢丝绳的安安全系数根据钢丝绳的最最大破断拉力力，选用6×37+11×20的钢丝绳能满满足要求。（2）卡环选选择：查表该该工程卡环采采用u型，17.5卡环能满足足要求。3、缆风绳的选选择：根据现场施工条条件及构件的的吊装角度，该该工程缆风绳绳采用6*18++1×11的钢丝绳，拉拉绳设置在靠靠近梁端的柱柱子上。4捯链的选择择：根据构构件的起吊重重量8.8吨，该工程程倒链（手拉拉葫芦）选每每边用一只20吨捯链作为为构件的提升升设备，能够够满足施工要要求。5构件吊装：：构件吊装一般以以平吊为主，当当吊装大梁时时进行斜吊，即即用人字架靠靠在柱端，揽揽风绳固定在在邻近的柱子子上，然后在在梁的一端拉拉动手拉葫芦芦，使其与地地面形成一定定角度后再拉拉起另一端葫葫芦，然后两两边同时拉动动葫芦，当低低端达到起吊吊高度后松动动手拉葫芦，使使其对准轴线线慢慢落下，直直至完全固定定为止。吊装步骤：两端同时受力，将将一端慢慢向向上拉起至一一定高度，使使大梁进入两两柱之间，见见图二：图二两端同时向上拉拉起，使先拉拉的一端梁高高过女儿墙顶顶，见图三：：图三（3）高过女儿儿墙之后一端端不动，将梁梁另一端继续续向上升起至至柱顶，大梁梁就位，见图图四：图四高过女儿墙一端端慢慢回落，这这样两端就顺顺利就位，吊吊装完成。6、人字拔杆的的组装与位移移：人字拔杆的组装装与位移采用用塔吊配合进进行。即在塔塔吊允许范围围内采用塔吊吊直接吊装进进行就位，在在塔吊起吊范范围外采用分分片组装进行行就位，即将将人字拔杆分分割成两部分分，中间用法法兰连接，在在吊装的时候候先吊下半部部分到指定位位置，然后吊吊上半部分，使使得上半部分分与下半部分分对接，然后后在法兰片上上用高强螺栓栓连接起来，从从而达到人字字拔杆移动的的目的，方便便进行钢梁的的吊装。在最最后一榀梁吊吊装时，由于于人字拔杆支支撑不能到达达指定位置需需要将钢梁吊吊至混凝土现现浇大梁上然然后再将钢梁梁进行水平滑滑移，滑移方方法如下：在在混凝土梁上上垫一块钢板板，钢板上放放置坦克运输输车，将钢梁梁放置在坦克克运输车上，同同时用手拉葫葫芦将钢梁与与前一榀钢梁梁固定，一边边松动手拉葫葫芦，一边将将梁向前滑移移，每次滑移移3-5cm，同时在混混凝土梁端增增设挡板，以以防钢梁冲出出梁端，就这这样逐步的滑滑移，直到滑滑到柱端，将将钢梁固定在在柱端即可。在在滑移过程中中，钢梁南北北方向在两边边1/3位置设置揽揽风绳防止钢钢梁在滑移过过程中产生晃晃动。滑移到到位后，用千千斤顶侧向把把钢梁顶住，取取出坦克运输输车，然后慢慢慢松动千斤斤顶，将钢梁梁缓缓放下固固定在柱端即即完成吊装工工作。5、人字拔杆杆钢管的验算算5.1验算钢管管的挠度、求上端连接件件对左侧钢管管的弯矩：连接两钢管的上上端连接件的的质量为m=8.88×103kg；它的重量G1==mg=8..8×103kg×9..8×1033kg/m3=86.244KN。为计算简便简化化如图1；由于构件件对称，两边边受力状态一一样，故取左左边一根钢管管进行受力分分析;由于构件对对称，左侧钢钢管的轴力为为N1=G/2==43.122KN,左侧钢管轴轴力的水平分分力为N2=43.112KN×ssin15==11.166KN。左侧钢管管长L0=12m，左侧钢管的的水平分力N2对钢管中心心点的垂直距距离为L1=(12mm×sin885)/2==5.98mm，最后左边边钢管的水平平分力N2对钢管中心心点的弯矩为为M1=N2×L=11.116KN×55.98m==66.744KN·M、求左侧钢管的的自重对自生生的弯矩：已知钢管外径为为D=3255mm=0..325m，壁厚为d=10mmm=0.001m，则钢管的的外半径R1=D/2==0.16225m，钢管的内内半径R2=R1－0.01mm=0.16625m－0.01mm=0.15525m.。已知钢管管长L2=12m，钢管密度ρ=7.855×103kg/m3，则左侧钢钢管圆形断面面的净面积s=π×（R1）2－π×（R2）2=.π×（0.16225m）2－π×（0.15225m）2=0.0009m2，它的体积V=s×LL0=0.0099m2×12m==0.1088m3，则左侧钢钢管的重量m=ρv=7.855×103kg/m3×0.1008m3=8477.8kg，左侧钢管管由自重产生生的自重G=mg=8477.8kg××9.8×1103kg/m3=8.3KKN，自重G转化成均布布线荷载q=G/LL=8.3KKN/12mm=0.6992KN/mm,均布线荷载载产生的弯矩M2=(1/88)qL2=(1/88)×0.6692KN//m×12mm2=12.4456KN··M。、求左侧钢管轴轴力N1的水平分力N2对钢管产生生的挠度ωmax1：已已知人字钢管管为Q345，则它的弹弹性模量E=2066000N//mm2，根据≤建筑施工手手册≥里的常用结结构计算里的的表2-1-2结构静力计计算表得：ωmaxx1=FL3/3EI==(11.116×103×12×1103)/(3×2060000×0.0000122287×10012)=0.00000018mmm。、求钢管自重对对钢管引起的的挠度ωmax2：钢钢管自重引起起的均布线荷荷载为q=0.6992KN/mm，根据≤建筑施工手手册≥里的常用结结构计算里的的表结构静力力计算表（2-1-2）得，ωmax2=55qL4/384EEI={5××(8.3//12)×1124}/(3844×2060000×0..000122287×11012)=7.378mmm5.1.5、求求左侧钢管轴轴力N1的水平分力N2及钢管自重重对钢管产生生的总挠度ωω总：ω总总=ωmax1+ωmax2=00.00000018mmm+7.3778mm=77.378mmm。根据≤建筑施工手手册≥里的常用结结构计算里的的钢结构计算算里的表受弯弯构件挠度允允许值（2-83）得，钢结结构吊装的允允许值[ω允许]=L/4000=12mm/400==120000mm/4000=