大跨度钢结构吊装与卸载施工技术

大跨度钢结构吊装与卸载施工技术1.前言随着国家产业结构调整、资源整合的趋势，特大型煤矿建设不断增多，输煤系统的大跨度钢结构栈桥跨度设计将更大，如何快速优质地完成特大跨度钢结构的制作、拼装、吊装施工是煤炭施工企业必须解决的技术难题。2.技术特点2.1对特大跨度钢结构桁架进行分片划分。由于钢结构桁架跨度太大，吊车不能直接吊装至设计位置。所以根据桁架的受力情况和吊装实际需要，将大跨的钢桁架进行分片，便于吊装施工。2.2两台大型吊车之间的协作吊装。一台大型吊车不能满足吊装要求，采用两台大型吊车之间的协同进行吊装，需要根据现场确定两台吊车同时进行吊装时每台吊车的站位，每一台吊车起吊的速度、高度和工作半径，以及在每台吊车的特定工况下进行旋转或者其他协同操作，以满足吊装要求。2.3采用临时支撑卸载技术。如此跨度、重型的桁架结构，支撑反力与各支撑点的卸载变形量，均有较大的差异，要实现支撑点的支撑整体同步卸载，卸载设备、技术、队伍难度比较大，通过同设计单位的沟通和计算，确立了“分阶段整体分级同步卸载”的临时支撑卸载方法，保证卸载顺利实施。3.适用范围本技术适用于大型钢结构桁架的吊装施工，尤其适用于单跨跨度大、单跨重量重、形状复杂的钢结构桁架工程。4.工艺原理钢结构桁架分段分片吊装施工原理就是根据设计图纸，结合施工现场在地面上进行拼装组装，组装完成后，对钢桁架分成几榀吊装后空中连接成一个整体。由于钢桁架跨度大，在钢桁架下设置临时支撑，在拼装和吊装过程中计算选择吊装点以及起吊过程控制、吊车之间的配合，吊装完成之后再行安装钢桁架上的后续构件，检查验收合格后进行整体卸载，将钢桁架从支撑受力状态下，转换到自由受力状态。5.工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程桁架吊装施工工艺流程如图5.1-1。图5.1-1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1施工准备1、钢桁架吊装前，主体结构按吊装方案分段组装，并且检验合格。钢结构安装的预埋、预留检查，重点检查的有：定位轴线间距，基础预埋件标高和地脚螺栓的位置是否满足安装要求，临时支撑是否安装到位。2、吊装前，修运输及吊装道路。吊装道路沿南北走向通长铺设，保证道路平整坚实。有施工场地，能够保证100T汽车吊进出和停车回旋余地。吊车所行走的路线和支撑的位置必须压实平整好，以确保吊装的顺利进行。吊车吊装工作范围内的障碍物必须预先清除。3、搭设护栏、操作平台、制作吊篮。桁架顶安装焊接时人坐在吊篮内用吊车送至柱顶。护栏搭设、吊篮制作应牢固合理、安全，外侧均应悬挂安全网；吊车吊吊篮时应挂有安全绳。4、吊装施工时使用的钢丝绳、索具、道木等应准备齐全，并达到施工使用要求。5、吊装前，安装施工人员须根据施工图纸对钢桁架、钢支架及基础预埋件的位置及基础间距，相对尺寸及平面进行校核、处理。使其符合安装要求。5.2.2测量放线依据施工图纸，对现场已经埋设的预埋件进行检查复测，标高不满足要求的均按照最高的预埋件进行调整，保证网架安装就位以后下弦处于同一平面，防止受力不均，导致内部受力变化而引起形变。用全站仪与水准仪结合图中尺寸进行放线定位。根据设计图纸将十字线弹在预埋件上，保证安装就位时的准确性。对支座位置进行拼装时按照放线位置进行现场组装。吊装前对于吊车站位定位放线，对于吊装每一片网架的吊车中心用灰线撒出，确定好每天吊车的位置。吊装作业时严格按照撒出的灰线进行站位吊装。5.2.3工程主要实物量依据施工图纸和钢桁架的结构受力特征，采用针对钢结构桁架的分片划分技术将钢桁架进行分片分段划分，每片结构在原地拼接完成直立，并计算确定每段的总长度、宽度、安装标高以及桁架总重量等主要实物量，在断点处设置临时支撑。每段桁架主要实物量作为确定吊装方案的初始数据依据。5.2.4吊车选型与参数验算1、吊车选型根据现场实际考察，测量、计算，钢桁架的地面拼装位置以及吊车吊装吊点位置的确定，经过对每一片网钢桁架质量的核算，确定每一片钢桁架的重量，通过模拟试验的结果反复修订，并根据钢桁架拼装的位置，吊装作业的工作半径，吊钩的高度，扛臂计算来确定吊车的吊车的大小。由于多台吊车的同步协作是工程施工的一个重点和难点，我们针对吊装过程反复进行吊装模拟试验，采用电脑模拟试验和实际吊车空荷载进行吊装全过程模拟。电脑模拟试验确定吊装前后吊点位置，吊车位置等平面位置的准确性。吊车空荷载模拟试验将整个吊装过程中每台吊车的站位，工作半径，出臂长度等予以确定，并严格按照结果进行操作。解决多台吊车在同一时间点上出臂长度、大臂与水平的夹角、吊绳长度等可能出现的问题，确保吊车在吊装过程中不出现拉扯，避免钢桁架出现扭曲变形等情况出现。2、吊装参数验算每片桁架结构在原地拼接完成直立后，以顶部标高最高点吊装以及最重桁架为验算对象对吊装参数进行验算，首先要对吊装荷载、工作半径、出杆长度进行验算，保证起重重量、工作半径、高度满足吊装要求，其次进行抗臂验算，保证吊车主臂距钢架外框最小距离满足使用要求，以上主要参数验算保证吊车型号合适，最后计算确定吊点位置、绳索规格型号长度、卸扣型号等。5.2.5现场组装钢桁架分成片进行地面组装，组装时按照提供好的场地整平标高后进行拼装，组装完成后对各个节点连接的情况按照验收规范进行逐一检查，防止节点连接不牢靠。5.2.6临时支撑设置1、临时支撑地面选择在平整场地上，并提前对支撑位置地面进行夯实处理，再浇筑1m宽1m高比钢桁架宽度方向长2m的C30混凝土支墩，支墩内上、中、下配置三层螺纹钢22间距300的钢筋。混凝土支墩顶面预留1000*1000*20钢板，临时支撑螺纹管与钢板焊接连接。2、临时支撑点的选择是和设计人员对钢桁架的结构受力进行分析、钢桁架的吊装就位过程、以及就位以后的受力状况进行分析研究确定网架的临时支撑节点位置。3、实际临时支撑材料选择：临时支撑采用螺纹管630*10，连接用H300型钢，支撑用H100X100型钢，临时支撑各项验算由PK11软件进行验算。临时支撑设计如图5.2.6-1。1-千斤顶；2-钢管Φ114×3.5；3-钢管Φ630×10；4-基础图5.2.6-1临时支撑示设计意图5.2.7吊装1、吊装工艺钢桁架拼装→吊车就位→按设计计算核实后提供的吊点→捆绑起吊钢丝绳（设置支托，钢丝绳接触部位垫木方）→确认吊点牢固→钢桁架吊离地面200mm→钢桁架角部拴麻绳→检查→调整吊车回转半径→缓慢起吊回转→吊装就位→设置安全临时支撑点→卸载→松钩。2、吊车进场后，对作业人员的上岗证以及吊车的检验报告进行检查并报验。并对吊绳及卸扣进行检查。吊车按照之前撒出的站位中心线进行站位，保证吊装施工作业安全顺利进行。3、在起吊过程中必须稳步进行，经检查连接牢固后，起重机慢慢提起，观察吊索、构件平衡程度。网架提离地面200mm时，停止提升，派专人观察绳索、吊车支腿、大臂、钢桁架变形和吊点情况等各处受力情况，钢桁架上增加活荷载（8名人员），再观察5分钟，确认无误后，钢桁架上的活荷载（8人）放置到地面安全位置后，开始进行就位吊装。每一榀都进行这样的试吊过程。吊车继续提升，提升高度达到吊装高度时，起重机缓缓下落就位，同时两根溜绳分别在南、北方向拉紧，防止构件与起重机大臂相互碰撞，钢桁架支座就位后设置安全临时支撑点，固定支撑点进行牢固焊接然后缓慢松钩。5.2.8卸载与临时支撑拆除吊装到位以后，临时支撑采用下端固定，上端找平，在每一个临时支撑点上端采用50吨千斤顶进行卸载控制，网架固定以后，进行拆除临时支撑时，需要将临时支撑上端的千斤顶同步缓慢卸载，避免速度太快使网架临时支撑点附近杆件突然受力而损坏，每次卸载高度20mm，静置2日，观察钢桁架无异常情况出现后，方可进行下一次的整体卸载，卸载总共进行5次，当逐步卸载到钢桁架临时支撑处变形不再出现变化时，静置5日后，没有其他情况出现，再将支撑完全拆除。5.2.9挠度的控制吊装前，设置钢桁架临时支撑要根据设计挠度值进行测算，在节点部位的临时支撑，其高度要经过进行设计计算确定，计算原则是保证钢桁架临时支撑拆除后，挠度值满足要求。5.2.10劳动组织劳动力组织情况，见表5.2.10-1表5.2.10-1劳动组织表序号工种人数1吊装工102起重工13信号工24安装工人256.材料与设备桁架吊装所需材料及设备见表6-1。表6-1材料设备一览表序号名称型号规格数量单位备注1汽车吊25T1台三一QY100V2汽车吊100T2台3电焊机BX1-5004台4气割设备2套5钢丝绳套6x37+1（d47.5）6x37+1（d56）8米10M4根6M4根6卸甲T8DW258个7活动扳手L=450mm4把8钢卷尺50米1把9钢卷尺5米4把10麻绳Ф20120米11倒链3T2个12倒链5T2个13水准仪1台14经纬仪1台15切割机2台16磨光机8台17千斤顶50T10台18绳卡10个19卸甲T（8）DW258个20枕木30根21螺丝刀5把22木楔除以上主要机具外，还须准备：手锤、角尺、安全带、安全帽等，在此不详细列出。7.质量与控制7.1根据现场情况及安装要求，将构件吊装搬运到合适位置。7.2吊装锁具应设专人负责检查，并做好检查记录。7.3吊装前应对设置好的全部吊装索具按照国家有关规定的要求进行全面维修检查。7.4在施工中，如需吊装索具代用，必须经过研究并征得有关人员同意后方可使用，并做好记录。7.5吊装前应检查捆绑是否平稳、牢固，不得在吊装物上悬挂零星物件。吊装物起吊平移时，其底部与所跨越的障碍物之间应有30cm以上的净空。吊装物起吊就位放稳后，未经指挥人员同意不得松钩。为防止吊装过程中起吊物摆动、旋转或碰撞其他构件、建筑物，在吊装物两端底部横梁杆件上捆绑Ф≥20mm棕绳做为溜绳。7.6使用的吊装绳索应受力均匀、无断丝、扭结、弯折、压扁、磨损、腐蚀或电弧作用引起的损坏等现象。7.7钢丝绳在使用过程中，不得与设备、构件、建筑物的棱角直接接触，如接触必须垫衬半圆管。7.8吊装时由执行指挥发布指挥信号，信号应清楚。发布信号和传递信号要统一、清晰、准确及时。8.安全措施8.1做好工人的安全教育工作，树立安全第一思想，生产必须安全，安全为了生产。8.2健全安全管理机构，设立专职及兼职安全员抓好安全工作，贯彻“安全第一，预防为主”的方针，杜绝事故发生。8.3建立安全施工岗位责任制，施工作业前，必须制定施工方案，落实安全措施，完善审批手续，严格按方案实施。8.4施工前对作业人员进行施工技术交底时，同时要进行安全技术交底。8.5按规定标准使用安全帽、安全带。8.6各机械设备的安全防护装置一定要齐全有效。8.7严禁赤脚或穿高跟鞋、拖鞋进入施工现场高空作业不准穿硬底和带钉易滑的靴鞋。8.8施工现场的危险区域要有明显的警戒标志，夜间要设警示灯。8.9现场材料按规定堆放整齐、确保场内交通安全畅通。8.10钢结构吊装前必须认真核对构件重量，并仔细检查吊点位置，绑扎方法、吊索设置是否符合设计要求，确定安全后方可起吊。9.节能环保措施9.1贯彻执行国家、当地政府有关环境保护的方针、政策、法