林元林廈門市肇成實(shí)業(yè)有公司（361000）

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鋼結(jié)構(gòu)連廊安裝施工方法及力學(xué)分析

林元林
廈門市肇成實(shí)業(yè)有公司（361000）

摘要：在某研發(fā)中心的實(shí)驗(yàn)樓中，現(xiàn)場條件限制了腳手架的搭設(shè)，使得主鋼梁的拼接過程不能在空中進(jìn)行，但是，在地面上對(duì)主梁進(jìn)行拼接之后，它的重量就會(huì)比現(xiàn)場塔式起重機(jī)的承載范圍大，而在現(xiàn)場當(dāng)中，并沒有設(shè)置大型吊車站位位置，因此，這里主要闡述了利用人工手拉葫蘆進(jìn)行吊裝的方法和步驟，還詳細(xì)分析了吊裝支架和主鋼梁在自身重力作用下的受力性能。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；鋼連廊；安裝；力學(xué)分析

1　工程概況

某研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)樓的連廊，在實(shí)驗(yàn)樓與拓展樓（4層、6層、8層）之間，安裝上了鋼結(jié)構(gòu)連廊，連廊一旦建成，就能連通兩樓的4層、6層和8層。采用鋼結(jié)構(gòu)作為連廊主體，連廊的組成結(jié)構(gòu)是2根主鋼梁以及12根次鋼梁，所用樓板是閉口鍍鋅組合樓板，外立面采用的是鋼化玻璃欄板。連廊寬3.5 m，凈跨17.4 m。連廊是由2根主鋼梁與兩樓之間混凝土牛腿鉸接滑動(dòng)連接，將60 mm厚橡膠墊塊墊在鋼梁與混凝土牛腿之間。圖1為連廊鋼結(jié)構(gòu)軸測圖，圖2是連廊鋼梁與混凝土柱牛腿連接大樣。

圖1　連廊鋼結(jié)構(gòu)軸測圖

圖2　連廊鋼梁與混凝土樁牛腿連接大樣

2　工程現(xiàn)場條件

安裝連廊的時(shí)間要按照施工組織計(jì)劃來確定，即當(dāng)實(shí)驗(yàn)樓、拓展樓主體結(jié)構(gòu)封頂后方可實(shí)施。這個(gè)連廊有4層（標(biāo)高12.230 m）、6層（標(biāo)高20.930 m）、8層（標(biāo)高29.630 m）共三層。將每根主梁分成3段，等到加工之后再運(yùn)至現(xiàn)場（按照設(shè)計(jì)的要求確定分段的長度、現(xiàn)場塔式起重機(jī)負(fù)荷及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范）。在這個(gè)位置上，現(xiàn)場塔式起重機(jī)的最大吊重為1.3 t，由于安裝連廊的位置是在兩樓之間，并且在該時(shí)間段內(nèi)，兩樓之間是重要施工通道，因此不允許在現(xiàn)場搭設(shè)腳手架。地下室頂板、地下室車庫、汽車入口在連廊的正下方，同時(shí)在現(xiàn)場也并沒有使用汽車式起重機(jī)及其他起重機(jī)的條件。

3　施工方案

這項(xiàng)工程應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：由于現(xiàn)場條件限制了腳手架的搭設(shè)，進(jìn)而拼接主鋼梁的工作不能在空中完成；在地面上將主梁拼接好之后，鋼梁的總重量就超出了現(xiàn)場塔式起重機(jī)的承載范圍；在現(xiàn)場中，沒有安排大型起重機(jī)的站位位置。

根據(jù)上述條件，應(yīng)該采取人工手拉葫蘆的方案進(jìn)行連廊的吊裝操作。

3．1施工準(zhǔn)備

5/10t級(jí)人工手拉葫蘆、100 mm×l00 mm方木、焊機(jī)、手動(dòng)液壓叉車（俗稱地牛）、CRA-9（15t級(jí)）型搬運(yùn)小坦克、M20化學(xué)錨栓、鋼絲繩若干、手拉葫蘆吊點(diǎn)支架，如圖3所示。

圖3　8層倒鏈吊點(diǎn)支架平面

3．2施工順序

鋼連廊安裝順序?yàn)椋?層連廊→6層連廊→4層連廊

3．3鋼梁吊裝步驟

主鋼梁地面拼裝完成后，先水平移動(dòng)至牛腿正下方，移動(dòng)方法為：鋼梁一端吊于事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)樓（拓展樓）10 t倒鏈上，使倒鏈鋼絲繩處于拉緊狀態(tài)，此時(shí)用地牛提升鋼梁另一端，提升高度剛好放人坦克（帶萬向輪）為佳。坦克就位后，撤出地牛，開始拉倒鏈，坦克端工人用撬棍輔助撬動(dòng)有坦克這一端的鋼梁以達(dá)到水平移動(dòng)鋼梁的目的。

鋼梁水平移正后，有坦克一端鋼梁掛于另一端10 t倒鏈上，兩邊同時(shí)拉倒鏈垂直提升鋼梁。為加快提升速度，可以分別在8層、6層設(shè)置2個(gè)10 t手拉葫蘆同時(shí)提升。

鋼梁空中水平移動(dòng)。當(dāng)鋼梁提升至高于混凝土柱牛腿上方200 mm時(shí)，在牛腿正上方增加一個(gè)5 t級(jí)手拉葫蘆來實(shí)現(xiàn)鋼梁水平移動(dòng)，拉5 t倒鏈的同時(shí)放松10 t倒鏈。水平移動(dòng)鋼梁步驟：①垂直提升高于8層混凝土柱牛腿200 mm；②拉5 t倒鏈，放松10 t倒鏈；③逐步就位（拉5 t倒鏈，放松10 t倒鏈）；④垂直下落（同時(shí)放松5/10 t倒鏈）。

按以上方式將鋼梁另一端吊裝就位，臨時(shí)固定好，然后按上述方法吊裝另一根主鋼梁，當(dāng)兩根鋼梁全部就位經(jīng)測量無誤后按設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行鋼梁與牛腿連接節(jié)點(diǎn)的施工。

為防止鋼梁自重情況下失穩(wěn)損壞，主鋼梁施工完成后及時(shí)吊裝兩主鋼梁之間中部、兩端頭次梁。

6層、4層鋼梁吊裝方法同上。吊6層連廊，將8層連廊作為6層連廊的吊裝吊掛點(diǎn)；吊4層連廊，將6層連廊作為4層連廊的吊裝吊掛點(diǎn)。

主鋼梁吊裝完畢后，次鋼梁可以用現(xiàn)場塔式起重機(jī)吊裝完成。

4　吊裝計(jì)算

4．1吊裝支架計(jì)算

吊裝支架如圖3所示，根據(jù)分解步驟，對(duì)吊裝支架進(jìn)行5個(gè)工況的力學(xué)計(jì)算，力加載在吊裝支架左邊的10 t吊鏈和5 t吊鏈上，總的荷載為27 kN。當(dāng)5 t吊鏈承受全部荷載時(shí)，吊裝支架的應(yīng)力和位移均達(dá)到最大值，分別為147 MPa和2.53 mm，表明工況為最不利工況，需要特別關(guān)注。

4．2主鋼梁吊裝自身穩(wěn)定計(jì)算

吊裝過程中，主鋼梁在自身重力作用下的主應(yīng)力和變形如圖4所示。

圖4　主鋼梁自身重力作用下的主應(yīng)力和變形

圖4表明，主鋼梁在自身重力作用下，應(yīng)力最大位置發(fā)生在跨中和吊裝點(diǎn)處，但數(shù)值較小不會(huì)發(fā)生破壞。

5　主要安全措施

在安裝過程中，不僅要嚴(yán)格遵循常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)安裝安全規(guī)定，還必需要增加以下幾個(gè)方面的安裝措施：

要在主梁下掛滿水平安全網(wǎng)之后，再安裝鋼結(jié)構(gòu)次梁，并用鋼絲繩將安全網(wǎng)固定在主梁的耳板上，同時(shí)施工人員所用的安全帶是鋼絲繩，并將其設(shè)置在每層鋼梁上部1 m位置處，當(dāng)連接鋼絲繩兩端與設(shè)計(jì)樓、實(shí)驗(yàn)樓的結(jié)構(gòu)時(shí)，所采用的方法為，用鋼絲繩穿過混凝土墻體上的螺桿眼，將鋼絲繩卡固定在平行放于墻體上50 cm的鋼筋上。

在安裝次梁的過程中，需要將腳手板在主梁下翼緣進(jìn)行搭設(shè)并固定，等到安全檢查之后，才可以施工。這個(gè)腳手板作為安裝人員作業(yè)面。

在鋪設(shè)壓型板之前，在主梁上翼緣焊接φ22、高1 200 mm的鋼筋，同時(shí)焊接3道通長水平鋼筋，用來起到臨邊防護(hù)的作用，3道水平鋼筋均采用的是φ12。等到上、中、下三個(gè)部位分別與豎向φ22鋼筋焊接完成之后，再將側(cè)面滿掛安全網(wǎng)。

6　結(jié)語

1）在安裝類似鋼連廊（塔式起重機(jī)、汽車式起重機(jī)不能使用）的過程中，很多時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)這種問題。

2）實(shí)踐證明，人工手拉葫蘆吊裝方案經(jīng)是可取的，而且它的施工綜合費(fèi)用比較小。