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        超長棧橋的鋼結構桁架安裝技術

        2018-03-06 02:56:00姚習紅楊建新陳志達
        建筑施工 2018年10期
        關鍵詞:通廊起重量吊索

        姚習紅 楊建新 陳志達

        1. 武漢城市職業(yè)學院 湖北 武漢 430064;2. 中國一冶集團有限公司 湖北 武漢 430081

        1 工程概況

        某糧庫輸送棧橋由上部鋼結構通廊及下部混凝土支架組成,其中,上部鋼結構通廊由7個通廊連接組成輸送棧橋;下部混凝土支架中心間距最大跨度58 m(圖1)。輸送棧橋全長300.5 m,上部鋼結構桁架、棧橋起連接清理塔和提升塔的作用,是糧食傳運通道;輸送棧橋通廊鋼結構形式為桁架式結構,鋼結構材質(zhì)為Q235B,鋼結構總質(zhì)量約150 t。

        圖1 輸送棧橋布置

        輸送棧橋現(xiàn)場鋼結構吊裝施工中,3#通廊桁架跨度最大,跨度58 m,構件質(zhì)量35.67 t,為本項目吊裝的重點和難點。本文以3#通廊桁架為例,介紹超長構件的現(xiàn)場施工方法。

        2 桁架吊裝方案

        2.1 桁架預拼裝

        3#通廊桁架投影總長58 m,寬3.2 m,高3.0 m(圖2)。

        圖2 3#通廊桁架布置

        為便于運輸,通廊桁架在工廠分5段制作 ,運至現(xiàn)場地面拼裝成58 m通廊整體構件,然后利用2臺吊車雙機抬吊,吊裝就位。因此,在拼裝前,根據(jù)構件總長,應在地面上用路基箱(或厚30 mm的鋼板)安裝組裝胎架,胎架搭設按棧橋總長的l/500起拱要求搭設,組裝胎架同時搭設3組,確保拼裝吊裝機械連續(xù)使用。以3#棧橋胎架搭設為例,胎架中,底板尺寸為4 500 mm×1 000 mm×30 mm,拼接HW200 mm×200 mm ×8 mm×12 mm型鋼(圖3)。

        圖3 拼裝胎架示意

        搭設拼裝胎架時,需保證地面堅實平整,路基箱由1塊厚30 mm鋼底板、2段豎向放置的H型鋼和1段水平放置的H型鋼組成馬凳形狀,在橫梁上放置楔子,便于逐段調(diào)節(jié)桁架下弦高度,跨中起拱110 mm,滿足l/500起拱要求(圖4)。

        2.2 桁架吊裝方案

        該通廊下部跨過鐵路,并且兩側道路狹窄,根據(jù)現(xiàn)場吊裝條件,在計算機上運用BIM技術模擬桁架吊裝,從吊車選型、站位、吊裝角度、回轉(zhuǎn)半徑等因素全面考慮,消除吊裝過程中桁架、吊車、混凝土支架、現(xiàn)場建筑物碰撞或干涉現(xiàn)象。決定采用2臺200 t汽車吊雙機抬吊方案(圖5)。構件質(zhì)量35.67 t,加上吊車吊鉤、鋼絲繩、吊耳等其他質(zhì)量,驗算吊車起重量時取構件質(zhì)量約38 t。

        圖4 桁架拼裝立面起拱示意

        圖5 雙機抬吊3D示意

        2.2.1 吊機起吊能力驗算

        根據(jù)現(xiàn)場吊車站位條件,選擇通廊起吊重心(圖6),根據(jù)力矩平衡方程,計算出x、y位置兩吊車應該承擔的起重量分別為25.1 t和12.9 t。

        圖6 雙機抬吊受力示意

        根據(jù)JGJ 276—2012《建筑施工起重吊裝工程安裝安全技術規(guī)范》,雙機抬吊,單機荷載不得超過額定起重量的80%。因此要求x、y位置兩吊機的最大起吊質(zhì)量分別為31.4 t和16.1 t。

        經(jīng)計算,x位置吊機作業(yè)半徑14 m,主臂長度34.8 m,y位置吊機作業(yè)半徑28 m,主臂長度39.1 m,可滿足施工需求。

        2.2.2 吊索、吊耳的選擇

        本段通廊吊裝的每臺吊機采用1組2根吊索,4個吊點。根據(jù)吊點受力計算,吊裝受力最大的吊索和吊耳在x點位,以此點來計算吊索、吊耳的受力,從而選擇吊索和吊耳。

        2.2.3 吊索設計分析

        兩根吊索夾角為30°,吊索擬采用鋼絲抗拉強度為1 700 MPa、直徑47.5 mm的6×37+1鋼絲繩。經(jīng)驗算,鋼絲繩能滿足吊裝安全要求。

        2.2.4 吊耳設計分析

        現(xiàn)場吊裝時,鋼絲繩穿過卡環(huán),卡環(huán)與預先焊在桁架吊點上的吊耳(圖7)連接。經(jīng)驗算,設計吊耳的規(guī)格和吊耳連接焊縫均滿足吊裝要求。

        圖7 吊耳設計示意

        3 桁架吊裝技術參數(shù)分析步驟

        1)根據(jù)現(xiàn)場施工條件,確定吊車起吊旋轉(zhuǎn)半徑和起吊高度,預先選定吊機類型。

        2)根據(jù)構件總長,確定起吊重心位置、吊點位置等,進一步求得2臺吊車分別承擔的起重量。

        3)驗算選定的吊車能否安全起吊。

        4)設計鋼絲繩、吊耳等。

        5)嚴格按工序施工,按照方案選用吊機、鋼絲繩,確定吊點位置及起吊高度等參數(shù),保證吊裝安全[1]。

        4 安裝過程中的安全監(jiān)測報告

        根據(jù)前期理論計算結果和自身技術裝備條件,選擇x(主)、y(輔)位置各設置1臺200 t吊機聯(lián)合吊裝。吊裝過程中嚴格觀察主、輔吊機實際質(zhì)量的變化,現(xiàn)以起吊點1、作業(yè)半徑最大處2、吊車臂最長點3、落位點4這4個特征值,對吊機起重量與理論計算量對比,進行安全監(jiān)測,主、輔吊機監(jiān)測數(shù)據(jù)對比見表1、表2。

        表1 主機監(jiān)測數(shù)據(jù)對比

        表2 輔機監(jiān)測數(shù)據(jù)對比

        由監(jiān)測數(shù)據(jù)知,主、輔吊機儀表盤上顯示起重量(圖8、圖9),與吊車起吊、空中移位和安裝就位的工況吻合。輔助吊機在任何工況下實際起重量均小于13.89 t(含吊鉤自重),且主、輔吊機儀表盤力矩限制器顯示數(shù)據(jù)換算為理論安全起重量也始終小于吊車額定起重量,說明整個吊裝方案安全可靠。

        圖8 主機監(jiān)測對比

        圖9 輔機監(jiān)測對比

        5 監(jiān)測分析

        理論與監(jiān)測結果表明:實測吊裝值與理論計算結果基本吻合,表明此計算方法的準確性,吊裝所使用的吊具各構件在吊裝過程中受力合理,整體安全性滿足要求。

        通過以上研究,充分證明了超長棧橋桁架雙機抬吊是安全可靠的,整套吊具可以放心投入桁架實際吊裝作業(yè)中,同時也建議吊裝施工過程應平穩(wěn)進行,盡量選擇在風力較小、天氣穩(wěn)定、溫度適中等外界干擾較少條件下進行吊裝施工。

        6 應用效果

        該棧橋利用此設計方案,實際應用效果很好。現(xiàn)場實際吊裝時,2臺吊車從進場站位、試吊、吊裝、安裝就位,用時3 h,吊裝過程順利,吊裝成功。既無吊機資源浪費,又能保證現(xiàn)場施工安全,桁架雙機抬吊吊裝工藝應用效果良好,為同類桁架施工提供有益參考。

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