李寧

摘要：在鋼結(jié)構(gòu)工程施工案例中，大跨度桁架吊裝技術(shù)一直是重點(diǎn)難點(diǎn)，需要嚴(yán)格做好安裝質(zhì)量精度的控制和作業(yè)過程中的安全保證。本文將就大跨度鋼管桁架結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)進(jìn)行研究，通過“地面拼裝、整體吊裝”的施工方式，可以最大限度減少高空作業(yè)工作量、加快施工進(jìn)度、提高安裝精度、保證施工安全。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);大跨度桁架;起重吊裝

1.前言

鋼桁架結(jié)構(gòu)由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確，被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)與民用建筑中，尤其是在大型公共建筑如體育場(chǎng)館、車站、圖書館等建筑結(jié)構(gòu)的屋面系統(tǒng)，普遍選用大跨度鋼桁架。由于大跨度鋼桁架一般用于結(jié)構(gòu)跨度和建筑高度較大的建筑物上，同時(shí)，對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的安裝精度要求較高，因此，鋼桁架施工過程中，重點(diǎn)難點(diǎn)就在于吊裝方式的選擇，本文通過某籃球館屋面大跨度桁架吊裝工程實(shí)例，來簡(jiǎn)要介紹大跨度鋼桁架在吊裝方式選擇、吊裝機(jī)械選型、吊裝質(zhì)量控制以及吊裝過程中的安全保證措施等方面的技術(shù)要點(diǎn)。

2.吊裝方式的選擇

本工程鋼桁架最大跨度60m，單榀桁架最大重量為29.8噸，根據(jù)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部相關(guān)規(guī)定，施工前需編制安全專項(xiàng)方案并經(jīng)專家論證通過后方可實(shí)施[1]。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工場(chǎng)地狀況，吊裝方式選擇“主桁架整體地面拼裝、單榀桁架整體吊裝”的方法。主桁架整體吊裝完成后，在進(jìn)行主桁架支架次桁架的嵌補(bǔ)工作。如下圖所示：

鋼結(jié)構(gòu)主桁架采用單機(jī)吊裝，共進(jìn)行4次吊車站位完成本工程全部主桁架的吊裝工作。桁架吊裝前，需根據(jù)桁架提升高度、桁架結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度及重量，通過計(jì)算選取合適的吊點(diǎn)。本工程桁架結(jié)構(gòu)為倒三角型鋼管桁架，總長(zhǎng)度60m，安裝高度為9.8m，吊裝計(jì)算時(shí)，荷載取值為桁架桿件自重，并考慮節(jié)點(diǎn)、馬道欄桿、花紋鋼板等重量后，取安全系數(shù)為1.3，同時(shí)考慮吊裝動(dòng)力系數(shù)1.2，吊裝鋼絲繩直徑為38mm，單機(jī)抬吊，八點(diǎn)起吊，通過捆綁的方式將鋼絲繩吊點(diǎn)均勻分布在桁架上弦桿。通過計(jì)算機(jī)模擬分析吊裝過程中桁架受力情況，計(jì)算結(jié)果滿足吊裝的安全性。吊點(diǎn)位置示意如下圖所示：

吊裝前在桁架兩端設(shè)置溜繩，以控制桁架在吊裝過程中的擺動(dòng)幅度，同時(shí)在鋼桁架上弦桿通長(zhǎng)設(shè)置生命線繩，作為高空作業(yè)人員的安全保證措施。每一榀桁架吊裝就位后，需進(jìn)行進(jìn)行桁架間系桿的連接，保證主桁架間形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元，防止桁架發(fā)生側(cè)移、傾倒等安全質(zhì)量事故。

3.吊裝機(jī)械的選型

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置特點(diǎn)，由于場(chǎng)地空間有限，需合理分配桁架地面拼裝及吊裝時(shí)吊車站位的空間，重點(diǎn)保證桁架的拼裝位置及吊車站位滿足吊裝工況要求。本工程單榀鋼桁架最大重量為29.8噸，根據(jù)吊車吊裝高度與回轉(zhuǎn)半徑關(guān)系以及吊裝重量綜合考慮，選用中聯(lián)350噸汽車吊，吊裝重量與吊裝工況關(guān)系表所示：

4.質(zhì)量控制措施

4.1鋼桁架起吊前的構(gòu)件質(zhì)量驗(yàn)收

由于鋼桁架整體采用零散桿件焊接組裝形成，起吊前要對(duì)鋼桁架整體進(jìn)行驗(yàn)收，重點(diǎn)要保證桿件拼裝尺寸精度和鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量。根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，鋼桁架上下弦桿對(duì)接焊縫為全熔透等強(qiáng)焊接，焊縫質(zhì)量等級(jí)一級(jí)，支座處鋼管與鋼管及支座錨板之間焊縫均采用坡口全熔透對(duì)接焊縫連接，焊縫等級(jí)為一級(jí)，需對(duì)一級(jí)焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷，確認(rèn)合格后方可進(jìn)行防銹涂裝[2]。每一榀鋼桁架均要完成尺寸精度檢查、焊縫探傷檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入吊裝工序。

4.2拼裝及吊裝過程中中測(cè)量監(jiān)控

為了確保桁架的拼裝及吊裝過程安全順利進(jìn)行，需監(jiān)控拼裝過程中支撐胎具的變形數(shù)據(jù)，吊裝過程中起重機(jī)的吊況及構(gòu)件的穩(wěn)定性。吊裝過程中應(yīng)對(duì)桁架的穩(wěn)定性以及吊車工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率為鋼桁架提升至離地200-300mm時(shí)，應(yīng)穩(wěn)定停止10分鐘，觀察構(gòu)件的穩(wěn)定性及吊車的工作情況。吊裝過程中應(yīng)對(duì)吊車的起升高度，速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。鋼桁架就位落鉤后應(yīng)觀察桁架的穩(wěn)定性。

為控制大跨度鋼桁架下?lián)献冃?，在拼裝前應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼桁架整體進(jìn)行預(yù)起拱，以抵消由于鋼桁架自重及屋面施加荷載后引起的下?lián)献冃危竟こ淘O(shè)計(jì)起拱要求為120mm，若設(shè)計(jì)無要求則需要通過計(jì)算得出預(yù)起拱高度，根據(jù)同類工程施工經(jīng)驗(yàn)，一般情況下預(yù)起拱高度為跨度的1/1000--2/1000[3]。同時(shí)在鋼桁架下弦桿便于觀測(cè)的位置設(shè)置標(biāo)高控制點(diǎn)，通過對(duì)鋼桁架脫離胎架前后以及吊裝就位后控制點(diǎn)標(biāo)高的變化進(jìn)行觀測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控鋼桁架下?lián)献冃吻闆r。

5.安全保證措施

本工程鋼桁架吊裝屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，施工前需編制安全專項(xiàng)方案并經(jīng)專家論證通過后方可組織施工。在吊裝前要制定詳細(xì)的安全保證措施以消除事故隱患，確保安全施工。主要的安全防護(hù)措施有以下幾點(diǎn)：

（1）吊裝前對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、指揮人員、信號(hào)工、吊車司機(jī)進(jìn)行詳細(xì)交底，并進(jìn)行同步性培訓(xùn)?，F(xiàn)場(chǎng)指揮人員與吊車司機(jī)的聯(lián)系要及時(shí)可靠，指揮信號(hào)、旗語(yǔ)、手勢(shì)要清楚，明了，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)匯報(bào)吊裝現(xiàn)場(chǎng)總指揮，以便采取行之有效的措施。

（2）鋼桁架地面拼裝完成后，在需嵌補(bǔ)次桁架的位置處上下弦各預(yù)留一道安全通道。并在上弦桿以上1200mm位置滿拉設(shè)一道安全繩，用于安裝嵌補(bǔ)件時(shí)工人操作安全防護(hù)。

（3）吊車應(yīng)嚴(yán)格按照吊裝施工平面布置圖的要求進(jìn)行站位。吊車每調(diào)整一次，都要在起吊前進(jìn)行試吊，試吊時(shí)必須緩慢進(jìn)行，待設(shè)備即將離地時(shí)，有關(guān)人員要全面查看吊車狀況，確認(rèn)無異常情況后，方可繼續(xù)起升，試吊的起升高度不得超過300mm，進(jìn)入正式吊裝程序，在起升到預(yù)定的高度后，應(yīng)停機(jī)觀察，經(jīng)檢查情況后，即可結(jié)束吊裝作業(yè)。

（4）吊裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)警戒區(qū)，非作業(yè)人員不得入內(nèi);吊裝作業(yè)時(shí)，施工人員不得在吊車起重臂或鋼桁架的下面、受力索具附近及其它有潛在危險(xiǎn)的地方停留。

（5）風(fēng)力在五級(jí)及以上時(shí)，雨天、霧天等天氣條件下嚴(yán)禁進(jìn)行吊裝作業(yè)，在雨天后進(jìn)行吊裝作業(yè)之前和之中，要特別注意檢查吊裝區(qū)域地基耐力的變化，如有異常，應(yīng)立即停止吊裝作業(yè)[4]。

【結(jié)束語(yǔ)】

大跨度鋼桁架的施工一直以來都是鋼結(jié)構(gòu)工程施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)，鋼桁架整體吊裝技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于選取正確的吊裝方式和起重機(jī)械，同時(shí)要做好充分的施工前準(zhǔn)備工作和施工過程中的管控。本文結(jié)合工程實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹了“地面拼裝、整體吊裝”的鋼桁架施工工藝，通過這種施工方法，大大提高了工程施工速度、保證了施工質(zhì)量，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》住建部（2018）37號(hào)

[2]《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2020

[3]宋國(guó)福， 王海濤， 張三虎. 神華技術(shù)創(chuàng)新基地大跨度鋼桁架施工技術(shù)[J]. 施工技術(shù)：下半月， 2011（9）：4.

[4]李曉斌. 淺談建筑施工起重吊裝安全技術(shù)[J]. 建材與裝飾：上旬， 2013（7）：2.