吊车抬吊技术在大跨度皮带走廊吊装中的应用
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摘要：在我国经济发展的推动之下，建筑工程不仅仅在数量获得一定进步，同时其技术上也获得一定的突破，本文以神华包头煤制烯烃项目卸储煤装置原煤仓皮带走廊钢结构吊装为例，论述了吊车抬吊技术在大跨度皮带走廊吊装中的应用。
关键词：皮带走廊；结构吊装；应用
中图分类号：U469文献标识码： A
引言：近些年来，大跨度空间结构得到前所未有的飞速发展，并且获得了广泛应用。本文主要对皮带走廊吊装技术进行研究，探讨不同的吊装技术、次序对结构的施工内力产生的影响，总结其中的规律，寻求相对合理，优化的吊装技术和原则。
1、工程实例：
本工程为神华包头煤制烯烃项目卸储煤装置原煤仓皮带走廊。此皮带走廊用于从1#转载站至原煤仓输送原煤，斜向总长143m。皮带走廊和支架采用球型桁架结构和型钢结构、支架基础为钢筋混凝土独立基础、皮带走廊墙面、屋面均采用彩钢板封闭。支架由H型钢和钢板组成；走廊为鱼腹型桁架，主结构由圆管空心球组成、鱼腹部分由双肢角钢组成，走廊走道板由天机板结构组成。
桁架架空高度：支架1：60m(8*5m长方形)；支架2：44m(8*5m长方梯形)；支架3：33.8m(5*6m长方梯形)；支架4：11.2m(5*6m长方梯形)。
桁架布置：支架1～支架2、支架2～支架3为桁架（1）；支架3～支架4为桁架（2）；支架4～1#转载站为桁架（3）。
桁架结构尺寸：桁架（1）长度为37.283m、宽度为3.8m、高度为7.5m，重量为39.272T；桁架（2）长度为25.4m、宽度为3.8m、高度为3m，重量为25.372T；桁架（3）长度为25.2m、宽度为3.8m、高度为3m，重量为25.315T。
2、技术应用：
2.1、施工部署：
（1）根据结构吊装高度及重量，采取整体吊装有一定难度和安全隐患因素，所以采用分节吊装，既能保证安全，又能保证构件安装的可行性和构件设备完好性。
（2）由于吊装就位场地有限，所以钢结构构件（支架）组装时在现有主立井加工场地组装，组装后运至吊装就位场地进行分节吊装（边吊边运），但每节钢桁架在吊装就位场地组装就位。
（3）根据现场场地情况与选定的汽车吊的车长和支腿所需占地面积和构件大小，确定吊车的回旋半径。
（4）构件吊装前要设两根溜绳，下面用专人拉住，控制构件在空中稳定缓慢移动，构件在离被安装位置高1m标高处平移。
（5）安装的全部过程中要有专人指挥、专人观察吊车的支脚和臂杆以及所吊构件的安全可靠性。
（6）卸钩时，不要向下扔，解开绳扣，利用吊车起钩将绳扣吊起回旋到安全场地卸下。
（7）根据施工要求和现场勘查，采用汽车吊先分节吊装钢支架，支架就位后紧固连接螺栓，支架吊装完毕后再分节吊装皮带走廊。支架节点连接时，在支架每层距节点连接处下1.3m设操作平台。安装人员通过钢挂梯上、下操作平台，操作平台四周采用φ48×3.5钢管维护（上、下两排钢管，下排钢管距操作平台顶面300m、上排钢管距操作平台顶面1200mm）。
桁架吊点选在下弦横梁与立面拉杆连接处，并用护角道木作围护，吊点位置见桁架1内力图（吊点示意图）（附图1）。吊装时汽车吊具体布置位置见皮带走廊汽车吊布置示意图（附图2）。吊装次序按皮带走廊分节吊装布置进行吊装，即具体每节结构吊装方案如下：
每节结构吊装方案
序号 构件名称 吊点高度（m） 尺寸（m） 重量（T）
1 桁架（1） 51.9/47.1
(42.1/37.25) 长度为37.283m、宽度为3.8m、
高度
为7.5m 39.272 管：7.8T
HM194×150×6×9：1.404T
HM340×250×9×14：2.471T
支座：0.94T
球：D500×12：2.95T
球：D350×12：0.544T
球：D250×6：0.088T
套管：0.2T
围护结构：C型钢：2.6T
金属夹芯岩棉板（100mm）：6.825T
天机板：13.45T
采用一台500T汽车吊作为主吊、一台260T汽车吊作为副吊。
2 桁架（2）
32.26/13.39 长度为25.4m、
宽度为3.8m、
高度为3m 25.372 管：5.313T
HM194×150×6×9：0.972T
HM294×200×8×12：1.582T
支座：0.94T
球：D400×12：0.184T
球：D380×12：0.7T
套管：0.11T
围护结构：C型钢：1.76T
金属夹芯岩棉板（100mm）：4.654T
天机板：9.2T
采用一台220T汽车吊作为主吊、一台160T汽车吊作为副吊。
3 桁架（3） 9.96/6.69 长度为25.2m、
宽度为3.8m、
高度为3m 25.315 管：5.313T、套管：0.11T
HM194×150×6×9：0.972T
HM294×200×8×12：1.582T
支座：0.94T
球：D400×12：0.184T
球：D380×12：0.7T
围护结构：C型钢：1.76T
金属夹芯岩棉板（100mm）：4.654T
天机板：9.1T
桁架（3）与桁架（2）吊装方法相同
2.2、施工准备：
（1）吊装施工前的准备工作主要有以下几方面：
1）地面、空中障碍物应清除，不能清除的应采取相应措施；开挖的沟、坑按要求回填 、夯实、平整。
2）施工机械（汽车吊）行驶道路应满足施工要求，必要时应加固处理。
3）建筑轴线和标高经检验符合设计要求。
4）工程施工所需的构件、零配件、工具等数量、规格应齐备。
5）吊装前组织有关人员勘查现场、熟悉施工图纸，进行组织分工，技术交底，落实安全生产的条件和措施。
6）施工机械（汽车吊）进场后应在指定地点支设，确保机械在良好的状况下工作，严禁机械带病作业。
（2）吊装前对支架基础应进行以下检查：
用仪器检测基础中心十字线、基础支承面标高，做好检测记录。
（3）吊装前对钢构件的检查包括以下方面：
1）检查所有吊装钢结构构件的原材料合格证、试验报告及其焊缝探伤试验报告等。钢构件制作的几何尺寸、焊接质量应符合设计要求及规范规定。铲除毛刺、焊渣，并将编号、安装中心线、安装轴线及安装方向用醒目色彩标注。
2）支架预检：支架底面至支架顶面的距离、垂直、扭曲及矢高等是否符合要求。
3）连系构件预检：一般主要检查连系构件的编号、尺寸等。
2.3、吊装方案:
（1）桁架吊装流程：
1）安装场地平整压实。
2）进场道路修整碾压。
3）检查基础中心线和标高。
4）走廊整体加工。
5）现场拼装并补刷油漆。
6）汽车吊进场。
7）汽车吊选择地点就位。
8）汽车吊加配重，选择吊点。
9）挂绳扣起吊前检查。
10）构件离开地面300mm停止，检查各部位及吊车是否正常，如正常，正式起吊就位。
11）找正位置和焊接部位。
12）摘下钩头绳扣，收回臂杆。
13）收车吊装完毕。
（2）桁架吊装方案:
1）绑绳索：
根据选择的吊点，将绳索从钢球的两根焊接钢管之间穿过，沿着吊索的受力方向穿绳索。
2）试吊：
①在吊车支好、绳索绑好后，就可以进行桁架的试吊。
②试吊时，桁架离开地面高度不超过300mm，能够观察到桁架的底部状况就行。
③要符合吊索的长短是否合适，单根吊索的长度不能短于8米。
④观察吊索的捆绑部位，是否有未用力的绳索。
⑤观察吊车的各项性能，核定桁架的重量（吊车称重）。
3）正式起吊：
①试吊工作结束后，就进行桁架的正式吊装阶段。
②斜桁架的角度调整，利用2个10T手拉葫芦调整桁架的角度。
③斜桁架的角度调整，利用10T手拉葫芦调整桁架的角度。
④在桁架的两端各绑一根牵引绳，用人力控制桁架的旋转。
4）高空就位：
①桁架距安装就位位置高1m，缓慢放下，每个基座一个人，观察桁架的下放情况。
②先接触的支腿要控制好位置偏差，四个支腿都接触后，要控制好各个支腿的位置在设计位置上并且偏差尽量一致。
③待桁架完全就位后，缓慢卸载吊索的力量，观察桁架及基座的变形情况。吊索完全卸力后，要使的吊索保持直线绷紧状态，观察3分钟，在确认没有异常情况后再松钩摘绳。
④吊索在钢球端摘掉，由吊车统一将绳索吊出。
（3）桁架吊装验算:
1）以桁架（1）为计算单元：
①吊装绳索的选用：
桁架（1）吊装高度最高,吊装时采用四绳捆绑吊装。吊点见附图1：桁架1内力图（吊点示意图）
桁架（1）：起重高度为60m和55m、重量为39.272T
采用一台500T汽车吊作为主吊、一台260T汽车吊作为副吊。吊装时主吊出臂长为63m，回转半径在12m；副吊出臂长为56.7m，回转半径在12m。吊点选在下弦横梁与立面拉杆连接处，并用护角道木作围护。
吊装总重：P=K（G+Q）
G―桁架重：（39.272T）
Q―绳索吊钩重（2T）
K―动载系数（1.10）
P=1.10×（39.272+2）=45.4T
吊装绳索的钢丝绳夹角按60。计算。根据吊装用途选用型号为6×37＋1（φ43）的起重钢丝绳。根据钢丝绳破断拉力表查得，型号为6×37＋1（φ43）的起重钢丝绳的破断拉力为1185KN。
每根钢绳受力为
p绳=P/4/cos30。=13.11T
钢丝绳的许用拉力
P许=T/K
T―钢丝绳的破断力1185KN
K―钢丝绳的安全系数K=10
P许=1185/10×4=118.5KN×4=47.4T
P许＞p绳
钢丝绳满足吊装性能
②汽车吊的选用：
查汽车吊起重性能表，得出汽车吊（主吊）出臂长为63m，回转半径为12m时，起重量为49.2T，提升高度达到61.85m；（副吊）出臂长为56.7m，回转半径为12m时，起重量为33.8T，提升高度达到55.4m。
根据公式：P=A（P1）＞Q
P―起重机吊起重量
A―起重机吊装平衡系数 A=0.8
P―主吊起重量:49.2T
Q―钢桁架重量39.272T
P=0.8×49.2=39.36T
P＞Q
汽车吊选用符合要求。
根据公式：P=A（P1）＞Q
P―起重机吊起重量
A―起重机吊装平衡系数 A=0.8
P―副吊起重量:33.8T
Q―钢桁架重量39.272T
P=0.8×33.8=27.04T
P＞Q/2=39.272T/2=19.64T
汽车吊选用符合要求。
2）按照上述吊装验算方法，确定了桁架所需的汽车吊型号（主吊、副吊）及起重钢丝绳型号：6×37＋1（规格），其具体参数见附表1：拟配备汽车吊型号（主吊、副吊）表
2.4、安装施工方法：
（1）桁架安装工艺:
1）主要的施工方法:
本工程桁架安装，首先复核混凝土支座的轴线及支座顶面标高。采用先后分件吊装的方法。即先吊装所有钢支架，随吊随调整，然后进行固定，最后吊装钢桁架。
施工顺序：由1#转载站开始逐步向支架1靠拢（由低向高）。
2）桁架安装施工：
吊装时桁架1、桁架2、桁架3均采用一台汽车吊作为主吊、一台汽车吊作为副吊。吊点选在下弦横梁与立面拉杆连接处，并用护角道木作围护。吊装时汽车吊布置位置见（附图2）：皮带走廊汽车吊布置示意图。吊装桁架配备汽车吊型号见（附表1）拟配备汽车吊型号（主吊、副吊）表。
本工程桁架的吊装高度有高有低，对于桁架安装根据支架支点将皮带走廊分成若干纵向段，待吊到支架支点上后再在空中横向对接组成整体形式。其安装将注意以下要点：
a.安装前，将在支架顶部搭设安装平台，以便人员进行支座安装等作业。
b.将地面上所放桁架中心线翻到支架顶部，便于桁架安装定位。
c.每榀桁架吊装前两端将设置一根缆风绳，便于吊装转向和定位。
d.起重机械停放位置将事先根据性能表参数决定，注意严禁吊杆和构件相碰。
e.当安装场地地基承载力较差时，起重机支腿下方将垫厚钢板，防止由于路基坍陷造成起升机倾覆。
f.每榀桁架定位时，其中心线和所放中心线的偏差将不大于3mm；横向水平度不大于1.5/1000，接头高差不大于1mm。
3）安装的允许偏差：
项目 允许偏差
跨中垂直度 H/250
15.0
当安装在钢支架上时支座中心对定位轴线的偏移 10.0
2.5、施工技术措施
（1）吊车进场前，应先请司机勘察现场、道路等，并与参加吊装人员共同制定起吊注意事项及吊装程序。
（2）根据现场情况及吊装要求，将汽车吊停在指定位置。
（3）吊装索具应设专人负责检查，并做好检查记录。
（4）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。
（5）起重机支立行走范围内的地面应回填、平整、压实，以利于吊装过程顺利进行。
（6）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）吊装桁架前应检查捆绑是否平稳、牢固，不得在桁架上悬挂零星物件。桁架起吊平移时，其底部与所跨越的障碍物之间应有30cm以上的净空。桁架起吊就位放稳后，未经指挥人员同意不得松钩。为防止吊装过程中起吊摆动、旋转或碰撞其他建筑物，在桁架两端底部横梁杆件上捆绑￠≥20棕绳做为溜绳。
（8）使用的卡环、钢丝绳等吊装索应具有合格证，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。
（9）钢丝绳在使用过程中，不得与建筑物的棱角直接接触，如接触必须垫衬半圆管。
（10）吊装时由执行指挥指挥信号，信号应清楚。信号和传递信号要统一、清晰、准确，及时。
（11）正式吊装前要进行试吊。试吊时，吊起结构离地面300mm时，应指挥停钩检查汽车吊、结构、绳索等有无异常情况（关键是结构各部位受力变形情况及吊点处变形情况），如无异常情况，随后再提升500mm继续检查有无异常情况，如有问题应及时解决后再正式起吊。
（12）桁架吊装前，同建设及监理单位联系。协调吊装过程中垂直空间范围内障碍物的拆除。
附表1： 拟配备汽车吊型号（主吊、副吊）表
序号 构件
名称 吊点高度
（m） 尺寸
（m） 起重高度（m） 重量
（T） 起重量(T) 主 吊 副吊 备注
主吊
型号 主
吊
臂长（m） 主
吊
回
旋
半径（m） 主
吊
起
重
量（T） 副吊
型号 副吊臂长（m） 副
吊
回
旋
半径（m） 副
吊
起
重
量
（T） 钢
丝
绳
规
格
1 桁架（1） 51.9/47.1
(42.1/37.25) 长度为37.283、宽度为3.8、
高度
为7.5 60/
55
(50/
45) 39.272 49.09 500T 63 12 49.2 260T 56.7 12 33.8 φ43
2 桁架（2） 32.26/13.39 长度为25.4、宽度为3.8、
高度为3 40.5/
21.5 25.372 31.74 220T 44 12 35 160T 26．8 10 54 φ43 160T:配重37T（起重高度24.85m）
3 桁架（3） 9.96/6.69 长度为25.2、宽度为3.8、高度为3 18/
15 25.315 31.68 220T 44 12 35 160T 22．5 10 52 φ43 160T:配重37T（起重高度20.14m）
3、结语：
总而言之，吊装技术在国民经济发展中占据着非常重要的地位，一定要加强对其施工技术、质量的重视，进而促进施工单位经济效益与信誉的取得。在施工中，还存在着很多的质量问题，一定要对其进行深入的分析与研究，进而结合工程的具体情况，提出有效的管理与控制策略，促进施工的安全、快速、经济进行，提高施工质量。
参考文献：
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[2]王伯成.大跨度钢网架结构分段吊装技术的研究与应用[D].重庆大学,2004.
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[4]谢巍.大跨度钢桁架结构分段吊装技术研究与应用[D].重庆大学,2008.