黄新荣
（龙信建设集团有限公司，江苏，南通，226100）
【摘 要】本文从分析讨论建筑施工过程中结构安装阶段所经常使用的双机抬吊法的理论入手，并结合实际案例验算、分析了双机抬吊大跨度钢梁施工技术的一系列步骤。
【关键词】建筑工程；双机抬吊；结构安装；大跨度钢梁
双机抬吊是建筑施工过程的结构安装阶段中的一种常用吊装方法，多用于吊装结构件或设备重量超出单台起重机的额定起重能力，或吊装结构件及设备虽自身重量未超出单台起重机额定起重能力、但其外形尺寸较为庞大单机作业的起升高度或起吊幅度达不到施工设计要求，以及吊装结构件或设备在安装时需要翻身或竖位吊装等情况。总的来说，双机抬吊主要是采用两台起重设备作为主要吊装机械，通过一系列测算和受力分析来在这两台吊装机械合理分配吊装结构件或吊装设备的重量，并确保两台吊装机械所承受的结构件或设备重量在各自的机械性能允许范围之内，从而最终由这两台吊装机械共同协作完成结构件及设备的安全安装。
1、吊装机械的选择
吊装机械选择主要考虑以下几个因素：
（1）吊装对象。根据所需要吊装结构的尺寸、重量、物理性能选择机械类型。
（2）场地条件。综合考虑施工现场场地大小，道路路况及邻近建筑物分布情况。
（3）机械性能。根据吊装设备主要性能参数对应吊装对象的物理参数确定机械类型。
（4）资源及成本。考虑工期、方案要求、使用成本费用，确定最优化的吊装方案。
1.1 履带式起重机
（1）优点：可提升重量上限高，提升高度高，作业半径广，同时地面附着力大，适合爬坡作业，在作业时无需支座支撑，可带载荷行驶，且由于履带触地面积大，能有效降低对地面压强，具有多地形作业能力，通用性好，适用范围广。
（2）缺点：对路面伤害较大，在作业时可铺设碎石、钢板、枕木。机身稳定性较差，不宜进行超负荷起重，履带式动力结构使之行驶速度慢，且装运难度教大。
1.2 汽车式起重机
（1）优点：机动性好，位移时间短，对地面的破坏性小，行驶速度快，比较适宜于流动性作业，广泛应用于起吊地点经常变换的吊装任务中。
（2）缺点：作业时必须采用支腿支撑，且必须在无负荷的情况下才能行驶，机身长，转弯半径大[1]。
2、吊装点的选择
在进行吊装作业时，尤其要避免结构构件在作业过程中产生倾斜、翻倒、碰撞损坏等，上述情况不仅会造成经济损失，且严重威胁到施工安全。因此，应当根据吊装对象的几何特点及重心位置，选择合适的吊装点，尽可能保证吊装点于吊装对象的中心在同一直线上。
在使用两台起重机械吊装大跨度钢梁构件时，应考虑以下几个因素：
（1）两台起重机械额定重量总和应大于钢梁构件的实际质量与平衡质量之和，起重安全系数不小于1.2.
（2）在平衡梁抬吊使用过程中，合理分配荷载，不能使两台起重设备中任意一台超载作业。
若两台起重设备承受荷载相同，即Gn1=Gn2时，则吊装点应该选择平衡梁的几何中心。
当两台起重设备承受荷载不同时，根据力平衡条件， a则是吊装点具几何中心点的位置。
3、工程实例
3.1工程概况
某医药公司钢结构厂房，浇筑面积31400㎡，设计参数如下：
（1）厂房长244m，宽150m，檐口高度9.58m，屋脊高度13.45m，山墙高度13.9m
（2）结构分为三跨，结构跨度=30m+45m+25m，依次对应AB、BC、CD跨。
（3）屋架量重量分别为2.3t，5t，2t。
3.2结构吊装特点、难点分析
该工程中梁跨度大，长细比大，因此易变形，需要选择准确的吊装点；吊件需要在空中保持平衡，以方便高空安装。
吊装作业中的难点：
（1）成品保护。在场地作业时对其他作业成果进行保护，避免吊装过程中的损坏或位移，对作业区域进行隔离，并拉设安全警示带。
（2）前期调平。吊装作业开始时，需要把钢梁调至平衡，为后期空中安装作业创造条件。
（3）荷载分配。选择起重位置，合理分配荷载，避免在过程中出现倾斜或翻转[2]。
3.3参数运算及设备选择
本工程中BC跨钢梁由四根预制钢梁组成，分别为GL13、GL14、GL15、GL16。其中GL13重1.23t；GL14重1.1T；GL16重1.52T；
吊装机械的选择：本工程中钢架梁属于超长构件（45m），因此选择两台机械，综合考虑场地限制，选择吊车进行抬吊。抬吊时不均衡动荷载系数取1.2，荷载分配为均分，在上述情况下，单台吊车承受起重荷载为：
G=5.204/2×1.2×1.1=3.435t
现场施工中，钢筋组合梁拼装位置和安装位置的距离较远，根据现场实际情况，按照12m进行计算。
吊装最高处为13.9m，起吊时设置4个吊点，以钢丝绳绑扎固定，钢丝绳与钢梁长方向夹角范围在45°至50°，在50°时所需起吊高度最大，本工程中按照50°角进行控制估算。
H绳=45/8×tan（50°）≈6.704m
综合考虑吊钩长度，H总=6.704+2+13.9 =22.404m 起吊重量大于3.435t
工程实际中使用两台三一重工牌35t吊车，吊车总长12650mm，车身宽度2500，液压撑腿支撑点展开后极限距离间隔长6000mm，宽5350mm，满足工程吊装条件。
钢丝绳及绳扣的选择：保证最大吊装重量5.204，考虑到是由两台35t汽车吊进行吊装，取6的安全系数，下面进行钢丝绳承载力验算。
考虑吊装时钢丝绳与钢梁夹角及受力情况，刚死神的水平吊装夹角应该大于45°，在等于45°时钢丝绳受力最大。
根据吊索的额定工作荷载计算公式：
WLL=(Fo×Ke×K)/(Km×Ku)
各参数的物理意义：Fo为钢丝绳最小破断力，单位为千牛；Ke为接头形式效能近似数取0.75；Km为安全系数，前文中已交代，取6；Ku是重力系数，取9.8
代入最大工作荷载（5.204t）进行验算。
WLL=G/(2×Sinα)=5.204/（2×2×0.707）=1.84t，抬吊时不均匀动荷载系数取1.2，最终计算得Fo=1.84×1.2×6×9.8/0.75/1.4=123.65KN
查询各类型钢丝绳的承载条件，钢丝绳6×37，直径15mm的破断力为132，大于123.65，可用于本工程吊装施工。
图3-1 钢梁吊装简图
吊装点固定绑扎时，为防止钢梁受损及变形，钢梁与绳索间应设置质地偏软的垫片，起吊开始后，首先将刚梁吊离地面半米左右，使钢梁中心对准安装位置，然后缓慢且匀速地抬升，两台吊机应保持一直，一直将钢梁吊至目标位置之上，再使用溜绳水平慢速旋转钢梁，使之对准柱顶，则落钩就位。落勾时保持平衡且螺栓位置垂直对齐，以使就位后可将螺栓插入孔内，就位后，初步拧紧螺栓固定住钢梁，方便下一步固定工作[3]。
第一根钢梁吊装完毕后，将吊车同步后退，按照上述方法继续下一根钢梁的安装，直至全部安装完毕。
3.4 注意事项
第一，当两台吊机同时吊装的工程中，尽管在前期工作中可以参考起重设备的额定起吊重量进行荷载的分配，但往往在实际吊装过程中，起重过程不完全受控，起重速度无法保证完全一直，加之自然环境如风向等因素的影响，实际荷载分配与理论值不吻合。
第二，使用一台吊机将构件吊起一定高度后，由于水平方向的约束为零，所以构件重心一定与吊点保持在一条线上，但两台吊机同时作业时，就可能发生重心偏移，使起吊机械倾覆力矩增大，而稳定性降低。
图3-2 起重量相同和起重量不同时的吊点设置
因此为保证吊装作业的安全性、稳定性，应采用以下措施。
（1）吊装前，拟定全面合理的吊装方案，经过多方批准后，方可进行工作。
（2）参与人员前期须熟悉工作内容，做到明确任务，明确方法，明确安全注意事项及技术措施方案。
（3）保证起重作业现场场地道路坚实平整，最好在硬化过的混凝土路面架设吊机。
（4）正式吊装前，进行试吊，在试吊过程中做好问题记录，并准备好解决方案。
（5）采用双机吊装时，两台起重机动作必须互相配合，并严格按照指挥人员的指令进行操作，若过程中发现失稳和倾斜，应及时暂停并调整。
结束语：
在大跨度钢梁吊装过程中，通过现场实地考察，承载力计算，选择适合的机械、场地、吊点等，并拟定合理的方案，做好人员、机械、材料、工法的准备，在保证安全的前提下，又快又好的完成大跨度钢梁安装。
参考文献：
[1]刘德语. 大跨度钢梁的吊装工艺计算[J]. 安装, 2015(11):43-44.
[2]郭刚, 周志国. 浅议起重吊装中的双机抬吊方法[J]. 四川建筑, 2015(3):221-223.
[3]吴伟杰. 空间大跨度结构双机抬吊施工工艺[J]. 安装, 2008(5):21-23.
论文作者:黄新荣
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/11
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