刘桂娇
身份证号码：440921198912027505
摘要：钢结构屋面吊装工程的施工具有跨度大、施工难度高等施工特点，为做好改工程项目，就必须要有完善的施工设计方案，本文结合工程实例，通过实验及理论计算确定施工方案，对钢梁的吊装施工作了系统的分析，以供相关人员参考借鉴。
关键词：钢结构；屋面；吊装施工
吊装工程结构的施工难度较大，必须具备高要求的施工技术，由于施工技术的不熟练及经验不足，工程事故时有发生。因此，为确保结构施工的质量安全，就必须要有安全合理的施工方案，在结构施工安全的条件下进行施工，以保证施工项目的顺利实施。
1 工程概况
某一公共建筑场所，其工程结构类型是框架剪力墙结构体系，内设1050个座位的双层看台中型剧场，剧场自一层（局部二层）上部挑空。屋盖由3根钢结构大跨度（空间净跨37.100m）焊接钢箱梁作为主梁结构，加上74根焊接H型钢作为次梁结构，以现浇钢混组合结构作为屋面板。整个钢结构工程约350t。
2 场地准备
2.1 场地情况分析
本工程钢结构位于剧场内看台现浇结构上部，剧场由一层看台及二层看台组成。二层看台为大跨度悬挑预应力结构，悬挑结构采用后张法有粘结预应力结构，为确保大跨度预应力的整体性，必须与主体结构共同施工。
主钢梁结构吊装必须采用汽车吊进行，同时一层看台无法作为汽车吊作业及主钢梁结构的预制和拼装的操作平台。一层看台为现浇混凝土结构体系，无特殊施工工艺要求，通过合理留置施工缝，考虑将一层看台的结构工程留置到钢梁施工完毕后再行施工。
如（图1）所示，钢梁吊装仅能在宽度约为J－L轴间距16m的狭小空间内进行。
2.2 场地筹备工作
由于剧场内空间结构复杂，且吊装作业空间狭小，施工前，采用CAD技术对钢梁起吊作业进行电脑模拟分析。如（图1）所示，确定了将右侧耳光室悬挑部位，及二层看台左侧弧形悬挑部位暂缓施工的方案。为避免意外情况的出现，确保有足够的起吊空间，决定对左侧耳光室及二层看台右侧弧形悬挑部位同样暂缓施工。
图1 主钢梁起吊作业分析图
3 钢梁预制方案
主钢梁为焊接钢箱梁，梁宽1.200m，梁高2.600～3.400m，梁跨38.600m，预制完成的钢梁重量约为80t。次钢梁为焊接H型钢，次钢梁共有3种截面样式，共74根。
钢梁的制备需要宽阔的作业空间，施工现场不具备钢构件预制条件，故所有的钢梁采用场外加工的方式预制。主钢梁由于长度大，整体预制不方便运输，故采用分三段加工后运抵现场，经地面组装拼接后进行吊装。次钢梁则在主钢梁吊装完毕后从加工厂运抵施工现场进行吊装。
主钢梁分段后每段长约13m，重约26.7t。采用两台50吨汽车吊进行主钢梁的现场分段拼装如（图2）。钢梁采用全融透等强焊接，焊接须开坡口、加衬板、设置引弧板，一次施焊成型，按二级焊缝标准进行检测，检测合格后方可起吊安装。
图2 主钢梁现场分段拼装示意图
4 主钢梁吊装
4.1 吊装过程模拟
4.1.1 吊装设备选择
单根主钢梁构件重量G=80t，根据350t汽车吊性能表，安全吊装重量Q=96.5t。吊索用具g=0.5，安全吊装重量计算如下：
Q吊重=（G+g）×1.1=（80+0.5）×1.1=88.55t＜96.5t
由上式计算结果，可判断起重设备选用满足吊装要求。
4.1.2 吊装模拟
在进行起吊前，对拼接好的主钢梁Ⅰ、主钢梁Ⅱ、主钢梁Ⅲ按图示位置放置，并对起吊过程进行模拟如（图3）。
图3 主钢梁Ⅰ吊装过程模拟
以主钢梁Ⅰ的3阶段吊装作业为例：
“吊装过程1”为准备阶段，将主钢梁在放置位置垂直起吊至20cm高，进行起吊试验；“吊装过程2”是通过汽车吊吊臂的提升、旋转等动作，使主钢梁避开结构柱及二层看台，起吊至图示位置（如图3：吊装过程2）；“吊装过程3”是通过吊臂提升钢梁至梁底超出钢梁支承柱顶标高后，通过旋转、平移动作将主钢梁移动至安放位置。
4.2 主钢梁精确就位措施
钢梁起吊过程中使用绑扎在梁端的麻绳作为牵引和稳固措施。吊装过程中，在已施工完毕的楼层各安排四名工人（一边俩人），随主钢梁的提升，在每层传递麻绳，以人工牵引配合汽车吊的方式，完成主钢梁在空中的旋转动作。
为保证次梁安装的空间要求，要求主钢梁的轴线偏差不得超过5mm。80t的主钢梁精确就位仅靠吊车和牵引措施难以实现。故采用在主钢梁就位位置，设置临时支撑固定挡板，通过阻力抵消钢梁的旋转惯性，实现精确就为。临时挡板采用钢板焊接于主钢梁支座预埋铁件上，并保证临时挡板与钢梁接触面与预埋件成直角，轴向偏差小于5mm。
4.3 主钢梁起吊及安装
起吊重心位于主钢梁中部，采用3个吊耳起吊。起吊时先将主钢梁吊离地面20cm，停机稳定，进行10分钟试吊，检查每个细节是否异常。试吊结束后将主钢梁起吊至2.1m高度，对钢梁下部拼接处的焊缝进行防腐涂刷和防火涂料的施工。涂装完毕后汽车吊抬臂，按模拟方案将主钢梁移动到设计位置上方，进行焊接固定。
钢梁就位时，需要对钢梁的垂直度及轴线位置进行复核，复核完毕方可进行焊接固定。主钢梁稳固后吊车卸载。
主钢梁Ⅰ吊装完成后，进行主钢梁Ⅱ、Ⅲ的吊装作业。主钢梁Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别按顺序安放于（图1）中L轴、J轴及K轴位置。
5 次钢梁的吊装
5.1 吊装前准备
次钢梁与主钢梁采用高强螺栓连接，高强螺栓连接工艺要求螺栓能自由穿入螺栓孔。
由于土建施工及主钢梁吊装存在误差，根据项目部的要求，次梁螺栓孔的开孔工作要在主钢梁吊装完毕后，根据实际丈量和记录的尺寸进行加工。
根据（图4）所示的次钢梁平面布置图，对所有次钢梁螺栓孔距进行测量，对每根次钢梁进行编号。根据测量结果，对次钢梁螺栓孔进行开孔加工。
图4 次钢梁平面布置图
5.2 吊装模拟及方案制定
次钢梁自重在1t～3t之间，选用一台LTM50汽车吊进行吊装，吊装前同样需要对次梁的吊装过程进行模拟。
模拟目的是为了使吊车架立位置可以完成尽量多的次钢梁吊装工作，避免由于反复移动吊车造成台班浪费，增加吊装工作效率的同时减少作业人员高空作业时间，降低安全事故发生的概率。
次梁吊装模拟的主要项目包括：
（1）确定采用的汽车吊的吊臂长度、吊臂的仰角、起重量等性能可以满足钢梁吊放；
（2）通过确定吊车吊臂旋转轴位置，并结合现有场地，架设汽车吊；
（3）确保次钢梁吊装过程，吊臂和次钢梁能避开主钢梁。
L－M轴次钢梁吊装模拟如（图5）所示。
图5 L－M轴钢次梁吊装模拟图
注：50t汽车吊的主臂最大长度为41mE－J轴、J－K轴及K－L轴的吊装模拟方法与L－M轴类似，此处不再提供图解分析。
通过模拟，吊装E－J轴及L－M轴的次钢梁时，吊臂需要分别通过J－K轴和K－L轴钢梁中部。故需要按照L－M轴→E－J轴→J－K轴→K－L轴的顺序，完成全部次钢梁的吊装工作。
6 综合措施
在吊装之前，施工单位制定了详细的施工方案，并组织了超过一定规模的危险性较大的分部分项工程的专家论证。施工队伍针对吊装方案进行了认真的研究和学习，通过现场实际勘察，结合构件的特点，根据实际情况完善吊装计划及吊装方法，将理论与实际相结合。使吊装过程紧凑有序、组织合理、务实安全。
7 结语
总之，要做好钢结构屋面吊装工程施工，必须认真做好施工设计，在确保结构自身安全度的前提下，结合安全合理的施工方案，对施工建设过程重点控制，避免在施工过程中可能出现的隐患，保证工程顺利进行。
参考文献：
[1]高程东.钢结构吊装工程的安全质量控制[J].安徽建筑.2013（06）
[2]薛婷婷.浅谈起重设备在钢结构施工中的应用[J].科技信息.2011（08）
论文作者:刘桂娇
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/28
标签：钢梁论文; 结构论文; 看台论文; 吊臂论文; 作业论文; 螺栓论文; 过程论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;