摘要：近几年来，装配式产业在我国逐步兴起，特别是在沪浙等沿海省市地区，在当地政府的推动下，房屋建设的预制率、装配率也是逐年提升。从使用种类年看，装配建筑主要集中在住房、办公楼等建筑。而相对于高度、跨度较大的工厂建设，一般仍采用传统的现浇工艺。本文通过对浙江海盐年产60万立方米预制构件的装配式工厂施工，谈谈装配式较大型构件的吊装、安装工序和工艺，以此与大家共勉。
关键词：装配式建筑；大型构件；吊装；技术
1 工程概况
1.1 厂房位置、结构
年产60万立方米装配式预制构件建设项目位于浙江省海盐县西塘桥街道海湾大道北端、六平申线南侧，紧邻沈海高速，地理位置优越，交通便利。该项目主体结构体系全部为装配整体式混凝土框架结构。该建筑由南向北共设置7个车间，建筑高度15.3m，建筑面积约59000m2。设计使用年限为50年，耐等级为二级，抗震设防裂度为7度。
1.2 构件吊装特性
厂房建筑主休工程全部采用装配式构件，主要包括：厂房立柱、轨道梁、预应力屋面纵梁、层面预制双T板、地梁、地下室外墙板、厂房外墙板（双T板）七种。各构件的主要特性如下：
构件主要技术参数
2 施工难点
吊装作业是建筑施工活动中一项专业性很强的、危险性较大的专项施工工程，具有施工技术复杂、施工作业环境多变、不确定因素多、交叉作业多、高处作业多、各部门各工种综合协作要求高等特点，容易引起构件受力不平衡、安装偏差大、严重的可能导致构件损坏、起重机械失稳和人员伤亡等重大事故。
因此，在吊装作业开工前，施工技术人员有针对性地编制了专项安全施工方案，特别是在施工过程中的难点、要点，有确实可行的措施。在施工过程中，严格按照经批准的安全专项施工方案结合施工经验，确保施工质量和安全。
在所有构件中，屋面双T板吊装过程中最为困难。因双T板属于薄壁构件，表面积大，运输和吊装过程中因受力不均或撞击，极易导致构件开裂和损坏，因此需特别注意成品的保护，避免损坏。双T板自重大，截面高，在吊装过程中极易发倾覆。同时，在本工程中的双T板跨度大，吊装高度高，吊装数量大，稍有不慎，极易发生吊装安全事故。
在厂房周围外墙双T板的安装时，因其结构相对较为单薄，在吊装过程极易发生碎裂等现象，而且，在施工过程中，受现场位置所限，两台吊车、一台拖车，站位也十分困难。同时，因墙板处于垂直状态入位，与接触面极难贴合，所以，外墙板的就位、找正、固定每一项工序都十分困难，会直接导致施工难度大、施工效率低下、施工成本增大等情况发生。
综上所述，为确保本工程所有构件的吊装安全，施工前，项目部技术人员组织编制了详细的施工方案，并最终选择有大件吊装资质的单位和有丰富安装经验的员工负责现场吊装作业。
3施工方案
3.1 吊装设备选型
结合本工程的所有构件的施工特点，为满足工程施工安全、质量、施工工期等方面的要求，在吊装方法的选择确定时，主要考虑以下几个因素：
（1）吊装方法选用以“安全、经济”为原则，必须做到技术成熟、安全可靠、经济合理；
（2）根据设备特点和现场条件，形容技术上可靠的吊装方法；
（3）通过对不同吊装方法的工期分析论证，选择能满足本工程工期要求的吊装方法；
（4）在保证安全可靠的前提下，通过成本分析、比较、控制，选择经济合理的吊装方法。
结合吊装工程用起重机型号，主要根据构件的外形尺寸、重量、吊装的高度、起重（回转）半径以及设备和施工现场条件等确定。
根据本公司当前施工的能力和工艺水平，结合设计要求现场条件，决定在本工程施工中采用汽车起重机吊装的方法施工。
因汽车起重机进入施工场地动作迅速，吊装机动灵活，因此选用汽车起重机。而在制定施工方案时，起重量、起重高度、和回转半径是选择起重机型号的三个主要工作参数。
3.2 吊装设备及材料的选定
3.2.1 汽车起重机选型
在本工程中，共有7种结构形式的构件，针对其外形、几何尺寸以、安装位置及现场条件，进行逐一计算，从而确定其吊装方式如下。
在本文中，仅对立柱吊装和30m双T板的吊装设备造型的验算过程进行展示：
30米双T板吊装设备造型计算：
吊装特性：长×宽×高（m）29.56×2.99×1 重量30.4吨
（1）汽车起重机起重量计算
工程单机作业：Q＞Q1+Q2
其中Q—起重机起重量（吨）
Q1—构件重量（吨） 30米双T重量为30.4吨
Q2—钢丝绳、吊具、索具和卸扣重量，本工程取1吨
计算得：Q≥Q1+Q2
安全系数取1.2倍，计算得吊车需起重量为：31.4×1.2＝37.68吨
（2）起重高计算（跨内吊装）
起重机的起重高度H≥h1+h2+h3+h4+h5
其中H—起重机的起重高度（m）
h1—安装支座表面高度（m）
30米双T板安装支座标高为12.15+0.25=12.4m
h2—安装间隙（m），一般取0.2～0.5m，本处取0.3m
h3—吊车起重大钩至构件起吊表面的距离（m），因双T板两吊点间的距离为27.46m，钢丝绳与梁的水平夹角按60°计算，垂直距离为23.78m。
h4—构件截面高度（m），双T板高度为1m
h5—起重臂头至员钩的距离（m），本处取3m
起重机的起重高度H≥12.4+0.3+23.78+1+3 计算取H=40.48m
（3）作业半径和吊车臂长计算
最小作业半径的确定
根据吊车操作安全要求，吊臂仰角不得大于78°，起吊H＞40.48m，吊臂支点离地2.5m，实际吊臂高度H＞37.98m。
吊装作业半径计算：
按吊车一次站位吊两片双T板计算，直线就位距离为8.32m（双T板中心距）+0.5m（安全距离）+0.5m（吊车作业半径）+斜角就位距离0.5m，经计算得出：最远吊装就位半径=9.82m。符合要求。
以吊车主臂支点离地高度2.5m计算，实际臂长：
L=sqrt[9.822+（40.48-2.5）2]=39.23m
（4）吊车选用复核
根据起重量、起重高度、起重作业半径，选用200t汽车起重机。查起重机参数表，采用中间插入法计算得：
吊装作业半径12m，臂长40.4m时，吊车起重能力为43.5t，大于37.68t的实际需用起重量，臂长＞39.23m，起重臂仰角73°，大于45°，小于78°。
符合吊装安全要求，不抗杆。
跨内吊装，臂长大于起升高度，满足吊装要求。
3.2.2 钢丝绳选型
（1）钢丝绳按绳芯不同可分为麻芯、石棉芯和金属芯三种，起重作业中常采用麻芯钢丝绳，麻芯中浸有润滑油，起减小绳股钢丝之间的摩擦和防腐蚀作用。按钢丝绳股及丝数不同可分为6×19和6×37以及6×61三种，起重作业中最常用的是6×19和6×37钢丝绳，6×19钢丝绳多用作缆风绳和吊索。6×37钢丝绳多用作穿滑轮组吊索。
参照钢丝绳选用依据《一般用途钢丝绳》GB/T20118-2016
钢丝绳的安全系数N
钢丝绳折算系数0.82，安全系数选择5.5，6*37S+FC，强度等级为1770MPa。
（2）本工程构件吊装钢丝绳的受力及型号选用
本工程有多种型号的构件，其结构形式不同，吊装重量各有差异。经统计，并结合查表得知钢丝的抗拉强度，按本工程各型构件吊装情况，共需用6种型号的钢丝绳。为更好的利用钢丝绳与构件吊装匹配，避免钢丝绳在使用过程中因选型发生混乱，采用就大原则，立柱、地梁统一采用直径32mm钢丝绳，轨道梁、预应力纵梁、地下室外墙板统一采用直径24mm钢丝绳，27m双T板与30m双T板统一采用直径38mm钢丝绳。
（3）钢丝绳强度核算：
本文仅以30米双T板吊装起吊为例：
P=（Q+q）/（2*sinφ）/0.82
式中：Q－设备重量；
q－设备起吊索具等附加重量（按最大30kN取值）；
φ－钢丝绳与构件的水平夹角；
0.82-工况综合系数；得：
P=（384+30）/（4*sin60）/0.82=146kN
最大拉力为：S=NP
式中：N－钢丝绳的安全系数，取N=5.5。得：
S=5.5×146=803KN
S≤钢丝绳标准破断力（843KN），即该钢丝绳选用正确，满足吊装要求。
同理可得，上表中的各钢丝绳选型正确，满足本工程吊装要求。
3.2.3 卸扣选型
本工程各型构件重量有差异，同钢丝绳选型一样，可选择多种型号的卸扣，为更好的利用卸扣与构件吊装匹配，避免在使用过程中因选型发生混乱，采用就大原则，立柱、地梁、纵梁、地下室外墙板统一采用6级8t卸扣，27m双T板与30m双T板统一采用6级12.5t的卸扣。
以吊装30米双T板吊装起吊为例：
查表得，每个卸扣的允许受力为12.5吨
双T板吊装采用四个吊点，则四个卸扣共可受力为：
12.5×4=50吨≥构件自重+吊具重量（32.4吨）
根据力的平行四边形法则，需卸扣承担37.4吨的力，满足吊装要求。
同理可得，6级8t卸扣能够满足其他构件吊装要求。
3.3 构件吊装方式
在本工程中，共有7种结构形式的构件，针对其外形、几何尺寸以及安装部位，确定其吊装方式如下：
（1）立柱、抗风柱吊装：
构件运输到安装位置，用130t和25t汽车起重机水平起吊，130t汽车起重机起吊柱顶，25t汽车起重机起吊柱根，实现空中翻身竖立之后，25t汽车起重机摘钩，由130t汽车起重机直接吊装就位。
（2）轨道梁、纵梁、地梁吊装
构件运输到安装位置后，由130t汽车起重机起吊（平吊）就位。
（3）地下室外墙板
构件运输到安装位置，用200t和25t汽车起重机水平起吊，00t汽车起重机起吊顶端，25t汽车起重机起吊底端，实现空中翻身竖立之后，25t汽车起重机摘钩，由200t汽车起重机直接吊装就位。
（4）双T板吊装
27m、30M双T板吊装均吊200t汽车起重机吊装就位，全部在跨内进行吊装。吊车、运输车站位图附后。
（5）厂房外墙板（15米双T板）
厂房外墙板吊装时，用两台汽车起重机（130吨、50吨）配合进行。两台吊车先同时水平起吊约2m，50吨汽车起重机停止起升，130吨汽车起重机继续起起升，同时50吨汽车起重机逐渐配合降落，使构件完成空中翻身至竖立状态后，50吨汽车起重机摘钩，由130吨汽车起重机将构件吊装至安装位置。就位后，必须将墙板与立柱（纵梁）进行可靠连接后，方可摘钩。所以，在吊装过程中，会长时间占用汽车起重机。
（6）所有构件在吊装就位并进行可靠固定后，方可摘除吊钩。吊钩摘除为高空作业，为确保安全，必须使用高空作业升降机进行。
4 方案实施效果
因方案制定正确、经济、实用，参数选择合理，计算方法科学，设备选型经济、可靠，安全措施得当。在实际施工过程中，安全按本方案操作执行，工程进展顺利，施工安全、质量受控。目前，本工程未完工程量正在进行之中。
5 结束语
本工程为全装配式结构，但与市场装配式住宅等建筑仍有一定的区别：本工程为装配式工厂，所有构件结构尺寸大（30米），重量大，最小的构件也重达6吨。吊装所先用的设备也为大型吊装设备如：汽车吊、履带吊等；而一般的装配式住宅建筑有所不同，其构件尺寸较小，重量也较轻，一般在4吨以下，施工过程中，一般选用固定式塔式起重机。构件不同，吊装设备、吊装方式也不同。所以，在今后的装配式施工过程，我们也将接触更多、更复杂的建筑结构，我们也将进一步学习掌握更多的吊装技能。
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论文作者:谢仕平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：构件论文; 钢丝绳论文; 作业论文; 工程论文; 汽车起重机论文; 吊车论文; 半径论文; 《基层建设》2019年第26期论文;