云南航站楼利用轨道滑移桅杆式起重机进行钢结构吊装施工工法

'利用轨道滑移桅杆式起重机进行钢结构吊装施工工法1前言现代大型公共建筑为追求可灵活布置的大空间，多设计为大跨度空间结构，大量应用钢结构做为竖向支撑结构。由于钢结构结构尺寸大，重量重，且位于楼面上，采用大型起重机上楼面直接进行吊装，存在混凝土结构加固工程量大、风险较高、工期较长及成本偏大等问题。因此，可移动式的简易起重方式显得更为经济和实用。**新机场航站楼5~7#彩带位于三层楼面（见图1），其下有六层混凝土结构楼板，彩带倒插柱和基座分别达19t和59t重，吊装方法采用轨道滑移桅杆式起重机（又称土拔杆）进行钢结构吊装，利用土建施工的满堂脚手架无需另外进行楼板支撑加固，施工简便，成本较低，现总结为施工工法。 图1　5-7号彩带基座及倒插柱安装总体平面图 2特点该工法具有以下显著特点：（1）滑移、起重设备为可拆卸，安装简便，易于操作。（2）起重机械自重轻，可利用混凝土结构自身强度及土建搭设的未拆除的单层满堂脚手架支撑，无需另行加固增加措施成本。（3）构件在楼面上的转运可共用其中一条滑移轨道，占用空间小，可采用滑移小车进行运输，非常简便。3适用范围适用于同类工程位于楼面上而不宜采用汽车起重机或履带式起重机的大型钢结构吊装施工。4工艺原理采用H型钢及铁轨做为滑移轨道，以轮式小车做为钢构件运输工具，采用组合式桅杆起重机（又称土拔杆）做为起重机械，通过缆风绳对起重设备进行临时稳定，在建筑物楼面上进行钢结构吊装施工。5工艺流程及操作方法5.1工艺流程见图2。 图2　轨道滑移桅杆起重机吊装施工工艺流程5.2操作要点1、方案编制及专家评审方案的重点在于：（1）方案的比较分析；（2）楼板的结构承载力验算、变形验算及裂缝宽度计算； （3）吊装施工方法；（4）安全保证措施等。由于吊装为大型构件起重吊装，按照国家有关规定，对方案包括安全措施等方面应组织专家进行专项论证。2、接料平台的安装由于钢结构吊装位于楼面上，为便于构件的停放和运输，在建筑物边应搭设接料平台。可采用贝雷支撑体系搭设，组装方便，施工速度快。也可采用自制的格构柱支撑体系。在搭设好的贝雷架顶部安装H型钢做为分配梁，贝雷架直接应连连牢固确保稳定性。贝雷架地基应满足承载力要求，不发生沉降。见下图3。图3　接料平台立面图3、埋件布置与埋设 预埋件主要包括轨道预埋铁件、缆风预埋铁件及牵引卷扬机拉结埋件。为确保受力可靠，预埋件均应布置在梁上，埋件锚筋的数量和长度应根据受力计算确定。埋件应根据轨道布置的位置、缆风的长度、角度和卷扬机布置位置等参数进行设计后埋设，不可随意布置。埋件下混凝土应浇筑密实，不留空隙。4、轨道的布置轨道采用399×199的双肢工字钢梁。对于双排钢构件吊装，可将钢轨道布置于构件之间，起重机采用组合式双桅杆起重机，设置三道轨道。见图4。对于单排钢构件吊装，钢轨道布置于构件一侧，设置两条运输轨道。为确保梁受力清晰，不至楼板承力，H型钢与埋件间垫40mm厚钢板。在H型钢上布置90号钢轨，用限位铁卡固定牢固。钢轨的直线度应符合要求，钢轨间的间距应保持一致。轨道布置平面图见图5。图4　轨道布置剖面图 图5　轨道平面布置图5、组合式桅杆起重机的组装采用履带吊将桅杆起重机散件吊上楼面进行组装。为了桅杆式起重机的转运方便，采用斜撑、双槽钢横向联系将钢构件的2台桅杆式起重机连成整体。桅杆式起重机桅杆和起重臂均为格构式角钢桁架，主杆采用L160× 16角钢，缀条为L70×8角钢，钢材均为Q235桅杆式起重机正立面见图6，侧立面见图7。图6　桅杆式起重机侧面图 图7　桅杆式起重机侧立面图组装顺序：组装桅杆式起重机主桅杆→立主桅杆→拉缆风绳→连接20b槽钢→焊接Φ219斜撑钢管→组装起重桅杆→安装起重桅杆→安装牵引卷扬机→设备调试6、构件运输构件运输使用自制的四轮小车，滚轮采用与90号钢轨相匹配的专用铁轮。见图8。牵引采用5t卷扬机，对较轻的构件，由于摩擦力较小，也可用人推。 图8　构件运输小车示意图7、钢构件吊装（1）缆风绳的布置扒杆起重装置的立杆顶部设置8根缆风绳（对称布置，平面夹角45°），各缆风绳通过地锚与混凝土梁相连接，缆风绳的与楼板平面夹角控制在30°～45°之间，具体实施时，夹角尽量靠近30°～35°，不得大于45°。（2）缆风绳检查钢构件运输至桅杆起重机吊装位置后，重点应检查缆风绳。检查缆风绳布置是否合理，缆风绳与构件之间应用卡环连接，缆风与地锚连接后，应用绳卡轧死。（3）卷扬机检查对牵引卷扬机要检查卷扬机与埋件的拉结是否牢固，导向滑轮拉结是否牢固，钢丝绳是否存在障碍。为防止传递钢丝绳油污污染混凝土楼板，应铺垫麻袋或木板。（4）构件吊装构件吊装现场设一名指挥，一名司旗，卷扬机操作手各就其位，若干起重工进行配合安装。 吊装前，准备好钢爬梯、临时紧固工具、手工焊机、倒链和缆风绳，并根据构件上的钢印辨别好吊装方位。构件起吊后，存在需要旋转桅杆角度和提升构件两个动作，现场根据实际情况不断进行交替调整，直至构件吊装就位。见图9、10。构件必须基本定位后采取临时固定措施方可松钩。图9　桅杆起重机构件吊装示意图 图10彩带倒插柱、基座吊装平面图8、进行下一个构件的吊装完成上一个构件的吊装后，应将临时固定的缆风绳解除，起重桅杆应放下至钢轨上，桅杆起重机的滑移采用卷扬机牵引缓慢移动至下一吊装位置。对独立桅杆起重机，主桅杆滑移过程中，应采用缆风绳临时拉结。桅杆起重机就位后，采取同样的方法进行下一个构件的吊装，依次施工。9、桅杆起重机的拆除 钢结构吊装完成后，直接在楼面上解体桅杆起重机，用吊车吊下楼面。轨道拆除可借用卷扬机牵引至地面吊车起吊位置，同样用吊车吊至地面。6材料与设备6.1材料详见表6-1。表6-1　材料一览表序号材料名称规　格（mm）备注1双肢H型钢399×1992钢轨90号3缆风绳Φ32mm4贝雷架1.5m标准节6.2设备详见表6-2。表6-2机具设备一览表序号机具设备名称用途备注1组合桅杆起重机起重吊装2卷扬机提升、牵引3起重滑轮组提升装置4导向滑轮牵引装置5卡　扣固定拉结7质量控制 钢结构工程质量应严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50300-2001）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）等国家规范、规程进行施工、检查和验收。本工法的质量控制要点为：（1）严格对轨道下支承梁、轨道钢梁、桅杆起重机、缆风绳及起重滑轮组进行荷载、内力验算，确保安全。（2）控制楼面预埋件的施工质量，对锚筋的焊接质量进行重点检查。（3）检查轨道钢梁与支承梁面的空隙是否符合要求，除支承预埋件位置外，其余位置轨道梁不得与楼面接触，防止楼面受力结构受损。（4）桅杆起重机组装完成后，对滑轮组、卷扬机等部件进行重点检查，正式吊装前必须进行试运行、试吊和联合验收。8安全措施1、结构吊装安全设施（1）吊装过程中，必须严格按照吊装方案进行，现场派专职安全员进行监督。（2）钢构件上需相应地设置安全爬梯、安全绳、安全维护及防物体坠落设施，各安全设施应与吊装彩带紧密连接。（3）构件地面拼装过程中，进入现场的人员一律必须戴要安全帽；起重臂下严禁站人。（4）大构件吊装前要仔细检查吊具和钢丝绳是否符合规格，是否有损伤，如不合格应及时更换。 （5)构件吊装时须系好缆风绳，其中大构件吊装时应在构件两端系两道，由专人负责拉缆风绳，以便于控制吊装过程中构件的平衡，使构件安全拼装到位。2、人员安全保证措施（1）进入施工现场必须戴好安全帽，2米以上高空作业必须佩带安全带。（2）吊装前起重指挥要仔细检查吊具是否符合规格要求，是否有损伤，所有起重指挥及操作人员必须持证上岗。（3）高空作业人员应佩带工具袋，工具应放在工具袋中不得放在钢梁或易失落的地方，所有手动工具（如手锤、扳手、撬棍），应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。（4）钢结构是良好导电体，四周应接地良好，施工用的电源线必须是胶皮电缆线，所有电动设备应安装漏电保护开关，严格遵守安全用电操作规程。（5）高空作业人员严禁带病作业，施工现场禁止酒后作业，高温天气做好防暑降温工作。（6）吊装时应架设风速仪，风力超过6级或雷雨浓雾天气时应禁止吊装，夜间吊装必须保证足够的照明，构件不得悬空过夜。（7）施焊作业过程中，要做好安全防火措施，保障现场施工安全。9环保措施（1）防止光污染：探照灯要选用即满足照明要求又不刺眼的新型灯具，施工照明灯的悬挂高度和方向要考虑不影响居民夜间休息,使夜间照明只照射施工区域而不影响周围居民区居民的休息。 （2）防止大气污染：施工队伍进场后，在清理场地内原有的垃圾时，应随时洒水，减少扬尘污染。（3）防止噪声污染：健全管理制度，严格控制强噪声作业的时间，提前计划施工工期，避免昼夜连续作业，若必须昼夜连续作业时，应采取降噪措施，作好周围群众工作，并报有关环保单位备案审批后方可施工。严禁在施工区内高声喧叫，猛烈敲击铁器，增强全体施工人员防噪扰民的自觉意识。（4）现场交通管理:施工道路保证畅通，装卸货物要卸在道路的两侧，不得随意占用施工道路，进出车辆不得随意停在施工道路上，以免影响施工运输。现场设专人对施工道路进行清扫维护。10效益分析10.1技术经济效果（1）施工条件低，适用范围广，安装简便，易于拆卸，操作方便。工期缩短明显，据调查同类工程，工期可缩短40%。（2）施工成本低，较采用大型汽车吊或履带吊上楼面，需进行大量楼板结构加固，节约成本约50%，造价优势明显。此外，桅杆起重机造价较低，考虑到制造成本的分摊，较汽车吊或履带吊使用成本可节约60%。轨道运输小车较平板车转运成本也可降低70%，效益非常显著。10.2社会效益采用滑移轨道桅杆式起重机大大减少了加固支持措施材料，节约了社会资源。并且安全可靠，对结构影响较小。 11应用实例利用轨道滑移桅杆式起重机进行钢结构吊装施工在**新机场航站楼得到了成功应用。航站楼设计5～7#彩带位于F3层楼面上，彩带倒插柱和基座位于F2层+4.6m～+10.2m标高，其下有B4~F1层5层结构，层高在3m~9m不等。倒插柱重约19t，共30根，彩带基座重39t～59t不等，共30个，均属大型钢构件。本工程采用轨道滑移桅杆式起重机进行吊装，利用了土建F1层满堂脚手架，未进行其他支撑加固，施工周期2个月，取得了圆满成功。'