大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝與卸載施工技術(shù)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝與卸載施工技術(shù)1.前言隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、資源整合的趨勢，特大型煤礦建設不斷增多，輸煤系統(tǒng)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)棧橋跨度設計將更大，如何快速優(yōu)質(zhì)地完成特大跨度鋼結(jié)構(gòu)的制作、拼裝、吊裝施工是煤炭施工企業(yè)必須解決的技術(shù)難題。2.技術(shù)特點2.1對特大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架進行分片劃分。由于鋼結(jié)構(gòu)桁架跨度太大，吊車不能直接吊裝至設計位置。所以根據(jù)桁架的受力情況和吊裝實際需要，將大跨的鋼桁架進行分片，便于吊裝施工。2.2兩臺大型吊車之間的協(xié)作吊裝。一臺大型吊車不能滿足吊裝要求，采用兩臺大型吊車之間的協(xié)同進行吊裝，需要根據(jù)現(xiàn)場確定兩臺吊車同時進行吊裝時每臺吊車的站位，每一臺吊車起吊的速度、高度和工作半徑，以及在每臺吊車的特定工況下進行旋轉(zhuǎn)或者其他協(xié)同操作，以滿足吊裝要求。2.3采用臨時支撐卸載技術(shù)。如此跨度、重型的桁架結(jié)構(gòu)，支撐反力與各支撐點的卸載變形量，均有較大的差異，要實現(xiàn)支撐點的支撐整體同步卸載，卸載設備、技術(shù)、隊伍難度比較大，通過同設計單位的溝通和計算，確立了“分階段整體分級同步卸載”的臨時支撐卸載方法，保證卸載順利實施。3.適用范圍本技術(shù)適用于大型鋼結(jié)構(gòu)桁架的吊裝施工，尤其適用于單跨跨度大、單跨重量重、形狀復雜的鋼結(jié)構(gòu)桁架工程。4.工藝原理鋼結(jié)構(gòu)桁架分段分片吊裝施工原理就是根據(jù)設計圖紙，結(jié)合施工現(xiàn)場在地面上進行拼裝組裝，組裝完成后，對鋼桁架分成幾榀吊裝后空中連接成一個整體。由于鋼桁架跨度大，在鋼桁架下設置臨時支撐，在拼裝和吊裝過程中計算選擇吊裝點以及起吊過程控制、吊車之間的配合，吊裝完成之后再行安裝鋼桁架上的后續(xù)構(gòu)件，檢查驗收合格后進行整體卸載，將鋼桁架從支撐受力狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換到自由受力狀態(tài)。5.工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程桁架吊裝施工工藝流程如圖5.1-1。圖5.1-1施工工藝流程5.2操作要點5.2.1施工準備1、鋼桁架吊裝前，主體結(jié)構(gòu)按吊裝方案分段組裝，并且檢驗合格。鋼結(jié)構(gòu)安裝的預埋、預留檢查，重點檢查的有：定位軸線間距，基礎預埋件標高和地腳螺栓的位置是否滿足安裝要求，臨時支撐是否安裝到位。2、吊裝前，修運輸及吊裝道路。吊裝道路沿南北走向通長鋪設，保證道路平整堅實。有施工場地，能夠保證100T汽車吊進出和停車回旋余地。吊車所行走的路線和支撐的位置必須壓實平整好，以確保吊裝的順利進行。吊車吊裝工作范圍內(nèi)的障礙物必須預先清除。3、搭設護欄、操作平臺、制作吊籃。桁架頂安裝焊接時人坐在吊籃內(nèi)用吊車送至柱頂。護欄搭設、吊籃制作應牢固合理、安全，外側(cè)均應懸掛安全網(wǎng)；吊車吊吊籃時應掛有安全繩。4、吊裝施工時使用的鋼絲繩、索具、道木等應準備齊全，并達到施工使用要求。5、吊裝前，安裝施工人員須根據(jù)施工圖紙對鋼桁架、鋼支架及基礎預埋件的位置及基礎間距，相對尺寸及平面進行校核、處理。使其符合安裝要求。5.2.2測量放線依據(jù)施工圖紙，對現(xiàn)場已經(jīng)埋設的預埋件進行檢查復測，標高不滿足要求的均按照最高的預埋件進行調(diào)整，保證網(wǎng)架安裝就位以后下弦處于同一平面，防止受力不均，導致內(nèi)部受力變化而引起形變。用全站儀與水準儀結(jié)合圖中尺寸進行放線定位。根據(jù)設計圖紙將十字線彈在預埋件上，保證安裝就位時的準確性。對支座位置進行拼裝時按照放線位置進行現(xiàn)場組裝。吊裝前對于吊車站位定位放線，對于吊裝每一片網(wǎng)架的吊車中心用灰線撒出，確定好每天吊車的位置。吊裝作業(yè)時嚴格按照撒出的灰線進行站位吊裝。5.2.3工程主要實物量依據(jù)施工圖紙和鋼桁架的結(jié)構(gòu)受力特征，采用針對鋼結(jié)構(gòu)桁架的分片劃分技術(shù)將鋼桁架進行分片分段劃分，每片結(jié)構(gòu)在原地拼接完成直立，并計算確定每段的總長度、寬度、安裝標高以及桁架總重量等主要實物量，在斷點處設置臨時支撐。每段桁架主要實物量作為確定吊裝方案的初始數(shù)據(jù)依據(jù)。5.2.4吊車選型與參數(shù)驗算1、吊車選型根據(jù)現(xiàn)場實際考察，測量、計算，鋼桁架的地面拼裝位置以及吊車吊裝吊點位置的確定，經(jīng)過對每一片網(wǎng)鋼桁架質(zhì)量的核算，確定每一片鋼桁架的重量，通過模擬試驗的結(jié)果反復修訂，并根據(jù)鋼桁架拼裝的位置，吊裝作業(yè)的工作半徑，吊鉤的高度，扛臂計算來確定吊車的吊車的大小。由于多臺吊車的同步協(xié)作是工程施工的一個重點和難點，我們針對吊裝過程反復進行吊裝模擬試驗，采用電腦模擬試驗和實際吊車空荷載進行吊裝全過程模擬。電腦模擬試驗確定吊裝前后吊點位置，吊車位置等平面位置的準確性。吊車空荷載模擬試驗將整個吊裝過程中每臺吊車的站位，工作半徑，出臂長度等予以確定，并嚴格按照結(jié)果進行操作。解決多臺吊車在同一時間點上出臂長度、大臂與水平的夾角、吊繩長度等可能出現(xiàn)的問題，確保吊車在吊裝過程中不出現(xiàn)拉扯，避免鋼桁架出現(xiàn)扭曲變形等情況出現(xiàn)。2、吊裝參數(shù)驗算每片桁架結(jié)構(gòu)在原地拼接完成直立后，以頂部標高最高點吊裝以及最重桁架為驗算對象對吊裝參數(shù)進行驗算，首先要對吊裝荷載、工作半徑、出桿長度進行驗算，保證起重重量、工作半徑、高度滿足吊裝要求，其次進行抗臂驗算，保證吊車主臂距鋼架外框最小距離滿足使用要求，以上主要參數(shù)驗算保證吊車型號合適，最后計算確定吊點位置、繩索規(guī)格型號長度、卸扣型號等。5.2.5現(xiàn)場組裝鋼桁架分成片進行地面組裝，組裝時按照提供好的場地整平標高后進行拼裝，組裝完成后對各個節(jié)點連接的情況按照驗收規(guī)范進行逐一檢查，防止節(jié)點連接不牢靠。5.2.6臨時支撐設置1、臨時支撐地面選擇在平整場地上，并提前對支撐位置地面進行夯實處理，再澆筑1m寬1m高比鋼桁架寬度方向長2m的C30混凝土支墩，支墩內(nèi)上、中、下配置三層螺紋鋼22間距300的鋼筋。混凝土支墩頂面預留1000*1000*20鋼板，臨時支撐螺紋管與鋼板焊接連接。2、臨時支撐點的選擇是和設計人員對鋼桁架的結(jié)構(gòu)受力進行分析、鋼桁架的吊裝就位過程、以及就位以后的受力狀況進行分析研究確定網(wǎng)架的臨時支撐節(jié)點位置。3、實際臨時支撐材料選擇：臨時支撐采用螺紋管630*10，連接用H300型鋼，支撐用H100X100型鋼，臨時支撐各項驗算由PK11軟件進行驗算。臨時支撐設計如圖5.2.6-1。1-千斤頂；2-鋼管Φ114×3.5；3-鋼管Φ630×10；4-基礎圖5.2.6-1臨時支撐示設計意圖5.2.7吊裝1、吊裝工藝鋼桁架拼裝→吊車就位→按設計計算核實后提供的吊點→捆綁起吊鋼絲繩（設置支托，鋼絲繩接觸部位墊木方）→確認吊點牢固→鋼桁架吊離地面200mm→鋼桁架角部拴麻繩→檢查→調(diào)整吊車回轉(zhuǎn)半徑→緩慢起吊回轉(zhuǎn)→吊裝就位→設置安全臨時支撐點→卸載→松鉤。2、吊車進場后，對作業(yè)人員的上崗證以及吊車的檢驗報告進行檢查并報驗。并對吊繩及卸扣進行檢查。吊車按照之前撒出的站位中心線進行站位，保證吊裝施工作業(yè)安全順利進行。3、在起吊過程中必須穩(wěn)步進行，經(jīng)檢查連接牢固后，起重機慢慢提起，觀察吊索、構(gòu)件平衡程度。網(wǎng)架提離地面200mm時，停止提升，派專人觀察繩索、吊車支腿、大臂、鋼桁架變形和吊點情況等各處受力情況，鋼桁架上增加活荷載（8名人員），再觀察5分鐘，確認無誤后，鋼桁架上的活荷載（8人）放置到地面安全位置后，開始進行就位吊裝。每一榀都進行這樣的試吊過程。吊車繼續(xù)提升，提升高度達到吊裝高度時，起重機緩緩下落就位，同時兩根溜繩分別在南、北方向拉緊，防止構(gòu)件與起重機大臂相互碰撞，鋼桁架支座就位后設置安全臨時支撐點，固定支撐點進行牢固焊接然后緩慢松鉤。5.2.8卸載與臨時支撐拆除吊裝到位以后，臨時支撐采用下端固定，上端找平，在每一個臨時支撐點上端采用50噸千斤頂進行卸載控制，網(wǎng)架固定以后，進行拆除臨時支撐時，需要將臨時支撐上端的千斤頂同步緩慢卸載，避免速度太快使網(wǎng)架臨時支撐點附近桿件突然受力而損壞，每次卸載高度20mm，靜置2日，觀察鋼桁架無異常情況出現(xiàn)后，方可進行下一次的整體卸載，卸載總共進行5次，當逐步卸載到鋼桁架臨時支撐處變形不再出現(xiàn)變化時，靜置5日后，沒有其他情況出現(xiàn)，再將支撐完全拆除。5.2.9撓度的控制吊裝前，設置鋼桁架臨時支撐要根據(jù)設計撓度值進行測算，在節(jié)點部位的臨時支撐，其高度要經(jīng)過進行設計計算確定，計算原則是保證鋼桁架臨時支撐拆除后，撓度值滿足要求。5.2.10勞動組織勞動力組織情況，見表5.2.10-1表5.2.10-1勞動組織表序號工種人數(shù)1吊裝工102起重工13信號工24安裝工人256.材料與設備桁架吊裝所需材料及設備見表6-1。表6-1材料設備一覽表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量單位備注1汽車吊25T1臺三一QY100V2汽車吊100T2臺3電焊機BX1-5004臺4氣割設備2套5鋼絲繩套6x37+1（d47.5）6x37+1（d56）8米10M4根6M4根6卸甲T8DW258個7活動扳手L=450mm4把8鋼卷尺50米1把9鋼卷尺5米4把10麻繩Ф20120米11倒鏈3T2個12倒鏈5T2個13水準儀1臺14經(jīng)緯儀1臺15切割機2臺16磨光機8臺17千斤頂50T10臺18繩卡10個19卸甲T（8）DW258個20枕木30根21螺絲刀5把22木楔除以上主要機具外，還須準備：手錘、角尺、安全帶、安全帽等，在此不詳細列出。7.質(zhì)量與控制7.1根據(jù)現(xiàn)場情況及安裝要求，將構(gòu)件吊裝搬運到合適位置。7.2吊裝鎖具應設專人負責檢查，并做好檢查記錄。7.3吊裝前應對設置好的全部吊裝索具按照國家有關(guān)規(guī)定的要求進行全面維修檢查。7.4在施工中，如需吊裝索具代用，必須經(jīng)過研究并征得有關(guān)人員同意后方可使用，并做好記錄。7.5吊裝前應檢查捆綁是否平穩(wěn)、牢固，不得在吊裝物上懸掛零星物件。吊裝物起吊平移時，其底部與所跨越的障礙物之間應有30cm以上的凈空。吊裝物起吊就位放穩(wěn)后，未經(jīng)指揮人員同意不得松鉤。為防止吊裝過程中起吊物擺動、旋轉(zhuǎn)或碰撞其他構(gòu)件、建筑物，在吊裝物兩端底部橫梁桿件上捆綁Ф≥20mm棕繩做為溜繩。7.6使用的吊裝繩索應受力均勻、無斷絲、扭結(jié)、彎折、壓扁、磨損、腐蝕或電弧作用引起的損壞等現(xiàn)象。7.7鋼絲繩在使用過程中，不得與設備、構(gòu)件、建筑物的棱角直接接觸，如接觸必須墊襯半圓管。7.8吊裝時由執(zhí)行指揮發(fā)布指揮信號，信號應清楚。發(fā)布信號和傳遞信號要統(tǒng)一、清晰、準確及時。8.安全措施8.1做好工人的安全教育工作，樹立安全第一思想，生產(chǎn)必須安全，安全為了生產(chǎn)。8.2健全安全管理機構(gòu)，設立專職及兼職安全員抓好安全工作，貫徹“安全第一，預防為主”的方針，杜絕事故發(fā)生。8.3建立安全施工崗位責任制，施工作業(yè)前，必須制定施工方案，落實安全措施，完善審批手續(xù)，嚴格按方案實施。8.4施工前對作業(yè)人員進行施工技術(shù)交底時，同時要進行安全技術(shù)交底。8.5按規(guī)定標準使用安全帽、安全帶。8.6各機械設備的安全防護裝置一定要齊全有效。8.7嚴禁赤腳或穿高跟鞋、拖鞋進入施工現(xiàn)場高空作業(yè)不準穿硬底和帶釘易滑的靴鞋。8.8施工現(xiàn)場的危險區(qū)域要有明顯的警戒標志，夜間要設警示燈。8.9現(xiàn)場材料按規(guī)定堆放整齊、確保場內(nèi)交通安全暢通。8.10鋼結(jié)構(gòu)吊裝前必須認真核對構(gòu)件重量，并仔細檢查吊點位置，綁扎方法、吊索設置是否符合設計要求，確定安全后方可起吊。9.節(jié)能環(huán)保措施9.1貫徹執(zhí)行國家、當?shù)卣嘘P(guān)環(huán)境保護的方針、政策、法