吊装盲区内大跨度钢结构施工关键技术.pdf

建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 22 期 2023 年 11 月Vol.54 No.22 Nov.20232698吊装盲区内大跨度钢结构施工关键技术安 恺，赵龙坡，庄会云（北京市机械施工集团有限公司，102628，北京）摘要：随着城市发展，场馆建设越来越多，大跨度钢结构形式也发生了巨大的变化。泰安市全民健身馆项目结构体系采用混凝土结合钢结构体系，其中屋盖部分采用钢结构形式，钢结构采用张弦梁体系和正交单梁结构体系，其中内部的张弦梁结构为大跨度钢结构，跨度为 42 m。如果采用常规施工方法，需要在附近区域布置 1 台塔式起重机，成本增加。如果采用移动式起重机进行吊装，势必要使用 1 台大型机械起重机，成本也会相应增加。因此需要根据项目的实际情况和工程特点，采取一系列施工方法，以实现吊装盲区内的大跨度钢结构施工，既可保证施工质量，又可节约成本，提高施工效率。关键词：大跨度钢结构；吊装盲区内施工；水平运输；垂直运输中图分类号：TU 74 文献标志码：B 文章编号：1000-4726(2023)22-2698-03KEY CONSTRUCTION TECHNOLOGY FOR LARGE-SPAN STEEL STRUCTURE IN THE BLIND AREA OF LIFTINGAN Kai,ZHAO Long-po,ZHUANG Hui-yun(Beijing Mechanical Construction Company,102628,Beijing,China)Abstract:With the urban renovation more and more stadiums have been completed,and long-span steel structures have undergone significant changes.The Citizen Fitness Stadium in Taian has a steel-concrete structure.Its steel roof consists of the beam string structure and orthogonal single-beam structure.The internal beam string structure is a long-span steel structure with a span of 42 m.In the conventional construction method,one tower crane should be set up nearby,which increases the costs.If a mobile crane is used,one large mechanical crane is required,which will also increase the costs.Accordingly,a series of construction measures should be taken based on the actual situation and engineering characteristics of the project during the construction of large-span steel structures in the blind area of lifting,in order to ensure the construction quality,reduce costs and improve the construction efficiency.Keywords:large-span steel structure;construction in the blind area of lifting;horizontal transport;vertical transport1结构概况泰安市全民健身馆分为西侧篮球场、中央羽毛球场和东侧羽毛球场。其中篮球场上空跨度 42 m，最高点标高 37.200 m，最高点距离下方混凝土楼板高度为 16 m。采用钢结构张弦梁结构，撑杆高度3.5 m，张弦梁截面主要为 11005002030、6002501625，材质均为 Q355B。单榀张弦梁总重量 30 t，共计 4 榀，如图 1 所示。2施工难点（1）由于施工总承包单位前期策划塔式起重机方案时，为了节约塔式起重机成本，在此区域内布10轴11轴12轴13轴42 m规格 1 1005002030图 1篮球场上空结构示意置了1台小型塔式起重机，此区域内大跨度张弦梁截面较大，分段后重量重，超出了塔式起重机在此范围内的吊装性能，给钢结构施工带来了巨大的挑战。（2）该区域大跨度钢结构单榀重量约 30 t。需合理分析分段情况，既要满足设计要求，又要满足施工要求，对技术策划要求高。（3）采用何种安装方法是此区域内钢结构安装收稿日期：20230831作者简介：安 恺（1982），男，北 京 市 人，工 程 师，e-mail:.2023 年 11 月2699方案的重中之重，既要安全可靠，又要节约成本。3安装工况分析3.1施工方案整体分析由于此区域内的塔式起重机型号较小，首先项目技术团队对大跨度张弦梁进行分段，经过设计院确认，最终共分为 5 段，每段重量约 5.56.5 t。塔式起重机在此区域范围内可吊重 23 t，故无法使用塔式起重机进行吊装作业。若在场馆外侧支设移动式起重机，起重机选型太大，且需安装副臂工况进行吊装作业，成本大幅增加，施工效率低下。因此结合混凝土、钢结构和场地的情况，提出了就近轴线构件采用塔式起重机进行吊装，无法使用塔式起重机的轴线构件采用原位拼装+提升施工方法进行施工。研究方法：在混凝土结构 21.000 m 标高处10轴 14轴线的混凝土楼层为敞开式平台。13轴线处距离塔式起重机约 35 m，此处塔式起重机可吊重 6.5 t。10 13轴整段张弦梁重量约 30 t，分为 5 段。将10轴线张弦梁（分为 5 段）放在13轴楼板处，混凝土楼板下方支架不拆除，用“卷扬机+人工”的方法将钢梁逐段拉运至10轴，移运距离约 32 m。在10轴整体拼好后，进行整体提升。11轴线张弦梁（分为 5 段）施工工艺同10轴。12轴线张弦梁（分为 5 段）施工工艺同10轴。13轴线张弦梁（分为 5 段）施工工艺可利用塔式起重机进行分段吊装（图 2、图 3）。塔式起重机示意35 m人工移运到位916151413121110图 2BIM 模拟施工示意42 m规格 1 100500203010轴提升工艺11轴提升工艺12轴提升工艺13轴提升工艺图 3施工情况示意3.2提升工况分析篮球场上空最大跨度 42 m，最高点标高 37.200 m，最高点距离下方混凝土楼板高度为 16 m。采用张弦梁结构，撑杆高度 3.5 m，其中10轴线、11轴线、12轴线张弦梁采用地面组拼，整体提升工艺施工。10轴、11轴分别在钢柱托座上方设置提升工装（图 4）；因12轴跨中起拱，重心高出提升点，因此在 1/4 处设置提升标准节，共计设置 2 组，每组 2 个。图 410轴、11轴提升示意本工程提升共布置了 6 个提升点，10轴、11轴分别设置在钢托座上方，12轴设置提升标准节；整段重量为 30 t。均使用 2 台 40 t 液压千斤顶进行提升作业。4施工工艺4.1地面拼装工艺（1）先利用塔式起重机将10轴构件吊至13轴线的+21.0 m 楼面处，然后在构件下方放置移运设备，利用“人工+卷扬机”的方式逐轴、逐段拉运至10轴、11轴、12轴相应位置。（2）利用自制门式提吊架将各段钢梁在地面进行拼装，钢梁下部放置马镫，并在钢梁两侧增加临时斜撑，并将临时斜撑与地面埋件拉结牢固。（3）每单榀地面拼装完毕后，实行三检制度，最后由监理单位验收合格后，方可进行焊接作业，焊接完成后按照规定要求进行焊缝探伤，确保工程质量。4.2提升工艺（1）安装提升工装。在10轴和11轴的原钢柱的柱头上安装提升措施工装，在12轴线跨中 1/4 位置安装提升标准节，提升标准节间距要满足要求，且提升标准节四周必须拉设缆风绳。安装时要确保所有提升工装措施提升孔位的正确。（2）检查关键点位。提升前应检查液压千斤顶、是否拆除拼装的钢梁与地面临时斜撑、提升用钢绞线等。提前用有限元分析模拟得出提升钢绞线的受力 P 值。（3）提升作业。将钢梁缓慢提起 50 mm 后，静止 1 h，检查提升设备、周围环境、钢绞线等，复测钢梁下挠值，并与有限元分析软件模拟值对比，确认无误后再继续提升，直至将钢梁提升至合适位安恺，等：吊装盲区内大跨度钢结构施工关键技术建 筑 技 术第 54 卷第 22 期2700置（图 5）。图 5 柱头处提升过程（4）焊接作业。钢梁提至就位位置后，立即对大跨度钢梁两端焊接码板，以降低提升装置所受荷载。码板与钢梁进行焊接，与钢柱钢托座顶紧不焊接。码板焊接完毕后，再次对待焊口进行清理，验收通过后方可施焊。焊接完毕对其进行探伤，合格后卸载。（5）补齐大跨度张弦梁间次梁。大跨度张弦梁施工完毕后，利用塔式起重机将其之间次梁吊装完毕，并按照施工组织设计要求进行施焊、涂装等作业。5质量、安全控制措施5.1质量控制措施（1）地面组拼时，应根据有限元模拟的下挠值进行预起拱，确保工程完工后满足设计要求。（2）现场焊接应进行焊接工艺评定。焊接过程应符合焊接工艺评定要求，要注意焊前预热和层间温度的控制。其中预热温度为 120150，层间温度始终控制在 120200，且不得低于预热温度。（3）所有焊缝必须采取对称等速焊接。尽量减少焊接变形，减小焊接残余应力。5.2安全控制措施（1）地面组拼后，立即对钢梁两侧拉设斜撑，增强其稳定性。（2）根据施工方案的要求，防止不良天气对提升的影响。要求值班人员关注天气预报情况，并注意施工现场实时天气情况。发现异常天气及时通报。项目部要根据通报情况，按照施工方案要求，做好预防工作防范措施，尽可能避免大风、大雨等恶劣天气对施工造成影响。（3）在钢梁向上提升过程中，必须全过程进行测量监控，确保施工过程安全、可靠。6结束语吊装盲区内大跨度钢结构施工关键技术顺利实施，在本工程综合运用水平运输和垂直运输等关键点，大幅减少了塔式起重机施工成本，节约了传统的支撑材料，有效避免制作、安装、拆除支撑工装所需的人员、机械，提高了施工效率，取得了极佳的效果，并为后续此种类型的工程提供了现场实操经验，起到了一定的指导作用。参考文献1 赵龙坡,韩蕊,杨玲玲,等.双倾斜巨柱综合施工技术 J.建筑技术,2022,53(4):434436.2 曹丙山,王斌,赵梦广.亚投行大跨桁架带下挂结构的累计提升技术 J.建筑技术开发,2018(18):7779.3 蒋亚铭.大型桁架钢屋盖整体提升施工技术 J.铁道建筑施工,2020(7):145147,161.4 罗岗,王恒,刘京城,等.大跨度钢桁架安装施工技术 J.建筑技术,2022,53(7):809811.5 王志峰.大管径钢管倒装吊装与焊接技术探析 J.城市住宅,2019,26(2):135136.6 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