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大跨度钢结构吊装工法
复杂地型超大跨度钢结构桁架梁吊装施工工法
1、前言
随着现代工业经济的发展飞速前进，工业厂房越来越多，尤其是钢结构屋面的工业厂房因施工整体结构较轻（与混凝土结构相比），施工工期短，而且能解决许多工业厂房跨度较大的问题，越来越得到普遍应用。为了确保大跨度钢结构吊装的高效、快速、安全的目的，需要将钢梁进行整体拼装，然后采用双机抬吊的吊装方法，尤其是施工场地狭窄、场地不平整时，采用跨内吊装，结合活动拼装平台进行构件组装的施工方法会使大跨度钢结构吊装在施工场地复杂时却达到安全、快捷，经济，为使此方法得以推广，特编制了本施工工法。kBVt00Y。k5GDgmH。
2、工法特点
本工法采用两台50t吊车同时平衡起吊的一次性吊装方案，比采用一台大吨位（至少100吨）吊车和采用桅杆吊更安全，更经济；施工场地限制，采用跨内吊装；制作活动的拼装平台，进行现场就地拼装，并根据吊装方向和顺序移动拼装平台，减少场内的二次转运，节省了人力物力，也减少大面积土方回填平整的费用；为解决第一榀钢梁吊装后无法固定的问题，另加设一台75吨吊车进行配合，以保证两台50t吊车能顺利进行第二榀桁梁的吊装。通过以上方法，解决了该钢结构屋面桁架梁跨度大、质量重、离地高、施工场地狭窄、拼装困难的难点，保证了施工质量和安全，满足业主的施工进度要求，并达到降低施工成本的目的。HihonQV。hhhupUU。
3、适应范围
本工法适用于常见的工业厂房超大跨度钢结构屋面梁的整榀吊装工程施工。
4、工艺原理
利用现场整体拼装，两台吊车平衡起吊的一次性整体吊装方法，解决单层工业厂房超大跨度钢结构屋面梁吊装难题。j6HXaN1。JoKWHHp。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
桁架梁根据设计要求在工厂内预先加工。然后运输到施工现场进行组装。工厂化加工保证了其精确度，构件运到施工现场后根据合理的施工顺序进行吊装，主要施工艺流程如下：VbCvQzC。lCeru8P。
桁架梁厂内加工-→桁架梁组拼-→桁架梁吊装-→连接与固定-→检查、验收-→除锈、刷涂料
5.2操作要点
5.2.1安装准备：
5.2.1.1 复验安装定位所用的轴线控制点和测量标高使用的水准点。
5.2.1.2 放出标高控制线和屋架轴线的吊装辅助线。
5.2.1.3 复验桁架梁支座及支撑系统的预埋件，其轴线、标高、水平度、预埋螺栓位置及露出长度等，超出允许偏差时，应做好技术处理。yIiv5UF。RQnuk9F。
5.2.1.4 检查吊装机械及吊具，按照施工方案的要求制作好活动操作平台（如图二所示）。
5.2.1.5 桁架腹杆设计为拉杆，但吊装时由于吊点位置使其受力改变为压杆时，为防止构件变形、失稳，必要时应采取加固措施，在平行于屋架上、下弦方向采用钢管、方木或其它临时加固措施。cfv5pEt。5Ptt5S1。
5.2.1.6 测量用钢尺应与钢结构制造用的钢尺校对，并取得计量法定单位检定证明。
5.2.2.桁架梁组拼：
钢桁架梁分片运至现场组装时，活动拼装平台应平整。组拼时应保证屋架总长及起拱尺寸的要求。焊接时焊完一面检查合格后，再翻身焊另一面，做好施工记录，经验收后方准吊装。钢结构桁架梁及天窗架皆在地面上组装好后一次吊装，但先要临时加固，以保证吊装时有足够的刚度，受已施工的设备基础影响，场地狭窄，且由于场地存在部分孤石，场地不平整，故组装时利用活动平台进行，活动平台采用槽钢制作，如图二，活动平台移动可利用场内吊车，可将活动平台移动到指定位置。VpKzSkV。P76q4Rn。

图一 第一榀钢梁组装

图二 中间钢梁利用活动平台进行组装
5.2.3.桁架梁吊装：
5.2.3.1 吊点必须设在钢结构桁架梁三汇交节点上。桁架梁起吊时离地50cm时暂停，检查无误后再继续起吊。如图三、图四所示。i2qqqSW。dlA1VEz。

图三 第一榀钢梁就位(一)

图四 第一榀钢梁就位(二)
5.2.3.2 安装第一榀桁架梁时时，在松开吊钩前初步校正；对准屋架支座中心线或定位轴线就位，调整桁架梁垂直度，并检查屋架测向弯曲，将桁架梁临时固定。如图五所示。TY55Fmj。jdLLdJV。

图五 第一榀桁架梁临时固定
5.2.3.3 在第二榀桁架梁吊装前，先用一台75吨的汽车吊将第一榀钢梁吊正，钢丝绳两吊点分别在桁架梁屋脊两侧第一个桁架节点，待钢丝绳受力后稳住不动，保证钢梁处于垂直状态，再将两台50吨的吊车松钩，以换出这两台50吨吊车进行第二榀钢梁吊装。wbXmQUM。8KKVdW1。
5.2.3.4由于第三榀钢梁要第三天方能进行吊装, 为防止风荷载影响，需对第一、二榀钢桁架梁进行加固，采用钢管顶撑和钢丝绳拉相结合的方法将第一榀钢梁与相邻框架柱筋固定。如图六所示。X27YJ1Y。2fLOmlv。

图六 第一榀桁架梁与相邻框架柱筋固定
5.2.3.5第二榀桁架梁同样方法吊装就位好后，不要松钩，再用一台跟着安装支撑系统及部分檩条，最后校正固定，务使第一榀杵架梁与第二榀桁架梁形成一个具有空间刚度和稳定的整体。如图七、图八、图九所示。FNe7QmZ。9kCcZg0。

图七 安装支撑系统及部分檩条(一)

图八 安装支撑系统及部分檩条(二)

图九 安装支撑系统及部分檩条(三)
5.2.3.6 从第三榀桁架梁开始，在屋脊点及上弦中点装上檩条即可将桁架梁固定，同时将桁架梁校正好。
5.2.3.7根据以上施工方法完成余下所有钢桁架梁的吊装，如图十、图十一所示。

图十 所有钢桁架梁吊装完成（一）

图十一 所有钢桁架梁吊装完成（二）
6、材料与设备 
6.1.材料、构件准备
6.1.1 检查构件在装卸、运输及堆放中有无损坏或变形。损坏和变形的构件应予矫正或重新加工。被碰损的防锈涂料应补涂，并再次检查办理验收手续。H3FunfG。dPNXafH。
6.1.2 对构件的外形几何尺寸、制孔、组装、焊接、摩擦面等进行检查，做出记录。
6.1.3 钢结构构件应按安装顺序成套供应，现场堆放场地能满足现场拼装及顺序安装的需要。钢桁架分片出厂，在现场组拼应准备拼装工作台。HltLinG。YaUV81E。
6.1.4构件分类堆放，刚度较大的构件可以铺垫木水平堆放。多层叠放时垫木应在一条垂线上。屋架宜立放，紧靠立柱，绑扎牢固。jljP3ru。2DqHRVA。
6.2．机具准备
主要安装机械、工具配备
施工机具
规格
数量
用途说明
汽车吊
QY50
2辆
钢梁吊装构件卸车、钢梁拼装及垂直运输
汽车吊
QY75
2辆
钢梁吊装
拼装支架、枕木

2套
钢梁拼装
角磨机

4把
钢构件打磨
钢丝绳
Φ16×24m
4根
吊装屋面钢梁
卡环

8套
吊装屋面钢梁
麻绳

200米
安装檩条
测力扳手

2套
钢梁拼装、安装
交流电焊机
BX3－300
2台
现场焊接工作
气割

2套
现场焊接工作
配电箱

2只
工地临时用电

插座

10只
工地临时用电
软电缆
3×3.5m2
300米
工地临时用电
安全带

30付
高空作业
7、质量控制
7.1. 构件连接与固定：
7.1.1 构件安装采用焊接或螺栓连接的节点，需检查连接节点，合格后方能进行焊接或紧固。如图十二所示。MJLW12n。92Wy12P。

图十二 钢桁架梁节点焊接
7.1.2 安装螺栓孔不允许用气割扩孔，永久性螺栓不得垫两个以上垫圈，螺栓外露丝扣长度不少于2～3扣。如图所示。4jqFEuR。ByARgTF。

图十三 钢板垫板上永久性螺栓紧固
7.1.3 安装定位焊缝不需承受荷载时，焊缝厚度不少于设计焊缝厚度的2/3，且不大于8mm，焊缝长度不宜小于25mm，位置应在焊道内。安装焊缝全数外观检查，主要的焊缝应按设计要求用超声波探伤检查内在质量。上述检查均需做出记录。hNhkb3i。w86Jcf2。
7.1.4 屋架支座、支撑系统的构造做法需认真检查，必须符合设计要求，零配件不得遗漏。
7.2、 检查验收：
7.2.1 屋架安装后首先检查现场连接部位的质量。
7.2.2 屋架安装质量主要检查屋架跨中对两支座中心竖向面的不垂直度；屋架受压弦杆对屋架竖向面的侧面弯曲，必须保证上述偏差不超过允许偏差，以保证屋架符合设计受力状态及整体稳定要求U2Cw8Ux。4IwFNaA。
7.2.3 屋架支座的标高、轴线位移、跨中挠度，经测量做出记录。
7.2.4 除锈、涂料：
7.2.4.1 连接处焊缝无焊渣、油污，除锈合格后方可涂刷涂料。
7.2.4.2 涂层干漆膜厚度应符合设计要求或施工规范的规定。
7.3. 保证项目：
7.3.1 钢结构安装工程的质量检验评定，应在该工程焊接或螺栓连接经质量检验评定符合标准后进行。
7.3.2 构件必须符合设计要求和施工规范的规定，检查构件出厂合格证及附件。由于运输、堆放和吊装造成的构件变形必须矫正。U6spanq。zh6N45r。
7.3.3 支座位置、做法正确，接触面平稳牢固。
7.4. 基本项目：
7.4.1 构件有标记；中心线和标高基准点完备清楚。
7.4.2 结构表面干净，无焊疤、油污和泥砂。
7.4.3 允许偏差项目；见下表:
项次
项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
屋架弦杆在相邻节点间平直度
l/1000且不大于5
用拉线和钢尺检查
2
檩条间距
±5
用钢尺检查
3
垂直度
h/250且不大于15
用经纬仪或吊线和钢尺检查
4
侧向弯曲
L/1000且不大于10
用拉线和钢尺检查
注：h为屋架高度，L为屋架长度，l为弦杆在相邻节点间的距离。
8、安全措施
8.1、在主要施工部位、作业点、危险区、都必须挂有安全警示牌。电力线路必须由专业电工架设及管理，并按规定设红灯警示，并装设自备电源的应急照明。cYEekzG。ibD689Y。
8.2、汛期和台风暴雨来临期间要组织相关人员昼夜值班及时采取应急措施。风雨过后，要对现场的大型机具、临时设施、用电线路等进行全面的检查，当确认安全无误后方可继续施工。f8FwXXd。6cixs3P。
　　8.3、新进场的机械设备在投入使用前，必须按照机械设备技术试验规程和有关规定进行检查、鉴定和试运转，经验收合格后方可入场投入使用。大型起重机的行驶道路必须坚实可靠，其施工场地必须进行平整、加固，地基承载力满足要求。HPuUDCP。7Zf5zUD。
　　8.4、吊装作业应划定危险区域，挂设明显安全标志，并将吊装作业区封闭，设专人加强安全警戒，防止其他人员进入吊装危险区。吊装施工时要设专人定点收听天气预报，当风速达到15m/s（6级以上）时，吊装作业必须停止，并做好台风雷雨天气前后的防范检查工作。m90rKu4。Tw3t2SI。
8.5、施工现场必须选派具有丰富吊装经验的信号指挥人员、司索人员，作业人员施工前必须检查身体，对患有不宜高空作业疾病的人员不得安排高空作业。作业人员必须持证上岗，吊装挂钩人员必须做到相对固定。吊索具的配备做到齐全、规范、有效，使用前和使用过程中必须经检查合格方可使用。吊装作业时必须统一号令，明确指挥，密切配合。构件吊装时，当构件脱离地面时，暂停起吊，全面检查吊索具、卡具等，确保各方面安全可靠后方能起吊。pJjfLSI。Ma2bcIu。
　　8.6、吊装的构件应尽可能在地面组装，做好组装平台并保证其强度，组装完的构件要采取可靠的防倾倒措施。电焊、高强螺栓等连接工序的高空作业时，必须设临边防护及可靠的安全措施。作业时必须系挂好安全带，穿防滑鞋，如需在构件上行走时则在构件上必须预先挂设钢丝缆绳，且钢丝绳用花篮螺栓拉紧以确保安全。并在操作行走时将安全带扣挂于安全缆绳上。作业人员应从规定的通道和走道通行，不得在非规定通道攀爬。lZ6U13i。glrrPGy。
　　8.7、禁止在高空抛掷任何物件，传递物件用绳拴牢。高处作业中的螺杆、螺帽、手动工具、焊条、切割块等必须放在完好的工具袋内，并将工具袋系好固定，不得随意放置，以免物件发生坠落打击伤害。adlDpFz。bm46b63。
　　8.8、现场焊接时，要制作专用挡风斗，对火花采取接火器接取火花等严密的处理措施，以防火灾、烫伤等，下雨天不得露天进行焊接作业。gcfKXgT。mtEKdBw。
　　8.9、焊接操作时，施工场地周围应清除易燃易爆物品或进行覆盖、隔离，下雨时应停止露天焊接作业。电焊机外壳必须接地良好，其电源的拆装应由专业电工进行，并应设单独的开关，开关放在防雨的闸箱内。焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条应戴手套。在潮湿地点工作应站在绝缘板或木板上。更换场地或移动把线时应切断电源，不得手持把线爬梯登高。划分动火区域，现场动火作业必须执行审批制度，并明确一、二、三级动火作业手续，落实好防火监护人员。电焊工在动用明火时必须随身带好“二证”（电焊工操作证、动火许可证）“一器”（消防灭火器）“一监护”（监护人职责交底书）。气割作业场所必须清除易燃易爆物品，乙炔气和氧气存放距离不得小于2m，使用时两者不得少于10m.DGRBTmo。glWDb6l。
　　8.10、施工时应尽量避免交叉作业，如不得不交叉作业时，亦应避开同一垂直方向作业，否则应设置安全防护层。7rcEPLp。eSvhNXG。
　　8.11、施工现场应整齐、清洁，设备材料、配件按指定地点堆放，并按指定道路行走，不准从危险地区通行，不能从起吊物下通过，与运转中的机器保持距离。下班前或工作结束后要切断电源，检查操作地点，确认安全后，方可离开。7L5HZLx。8j1F1UQ。
8.12、吊装前，应检查机械索具，夹具，吊环等到是否符合要求，并进行试吊，吊装时必须有统一的指挥，统一信号，服从专职人员的指挥，不得违章作业，严格按“十不吊”的有关规定。ANTz1H3。2a9viIP。
8.13、吊装构件时，应按设置的吊点进行起吊，严禁人员站在起吊构件下，风速超过10米/秒时，吊装施工应停止。sv6nwF9。TiJkjd7。
8.14、高空作业要使用安全带，安全带生根处须安全可靠，不得穿硬底鞋，必须随带工具袋，严禁高空坠物，高空作业人员不得喝酒，在高空不得开玩笑。NwMS2Rh。fDSm7Xd。
8.15、吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防止发生沉陷事故，并注意保护各种管线。
9、环保措施
9.1、建立文明施工管理制度和各级各部门责任制，落实文明施工“标准”，保持现场卫生或场容清洁整齐。
9.2、编制施工组织设计或方案中有施工平面布置图，标明建筑物、大型机械、原材料、半成品、设施、设备的位置。平面布置图应将生产区、办公区、生活区分开，生活区设置食堂、厕所、洗澡间、宿舍。布置合理且符合安全、卫生、防火等要求。PNO1pTq。29GXTFz。
9.3、工地按要求设置围墙进行封闭管理，在门头或醒目处设置公司标志和六牌一图，即：工程概况牌、管理人员名单及监督电话牌、消防保卫牌、安全生产牌、文明施工牌、企业理念牌和施工现场平面布置图，标明工程名称、设计单位、监理单位、开竣工日期、施工许可证号及项目经理、施工员、安全员、质检员、现场文明施工负责人员，位于主干道的大型建筑悬挂透视图。严格按照施工布置图设置临时设施、堆放材料、成品半成品和设备及施工机具等，做到物料堆放整齐，挂牌标识清楚（名称、品种、规格、检验状态等）。对易燃易爆、污染大的物品分类存放，专人管理发放。vJEFv14。xWAEste。
9.4、硬地坪施工、场地平整、道路通畅、排水通畅，沙浆及搅拌机前设沉淀池，不得随意排放泥浆、污水、废水要有组织排水。短头废料回收，模板、架料拆除后堆放整齐，建筑垃圾不能及时外运的，装袋或归堆覆盖。ay0TgaW。cs5uiMp。
9.5、建立生活、卫生管理制度和卫生值班日。
9.5.1、生活区注意环境卫生，宿舍做到通风、采光、整洁、防毒、防煤气。工地必须设卫生间。
9.5.2、办公、生活区要设污水池、排水沟和垃圾箱。生产和生活区设置厕所，有条件尽可能设水冲式厕所。
9.6、施工现场防扬尘措施
9.6.1、高层或多层建筑清理施工垃圾，使用封闭的专用垃圾道或采用容器吊运，严禁随意凌空抛撒造成扬尘。施工垃圾要及时清运，清运时，适量洒水减少扬尘。VtZ6uyd。k1eJP9V。
9.6.2、拆除旧建筑物时，应配合洒水，减少扬尘污染。
9.6.3、施工现场要在施工前做好施工道路的规划和设置，可利用设计中永久性的施工道路。如采用临时施工道路，主要道路和大门口要硬化，包含基层夯实，路面铺垫焦渣、细石，并随时洒水，减少道路扬尘。aSSJ4lp。9tjdz30。
9.6.4、在规划市区、居民稠密区，风景游览区、疗养区及国家规定的文物保护区内施工，施工现场要制定洒水降尘制度，配备专用洒水设备及指定专人负责，在易产生扬尘的季节，施工场地采取洒水降尘。2y3GqZp。EnmPJFe。
9.7、施工现场防噪声污染的各项措施
9.7.1、人为噪声的控制
施工现场提倡文明施工，建立健全控制人为噪声的管理制度。尽量减少人为的大声喧哗，增强全体施工人员防噪声扰民的自觉意识。lXImkzd。Oj0IqAD。
9.7.2、强噪声作业时间的控制
凡在居民稠密区进行强噪声作业的，严格控制作业时间，晚间作业不超过22时，早晨作业不早于6时，特殊情况需连续作业（或夜间作业）的，应尽量采取降噪措施，事先做好周围群众的工作，并报有关主管部门备案后方可施工。FBSYxsi。KUu2uOL。
9.7.3、强噪声机械的降噪措施
9.7.3.1、牵扯到产生强噪声的成品、半成品加工、制作作业（如预制构件，木门窗制作等），应尽量放在工厂、车间完成，减少因施工现场加工制作产生的噪声。i9amQSV。JxhYGUI。
9.7.3.2、尽量选用低噪声或备有消声降噪声设备的施工机械。施工现场的强噪声机械（如：搅拌机、电锯、电刨、砂轮机等）要设置封闭的机械棚，以减少强噪声的扩散。QvRZ2Yg。Id4a3m8。
9.7.4、加强施工现场的噪声监测
加强施工现场环境噪声的长期监测，采取专人管理的原则，根据测量结果填写建筑施工场地噪声测量记录表，凡超过《施工场界噪声限值》标准的，要及时对施工现场噪声超标的有关因素进行调整，达到施工噪声不扰民的目的。a5Hyoz3。ENx99yC。
10、效益分析
超大跨度钢结构屋架采用跨内双机平衡整体一次性吊装具有较多优点，实际应用产生的经济、社会效益主要有以下几点：ePLoyRn。QL5xZiQ。
10.1、采用跨内吊装，解决了施工场地狭窄的问题，尤其是密集型的工业厂房，也避免了采用跨内吊装需采用更大的吊车，或比采用更大吊车进行跨外吊装也更为经济、大大节省了吊装费用。x0tJA2Z。77NuzG0。
10.2、避免采用同根梁多节吊装，吊装后再进行组装方法，减少了工人高空作业时更多的安全隐患。采用双机抬吊，也比采用更大吊车进行单机吊装更平稳和安全。nQngIrF。oS9E1LZ。
10.3、施工周期短。采用此种吊装方法，每天可进行约3~4榀梁的吊装，吊装的速度主要取决于地面组装的快慢，而采用活动平台在地面进行组装，也避免了场地不平时钢梁组装困难的缺点。km41z0y。OO7fmsH。
11、应用实例
由遵义建工（集团）有限公司承建施工的厦门正新海燕子午线轮胎二期505硫化检修车间，建筑面积为：19173.802㎡，占地面积12370㎡。该工程分为三个单元，其中丙单元为轻钢排架结构，屋面为钢结构彩板屋面，屋架为钢桁架梁，单跨跨度为62.4m（单跨跨度超过60m的屋架梁，在国内罕见），单根桁架梁重达33.5吨。DahsAA8。GwyRc7g。
钢结构屋架吊装施工中，结合该工程的特点和难点，在原有普通钢结构吊装施工技术的基础上，经过技术创新，利用活动钢平台进行现场整体拼装，解决施工场地狭窄，场地不平问题，采用两台50吨吊车进行平衡起吊，解决了该工程单跨跨度62.4m桁架梁的整榀桁架梁一次性吊装问题。并总结出了大跨度钢结构吊装方法，为今后推广工业厂房在施工场地复杂的情况下大跨度钢结构吊装施工技术提供了可靠的技术保证。该项工法的推广和应用，必将取得良好的经济效益和社会效益。y4dL2UM。kVYOrBk。