大跨度钢柱钢桁架吊装空中拼接施工.doc

大跨度钢柱、钢桁架吊装空中拼接施工
一、工程概况
1.1 无锡****酒店工程位于**广场**侧，地处***的政治、文化中心，地理位置极佳。该工程建筑面积12.9619万平方米，由一幢总高度196米的超高层塔楼和相邻的五层裙房组成。共设2层地下室，主楼部分地面以上为50层。
1.2 该工程第六层作为结构转换层，层高为5.5m，在13～14轴/A-2轴～C-C轴处采用箱形钢柱，钢桁架梁作为转换大梁，该部位四支箱形柱尺寸为1000×1000，采用60、80厚两种钢板焊接而成，有两支分为2节，2支分为3节，超过30吨的有4节，最重为39.212吨；8.13m长的箱形钢桁架梁也有4根，截面也为1000×1000，最重的一根为38.309吨，2根组成1根整体桁架梁，分段吊装在空中和箱形钢柱拼接固定后电焊，另一段一端和箱形钢柱拼接固定另一端和已拼接好的桁架梁对接固定后电焊，现场采用50厚耳板高强螺栓进行连接固定。为了防止偏差整个箱形钢柱，钢桁架梁都在制作厂家进行预拼接无偏差后才运致吊装现场。
二、工程特点
该转换层高度为25.9m～31.4m，最近的箱形柱距裙房结构外表面为22.55m，最远的箱形柱距裙房结构外表面为35.85m。要将这21件计400吨以上钢构件从制作、预拼、运输到顺利吊装空中拼接完成，难度之大，之危险仅通过普通的施工工艺和施工机械根本无法完成。在拿到施工图后我们就针对整个施工过程进行商讨。首先是确定吊装起重机械，钢构件有26件在12吨以下的利用工程现有的QTZ315塔吊能够解决。该机械22m范围内能起重16吨，但12吨以上到39.2吨计11件根本不能起吊，后通过联系，得到上海****起重吊装公司有能完成这次起重量为40吨（加索具等），起吊高度42.5m，作业半径30m的机械，其具体型号为德国产利勃海尔LTM1500汽车飞臂吊。附桁架系统清单
无锡****酒店（6～7层桁架系统）清单
工程编号HD 05/05/10
构件编号
规格
长度(mm)
数量(支)
栓钉(只)
总重kg
备注
C-1/C-C
箱形柱1000×1000×60×60
3700（上）
各1支
2608
7584
桁架2
8300（中）
32816
4300（下）
8658
A-1/A-C
3700（上）
7584
8300（中）
32816
4300（下）
8658
HJL2A
箱形梁1000×1200×60×60
8310
166
30163
HJL2B
8310
90
28355
C-2/C-B
箱形柱1000×1000×60×80
8300（下）
614
39212
桁架1
3700（上）
296
8606
A-2/A-B
8300（下）
614
39212
3700（上）
296
8606
HJL1A
箱形梁1000×1200×60×80
8310
166
38309
HJL1B
8310
98
33048
C-2/C-B
箱形柱1000×1000×60×80
5900（下）
在第三大节已计入
13280
此处第三大节已做好(桁架1)
6010（上）
12875
A-2/A-B
5900（下）
13280
6010（上）
12875
HJ2/ZC2
箱形1000×1000×60×60
3227
2支
无
11624
桁架2支撑
HJ2/ZC2A
1269
2支
2838
HJ2/ZC2B
1073
2支
2506
HJ1/ZC1
箱形1000×1000×80×80
3227
2支
14608
桁架1支撑
HJ1/ZC1A
1269
2支
2838
HJ1/ZC1B
1073
2支
2506
LXHJ
H1200×600×60×60
6863
2支
24544
桁架支撑
LXHJ-ZC1
H800×600×60×60
3810
1支
3742
LXHJ-ZC2A
1625
1支
1356
LXHJ-ZC2B
1625
1支
1356
短柱HJ1
箱形1000×800×60×60
2100
1支
3323

短柱HJ2
2100
1支
3323

桁架小计

37支
4940
450501

三、吊机性能
该机起吊最高点52.4m，可进行360度作业，最大起吊重量165t，处于最大工作半径和最高吊起点时，最大额定重量35t，整个机械加飞臂和配重为500吨，需12辆重型汽车装载。
四、吊装条件
4.1 场地条件和回填土
吊装场地安排在12～15轴间，长25.2m，宽12.5m，面积为315m2。吊装机械距建筑物7m，由于本工程基坑采用的是1：1放坡，土钉墙喷锚支护，该机械有2个支腿正好支放在回填土上。因此，必须对回填土质的要求和其承载力进行复核。回填土质选用3：7灰土，严格控制土的含水量，在离其20m外基坑有意不回填，按放水泵进行抽水，回填土严格按300mm进行分层铺填夯实，回填到比室外道路低地坪80cm后，用挖机履带反复多次进行碾压。然后回填50cm厚毛片面反复多次进行碾压，由于准备时间充足到吊装有2个月的时间，为充分压缩土质，将其作为钢筋堆场使用，1个月过后清空场地后再绑扎ф14双层双向钢筋，用C30砼浇捣30cm厚吊装场地并覆盖塑料薄膜洒水保养。吊装时，在吊装机械的支腿处再铺设3m×3m钢道板，使其应力逐步得到扩散。（详见附图）
4.2 回填土承载力计算
查建筑施工规范表3.2.3得到灰土承载力200～250Kpa
取中间值225Kpa＝230KN
取一只支腿的压力加上最重钢结构的重力进行复核计算：
基底平均压力＝(5000KN÷4＋400KN) / (3×3)＝183.3KN/m2＜230 KN/m2 基础承载力满足要求

4.3地下室外墙板侧压力承受计算
由于采用的吊装机械超重并置于回填土上使回填土受到挤压，增大了地下室外墙板承受的土侧向压力，为防止地下室砼外墙板受力后出现裂缝和破坏，必须进行复核计算。本工程吊装机械就位部位的墙板厚度为800mm，竖向配筋为Ф25＠150，C40砼，设计提供最大侧向受力为：300KN/m2 按朗肯土压力理论计算：
将荷载换算成土层厚度：h’＝q/γ＝183.3 / 18＝10.18m
计算墙板中间最大应力处：
ka＝tg2(45°－ψ/ 2)＝0.333
δbe=γh’· ka＝18×10.18×0.333＝61KN/m2
δde＝γ(h’＋h2)· ka＝18×(10.18＋4.25)×0.333＝86.49 KN/m2
土压力合力Fa＝1/2(61＋86.49)×4.25＝313.42 KN/m2

则墙板抵抗土侧压力还差13.42 KN/m2 ，为增强外墙板抵受土侧压力施工现场采用加固的方法进行补偿，详见附图：

五、吊装组合拼接
箱形钢柱最高8.3m，最重为39.2吨，用两根长8mф30公称抗拉强度140kg / mm2的钢丝绳一段钩在吊钩上，另两端分别拴住已卸在钢柱耳板的45吨卸扣上，在上下的统一指挥下稳定起吊，由于该汽吊采用变频控制，可以直接精确定位，待和下节钢柱对接上后，用经纬仪照准预先画好的中线无误后迅速用交活螺栓进行连接固定，但仍不能撤吊钩，需等对接剖口两两对称，熔透焊完成1/2后才能松钩吊装另一根，以防止松动后偏移造成偏心受压。桁架梁最长8.3m,最大重量39.2吨，用两根长14mф30公称抗拉强度140kg / mm2的钢丝绳一段钩在吊钩上，另两端分别拴住已卸在钢
桁架耳板的45吨卸扣上并用两根长45m，ф30的棕绳系在桁架的两端控制起吊物的稳定和定位。采用上面相同的方法进行连接固定焊接，然后依
次吊装每一榀桁架直至完成整个结构的吊装。在3天的吊装过程中，对吊装机械场地进行不间断的观测，除开始受力后出现细微裂缝以后再无扩展。
六、劳动组织
吊装作业现场成立指挥领导小组，由项目经理担任组长，项目技术负责人、质量员、安全员担任副组长，配备上下指挥、司机、挂钩、安装、电焊、测量等岗位责任人员及必需的辅助人员。上述人员应明确各自的岗位职责，特种作业人员要持证上岗作业。

七、安全措施
7.1 吊装前应仔细检查机械索具、夹具、吊环等是否符合要求并进行试吊。
7.2吊装时，悬空下应禁止站人，施工人员应穿戴好劳动保护用品。
7.3高空作业人员必须系好安全带，安全带生根处须安全可靠。
7.4施工用的电动机械和设备(电焊机、空压机、氧气瓶、乙炔瓶等)应有专人看管。焊接时，不允许使用破损的电线和电缆，严防漏电。
7.5吊装属高空作业，当风速为大于10m / s时（6级风），应停止吊装作业。
7.6在钢结构吊装时，为防止人员、物料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网。安全平网设置在梁面以上2米处，当楼层高度小于4.5米时，安全平网可隔层设置。安全平网要求在建筑平面范围内满铺。安全竖网铺设在建筑物外围，防止人和物飞出造成安全事故。竖网铺设的高度一般为两节柱的高度。
7.7为便于施工登高，吊装柱子前要先将登高钢梯固定在钢柱上，为便
于进行主梁节点紧固高强螺栓和焊接，需在柱梁节点下方安装挂篮脚手。
7.8施工时还应注意防火，提供必要的灭火设备和消防监护人员。
7.9高温季节施工要做好操作人员的防暑降温工作。
八、结束语
8.1该转换层桁架系统采用LTM1500汽车吊3d，QTZ315塔吊7d完成了整体吊装，比计划提前了10天，对整个工程的工期的完成起到了决定性的作用。
8.2该转换层系统选用的两台大型机械设备进行空中拼接吊装技术解决了施工场地吊装困难的问题，做到生产与施工两不误，不仅确保了施工质量，而且大大减少了高空作业存在的各种危险性。
8.3该转换层桁架系统14m跨度经厂内地面拼装空中拼接吊装，动用的大型机械，目前在江苏地区土建工程中尚属首次。