36m跨钢桁架整体吊装关键点的控制

周林才 刘震

[摘要]苏州市沧浪新城实验中学校艺体中心钢桁架屋盖，36米跨钢桁架安装方案经过优选，并对吊装关键点进行分析，采取相应控制措施，保证吊装顺利实施。对类似工程的吊装施工具有一定指导作用。

[关键词]钢桁架 优选 双机抬吊 关键点控制

中图分类号：TU323.4 文献标识码： A 文章编号：

1钢桁架屋盖概况

苏州市沧浪新城实验中学校位于苏州市长吴路、九曲巷交界处，艺体中心地下一层，地上二层。屋面为钢桁架屋盖，主要受力体系由劲性柱、大跨度钢桁架、钢梁和斜撑等构件组成。

钢桁架屋盖由从地下室底板升起的八根劲性柱承担，钢结构整体分为三层结构（约15m标高、20m标高和23.55m标高），钢桁架跨度36米，单榀最大重量36.6吨，最大安装高度23.55米，具有大跨度、高吊距的施工特点。详见钢桁架屋盖的平面图（图1）、剖面图（图2）。

图1 钢桁架屋盖平面示意图

图2 钢桁架屋盖剖面示意图

2钢桁架安装方案的选择

对于大跨度钢结构的安装方案综合考虑以下几点，并列出四个安装方案进行优选，见表1。

（1）满足设计工况的要求；

（2）考虑施工质量、安全和工期：由于跨度36米，安装高度高，所以要尽量减少高空的工作量，增加地面的工作量。既提高工作效率，缩短安装的时间，又能保证施工质量和施工安全；

（3）考虑安装场地情况：艺体中心东侧紧靠同时建造的教学楼，东侧无可供安装场地，其余三侧为现场施工道路，但南侧二层楼面退台12.3米，北侧二层楼面退台12.0米（见图2剖面）。

（4）保证施工成本费用相对较低。

安装方案优选表表1

方案 特点 安装方法 优点 缺点

一 高空散拼 楼面设置排架，在排架面上设置安装用胎架，在胎架上进行散装成整体。 利用现场设置的塔吊就能将钢构件吊至操作平台，不需要设置吊车。 需在楼面搭设安装用的排架，并对楼面砼结构进行加固，施工工期长；所有钢构件均由手工焊接连接，现场焊接质量不易保证。

二 分段吊装，高空拼接 单榀钢桁架车间分段制作，现场分段吊装，高空焊接连接。 减少了现场焊接量，保证了桁架梁的拼装质量。 分段钢桁架需临时固定，现场存在高空作业及高空焊接。

三 地面拼装，单机整榀吊装 单榀钢桁架车间分段制作，现场拼接成整体，然后单机整榀吊装。 减少了现场焊接量，不需高空焊接，保证了桁架的拼装质量。 起吊设备要求高，需要大吨位的吊车，成本相对较高。

四 地面拼装，双机抬吊整榀吊装 单榀钢桁架车间分段制作，现场拼接成整体，然后采用双机抬吊整榀吊装。 不需高空焊接，减少了现场焊接量，保证了桁架的拼装质量；同时减小了吊车的吨位。 双机抬吊时需协同指挥。

表1中的方案四既减少了空中焊接的量，保证了钢桁架的焊接质量，又可以降低吊车的吨位，费用相对较小。方案四优于其它三个方案，钢桁架采用车间分段制作、地面拼装、双机抬吊整体吊装的安装方案。

3吊装关键点控制

关键点控制是对吊装过程重点的控制。确定吊装控制的关键点，认真分析，并对结构吊装状态的受力进行计算，采取相应控制措施，确保吊装方案顺利实施。

3.1翻身吊点的关键点控制

36米跨钢桁架，单榀重量大、桁架高度高，桁架上弦杆在翻身过程中为面外受力的梁，受力方式十分不利，处于吊点位置的构件，其变形如何？是否要加固？是吊装控制的关键点。

最大桁架GHJ-3单榀重量36.6吨、桁架高度7.45米。选择GHJ-3进行关键点分析复核。

构件设置两个起吊吊点（兼作翻身吊点）和两个翻身吊点。吊点布置见图3。平卧拼装验收完成后，桁架翻身采用4点翻身起吊。

图3 吊点布置图

采用中国建科院STS软件对GHJ-3桁架吊装翻身过程中的构件变形进行计算。翻身过程中上弦最大节点位移9.7mm，见图4《翻身吊上弦验算结果图》，根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）附表C.0.6的要求，在未受力时为-5~+10mm，故桁架翻身起吊时不另采取加固措施。

图4翻身吊上弦验算结果图

3.2起吊吊点的关键点控制

36米跨钢桁架单榀最大重量36.6吨，起吊吊点的位置和吊点对构件的影响是吊装关键点。

因场地原因，吊车吊臂半径受到限制，钢桁架吊点设置在距离劲性柱最近的节点即第二个节点上。构件设置两个起吊吊点，吊点布置见图3。对吊装过程中的构件变形进行计算，据此决定是否要采取加固措施。

图5吊起时吊点对桁架构件验算结果图

采用中国建科院STS软件对GHJ-3桁架的变形进行计算。计算中自重放大系数取1.3；弦杆平面外计算长度取两吊耳间距30m，桁架最大变形量为2.1mm，见图5 《吊起时吊点对桁架构件验算结果图》。

根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）附表C.0.6的要求，在未受力时为-5~+10mm，采取微小反变形措施，即在放样制作组装时按+10放样，确保完成的桁架外形尺寸满足规范要求。

3.3吊装指挥的关键点控制

双机抬吊整体吊装必须保证信息清晰畅通，传达迅速，保证桁架同步匀速上抬。吊装指挥是吊装成功的又一关键点。

吊装指挥系统是吊装最主要的核心。经过对以前工程实例及本项目吊装特点的分析，采取如下措施保证双机抬吊的顺利进行。

1、项目部成立吊装领导小组，制定完善和高效的指挥操作系统，绘制现场吊装岗位设置平面图，实行定机、定人、定岗、定责任，使整个吊装过程有条不紊地顺利进行。

2、作为一次大型构件的吊装作业，制定一套严格的行之有效的管理方法，让每一位工作人员都很清楚自己的职责，以保证一次吊装成功。

3、吊装总指挥对两机进行统一指挥，使两者互相配合，动作协调。在整个吊装过程中，两机的吊钩滑车组，都应基本保持垂直状态。

4、双机抬吊钢桁架时，如果两机不是同时将桁架吊离地面或落向柱顶就位，则两机的实际荷载与计算的荷载分配就有很大的出入。因此，在实际操作中，为确保安全，必须两机同时将桁架吊离地面或落向柱顶就位。

4双机抬吊吊装施工

4.1吊装准备

根据性能表，汽车吊吊车臂长39m，起吊半径20m，起吊高度32m，起重量为23t。

2台200t汽车吊设置在场地南北两侧进行双机抬吊，见图6《吊车的设置位置图》，2台汽车吊起重量Q=46t×0.9=41t，钢桁架最大重量W=36.6t，满足吊装要求。

图6吊车的设置位置图

4.2吊装指挥

吊装总指挥组织全面检查吊装设备，并进行吊装操作交底；布置各岗位监察的要点内容。布置检查核准劲性柱上的安装基准标记、方位线标记；检查桁架上的吊耳、索具连接，确保符合吊装要求。

4.3桁架翻身

由总指挥下令，检查各岗位到岗待命情况，并检查各指挥信号系统是否正常；各岗位汇报准备情况，一切就绪。开始桁架翻身，使上弦慢慢上抬，同时检查上弦变形情况，均一切正常，桁架翻身至垂直状态。

撤除翻身辅助桁架及地面杂物，进入下部起吊作业。

4.4桁架起吊

起吊时，注意两台吊车操作的协调性。吊装过程时刻注意桁架的倾斜度，通过控制两台吊机的提升速度，使平桁架保持水平状态。起吊按部就班，起吊作业一切正常。

吊装就位后立刻安装吊耳螺栓，使桁架临时就位，立即进行桁架的的找正、找平工作，测量其坐标中心线的误差，并加以调整，用穿孔钉保证桁架螺栓孔平顺，再安装桁架的连接螺栓，初拧螺栓，对桁架做进一步校正。确认满足要求后，终拧螺栓，然后吊车方可松钩。

完成钢桁架吊装后，依次完成屋顶钢梁吊装，最后利用土建塔吊进行檩条等钢结构吊装。

5结语

大吊距大吨位钢桁架安装，需要根据工程的特点制定相应的安装方案，明确关键点，通过对关键点的分析，采取相应控制措施，确保吊装工程顺利实施。

苏州市沧浪新城实验中学校艺体中心钢桁架屋盖整体吊装圆满成功，得到了设计、业主、监理的一致好评，对类似工程的吊装施工具有一定指导作用。

参考文献

[1]《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

[2]《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

[3]《钢结构高强螺栓连接的设计施工验收规程》JGJ82-91

[4]《建设工程安全生产管理条例》