钢结构厂房中的大型行车梁安装

姚习红 杨建新 费亚强

1. 武汉城市职业学院 武汉 430064；2. 中国一冶集团有限公司 武汉 430081

某工业主厂房结构形式为门式刚架结构，钢柱为H型钢双肢柱，在标高21.83 m处设有吊车梁，吊车梁为实腹式焊接H型钢，截面高3.55 m，跨度24 m，质量为37.92 t。吊车梁采用平板支座，两端连接形式为铰接，吊车梁制动系统采用制动桁架梁。吊车梁安装精度要求高，安装危险性较大，需要精确做好安装方案，精密组织、精心施工，确保安全和质量。

1 吊车吊具方案选择

因汽车吊灵活，经济性能好，根据现场作业环境，优先选用汽车吊。吊车梁实际起重质量40.51 t，查汽车吊起重性能表，确定选择QY130K汽车吊。吊装采用4 根等长吊索L1吊装，通过Φ245 mm×10 mm的横扁担用2 根等长吊索L2挂在汽车吊吊钩上。

2 吊装能力计算

2.1 吊车梁吊索的选择

根据《一般用途钢丝绳》（GB/T 2118—2006）所选择吊索性能如下：

6×37＋1 Φ52 mm钢丝绳，抗拉强度为1 770 MPa、破断拉力为1 410 kN；6×37＋1 Φ48 mm钢丝绳，抗拉强度为1 550 MPa、破断拉力为1 200 kN。吊车梁吊装立面示意见图1。

2.2 行车梁吊装计算

图1 吊车梁吊装立面示意

2.2.1 吊机的选择依据

QY130K汽车吊吊钩质量1.59 t，吊车梁质量37.92 t，横担和吊耳质量0.6 t，吊索及卸扣0.4 t，吊机吊装实际质量为40.51 t。

根据图1和QY130K汽车吊起重性能表，QY130K汽车吊主臂长33.7 m，作业半径7 m时，吊机起重质量为43 t＞40.51 t的实际起重质量，满足施工需求。

2.2.2 吊索的选择

吊装采用4 根等长吊索L1吊装，通过Φ245 mm×10 mm的横担用2 根等长吊索L2挂在汽车吊吊钩上，受力如图2所示。

图2 吊索受力示意

（a）横担上方吊索L2选择：每根吊索受到的拉力F1=0.5W/sin60°=0.5×38.92/0.866=22.47 t=224.7 kN。

选用6×37＋1 Φ52 mm钢丝绳，取安全系数K=6，钢丝绳允许拉力F=T/K=1 410 kN/6=235 kN≥F1=224.7 kN满足施工需求。根据吊装图分析和相关计算取吊索L2长度为6 000 mm。

（b）横担下方吊索L1的选择：每根吊索受到的拉力F2=0.5F/sin77° =0.5×19.46/0.974=9.99 t=99.9 kN

选用6×37＋1 Φ48 mm钢丝绳，取安全系数K=8，钢丝绳允许拉力F=T/K=1 200 kN/8=150 kN≥F2=99.9 kN满足施工需求。

根据图3吊索L1的长度为L1=3 550×2+700+750+1 645=10 195 mm（含卸扣）。

取吊索L1的长度为10 000 mm。

图3 吊索长度计算示意

（c）扁担的稳定计算。扁担截面为Φ245 mm×10 mm，截面类型为b类，截面积为73.83 cm2，截面回转半径为8.32 cm，计算长度为5 800 mm，实际长度为6 200 mm，材料为Q235，抗拉强度设计值为215 N/mm2，荷载分项系数为1.4，扁担的所受轴力为154.38 kN，扁担长细比为69.7，查表得：构件稳定系数为0.751（图4）。

图4 扁担计算示意

经稳定应力验算，

σ＝27.84 N/mm2

（d）扁担上吊耳的计算。扁担上吊耳尺寸如图5所示，钻孔直径为80 mm，材质为Q345。

吊耳受剪有效截面为30 mm×80 mm，吊耳受拉有效截面为2 mm×30 mm×60 mm，材料为Q345，抗拉强度设计值为295 N/mm2，抗剪强度设计值为170 N/mm2，荷载分项系数为1.4，吊耳承载的荷载为308.77 kN。

图5 扁担吊耳计算示意

（e）扁担吊耳剪应力验算：τ＝V/（h×t）＝308.77×1 000/（30×80）＝128.65 N/mm2＜fv=170 N/mm2，剪应力验算满足要求。

（f）吊耳的拉应力验算：σ＝N/A=308.77×1 000/（2×30×60）＝85.77 N/mm2

3 钢吊车梁安装工序

（a）安装前先检查吊车梁长度、高度、挠度（不允许下挠）、侧弯等几何尺寸，符合要求后再进行安装。吊车梁在现场临时堆放，应垫平、垫实，并采取防倾翻措施。

（b）安装吊车梁前应先在钢柱上拉好安全绳，安装制动桁架前先在吊车梁内部设置安全绳，如图6所示。

图6 吊车梁安全绳设置示意

（c）吊车梁安装前应复查立柱牛腿中心线和牛腿面标高，并在牛腿面标示中心线控制点，在上柱头适宜位置标示标高控制点，根据测量成果配备相应行车梁垫板。

（d）吊车梁要对称绑扎，使起吊后保持水平状态，在梁的两端应绑扎控制溜绳，以控制梁的转动。

（e）吊车梁就位时，应缓慢落钩，调整对好纵轴线，避免在轴线方向撬动吊车梁而导致柱子发生位移。吊车梁就位后，用螺栓将吊车梁上、下翼缘与钢柱临时连接固定后方可松钩，经测量、检查合格后再最后固定。

4 吊车梁安装质量控制要点[1-4]

（a）吊车梁安装前，应检查下列尺寸：侧向弯曲、拱度；梁两端的高度；梁下翼缘两端的孔距；辅助桁架的长度。

（b）吊车梁安装必须在钢柱调整固定完，柱间支撑焊接完，从有柱间支撑的柱间开始安装并固定。

（c）吊车梁调整、固定，必须在屋面系统安装、调整固定后。

（d）吊车纵向制动力由吊车梁和辅助桁架共同传给柱子，因此，梁端与柱牛腿连接螺栓的螺帽必须拧紧，然后按设计要求把螺帽焊牢。

5 安全保证措施

（a）实施吊装作业之前应对现场施工管理人员和作业人员进行安全和技术交底工作。

（b）测量钢柱垂直度、柱间距、行车跨距及钢柱溜腿上表面标高、水平度，检查钢柱支撑是否牢固、位置是否合理正确，合格后方可安装吊车梁。

（c）核查行车梁吊装用汽车吊的起重性能表，汽车吊检验合格，操作人员持证上岗。

（d）行车梁吊装：根据行车梁实际情况，找好已确定的吊点位置。行车梁与钢丝绳接触位置安放半圆钢管，并在半圆钢管上开孔，用铁丝固定，减少行车梁钢板锐角对钢丝绳的损伤。起勾前系好溜绳，起勾至离地面200 mm左右暂停，检查吊车下脚处是否平稳安全，确定无异常后再缓慢起钩。起吊至安装位，缓慢落钩至准确位置，连接相关螺栓，确保稳定安全。

（e）钢丝绳的检查：应仔细检查钢丝绳是否完好无损，捆绑的钢丝绳是否牢靠、正确，吊钩上钢丝绳悬挂是否牢靠，防止脱钩或滑脱产生。