大型钢结构栈桥吊装专用工具的研制与应用

幸德良

中煤第九十二工程有限公司 河北邯郸 056106

随着我国工业现代化不断深入发展，工业建设中越来越多的地方使用大型钢结构栈桥作为两个或多个车间、厂房之间的连接平台被应用。大型钢结构栈桥吊装工程日益增多，在吊装作业中，通常是直接将吊装钢丝绳缠绕在钢栈桥的下弦钢梁上，将钢丝绳缠绕部位的钢梁棱角处垫上管皮、厚胶皮或木方等垫衬材料后进行起吊，防止在起吊受力过程中损坏或切断钢丝绳，但这种方法由于钢丝绳、保护材料、钢梁三者之间均没有连接固定。

1 大型钢结构栈桥吊装专用工具研制

1.1 设计原理

根据钢结构栈桥的结构形式及特点，充分考虑栈桥在拼装和吊装就位时各吊点的受力情况和安全可靠的重要性，对钢栈桥吊装专用具的结构形式进行设计和研究（如图1所示）。为保证专用工具整体的结构稳定和受力均匀，其主要受力部位均不设置焊缝，全部为钢板自身整体受力，这样不仅大幅度提高了专用工具的安全可靠性和结构稳定性，还简化了结构，减轻了自重，加工制造方便。钢栈桥吊装专用工具与吊装构件之间采用承重销轴连接，专用工具的主要受力形式是被吊构件对销轴整体的剪切力。与常用的钢丝绳缠绕捆绑构件进行吊装相比较，专用工具的销轴是整块钢板承受剪切力，受力更合理。

图1

1.2 受力分析

（1）材料选择。钢栈桥吊装专用工具主要分两部分，一是吊装专用工具本体，主要承受拉力；二是承重销，主要承受剪切力。选材时主要考虑经济、方便、能满足焊接要求和安全性能保障，吊装专用工具选用Q235碳素结构钢，具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接，是施工中常用材料，便于就地取材[1]。

（2）受力计算：

①选用厚度δ=12mm钢板现场制作，查手册可知，屈服强度为235MPa，抗拉强度为375-500MPa[2]。如图2所示，吊装专用工具本体承受拉力，以最小截面（最薄弱部位）承受拉力进行计算。

最小截面积=65◊12=780mm2，

破断拉力=抗拉强度◊最小截面积

=400MPa◊780mm2

=312KN

吊装专用工具本体实际工作拉力

=破断拉力÷安全系数

=312KN÷8

=39KN。

注：此处取抗拉强度为400MPa；安全系数取8。

图2

②承重销轴承受剪切力，以两根承重销轴最小截面（最薄弱部位）承受剪切力进行计算。

最小截面积 =80◊12◊2

=1920mm2

最大抗剪切力=屈服强度◊抗剪截面积

=235MPa◊1920mm2

=451.2KN

实际工作抗剪切力=最大抗剪切力÷安全系数

=451.2KN÷8

=56.4KN

注：屈服强度取235MPa，安全系数取8。

吊装专用工具本体实际工作拉力及承重销实际工作抗剪切力相比较，二者取小即为该专用工具整体最终所能承受的最大起重载荷。

根据以上计算结果进行比较，得：

吊装专用工具本体实际工作拉力=39KN

实际工作抗剪切力=56.4KN。

吊装专用工具本体实际工作拉力为＜实际工作抗剪切力。

所以专用工具整体能承受的最载荷为39KN，即为最大起吊重量为3.98吨（重力系数G=9.8N/Kg）。

在实际应用中，可以根据现场要吊装钢结构的重量和起吊方式计算出每个吊点的载荷，根据载荷大小来选择制作专用吊装工具的钢板厚度，钢板越厚，所能承受的载荷越大，还可以通过调整专用吊装工具的结构尺寸以满足吊装载荷需要，结构越大，承载力越大。

2 大型钢结构栈桥吊装专用工具使用方法

在钢栈桥大片拼装或整榀栈桥吊装时，将专用工具本体插入钢栈桥各吊点位置下弦或上弦的拼装缝中，将销轴插入专用工具下部的长方形销孔内，上部的圆孔安置卡环与吊装钢丝绳连接，起吊时确保销轴的限位槽卡住钢栈桥本体，使承重销轴均匀受力[3]。

3 结语

在工业厂房建设、工业设备安装及长距离输送设备安装等方面的施工中，钢结构栈桥应用极为广泛。