大截面桁架柱构件整体吊装翻转过程荷载分析*

曾新明，于九生，齐子泰

(中国电建集团江西省水电工程局有限公司，江西 南昌 330096)

0 引 言

在电力系统建设过程中，为了减少高处作业，增加施工安全性，大截面桁架柱构件由散件高空拼装逐渐倾向于采用地面整体组装后分段吊装的施工方法。同样为了降低组对作业高度、减少分段数量和缩短大型机械使用周期，模块化组对常以卧放组对、翻转后分段吊装的方式进行。一般情况下，构件整体吊装翻转是两台吊车相互配合下将其由水平状态翻转为竖直状态。

工程技术人员在编制吊装方案时，常常对构件整体吊装翻转过程不够重视，在构件整体翻转竖立过程受力过程也了解不够，往往忽视了翻转过程中受力变化情况，特别是在重量达数十吨甚至上百吨的钢构件翻转吊装中，技术人员应充分了解翻转过程各部分受力情况。笔者重点通过对吊装翻转过程的分析，得到了吊装过程荷载变化情况和吊装过程应注意的事项。

1 概 述

一般情况下，大截面桁架构件整体吊装翻转是两台吊车相互配合下将其由水平状态翻转为竖直状态，在翻转过程中构件全部离地空中翻转，但在一些工地现场，常常出现辅助翻转吊车偏小，在构件结构强度满足要求的条件下需要构件部分着地受力翻转，下面将就大截面桁架柱构件整体接地吊装翻转过程进行荷载变化分析。

某火电厂输煤系统栈桥钢柱为格构式圆钢管柱，钢柱底面尺寸为9 m×9 m，顶面尺寸为5 m×9 m，高度27 m，总重量约68 t。如图1所示，钢管柱桁架采用双机抬吊翻身，钢丝绳采用捆绑在桁架柱的节点上，主吊点受力F4，辅助吊点受力F3。

图1 吊装翻转三维示意图

2 双机抬吊全部离地空中翻转受力分析

双机抬吊全部离地吊装翻，主要为主吊点F4和辅助吊点F3承担构件重量。在翻转过程中，重量在主吊点和辅助吊点重新分配变化的过程，图2为全部离地吊装翻转过程立面示意图。表1为全部离地翻转过程中不同的角度在荷载数据。

图2 全部离地吊装翻转过程立面示意图

表1 离地吊装翻转过程数据

从图3中发现，钢管柱在双机抬吊全部离地空中翻转过程中，主吊点荷载是不断增大的，但翻转角度从0°～70°荷载基本不变，而后荷载变化成直线上升，加速变大。辅助吊点同样前期变化不大，后期荷载加速变小。

图3 离地吊装翻转过程荷载变化图

主吊索钢丝绳按完成翻转后的状态及钢构件总重量校核计算选用，辅助吊点钢丝绳按开始起吊状态受力校核计算选用。

3 双机抬吊局部着地翻转受力分析

此种情况适用于辅助吊机设备起吊重量不足，而且直接着地翻身构件着地部位刚度又不足，容易造成构件变形。

双机抬吊局部着地吊装翻，主要为主吊点F4、辅助吊点F3和地面支撑荷载F5承担构件重量。在翻转过程中，重量在主吊点、辅助吊点和地面支撑荷载重新分配变化的过程，图4为局部着地吊装翻转过程立面示意图。表2为局部着地翻转过程中不同的角度荷载数据。

图4 局部着地吊装翻转过程立面示意图

表2 局部着地吊装翻转过程数据

从图5中不现，钢管柱在双机抬吊局部着地翻转过程中，主吊点荷载是先减小后增大，翻身75°～90°时，荷载变化成直线上升，加速变大。

图5 局部着地吊装翻转过程荷载变化图

由于辅助吊点设备荷载根据最大起重量保持不变，构件局部着地荷载先不断增大后减小，但应保证在构件刚度范围内。

主吊索钢丝绳按完成翻转后的状态及钢构件总重量校核计算选用，辅助吊点钢丝绳按方案预先确定的受力大小校核计算选用。

4 总结分析

无论是空中翻转还是局部着地翻转，根据上述荷载变化情况，在双机抬吊过程中，特别应注意约在70°～90°翻转过程，此过程荷载呈现加速变化大，翻转过程应更加小心，速度应进一步放缓，控制好应荷载激烈变化而产生的晃动，防止动作过大而产生加速度使主吊荷载变大。

在辅助吊机设备起重量不足的情况下，可以利用构件本身局部着地翻身，但要控制着地部位的受力大小，通过计算校核，确保在其刚度范围内。

如果桁架柱翻转作业采用离地方式翻身时，为了确保安全，可以通过控制钢柱底部离地高度最小来减小安全风险。在翻转过程后期，起重指挥人员应特别关注起重机械的负荷变化情况，及时做出正确的判断和指挥。注意事项如下。

(1) 用兜绳捆绑构件进行竖立翻转作业，捆绑点必须是圆滑的，还必须有防止捆绑滑动的构件或措施。

(2) 翻转过程中，捆绑绳不断变化受力方向，但捆绑绳不能被切割或严重磨损。

(3) 主吊点吊车必须有单独起吊该重物的能力。

5 结 语

针对大截面桁架柱构件吊装翻转过程荷载变化进行总结分析，得到了吊装过程荷载变化情况及总结了吊装过程应注意的事项。在编制大截面桁架柱构件吊装方案时，工程技术人员可以参考文中内容，了解吊装过程特别应注意的事项，还可以参考文中有针对性的进行吊装过程受力分析，详细计算各部位受力变化情况，从技术上确保吊装过程的安全。