输煤系统大型钢栈桥吊装工艺

颜贻清（李建春）

摘要：鉴于输煤栈桥现场施工场地狭窄，施工单位间交叉作业多，并通过吊装经济性比较，选择钢桁架组装、布置及吊装工艺，对钢桁架采用附臂式吊机整体吊装就位。
关键词：钢柱框架、钢桁架、整体吊装
一、工程概况
本工程输煤钢栈桥共有6条，C31栈桥跨度重量及吊装高度均为各栈桥之最，由于施工单位交叉施工作业多，场地狭窄，对于交叉作业较多且高度低于25m的钢桁架采用单榀吊装于高空散拼外，均采用大型起重设备进行高空整体吊装。钢柱框架由于高度高，单根吊装难度大，采用先吊装下部第一段钢框架并拼装成整体后，上部两段钢柱在场地上进行对半组装成片体来进行高空吊装，然后进行拉结连梁吊装，有效规避施工风险。
C31栈桥钢桁架下部承载于钢柱框架上，本钢柱框架包含4根立柱，总体高度超过50m，钢柱加工分三段运抵现场施工场地，再进行组装。栈桥钢桁架斜长共232.7m，与水平面夹角11.64。栈桥共分7跨，从主厂房D轴线至碎煤机取样间依次由GHJ-1、GHJ-2、GHJ-3、GHJ-4a、两榀GHJ-4、GHJ-5组成，斜长分别为30.889m、39.564m、30.63m、27.978m、27.978m*2、31.27m。
二、施工总平面布置
1.1 根据工地场地现有条件，钢桁架的拼装场地均选择在栈桥靠道路一侧，除#31栈桥GHJ-1及2区域须靠固定端侧布置8m宽整体拼装场地，其余均沿路布置4m宽材料堆场。其他见施工总平面布置图所示。
1.2 钢构件分批进场，保证现场吊装有足够施工空间，避免材料堆放混乱。

三、施工部署及进度计划
1、施工程序
1.1 施工流程
钢桁架及零部件运输→钢柱安装→钢桁架拼装→焊接→校正→单个（两个）钢桁架吊装→上下弦钢梁安装→下弦水平支撑安装→钢桁架与钢梁焊接→桥面槽板吊装→上弦水平支撑安装→钢桁架与水平支撑焊接→钢桁架二次防腐
1.2 吊装顺序
吊装由低到高，逐段吊装并完成整个结构吊装流程，最后接口一段定位精确后，采用整体吊装一次就位。
2、施工准备
2.1 钢桁架拼装前，工长和技术人员应认真审阅图纸和三单。
2.2 派专人对钢桁架及零部件的型号尺寸进行复核，并将其运到现场较近的位置。
2.3 对施工现场与钢桁架吊装有关的构件进行分中、弹线、抄平。清理予埋件上的杂物。
2.4 将钢桁架吊装所使用的各种工器具应事先准备齐全。必须经过安检人员的检查，检查合格后方能投入使用。
2.5 钢桁架吊装前应由质检科及监理对所有钢桁架构件进行检验，检验合格后方可进行吊装作业。
2.6 钢桁架吊装前应对所有吊装作业人员作详细的技术交底。
3、施工方法
3.1 钢桁架现场拼装
输煤栈桥中凡长度超过30m的钢栈桥制作时均考虑分段，断口处采用加劲板及高强螺栓加固，栈桥工字钢断口两端切肢、满焊，焊缝高度不低于母材厚度。
3.2 低跨GHJ-5栈桥吊装方法
3.2.1 将钢桁架、上弦水平支撑、下弦水平支撑、钢连系梁等运到现场，按型号规格分别堆放整齐。现场布置砖墩用于堆放桁架。
3.2.2 将两段GHJ-5拼装焊成单榀完整的GHJ-5，并用斜撑对钢桁架予以固定。钢桁架起拱已于加工厂内完成，现场只须做好起拱处垫实，做好成品保护工作。
3.2.3 钢桁架吊装
GHJ-5斜长31.27m，单榀重13.967t。
1）GHJ-5吊装
四个吊点取7m、14m处，吊点挂至开口滑轮上，滑轮通过钢丝绳挂于吊钩，吊装的夹角为a=75°，吊钩距吊件最大距离h1达到19.355m，加上吊件的起吊高度h0为14.727m，吊绳余量h余为4m，吊车主臂高度约38.1m。按照徐工QY100K起重机主臂起重性能表所示（19.2t平衡重，全伸支腿360°作业）R=16m,H=39.2m,Qmax=14.9t，选取该型汽车吊进行吊装作业。栈桥吊装图（右）
2）吊索选择计算
吊机吊钩处设2股6*37即φ21钢丝绳，四个吊点处千斤绳采用1道6*37钢丝绳，吊装单
榀钢桁架采用6*37千斤绳。
吊钩处千斤绳受力分别为F1=K1*13.967*COS32°/2=1.15*5.92t=6.808t
F2=K1*13.967*COS43°/2=1.15*5.1t=5.865t   式中：K1=1.15
选择钢丝绳考虑安全系数为6倍，故要求钢丝绳的破断强度（破断力）为40.848t，选用的6*37钢丝绳最大破断力为41.05t，故该钢丝绳可满足吊装要求。下部四根千斤绳受力小于吊钩处千斤绳，无需验算。
3.3 #31栈桥施工方法
3.3.1 施工准备
将钢柱、钢梁、钢桁架、上弦水平支撑、下弦水平支撑、钢连系梁、檩条、压型钢板等运到现场，按型号规格分别堆放整齐。现场布置砖墩作为钢桁架平装平台，GHJ-2材料堆放于GHJ-1跨。钢柱先进场，吊装完成后，钢桁架材料再进场布置。3.3.2 钢柱吊装
1）钢柱吊装前砌筑砼支墩，基础面凿毛且画好中心线。下口螺杆拧上螺母作为钢柱承载，测设标高并复测。
2）1-2轴及3-4轴钢柱先吊装第一段钢柱，并吊装斜撑及横梁进行整体组装。
3）第一段钢柱经过初校，待垂直度偏差控制在20mm以内方可使起重机脱钩。钢柱的垂直度用经纬仪检验，如有偏差，用螺旋千斤顶或油压千斤顶进行校正（图12-84)。在校正过程中，随时观察柱底部和标高控制块之间是否脱空，以防校正过程中造成水平标高的误差。
4）吊装第一段钢柱斜撑及联系梁，并安装高强螺栓进行紧固，本工程采用扭剪型高强螺栓，采用专用扭剪扳手。
5）场地上拼装3轴及4轴钢柱框架，每榀由2段钢柱共4根组成，中间以斜撑及联系梁为支撑，组成单榀骨架后准备吊装。单榀重量为33t。
6）采用FZQ2400型附臂吊，最大幅度50m，起重量33t，钢柱吊装幅度为40m，水平布置于GHJ-2右侧，采用4个起吊点，钢丝绳为4根φ38钢丝绳，完全可以满足吊装要求。先将钢柱框架起吊，然后平移至GHJ-1跨内，方向与GHJ-1垂直。然后采用2根φ38钢丝绳绑于钢柱上口支撑节点处，逐步往附臂吊方向提升，待钢柱垂直稳定往上提升。
回转吊机并将钢柱框架就位于4轴，钢柱节点处螺栓及加劲板安装完成后，采用4根φ21钢丝绳及手拉葫芦两侧均布固定于5轴钢柱及主厂房混凝土柱根处。然后是用手拉葫芦进行钢柱调整，垂直度偏差控制在规范允许范围内。
7）3轴以此类推，然后吊装连系钢梁固定两榀框架。9）吊装1-2轴框架。10）吊装上部钢桁架。
3.3.3 钢桁架整体吊装
GHJ-1、GHJ-2斜长分别为30.889m、39.564m，各桁架整体拼装后重量分别为55t、68t,桁架顶标高分别为53.3~59.81m、44.6~52m。
1）GHJ-1及2拟采用火电锅炉房FZQ2400型附臂吊进行整体钢桁架高空一次性吊装就位，中心位置距附臂吊中心约15m及30m，由于GHJ-2跨度最大约40m，总重量约68t，因此取该跨作整体吊装说明。计划采用4组钢丝绳进行桁架捆绑整体吊装。
2）FZQ2400型附臂吊参数表见下页附图所示：
当R=30m，附臂吊最大起重量为Q(t)=71.75t（吊重为钩下重量），完全可以满足桁架整体吊装要求。
3) GHJ-2吊点设计
附臂吊操作室高度110m，主臂长50m，GHJ-2距离附臂吊中心30m，计算得出附臂吊夹角53°，桁架下口面标高44.6m，主臂高度须达到149.842m。采用8根φ38钢丝绳捆绑吊装桁架。
钢丝绳绑扎尺寸详图：

4）吊索选择计算
八个吊点处千斤绳采用1道φ38钢丝绳，吊钩处单根千斤绳受力分别为
F=K1*73.28/8=1.15*73.28/8=10.534t   式中：K1=1.15
选择钢丝绳考虑安全系数为6倍，故要求钢丝绳的破断强度（破断力）为63.204t，选用的φ38钢丝绳最小破断力为69.5t，故该钢丝绳可满足吊装要求。
四、总结
    本次钢结构工程吊装主要采用的是大型机械高空吊装组装成整体的钢结构，极大的降低并减小了安全风险及发生的可能性，同时在组装过程中进行检查验收，保证了施工质量避免了高空吊装散装质量控制难的问题，对于场地布置及单位协调等对于以后进行输煤系统#栈桥施工有借鉴意义。