大跨度钢结构桁架吊装施工工法

1 前言

大跨度钢结构桁架吊装施工工法是我公司立足于现有机具装备，针对山区施工现场狭小，通过施工安装工艺可行性研究、施工方案优化及调研工作，自行开发的具有初创性和先进性的施工工法。

本工法2005年第一次应用于攀钢新3#高炉易地大修工程，在狭小的施工厂地，完成了总长210m，单段跨度达75m重约184t的钢结构通廊的安装； 2006年应用于攀钢白马矿一期建安工程，取得了良好的经济和社会效益。实践证明，该工法技术先进，平安适用，经济社会效益显著。

新3#高炉上料主皮带钢结构通廊总重750t(不含顶部镀锌瓦及侧面雨搭部份) 横跨出铁场、主控楼等建筑物，截面尺寸4.95m×4.95m，总长209m，坡度10.92°，共分成三段四个支架。2#、3#、4#支架顶部标高别离为33.381m、46.602m、59.904m，其中2#支架—3#支架段（第二段）和3#支架—4#支架段（第三段）跨长(节点长)别离为70m、75 m，4#支架设在高炉之上。通廊示意见以下图。

4#支架 第三段通廊 59.904 3#支架 第二段通廊 第一段通廊 设置的临时支架 中控楼 2#支架 46.604 高炉 图2 临时高架铁桥 3000tm塔吊轨道 高架桥 临时钢桥 中控楼 出铁场 4800mm 75900mm 皮带通廊 1#斜坡公路 17000mmm 临时支架位 图3 通廊俯视

未组装成框架前单片钢结构桁架最重达68t，其中，桁架上弦为焊接H型钢450×450×20×30，下弦为焊接H型钢450×450×18×24，材质均为Q345B钢。

4.95m 4.95m 图4

表1 通廊有关参数表

桁架编号 数 量 总 重 量（t） 跨度（m） 单片桁架重量（t） 第二段（HJ1） 1 188.26 69.154 61 第三段（HJ2） 第一段（HJ3）

1 1 183.235 116.1 75 41.8 68；59 36 关于这种大型桁架，专门是在现场狭小并有建筑物阻隔条件下，即便采纳大型起重机吊装，其施工技术难度也是不言而喻的，而片状钢结构桁架失稳操纵又是必需重点考虑的问题，3#支架介于中控楼与出铁场厂房之间，采纳多机抬吊作业其平安风险性较大，在挑选了多个施工方案后，针对各桁架段及支架特点，结合现有的技术和装备水平，研究采纳分片加固吊装，两机、三机抬吊、临时架设高架桥和增设临时支架的施工方式完成了本次施工。并由此总结出了本工法。 2 工法特点

2.1 在狭小的施工厂所，对大跨度钢结构桁架安装，由于地域限制，不能采纳地面组对焊接，整体吊装的方式。只能将其分解成单片进行吊装，最后在空中完成整个钢结构桁架的组对。

2.2 由于单片桁架的刚度、强度较小，吊装进程中容易造成失稳，在施工前应付其进行加固处置，以避免失稳造成重大事故的发生。以下图为加固完毕的桁架。

2.3 合理选择每段桁架的吊装顺序。采纳两机、三机抬吊完成桁架的安装。 3 适用范围

本工法适用于跨度在120m之内的各类钢结构桁架安装，专门是场地狭小、大型、超重、单机或多机无法完成整体吊装的大跨度钢结构桁架安装。 4 工艺原理

4.1 充分利用吊装设备的能力，将其分解成单片进行吊装，最后在空中完成整个钢结构桁架的组对。 4.2 利用桁架自身的刚度、强度，同时对其加固，保证在安装进程中不发生失稳造成事故。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程

构件组对 桁架加固 桁架吊装 桁架组对

5.2 施工工序及操作要点

5.2.1 钢结构的制作应按施工图纸要求及有关标准标准进行，并在厂内预组装，预组装后的钢结构桁架应有连接定位装置、中心线及标高标记。

5.2.2 依照运输能力分控制作，运往现场后再拼装成整体。

5.2.3 桁架加固依照以下图所示进行。加固的长度，采纳的材料，应通过计算。

槽钢 钢管 1 H 桁架上弦 不加固 L2 L1 加固区间L3 桁架理论节点总长L 1 不加固 L2 H 钢管 槽钢 h 钢管

图8 桁架加固

5.2.4 吊装时，采纳两机台吊，由于起重机的吊装能力不同，和站位的不同，应别离考虑计算起重机的起吊重量，以此确信各起重机的吊点。见以下图。

图9 起重机吊点的确信

5.2.5 在一片桁架已吊装到位，而第二片桁架正好位于其下发生交叉时，主吊机不能直接到位的情形下，那么需采纳空中换钩的方法进行吊装。如图10示。

由于中控楼在3#支架处阻隔，先用一台150t履带式起重机与一台100t汽车起重机，将桁架从组装巷道内平移吊出至3#支架柱脚与2#支架柱脚间。3#支架两柱脚中心宽17.3m，其净空高度也可知足100t汽车起重机伸臂及回转要求，100t汽车起重机停置于3#支架下，在100t汽车起重机将70m

桁架平移吊出不松钩的情形下，3#支架处的250t履带式起重机84m主臂跨越已安装的第一片桁架上弦落钩挂绳，250t履带式起重机吊绳绷紧后，100t汽车起重机松钩，完成空中换钩动作（见图），由一台250t履带式起重机和一台150t履带式起重机将桁架提升到超过主控楼高度同时移车行走或转杆、提升并吊装到位。为避免吊装中碰撞，第二片桁架端头的门柱横梁在地面先切去1m，吊装完成后按二级焊缝并补强恢复。

5.2.6 每片桁架吊装到位后，应当即将其下弦与支架固定，上弦那么采纳打支撑的方式，将桁架调整后固定。 5.2.7.1 对超长不能一次完成吊装的桁架，可将其分成两段并设临时支架完成施工，如以下图示。

5.2.7.2 在两片桁架吊装到位后，应马上将其连接，以形成一个相对稳固的整体。施工时可在等距的上、下弦处进行连接。以下图为两片桁架吊装到位后的情形。

5.2.7.3 在桁架形成一个相对稳固的整体后，即可进行系杆等的安装。以下图为大体安装完毕的通廊。 6 机具设备

本工法利用的要紧机具设备见下表。

表2 要紧机具设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 塔式起重机 履带式起重机 履带式起重机 汽车起重机 汽车起重机 钢丝绳扣 专用吊具 规格 3000tm 250t 150t 100t 50t 单位 台 台 台 台 台 根 套 数量 1 1 1 1 2 2 1 备注 主吊 主吊 主吊 辅吊 辅吊 根据吊装重量选择

7 质量操纵

7.1 本工法应执行的标准。钢结构工程施工质量验收标准（GB50205-2001）。 7.2 技术方法及治理方式

1）依照工程的实际情形，编写施工作业指导书，并下发到作业人员，同时作好平安、技术交底。 2）大跨度单片钢结构桁架的吊装，在考虑吊装工艺的同时应将避免桁架失稳方法作为重要工序予以考虑。除桁架自身加固外，临时定位采纳的连接和各类支撑亦很重要，要一一检查确认。

3）在复杂地形下，由于场地所限，吊装区域內不可能停置多台起重机械或大型起重机不便移动及无法进入时，采纳辅助吊机空中换钩和增设临时支架加以解决。

4）利用大型起重机应依照现场和负载情形认真地作出比例图和移位图度。 8 平安方法

8.1 施工人员应严格遵守各自的平安操作规程。

8.2 吊装作业前，操作人员应熟知施工方案和施工作业指导书，并由编制人员进行平安技术交底。 8.3 操作时，应严格依照批准的施工方案和施工作业指导书进行。 8.4 起重设备在投用前，应进行全面的检查，并符合相关规定的要求。

8.5 吊装机具钢索、绳索，吊装构件前应进行严格检查，对不符合平安标准要求的，须进行改换。吊装设备用的工机具、钢绳、滑轮组、吊环等，要有足够的平安系数，禁止以小代大。 8.6 吊装前设置统一指挥人员，安检人员应提早到位，吊装区域设置警戒线。

8.7 吊装应选择晴朗、无风或轻风（3级以下）的天气进行，安装时刻段操纵在早7：00—16：00。 8.8 安排专人对吊装区域进行警戒，避免无关人员进入施工区域。

8.9 在进行空中换钩前，应在桁架的相应位置设置爬梯及操作时的平安带挂点。 8.10吊装全进程必需在平安治理体系的有效的监控之下进行。 9 环保方法

9.1 施工现场“一图四牌”齐全，即总平面示用意，施工公告牌、工程概况牌、施工进度牌、平安纪律牌、各类标牌（包括其它口号牌）应悬挂在门前或场内明显位置。

9.2 施工现场大临设施井然有序，库房、办公室、值班室等按平面布置搭设，室内外整洁卫生，有一个良好的生产、工作环境。

9.3 施工现场建筑、安装材料、机具、设备、构件和周转材料按平面布置定点整齐堆放，悬挑结构不得堆放料具和杂物。道路畅通无阻，供排水系统畅通无积水，施工现场场地平整干净。

9.4 施工现场划区治理，每道工序都注意做好文明整洁工作；建筑垃圾及时清运，开挖场地及时平整；材料和工具及时回收、维修、保养、利用、归库，做到工完料净、场清、各工序成品爱惜好。 9.5 噪声污染操纵，合理散布动力设备的工作场所，幸免一个作业点运行较多的机械设备。 9.6 减少粉尘污染，由于施工区域位于现场交通要道，对运输道路应按时洒水降尘。

9.7 高空作业，各类垃圾（如焊条头、各类包装）不准随意抛弃，应在施工终止后，带到地面垃圾堆放地，并按时清理，同时不准燃烧垃圾。

9.8 工程完工后，按要求及时清理工地环境，做到工完料清、场地干净。 10 施工人力资源安排

表3 施工人力资源安排表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工 种 管 理 起重工 起重工 焊 工 电 工 安全员 质量员 测量工 岗 位 现场总指挥 起重设备指挥 吊 装 配合吊装 电器设备管理 安全管理 质量管理 测 量 合 计 数 量 1 6 10 26 4 2 1 4 54 附 注 施工现场总负责 分别负责6台起重设备的指挥 负责构件吊装 配合吊装、组对 现场电器设备管理 现场安全管理 现场质量管理 现场测量 11 效益分析

本工法适合山区场地狭小的地域采纳。在新3#高炉施工时，那时考虑增加2个支架以降低施工的难度，但由于建设用地紧张，为节省了建筑用地，仍是采纳原设计。两个方案比较如下：

一、增加支架的方案 桩基（挖孔桩）4个 120万 支架2个150t 100万 方法费用 20万 合计：240万 二、原方案 方法费用50万

故节约投资在190万元以上。在社会效益上，由于减少了制作、安装的总量，使工期有所提早，同时，由于安装难度大，企业的技术水平及施工能力有了必然的提高。 12 应用举例

12.1 本工法2005年第一次应用于XXX新3#高炉易地大修工程，在狭小的施工厂地，完成了总长210m，单段跨度达75m重约184t的钢结构通廊的安装。 12.2 2006年应用于XXX一期建安工程。 12.3 2020年应用于XXX烧结机外围皮带建安工程

12.4 以上3项皆为大跨度钢结构桁架安装，在质量、平安、工期方面都等到了靠得住的保证，为企业取得了良好的经济、社会效益。