大跨度钢栈桥吊装技术

【摘要】本文主要介绍了内蒙古霍林河铁物能源集运站工程中大跨度钢栈桥吊装技术，其中包括了钢栈桥的重量计算、吊装的高度计算、钢栈桥稳定性的计算、大型吊车臂长的计算、吊车作业半径的计算及吊装方法的技术。

【关键词】钢栈桥；重量；高度；吊车臂长；稳定性；吊装

一、工程概况

霍林河铁物能源集运站位于内蒙古通辽市霍林郭勒市南部，运营规模为6Mt/a，主要依托于新建铁路霍林河集运站，集煤炭卸、储、装、运一体，工艺先进、自动化程度高的装车系统。总建筑面积为6500m2，海拔标高1200米。

本工程大跨度钢栈桥为桁架结构，钢栈桥采用加工场地集中制作、现场拼装、整体吊装的施工方法。据计算，本次吊装2号转载点至1号储煤场栈桥需用两台500吨汽车吊车。现场进场道路及吊车支车点的地基基础为原土，能满足吊车占车的要求。

该工程现场地形及吊装周围环境特殊，吊装场地狭小，增加了吊装难度，大跨度钢栈桥在1号储煤场内拼装，栈桥重127吨、长79.8米、宽5米、高6.2米，吊装时1号储煤场内同时占两台500吨汽车吊车，大跨度钢栈桥起吊时还要跨越储煤场钢网架，跨越储煤场钢网架标高为42.5米。

大跨度钢栈桥2#转载站至1#储煤场栈桥为罗锅栈桥相关参数如下表：

二、吊车选择

吊车型号选择应考虑吊装设备重量及跨度，根据现场情况吊装本跨栈桥场地狭小，栈桥在储煤场内拼装，吊装时需跨过1号储煤场球形网架，吊装采用两台500吨汽车吊（在1号储煤场内）抬吊的方法吊装。

1.GHJ的吊装

GHJ吊装点至吊装旋转中心的距离（见附图），钢栈桥吊装吊车占位图见附图CAD图。

选择吊车的原则是：所选吊车三个工作参数即起重量Q、起重高度H和工作幅度R均满足吊装要求。由上表可知：本次吊装过程中， GHJ由于场地狭小、地形复杂，又是吊车旋转半径最大的一跨，加上焊条、螺丝、油漆、等重量，取130吨。

（1）起重量计算：

起重机的起重量Q主+Q副≥Q1+Q2

Q主―主机起重量；

Q副―副机起重量；

Q1―钢桁架重量，130吨；

Q2―索具重量，2.5吨

所以取Q主+ Q副≥ 130+2.5=132.5吨

Q主≥68吨，Q副≥64.5吨

（2）起重高度计算：

起重高度H≥H1+H2+H3+H4

H1―安装支座表面高度，停机面至安装支座表面的距离，至高端座：40.3米，吊装时从1号储煤场内给外吊装跨越球形网架， 球形网架的标高为42.5米；至低端支座：39.29米；

H2―安装间隙，取0.3米；

H3―绑扎点至钢桁架起吊后底面的距离9米；

H4―索具高度，绑扎点至吊钩的距离，11.5米；

可得索具高度为9m，吊钩距起重臂顶的高度为2.5m；绑扎点至起重臂顶的距离为11.5m。

主机起重高度H≥42.5+0.5+9+11.5=63.5米

副机起重高度H′≥39.29+0.3+7.5+12.5=59.59米

（3）起重臂长度计算：

1、主机起重臂长L≥ （H+h0-h）/sinα

H―起重高度，63.5米

h―起重臂底铰至停机面距离，2米

α―起重臂仰角

吊装桁架上端时，仰角为78°，如图所示，吊车出臂长度：

L≥（63.5-2）/sin75°=63.5米

根据现场情况，选择吊车的旋转半径为18米，由此可计算出吊车出臂长度为L1=18/cos75°=69.5米>63.46米。符合要求。

桁架上端距起重臂的距离ab，ab=18-50.2/tan75°=13.45米>2.5米，不会卡杆。

参考吊车参数，徐工500吨汽车吊车工作半径为14米，主臂长为68.2米，起重量为70.4吨>68吨，满足要求（见徐工500吨汽车吊性能参数表）。

2.副机起重臂长

L≥ （H+h0-h）/sinα

H―起重高度，59.59米

h―起重臂底铰至停机面距离，2米

α―起重臂仰角

吊装桁架上端时，仰角为75°，如图所示，吊车出臂长度：

L≥（50-2）/sin75°=51.8米。

根据现场情况选择吊车的旋转半径为18米，由此可计算出吊车的出臂长度L1=18/cos72°=58.3米>51.8米

桁架上端距起重臂的距离ab=18-46/tan72°=3米>2.5米，不会卡杆。

参考吊车参数，徐工500吨汽车吊车工作半径为18米，主臂长为57.7米，起重量为71.9吨>64.5吨，满足要求（见徐工500吨汽车吊性能参数表）。

3.吊装索具的选择

最重钢栈桥重130吨，经过计算，栈桥吊装选用8个吊点吊装，每个吊点吊重17t，钢丝绳与水平面的夹角大于等于60°，桁架宽度为5米，如下图：

钢丝绳长度L=2500/cos60°=5000mm，每个吊点承受拉力为N=17/sin60°=196.3KN。许用钢丝绳的破断力为：p=NK/α=196.3*6/0.82=1436.34KN。

查表选用单股钢丝绳6*37-φ52.0，钢丝绳的破断拉力为1700N/mm2时，单股6*37-φ52.0钢丝绳的破断拉力为1705KN>1436.34KN，能够满足吊装要求。

4.钢桁架吊装稳定性验算

剖面图如下图：

以GHJ为例进行验算。GHJ桁架长L=79.8m，重G=130000Kg，两吊点之间的距离为l=37.846 m，上弦型钢为H300*300*12*22，其对垂直轴的惯性矩为Iy=7100cm4。

l/L=37.846/79.8=0.474查表得用于上弦的系数φ=4.15

每米桁架重量qφ=130000/79.8=1629.07 Kg/ m

验算公式qφ≤Iy，qφ=1629.07×4.15=6760.65

三、结束语

本工程的吊装重点主要集中在钢栈桥跨度大、重量重、吊装高度较高，吊装的同时又跨越球形网架高度42.5米。通过上述吊装技术方案在本工程的实际应用，使质量、安全、进度等方面都得到了有效保证，取得了业主、监理及公司领导的认可。本工程使用的大型机械费比投标时对比减少了约20%，由此可见，一个优秀的施工方案，可节约大量的成本费用，为项目创造可观的经济效益和社会效益。

参考附件：

[1]徐工500吨汽车吊车吊装参数。

[2]吊装作业平面图及立面图。