复杂环境大跨度钢栈桥吊装技术

摘要：神华神东大柳塔洗煤厂技改项目12#转载点至矸石仓栈桥工程，为两跨跨度50m以上的钢结构栈桥，最高处牛腿标高为27.65m，最低处牛腿标高为15m。两跨栈桥分别跨越铁路、公路、原有建筑物及高压电缆等，这对吊装作业的安全造成了严重的影响。为保证栈桥的安全吊装，项目全体施工人员齐心协力，共同研讨好的施工方案。

关键词：大跨度；钢栈桥；吊装；技术；复杂环境

1、吊装前的准备

1.1、技术准备

对所吊装的构件进行重量计算。根据现场实际情况确定栈桥中心到吊车中心半径及栈桥高度，参照吊车起重量参数计算该选用多大吊车进行吊装。安装施工人员须根据施工图纸对栈桥支座牛腿预埋螺栓的位置，并在土建牛腿纵横轴线处画安装轴线。对标高进行复测校核，并作好调整的准备。测量栈桥轴线长度，确保轴线长度无误，符合图纸要求。根据栈桥、钢支架实际尺寸，对吊装施工中垂直空间内影响和阻碍吊装的物体拆除清理干净。根据现场情况确定吊车大小。对吊车支立的位置必须压实，以确保吊装的顺利进行。起重机吊装工作范围内的障碍物必须预先清除。

1.2、材料准备

对钢丝绳、电焊机、索具、卡具、滑轮等进行检查，有问题的要进行检修，检修完好后，方可投入使用。电焊机、氧气、乙炔已运至施工现场，并安装达到使用条件。构件在安装前对其外形尺寸、螺栓孔位置及直径、连接件的位置及尺寸、焊缝、焊钉、磨擦面处理、防腐涂层等进行详细检查并做好记录，与施工图纸仔细校对，如发现问题必须在地面上进行处理完毕。

2、吊装环境

2.1天气环境

吊装前观察天气预报，撑握准确的天气资料，如有雷、雨、雾、大风天气禁止吊装作业。

2.2周边作业环境

吊装作业前必须要熟悉撑握周边作业环境，根据场地情况，进行对场地平整夯实，确定吊车的停立位置。

如本工程第二跨栈桥跨越铁路、公路，并周边有树木、灯塔、围墙。吊装前由业主与有关部门协商好铁路和公路的停运及树木的砍移、灯塔的保护、围墙的拆除等（见附图1）。经审批，铁路停运6小时，也就是说在6小时内必须对栈桥的吊装、铁路的防护等一系列工作全部完成。铁路的防护分两个阶段：一是吊装过程中的防护（见附图2），由于钢栈桥的拼装不在吊装的位置，所以首先得将钢栈桥移至吊装位置（铁路上），但钢栈桥不能直接落放在铁路上，采用钢马凳对栈桥架空处理；二是吊装后的防护（见附图3），待钢栈桥吊装、焊接完成后，在钢栈桥下方的铁路上搭设双层安全防护棚，防护棚采用Ⅰ25b工字钢和[20a槽钢焊接，顶棚满铺双层木脚手板。第一跨钢栈桥跨越高压电缆及原有配电室等。由于场地的窄小及高压电缆的影响，不能平行于栈桥纵轴直接吊装，首先对栈桥摆位，将栈桥摆放至与高压电缆平行、与栈桥纵轴垂直，再用两台吊车抬吊，高度超过高压电缆后，旋转栈桥，最后吊至目标位置。

在这有限的空间及条件下，必须得认真对周边环境与有关部门协商，作到万无一失。

3、吊车及吊具的选用

吊车的选用根据所吊构件的重量、吊装高度、跨度、场地的大小等因素来决定，并必须进行计算及验算。参照吊车起重量参数（见附表）计算该用多大吊车进行吊装。吊具的选用主要由所吊构件的重量决定，但必须有出厂合格证及复试报告等质量证明资料，方可投入吊装使用。吊装前先进行试吊，试吊没问题后方可起吊。

3.1双机吊装计算

①轴-矸石仓栈桥钢桁架，建筑物高度为矸石仓处32.05米，①轴处为26米，桁架高度为3.9米，长度为51.49m，重量为46.5吨。现场实际情况场地狭窄，和原有建筑物、树木、电缆线的影响，吊装拟采用二台250t吊车进行整体吊装。

矸石仓至①轴栈桥桁架计算吊装载荷P

P=（Q+q）K1K2=（46.5+1）×1.1×1.1=57.5 T

F1=F2=1/2P=28.8T

P：吊装载荷

Q：吊装钢结构重量为46.5T

q：吊索和钩头重量为1T；

K1：动载系数，一般取1.1；

K2：不平衡系数，一般取1.1；

查得QY250K吊车臂长41.5米，半径18米，起重量38.5吨，>28.8T，

查得QY250K吊车臂长41.5米，半径22米，起重量32.5吨，>28.8T，

满足要求。起重机选用符合要求。

3.2计算起升高度H

H=H1+ H2+ H3+ H4=38.8m

吊带长8m，去掉捆扎长度1m，实际吊带长度7m，钢结构宽3.6m，即

H1=7*sin（cos-1（1.8/7））=6.84m

H2=钢结构高度3.9m，

H3=钢结构就位时与基础间操作空间，一般取0.2m；

H4=钢结构高度32.05m

3.3计算吊臂长度L

矸石仓处吊臂长度为：L1=（（H-h+B）2+（R+r）2）1/2

=（（38.8-3.75 +4）2+（12+1.3）2）1/2=41.3m

1轴处吊臂长度为：L2=（（32.8-2.8 +4）2+（22+1）2）1/2=41.05m

h：吊车回转中心高度，

B：吊车滑轮组的作业余量，一般取3～5m，

R：吊车回转半径，根据现场实际情况选取，最大取18、24m，

r：吊车臂支点与回转中心的水平距离，相对吊装方向格构臂吊车一般在回转中心的前方，液压臂吊车一般在回转中心的后方，从吊车性能表查取。

3.4索具选择的计算

3.4.1卡环选用

卡环选用4个17.5T，在施工现场对卡环的容许荷载估算，采用卡环的横销直径换算的近似值公式，（Q）=40d1?

=40×66×66

=174240N

（Q）----容许荷载，N：

d1-----横销直径，。

3.4.2 吊装绳索的选用

吊装中采用的绳索以能满足吊装为单体重的28.8吨的绳索为标准。采用2绳捆绑吊装。

吊装总重：P总重=K（G+Q）

G―单体最重：（28.8吨）

Q―绳索吊钩重（1吨）

K―动载系数（1.10）

P=32.8吨

吊装绳索的钢绳夹角60度计算。

每根钢绳受力为：

p绳=P/2.cos30。=19吨

钢丝绳所承受的破断力为：

T= K1×K×P绳

其中T所需钢丝绳破断拉力

K1为不均匀载荷系数取1.2

K为安全系数取8倍（查表9-50钢丝绳安全系数K值表作捆绑吊索8～10）

P绳为钢丝绳承受的载荷

T=1.2×8×19=183吨

查表得6×37-￠58-（公称抗拉强度1870Mpa）。该钢丝绳满足要求。

3.5抗杆验算

矸石仓处，当R取18米时：吊装高度为35.95米为抗杆，矸石仓处吊臂长度为41.3米（距桁架5.4米）35.95米不抗杆，满足要求。

①轴处，当R取24米，吊装高度为31.5米为抗杆，1轴处吊臂高度为41.05米（距桁架9.5米）31.5米不抗杆，满足要求。

4、指挥与操作人员的配合

所有吊装作业人员及指挥必须持证上岗。操作人员必须听从指挥人员的指挥信号，正确选择吊点的位置，合理穿挂索具，试吊。指挥人员在吊装前应与起重司机及操作人员明确指挥用语与信号。指挥人员必须站在便于观察被吊件的明显位置，并戴明显标志。操作人员应坚守岗位，精神集中，服从指挥，及时准确地执行指挥命令。除指挥及挂钩人员外，严禁其他人员进入吊装作业区。使用两台吊车抬吊构件时，吊车性能应一致，单机荷载应合理分配，且不得超过额定荷载的80%。作业时统一指挥，动作一致。指挥人员必须精力集中，下达命令及时准确迅速。吊装作业明确指挥人员及协调了解具体事宜的管理人员的职责。指挥人员要对自己的指挥范围、责任、作业程序与要求有清楚的了解有能力按要求指挥。

5、质量控制

质量的疏忽就是安全的隐患，质量检查验收是保证安全的前提，所以在焊接过程中必须控制好施工质量的验收。对每批原材及高强螺栓必须严格检查复试，对焊缝严格按照规范规定进行检查验收，并进行试验。

6、吊装程序

进行自检，无问题之后填写各种施工质检情况和分项工程质量检查评定表。请甲方代表、监理人员进行检查验收，符合要求之后，签定中间验收记录。再次对吊装用具、设备进行检查，检查吊索钢丝绳等消除一切隐患。试吊各岗位人员就位，起吊50mm停车检查捆绑挂钩是否牢靠，上人晃动试验，检查各拉绳的稳固情况，吊车垫木情况及吊车的滑轮情况，消除一切不安全因素。正式吊装，正式吊至标高后，栈桥桁架摆正方向，然后就位找正中心线，并进行找平，达到质量要求后进行焊接，整个吊装过程结束。

考虑到吊装的稳定性，一般选用4个吊点，均匀设在栈桥的上弦，并用枕木或橡胶板将钢丝绳与构件包裹.防止钢丝绳与钢结构硬接触。在栈桥下弦内侧铺设通长木跳板，并在栈桥两侧通长用φ8圆钢与栈桥点焊做护栏，挂安全带。

7、安全防护

吊装时严禁非工作人员进入作业范围，起重臂下严禁站人、行走。在作业区域周边拉设警戒线，并挂明显的安全警示牌，各路口严禁通行，设专人看管。高处作业与地面联系，设置通讯装置并由专人负责。栈桥起吊后下面严禁穿越行走，严禁跨越各钢丝绳。进入施工作为区的人员必须佩戴个人安全防护用品。

综上所述，为了保证吊装的安全，必须从每一个细节作起，撑握各个环节的关键，严格按照程序进行控制操作。从而实现安全吊装。