◎ 山東越宮建筑有限公司 孟凡才
某工程為主跨、輔跨結構,重型結構,鋼柱截面為3200×700,主跨28米,高度37.37m。鋼柱安裝技術難度大,具有代表性,這里以齊魯石化重鉚車間重型鋼柱為例,與大家淺談大截面、大跨度重型鋼柱吊裝施工技術。
某工程為主跨、輔跨結構,主跨28米,長度120米,主跨鋼柱設三層吊車,上層為260t,中層為75t,下層為10t,材質為Q345B,單個鋼柱用鋼量為21t,本工程結構復雜,施工難度大,科技含量高。其截面尺寸3200×700,由主、輔立柱、角鋼等組成。高度為37.37米。
柱腳底座中心線對定位軸線的偏移為5.0,柱基準點標高為-5.0-+3.0,彎曲矢高為H/1200,且不應大于25.0。
鋼柱重量大,高度高,截面尺寸大,鋼柱的安裝難度大如何實現重鋼鋼柱的吊裝是難點。
實現重鋼鋼柱的吊裝需要制定合理的吊裝施工技術,即需要可行的吊裝施工技術。
(1)復核
① 對重型鋼柱的關鍵幾何尺寸等予以復核。
對重型鋼柱柱腳螺栓孔距、牛腿標高、柱底板底面至柱頂節點最上端一個孔的距離等關鍵幾何尺寸復檢,同時復檢檢查頂節點板孔距。
② 對重型鋼柱的焊縫予以檢查,尤其是260t等箱形蓋板處的焊縫,260t蓋板處的焊縫不易焊接易漏焊。
③ 對預埋的地腳螺栓予以復測,確保地腳螺栓偏差在5.0mm以內。
④ 復測基礎地面標高,若發現地面標高不符時,要求予以處理,特別是放墊鐵、楔鐵的地方,每根地腳螺栓δ用25×200×200三件(兩塊墊鐵、一塊楔鐵,每組地腳螺栓為24件)根據其標高預埋放置好墊鐵、楔鐵。
(2) 放線
① 鋼柱軸線劃線,在標高0.500米處劃線。
② 放好基礎平面的縱、橫向基準線,放出柱底板的安裝定位線。
(3)焊接纜風拴環,并拴好纜風繩,可在柱頭焊一角鋼,以備以后安裝屋架時做掛安全帶用。
(4)每根鋼柱的基坑周圍回填夯實。
(5)鋼柱吊裝前應設置登高掛梯和柱頂操作臺夾箍。
(1)根據計算結果選用150t汽車吊作為主吊機,50t汽車吊作為輔吊機,主吊繩選用Φ52-6×371—55,輔吊繩選用Φ26-6×371-155。
(2)選好吊裝機械后,將安裝的柱子按位置、方向放到吊裝(起重半徑)位置。用枕木將格構式鋼柱墊起,防止格構式角鋼支撐因碰撞變形。
(1)重型鋼柱重心、吊點、吊具
①重型鋼柱為上、中、下三段,結構不同,通過計算找重心較復雜,實際施工中,通過兩次找鋼柱平衡法,測算重心距離柱底板19.350m。
②鋼柱安裝屬于豎向垂直吊裝,為使吊起柱子保持下垂,便于就位,根據鋼柱的特點和高度,確定吊點。具有牛腿的鋼柱吊點應選擇牛腿下部按照吊點高于中心的原則,吊點選擇在75t牛腿下部,即距柱底板21.350m處。
③吊具
主要有起吊梁、改向梁、鋼絲繩距撐桿,起吊梁承擔整個鋼柱的重量,改向梁使鋼絲繩改向,使鋼絲繩垂直方向通過鋼柱重心;鋼絲繩距撐桿保持鋼絲繩夾角使鋼絲繩頭保持在鋼柱外側,以免鋼絲繩勾掛鋼柱。
(2)為防止鋼柱邊緣的銳利棱角,在吊裝時探傷吊繩,應用適宜規格的鋼管割開一條縫,套在棱角吊繩處,或用方形木條墊護。
(3)重型鋼柱柱腳套入地腳螺栓,防止其損傷螺紋,應用鐵皮卷成筒套在螺栓上,鋼柱就位后,取出套筒。
(4)為避免吊起的鋼柱自由移動,在柱腳上部用麻繩綁好,作為牽引溜繩的調整方向。
(5)吊裝方法:對重型工業廠房大型鋼柱又重又高,根據起重機配備和現場條件確定,采用二機遞送。為減少鋼柱腳與地面的摩擦阻力,同時為防止柱子根部在起吊過程中變形,其中一臺為副機吊點選在鋼柱下面,起吊柱時配合主機起鉤,主機吊在鋼柱上部(重心上部),隨著主機的起吊,副機要行走或回轉,在遞送過程中,副機承擔了一部分荷重,將鋼柱腳遞送到柱基礎上面。150t、50t兩臺吊車同時提升起鉤,使鋼柱離開地面100-200mm時,吊車停止運行,此時檢查吊耳和索具,確定無誤后,雙機同時打開回轉剎車,主機提升并旋轉,同時副機旋轉逐步將底部往前送,直至整個立柱由主機吊起,摘去副機吊鉤,副機摘鉤卸去荷載,此刻主機滿載,然后主機送至預定位置,指揮吊車緩慢下降,當柱底距基礎位置40-100mm時,調整柱底與基礎兩基準線達到準確位置,指揮吊車下降就位。特別指出,整個起吊過程,150t、50t吊車的工作半徑都要嚴格控制在回轉半徑內。
但是,二機遞送要注意以下事項:
① 盡量選用同類型起重機。
② 根據起重機能力對起吊點進行荷載分配。
③ 各起重機的荷載不宜超過其相應起重能力的80%。
④ 二機遞送,在操作過程中,要互相配合動作協調,采用鐵扁擔起吊,盡量使鐵扁擔保持平衡,傾斜角度小,以防一臺起重機失重而使另一臺起重機超載,造成安全事故。
⑤ 信號指揮,分指揮必須服從總指揮。
(6)重型鋼柱校正
①初校:鋼柱落在地腳螺栓位置處,用150t主機起重回轉進行矯正,經緯儀測量,將鋼柱垂直度控制在20mm以內,此時擰緊基礎螺母,臨時將鋼柱固定加固,達到完全方可摘除吊鉤。
②精校
鋼柱校正工作一般包括平面位置,標高、及垂直度三方面的內容。
A、鋼柱的平面位置在吊裝就位時,屬一次對位。
B、對鋼柱的標高,進行精校,進行調整。柱基礎標高調整,根據鋼柱實際長度、柱底平整度,鋼牛腿頂部距柱底部距離,重點是保證鋼牛腿頂部標高值,來決定基礎標高的調整數值。
C、對鋼柱的垂直度用兩臺經緯儀。首先,將經緯儀放在柱子一側,使縱中絲對準柱子座的基線,然后固定水平底盤的各螺絲。測鋼柱的中心線,由下向上觀測。若中心線對準,即是鋼柱垂直,不對準則需調整鋼柱,直到對準經緯儀縱中絲為止。用同樣的方法,使鋼柱另一面中心線垂直于基線橫軸。鋼柱精確定位后,即可對鋼柱進行固定工作。
采用液壓千斤頂對鋼柱垂直度進行校正,在校正過程過程中,不斷觀察是否頂升過度造成水平標高產生誤差,待垂直度校正完畢,再緊固地腳螺栓及并塞緊圖中的楔塊。
D、鋼柱垂直度校正做到“四校、五測、三記錄”,以保證鋼柱在組成排架后的安裝質量。
四校:初校、基礎灌漿后的復校、安裝系桿時的校正、安裝屋架梁的校正 。
五測:初校為一測,灌漿后為二測,安裝系桿時為三測,安裝屋架梁時為四測,屋面吊好時為五測。
三記錄:初校、灌漿后復校做好記錄,安裝系桿時做好記錄,安裝屋架后做好記錄。
通過制定了合理的重型鋼柱吊裝施工技術,實現了大截面、大跨度的重型鋼柱順利吊裝,為工程的完工奠定了基礎。事實證明,我們的施工技術方案是可行的。