鋼結構安裝是一項比較復雜的綜合性技術,其內容較多,范圍較廣。結合一些鋼結構工程,闡述鋼結構吊裝方案設計的基本原則和適用條件,總結了常規(guī)安裝方法的可行性及相應的技術措施。
隨著科學技術的不斷發(fā)展,鋼結構的造型及結構形式越來越復雜,這給鋼結構設計和施工帶來了新的挑戰(zhàn)。如以“鳥巢”、“水立方”為代表的奧運場館,以及國家大劇院、央視新臺址、廣州電視塔、法門寺舍利塔等有影響的鋼結構項目,不僅在設計上有所創(chuàng)新和發(fā)展,同時在鋼結構安裝技術方面也取得了新的成就。許多成熟、先進的工藝方法已陸續(xù)成為工法,為鋼結構行業(yè)發(fā)展起到了促進作用。
由于市場原因,鋼結構安裝事故及違章現(xiàn)象時有發(fā)生,造成了不必要的經濟損失和社會影響。為了進一步提高鋼結構施工總體水平,促進行業(yè)發(fā)展,鋼結構施工除加強施工現(xiàn)場管理外,還應在施工組織設計、方案、技術措施等方面進行研究總結;大力推廣新技術、新工藝;針對工程特點,選擇先進、可靠、經濟的施工方案。
鋼結構吊裝方案的基本原則
政策性——以圖紙為依據(jù),以規(guī)范為準則,嚴格執(zhí)行國家有關安全生產法規(guī)。
可靠性——堅持安全第一,確保方案實施的可行性,增加其可靠度。無論采用哪種方法,首先要考慮該方案是否有成功的先例和配套的設備,否則必須進行方案論證。根據(jù)結構特點進行施工驗算,證明該方法在施工階段結構的穩(wěn)定性,桿件應力和變形等是否滿足要求。使用的機械設備能否滿足安裝要求。施工現(xiàn)場條件是否滿足,如土建施工環(huán)境和周圍構筑物等是否制約該方案實施等。
先進性——隨著科學技術的發(fā)展,結構安裝領域里的新工藝、新技術、新設備層出不窮。如大噸位的起重機問世,計算機同步控制整體提升和滑移技術等為結構安裝增添了新篇章。尤其是大型鋼結構項目,在現(xiàn)場條件和結構形式允許時,應大力推廣應用新技術、新工藝;盡量減少高空作業(yè)量,不斷提高鋼結構的安裝效率。
經濟性——個好的安裝方案應該方法簡便、措施得當、效率高、施工成本低、應用范圍廣,經得起審查和考驗。所以,必須堅持方案對比的原則,進行技術經濟分析,選擇工期短、成本低的方案。
鋼結構吊裝方案的適用條件
由于建筑造型和結構形式的不統(tǒng)一,施工現(xiàn)場條件千差萬別,可以說沒有一種工法或方案適用于任何鋼結構項目安裝,所以每一種安裝方法都有各自的支持條件。
網(wǎng)架結構常用的安裝方法有:高空散裝法、分條分塊安裝法、結構滑移法、支撐架滑移法、整體吊裝法、整體提升法等。
按工藝方法考慮:了解結構形式、結構重量、安裝高度、跨度等特點,結合現(xiàn)場實際情況盡量選用成熟、先進的安裝工藝。
按起重設備考慮:首先選用自有設備,充分利用現(xiàn)場起重設備,其次就近租用。一般情況:構件數(shù)量少時,多選用汽車式起重機;門式剛架吊裝多選用中小型汽車式起重機;安裝工期較長、安裝高度及回轉半徑較大時,履帶式起重機比汽車式起重機經濟;整體吊裝和滑移多采用液壓同步提升(頂推)器;中、高層鋼結構安裝一般選用塔式起重機;普通橋梁安裝多采用門式起重機和架橋機。
倒裝法施工——倒裝法是一種先上后下的特殊安裝工藝,它適用于結構高寬比大,如鋼塔、桅桿等構筑物。常規(guī)起重機難以靠近吊裝的情況下,一般多采用倒裝法。采用該方法時要著重考慮安裝過程中結構整體穩(wěn)定和設備自身穩(wěn)定問題,要有可靠的支撐穩(wěn)定措施。
結構滑移法——結構滑移法已發(fā)展到采用液壓頂推器和計算機同步控制技術,比過去的網(wǎng)架滑移法更先進了一步。它的適用條件是:第一,由于現(xiàn)場條件限制,跨內不能設起重機和支撐架;第二,結構支承條件有利于鋪設滑移軌道;第三,經計算確定的滑移單元結構的強度和剛度均滿足要求;第四,了解結構支座形式和固定方法;第五,縱向滑移路線越長,效率越高。
支撐架滑移法——它的適用條件是占用跨內場地、安裝高度較低、結構面積較大或縱向長度較長。第一,安裝高度在15米以下時,可選用普通扣件式鋼管腳手架或碗口式腳手架做支撐架;第二,對于架體較高,且承重力較大時,宜選用型鋼支撐架。無論采用哪種方案,在設計計算時除按規(guī)范要求外,還要考慮水平動荷載,必要時增設大斜撐以提高其整體穩(wěn)定性。
整體提升法——整體提升法目前多采用同濟大學開發(fā)的計算機同步控制、液壓提升設備,該工藝逐步代替了穿心式機動提升和千斤頂頂升方案,其設備輕便,技術先進。它的適用條件是:第一,占用跨內場地;第二,安裝高度較高;第三,構件較重;第四,限于垂直吊裝,不能水平位移。即安裝高度越高,提升重量越重,效果越好。
土法吊裝——土法吊裝是利用獨角巴桿、人字架、卷場機、滑輪組等作為起重設備進行結構吊裝,它適用于構件重、數(shù)量少、安裝高度較高的工程。由于大噸位起重設備和先進的安裝工藝越來越多,所以土法吊裝也越來越少。
旋轉法施工——該方法主要用于橋梁安裝上,由于鐵路、公路交通影響,以及山川河溝等特殊環(huán)境下,其他架橋方法受到限制時,多采用旋轉法施工。
整體吊裝法——它與整體提升法基本相似,只是起重設備不同,適用于中小型結構安裝。早期采用多臺獨腳巴桿或人字架、卷揚機、滑輪組及纜風體系進行大噸位吊裝,F(xiàn)在,由于大噸位起重機較多,對中小型工程根據(jù)需要選用多臺起重機集中抬吊進行安裝。
鋼結構吊裝安全注意事項
嚴格執(zhí)行國家有關安全生產法規(guī),堅持安全交底、安全教育制度,正確識別危險源,并采取針對性措施和應急預案。起重設備在使用過程中,重點預防傾翻事故。嚴禁超負荷、斜拉斜吊等違章現(xiàn)象,保證基礎和行駛道路平整堅實。六級以上大風應停止作業(yè),臺風季節(jié)必須按規(guī)定采取預防措施。
結構吊裝綁扎要點,綁扎點應在構件重心之上,多點綁扎時其連線(面)應在構件重心之上;單機吊裝,構件重心必須在吊鉤的垂直線上;鋼絲繩的安全系數(shù):作吊索,無彎曲6~7;作捆綁吊索8~10;由于載人的升降機14。大噸位起重機越來越多,多機抬吊也越來越少,僅限于吊件數(shù)量少及特殊情況下采用。統(tǒng)一指揮信號,嚴肅紀律,服從指揮;起重機分配負荷不超過允許起重量的80%,抬吊行走時不超過允許起重量的70%;盡量選用同型號起重機,起吊過程力求同步平穩(wěn);各臺起重機吊鉤繩保持垂直,嚴禁斜吊;考慮吊車、構件和安裝位置的平面關系,盡量一次安裝就位。施工階段采用的臨時支撐架,是結構安裝方案中的關鍵性技術措施。在設計中除架體本身滿足強度和穩(wěn)定要求外,還須對地基基礎所支撐的結構進行驗算,必要時采取有效的加固措施。支撐架受力后要進行觀測,以防基礎沉降或架體變形對結構產生影響。支撐架頂使用的千斤頂?shù)葯C具使用必須嚴格工藝方案,不得盲目使用,以防對架體和結構產生不利。支撐架拆除必須有落位拆除措施,應同步、勻速、緩慢進行,不得盲目拆除。結構吊裝的動態(tài)特點。在結構吊裝方案的計算過程中,應認真分析各種吊裝方法運動特性,采取必要的穩(wěn)定措施,提高方案的可靠度。結構吊裝危險源識別。結構吊裝的主要特點是高空作業(yè),其危險源有臨邊作業(yè),洞口作業(yè),攀登作業(yè),懸空作業(yè),交叉作業(yè),高空墜落,起重設備,吊車路基,同步控制,安全用電,季節(jié)施工,操作臺,腳手架,臨時支撐等。根據(jù)結構特點正確識別危險源,并采取針對性措施和應急預案。堅決執(zhí)行國家和地方有關安全生產法規(guī),禁止違章操作。堅持施工方案兩級評審制度,技術、質量、安全、生產、設備等部門須參加。
鋼結構安裝是一門綜合性技術,由于結構形式越來越復雜,施工隊伍越來越多,發(fā)展不平衡等市場原因,在施工領域暴露了一些問題。為此,我們必需重視鋼結構安裝技術的研究,大力推廣新技術、新工藝;加大落實安全法規(guī)和施工規(guī)范的執(zhí)行力度;嚴格施工組織設計、方案的評審與管理;堅持施工與設計、總包與分包、加工與安裝緊密配合的協(xié)作精神;進一步加強施工現(xiàn)場技術管理,嚴禁違章操作,不斷提高鋼結構安裝總體水平。