某大型厂房钢柱吊装施工技术

杨 俊 才

(陕西建工第一建设集团有限公司，陕西 西安 710068)

某大型厂房钢柱吊装施工技术

杨 俊 才

(陕西建工第一建设集团有限公司，陕西 西安 710068)

以天津某大型电厂主厂房项目为例，论述了在淤泥质粉质粘土软弱地基施工条件下进行大截面钢柱吊装时，施工难度大、造价高的特点，通过对方案优化与技术经济的分析，选用了ZSC43180动臂变幅行走式塔式起重机进行吊装作业，达到了施工进度加快且费用降低的实际效果。

大型厂房，软弱地基，钢柱吊装，轨道起重机，经济评价

1 工程概况及难点分析

天津某大型火电厂2号主厂房总建筑面积为24 832 m2，结构高度最高为53.5 m。主厂房立面如图1所示,按汽机间、除氧间、煤仓间依次布置，除氧间为地上5层,煤仓间为地上3层。厂房最大跨度为34 m，共12个柱距(1/11-22轴)，纵向总长为106 m。主厂房CD轴钢柱为箱形柱，最大截面尺寸为1 000 mm×1 200 mm×40 mm，AB轴柱为H型钢，最大截面尺寸为H1 000 mm×800 mm×40 mm×50 mm，钢柱吊装总量达6 456 t，钢柱单件重量最大为38.5 t。该项目地处天津南部渤海区域，为海洋性气候，经常有大风、暴雨恶劣天气、工作任务重，施工难度极大。

2 吊装机械选择技术经济分析

技术分析：主厂房西侧为循环水管道施工区域，东侧为锅炉施工区域，南侧为1号主厂房施工区域，场地狭小，交叉作业多且厂房地基为淤泥质粉质粘土软弱地基，如果选用履带式吊车或汽车吊，吊车行走及停车困难，地基处理工作量大，工作效率低；选用ZSC43180动臂变幅行走式塔式起重机(如图2所示)的优点是，轨道一次投资铺设好，吊装过程中吊车行走方便，工作效率大大提高，能加快施工进度。

经济分析：主厂房汽机间跨度为34 m，一般吊车主臂长度不够。如果租赁大型履带吊，进场、出场及使用台班费用高。按照以往工程施工经验，如选用起重量为40 t的CC1000履带吊，天津当地价格为3 500元/台班左右，如果出现不可抗力导致停工，工期延长，花费会更大。经方案比较确定选用ZSC43180动臂变幅行走式塔式起重机，其租赁费用为2 000元/台班。该工期计划为4个月。计划节约10余万元。

3 吊装技术方案确定

主吊机械确定为ZSC43180动臂变幅行走式塔式起重机，机械性能如表1所示。其轨道间距为7.5 m,最大外形尺寸为8.3 m，最大作业半径为43 m，最大起重高度为83.5 m。

表1 ZSC43180动臂变幅行走式塔式起重机性能表

安装作业遵循分层吊装，吊装过程严格按照吊装流程实施,如图3所示。

ZSC43180动臂变幅行走式塔式起重机布置于A-B轴间，塔机轨道距离B轴1.65 m, 轨顶标高为±0.000 mm，在1/11～22轴柱间行走,行走路线如图4所示。吊装顺序为D轴→A轴,具体吊装方案如下：首先，吊装CD轴17 m层以下钢柱，塔吊中心距C轴为15.4 m，此时塔吊额定荷载为56.15 t，据厂家资料，C轴最大构件重量均在38.5 t，所以满足要求。塔吊中心距D轴为28.4 m，此时塔吊额定荷载为35.08 t，据厂家资料，最大构件重量均在34.5 t，所以满足要求；第二步，吊装AB轴0 m～8.6 m层，8.6 m～17 m层以下钢柱，A轴塔吊中心28.6 m，根据ZSC43180荷载性能曲线表，最大起重量为34.67 t，据厂家资料，AB轴最大构件重量为32.5 t，AB轴柱子均可起吊；第三步，吊装CD轴17 m～44.5 m层以下钢柱；第四步，吊装B轴17 m～25 m层、25 m～34.5 m层、A轴17 m～39.8 m层钢柱；第五步，吊装CD轴44.5 m～53.5 m层钢柱；第六步，吊装B轴34.5 m～46.0 m层钢柱。

4 主要吊装技术措施

4.1 劳动力安排

本工程需用专业经理1名,安全员2名,技术员2名，测量员1名，质量员1名，起重指挥3名，起重工20名，架子工5名，电工2名，普工10名，合计47人。

4.2 材料准备

1)主厂房CD轴柱为箱形柱1 000 mm×800 mm×40 mm及1 000 mm×1 200 mm×40 mm，AB轴柱为H型钢柱，最大截面为H1 000 mm×800 mm×40 mm×50 mm。2)进场构件全部堆放在现场指定的堆放场地，并本着就近吊装、减少二次搬运的原则。主要堆放场地在主厂房22轴北侧，堆放场地应当平整、干燥、坚实，并备有足够的垫木、垫块，保证构件放平、放稳。3)在装卸、运输过程中应尽量保护构件，避免构件在运输过程中受到损坏，运输的构件必须按照吊装要求进行发运，尽量考虑配套供应，确保现场顺利吊装。4)构件堆放时应分区排放，即同一轴线同一层的构件排放在一起；各区构件再分类排放，梁、柱要分开。5)构件堆放时H型构件应立放，不得平放。每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部1/7跨度处，叠放时不得超过3层并用道木或木方正确地分层垫好垫平。支点应上下对齐。6)构件编号宜放置在两端醒目处，以便于吊装时构件的查找。

4.3 测量控制

1)对基础定位轴线，应会同建设单位、监理单位一起对定位轴线进行验线，做好记录，对定位轴线进行标记，并做好保护。吊装前对钢构件做好中心线，标高线的标注，做到清楚、准确、醒目。

2)对基础横向、纵向轴线控制：在吊装作业之前，先要在混凝土基础柱面弹出十字轴线，要求十字线延伸到基础柱头立面，用红油漆做标记，便于钢柱垂直度控制和二次灌浆之后留存。

3)标高控制：混凝土柱头顶面要清理干净后放置垂直受力垫块。垫块用M10砂浆采用标准化模具制作。垫块表面放置150 mm×200 mm×10 mm找平钢板。找平钢板的上表面要低于柱脚板设计标高标记线5 mm～10 mm，钢柱吊装前用垫铁找平。

4.4 操作平台及施工作业软爬梯安装

1)吊装前须在柱顶部钢梁节点下约1 m处设置临时操作平台。做法见图5。

2)结构安装时人员上下采用软爬梯。钢柱安装前在地面提前安装好临时软爬梯。垂直软爬梯必须固定牢固，爬梯尽量安装在柱子的小面上，以免影响钢梁的安装。

3)爬梯与钢柱上端用φ6.2钢丝绳固定，上端固定点不少于4点，其中两点固定在操作平台上，两点固定在钢柱上。爬梯下部固定在钢柱上，固定点两端各一点，并且保证固定点牢靠。

4)操作平台及软爬梯安装好后，须经安全检查合格后方可吊装作业。

5)工人攀爬时必须与攀登自锁器配合使用。

5 钢柱的吊装

5.1 钢丝绳选用验算

据厂家资料,柱最大重量为38.5 t，经计算其重力为38.5 t×1 000 kg×9.8 N/kg=377.3 kN。查阅五金手册，钢丝绳选用φ43(6股×37丝)。采用4根起吊，其中每根钢丝绳受力为94.325 kN。根据允许拉力公式[Fg]=αFg/k，经计算允许拉力[Fg]=121.740 kN>94.325 kN，故满足要求。

5.2 吊点的选择

箱形柱吊装采用两点起吊，吊耳位于柱顶两侧。H型钢柱吊装时吊具与柱顶腹板用高强螺栓可靠连接，吊钩与吊具采用一点起吊。

5.3 吊装技术要点

1)立柱采用单机吊装，就位时一层柱底部中心线应与基础中心线重合，其他高层柱中心也应彼此重合。2)每根柱的定位轴线必须从地面控制轴线直接引上去，不得利用下一节柱的柱顶轴线为上一节柱的定位轴线，以确保每节柱的安装位置准确无误。3)钢柱吊装之前，钢柱四面的缆风绳应在柱顶固定牢固。钢柱轴线、标高调整好之后，应及时拧紧地脚螺栓，拉紧缆风绳。4)结构设有柱间支撑时应在每层结构吊装找正并及时安装柱间支撑后，以便形成稳固的结构后才能拆除临时支撑或缆风绳。5)因基础柱头的地脚螺栓数量多，钢柱就位时应缓慢下落，防止划伤地脚螺栓的螺丝。6)吊装时从互成90°的两个方向上架两台经纬仪检查左右前后两个方向的垂直度。7)一层的标高以1 m标高线为基准进行测量。其他高段柱顶标高从1 m标高线向上用钢尺测量。8)钢柱安装时应认真记录每根柱子的柱顶标高误差值，以便预防由于误差积累造成严重超标，影响其他构件安装。

6 质量控制要点

1)钢柱安装质量的检查和中间验收应严格按照GB 50221—2001钢结构工程施工质量验收规范进行。2)每根钢柱吊装完，应及时对钢柱的轴线位移、垂直度进行仔细的检查验收，并做好详细的检查验收记录，自检合格后，方可进行下道工序施工。

7 安全技术要点

1)ZSC43180塔机安装后须通过三方验收，吊装前应进行试吊，试吊合格后才能进行吊装作业，起重机械不得带病作业，不准超负荷吊装，不准在吊装中维修。2)应不定时检查起重机械的各种部件是否完好，是否有变形、裂纹、腐蚀情况，焊缝、螺栓等是否固定可靠。检查钢丝绳和吊具是否完好，不符合要求须及时更换。3)吊装范围内严禁交叉施工，安全员全程监督吊装作业。

8 竣工验收

本工程竣工整体验收严格按照“三检”制度。验收一次合格率达到100%，主控项目偏差均在允许偏差范围之内，达到设计及规范要求标准。

9 实施效果与经济评价

按照集团公司与建设方签订的施工合同，该工程工期仅要求为4个月，合同工期提前或逾期一天奖罚为10万元。该方案实施后工期为116日历天，实际工期提前4 d，得到建设单位的阶段奖励40万元，本工程机械选用节约18万元，顺利完成了阶段施工任务及节约成本的管理目标,为主厂房提前封闭创造了条件。

10 结语

该技术方案编制时结合了当地的地质环境及工期进度要求，方案中吊装机械选用合理、技术措施适用性强。不但确保了工程质量，加快了施工进度，而且节约了成本，并得到了建设方的主体施工阶段奖励。此吊装施工技术建议在同类大型工业厂房中推广应用。

[1] GB 50205—2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].

[2] 王 克，张爱军.五金手册(2014版)[M].郑州：河南科学技术出版社，2014.

[3] JGJ 82—91，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程[S].

[4] JGJ 81—2002，建筑钢结构焊接技术规程[S].

[5] JGJ 130—2011，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

Steel-column hoisting technology of the large-scale workshop

Yang Juncai

(ShannxiConstructionIndustry1stConstructionGroupCo.,Ltd,Xi’an710068,China)

Taking the major workshop project of the large-scale power plant in Tianjin as an example, the paper discusses large-section steel-column hoisting difficulties and high cost under slurry power soft soil foundation, the paper carries out scheme optimization and technological economic analysis, selects ZSC43180 moving-arm walking-style tower crane for hoisting work. As a result, it achieves the actual effect of speeding up construction schedule and lowing cost as well.

large-scale workshop, soft foundation, steel-column hoisting, track crane, economic evaluation

2015-03-28

杨俊才(1980- )，男，工程师，一级注册建造师

1009-6825(2015)16-0099-03

TU761

A