双机抬吊劲性钢柱吊装法.docx
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双机抬吊劲性钢柱吊装法
双机抬吊劲性钢柱吊装法
【摘要】双机抬吊是大型设备起重吊装的常用方法，但在高层钢结构中的应用较少，针对现场的具体情况的制约，本工程中对劲性柱梁的吊装施工采用了双机抬吊的方法，既节约了时间，节省了费用，为其它类似工程的施工提供了一定经验。
【关健词】双机抬吊；劲性柱梁；方案；施工；安全；
前言
双机抬吊吊装法在施工过程中，是一种经常采用且十分重要的吊装方法。
它是以两台吊机作为吊装的主吊机，通过对设备（构件）吊装重量在两台吊机之间的合理分配，使两台吊机所承受的重量分别在各自吊装允许的性能范围内，从而完成设备（构件）的吊装作业。
本文以天津某中心B区劲性钢柱吊装这一工程实例简述双机抬吊吊装法在高层结构构件吊装中的施工方法、施工步骤和技术要求，为今后同类型的施工提供参考和借鉴。
1、工程概况：
本工程位于市区，为商住一体综合性高层建筑群，总高度140-160m。
工程分A区和B区，A区2层（转换层）以下全部为劲性混凝土结构，B区核心区2层以下及地下室为型钢柱、梁混凝土结构。
型钢柱为十字型柱和箱型柱，型钢梁为“工”型，钢结构工程量约2700T。
B区工程与A区工程因结构的差异，其劲性柱梁的工作量相对较少，共8根柱8榀梁，分别位于12、15轴与B、C、N、P轴的交汇处，其高度从地下二层至地上三层，柱的形式为箱型十字型柱。
2、工程特点与难点：
2.1工程特点
B区劲型钢结构为群房以下主体工程的结构加强部位，包括地下、地上两部分，现场地形复杂。
钢柱标高从－7.65m至地上7.65m，总长度为15.3m。
因设计要求，对构件单根一次吊装到位，因而单根重量较大（单件最大达6.5T）；
2.2、现场难点
根据施工现场的实际情况，该工程基坑的面积和跨度比较大，其西、南北三侧的地面现场条件不允许起重机械行走，且西侧的现场道路非常狭小，从西大门进入，最大宽度为11m，无法满足汽车吊的行走的需要。
同时，本工程基坑采用了排桩支护形式，桩长28m，基坑周边荷载设计要求不得大于40Kpa，因而不能满足坑边坐车的需要；
3、方案比选
经过对现场的周边环境和现场的具体条件，经讨论有两种吊装方案:
方案一：
由于现场的场地较小，不利于汽车吊的行走和坐车，故考虑将一台50t履带吊送入基坑中，在基坑边用另一台50t履带吊进行卸料和喂料，而后用基坑内的一台50t履带吊进行吊装就位。
方案二：
利用现场已有的两台塔吊，共同对构件进行平移传递，到指定位置后，而后根据需要由一台塔吊或两台塔吊进行配合就位安装。
方案比较
项目
方案一
方案二
机械投入
两台50吨履带吊
两台QTZ125（现场已有）
行驶路面的处理
履带吊行驶的路面上满铺大于20mm钢板，局部不平处填充石硝和细砂，便于吊车行驶。
无需处理
对基坑边缘的处理
为了保证在基坑边坐吊的安全，支护桩帽梁上设置现浇砼传力柱墩；
无需处理
场地要求
吊车占地面积：
8m×6.5m
不占用场地；
对其它工序的影响
因履带吊在基坑内要行走，需留行驶通道，影响下道工序的施工
不影响下道工序
技术要求
要求一般
要求较高
安全管理
要求高
要求较高
经济投入
大
小
通过对方案的比较与分析，决定采用方案二即双机抬吊的方案进行B区劲性柱梁的吊装。
4、劲性钢柱吊装方案及验算
4.1、方案确定
劲性柱由大门进入现场，由塔1协助卸料，并按顺序堆放，在安装时由塔1传递至北侧基坑边4～7轴线间，再由塔1和塔2配合传递到10～12轴间，变更吊点后塔1和塔2配合传递到基坑内（-7.65处）12～15轴与P～M轴间，变更吊点后再由塔2进行Z1、Z2、Z3的吊装就位，Z4由塔1和塔2配合进行吊装就位。
见附图：
4.2、吊装验算
根据现场情况：
Z4距塔1距离为39M，根据塔机起重特性可知最大为3.2T,Z4距塔2的距离为32M，根据塔机起重特性可知最大为5T.单机吊装能力满足不了要求，必须进行双机抬吊验算：
1）平移过程验算
劲性柱的平移过程为：
劲性柱由大门进入现场，由塔1协助卸料，塔1传递至北侧基坑边2-3轴，再由塔1和塔2配合传递到10～12轴间。
验算简图：
根据力学基本原理：
P1+P2=G-----------------------
（1）
P1*X1=P2*X2-----------------
（2）
在塔机起重特性，在满足吊装能力的基础上，通过变换吊点的位置，可将劲性柱传递到坑内10～12轴间。
其计算结果如下表：
位置变化
最不利的状态的承载力
P1
P2
X1
X2
塔1
塔2
（4-5）～（5-7）
间平移
4.05T
3.0T
4.0T
2.5T
2.0m
3.2m
R=32m
R=44m
（5-7）～（7-10）
间平移
3.18T
3.59T
3.0T
3.5T
2.92m
2.5m
R=39m
R=39m
（7-10）～（10-12）间平移
2.98T
4.12T
2.5T
4.0T
3.2m
2.0m
R=42m
R=34m
基坑外向基坑
内平移
3.08T
5.35T
2.4T
4.1T
3.08m
1.8m
R=40m
R=28m
注：
坑上轴线间平移时，由于平移导致塔吊的受力半径在变化,计算时只考虑了单机最不利位置的算术组合,未考虑20%的折减。
由坑外向坑内平移时塔吊变幅不大，故考虑了折减系数；
2）吊装就位验算
劲性柱传递到坑内10～12轴间后，由塔1和塔2配合吊装安装。
根据现场情况：
Z4距塔1距离为39M，根据塔机起重特性可知最大为3.2T，Z4距塔2的距离为32M，根据塔机起重特性可知最大为5T。
由于塔1和塔2在吊装过程中的起重量不一样，故在吊装过程中通过a1和a2来调节，其计算简图为：
根据力学基本原理应有：
P1+P2=G-----------------------
（1）
根据超重机械作业规程，计算双机受力时，每台起重机的重量不能超过其额定荷载的80%。
在最不利组合下：
（3.2+5）*0.8=6.56T>6.5T，故两机能够吊起此劲性柱。
根据现场已知情况，在起吊过程中，为调节塔1与塔2之间的受力大小，根据平衡原理，只有通过调节a1和a2大小。
P1*（a1+b/2）=P2*（a2+b/2）-----------------------（3）
在实际中b=700mm，a2取劲性柱栓钉的长度为100mm，取最不利组合，P1=2.5T，P2=4T，由上式计算可知：
a1=370mm
为此在吊装过程中，用100mm和370mm厚的木方楔贴在劲性柱的一侧，以使用力的分配，同时使双塔的吊绳在同一垂直面相互错开1170mm,确保吊装安全。
5、劲性柱吊装施工
5.1现场准备
1、地脚螺栓予埋施工及技术复核：
吊装前应复核地脚轴线的准确位置，以及柱脚预埋螺栓的标高尺寸，同时要测出主轴线的纵横基准，并弹好十字线，以确保钢柱、钢梁纵横轴线位置。
2、钢构件在出厂时，应对各种类型的构件做出明显的标识，以便于现场施工人员进行辨认。
3、构件进入现场应按照吊装顺序分期分批的进入，构件进入现场后，按照吊装顺序分类型堆放。
4、在吊装工作展开之前，对进行材料两次进行复核验收，以便及时发现问题及时解决，否则不能展开吊装工作。
5、吊装前划定各吊机在不同起重量下的工作范围和更换吊点位置；
6、在吊装前，调整好吊机的变幅限位装置，做到超出范围时吊机自动停止作业；
5.2施工步骤
5.2.1、试吊
试吊前检查确认；吊装总指挥进行吊装操作交底；布置各监察岗位进行监察的要点及主要内容；起吊放下进行多次试验，使各部分具有协调性和安全性；复查各部位的变化情况。
5.2.2、起吊
正式起吊，使柱体离开临时支座500—800mm时停止，并作进一步检查，各岗位应汇报情况是否正常；一切正常后通过两塔小车的变幅运动，开始起吊平移。
5.2.3、平移
通过控制两台吊机的提升速度，使平衡柱保持水平状态。
在平移时，通过两塔的旋转与变幅实现其在空间上的平移。
5.2.4、就位
通过平移将柱移至指定地点，通过换点后由两塔同时起吊，钢柱起吊时的扶直工作，钢柱起吊并运行到柱脚距地脚螺栓30-40cm时扶正，使柱脚的安装孔对准螺栓，缓慢落钩就位。
经过初校待垂直偏差在20mm内，拧紧地脚螺栓的螺母并在柱顶设置晃绳进行临时固定后即可脱钩。
6、双塔协同作业及安全保证措施
为保证双塔在平移和吊装就位过程中能够协同作业，确保安全，为此采取了以下措施：
1、建立健全吊装指挥系统，成立吊装领导小组，绘制现场吊装岗位设置平面图，实行定机、定人、定岗、定责任，使整个吊装过程有条不紊地顺利进行。
2、认真贯彻、落实国家“安全第一，预防为主”的方针，建立安全生产责任制和技术交底制，严格执行国家、地方及企业安全技术规范、规章、制度，做到100%持证上岗。
3、所有参与吊装作业的人员必须遵守本工种的安全操作规程，起重作业人员进入施工区域必须按规定戴好安全帽、系好下颚带，高空作业人员必须挂好安全带，穿防滑鞋，不许穿高跟鞋或拖鞋作业；
4、指挥系统做到四统一，统一指挥、统一信号频率，各指挥和塔吊司机在吊装过程中必须集中注意力，指令清晰，塔机司机未听清信号不得擅自操作；
5、信号指挥在吊装前必须对吊索具进行检查方可作业，构件吊装严禁卡环侧向受力；
6、吊装前必须对吊点处受力耳板和栓钉进行仔细检查，合格后方可进行吊装作业；
7、在吊装前，调整好吊机的变幅限位装置，超出范围吊机自动停止作业；
8、吊装作业应划定危险区域，挂设安全标志，加强安全警戒。
9、吊装中严格执行吊装前划定的各吊机工作范围和更换吊点位置，严禁超范围作业；
10、当风速达到5级以上时，吊装作业必须停止。
11、柱安装后及时系好缆风绳，每组缆风绳不应少于4根，缆风绳一端系在钢柱上，另一端固定在地锚上。
沿钢柱与地面之间的夹角，应以45。
～60。
为宜。
7、工程实施与效益
某B区工程的劲性柱梁的施工现场条件差，吊装难度大、施工工期紧，但通过大家一致努力，采用双机抬吊的方式，顺利完成该工程，取得了较好的经济效益和社会效益。
1经济效益
在吊装的过程中，通过对方案的优化，节约了两台50T履带式吊机，节约了机械使用台班费和机械进退费约10万元，为企业创造了经济效益。
2社会效益
在本次吊装中，改变了其吊装方法，不但节约了成本，而且节约了时间，通过利用现场的已有机械，在柱梁安装时坑内无需起重机的行驶通道，对其它工序未构成影响，经估算直接节约时间为5天，为其他工序的施工赢得了宝贵的时间。
该工程的顺利完成使我们进一步积累了高层结构劲性钢柱的吊装施工的经验，为其它类似工程的施工提供了一定的参考和借鉴。
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