吊装盲区内大跨度钢结构施工关键技术

1　结构概况

泰安市全民健身馆分为西侧篮球场、中央羽毛球场和东侧羽毛球场。其中篮球场上空跨度42 m，最高点标高37.200 m，最高点距离下方混凝土楼板高度为16 m。采用钢结构张弦梁结构，撑杆高度3.5 m，材质均为Q355B。单榀张弦梁总重量30 t，共计4榀。

2　施工难点

（1）由于施工总承包单位前期策划塔式起重机方案时，为了节约塔式起重机成本，在此区域内布置了1台小型塔式起重机，此区域内大跨度张弦梁截面较大，分段后重量重，超出了塔式起重机在此范围内的吊装性能，给钢结构施工带来了巨大的挑战。

（2）该区域大跨度钢结构单榀重量约30 t。需合理分析分段情况，既要满足设计要求，又要满足施工要求，对技术策划要求高。

（3）采用何种安装方法是此区域内钢结构安装方案的重中之重，既要安全可靠，又要节约成本。

3　安装工况分析

3.1　施工方案整体分析

由于此区域内的塔式起重机型号较小，首先项目技术团队对大跨度张弦梁进行分段，经过设计院确认，最终共分为5段，每段重量5.5~6.5 t。塔式起重机在此区域范围内可吊重2~3 t，故无法使用塔式起重机进行吊装作业。若在场馆外侧支设移动式起重机，起重机选型太大，且需安装副臂工况进行吊装作业，成本大幅增加，施工效率低下。因此结合混凝土、钢结构和场地的情况，提出了就近轴线构件采用塔式起重机进行吊装，无法使用塔式起重机的轴线构件采用原位拼装+提升施工方法进行施工。

3.2　提升工况分析

篮球场上空最大跨度42 m，最高点标高37.200 m，最高点距离下方混凝土楼板高度为16 m。采用张弦梁结构，撑杆高度3.5 m。因轴跨中起拱，重心高出提升点，因此在1/4处设置提升标准节，共计设置2组，每组2个。

本工程提升共布置了6个提升点，分别设置在钢托座上方，并设置提升标准节；整段重量为30 t。均使用2台40 t液压千斤顶进行提升作业。

4　施工工艺

4.1　地面拼装工艺

（1）先利用塔式起重机将相关轴构件吊至相关轴线的+21.0 m楼面处，然后在构件下方放置移运设备，利用“人工+卷扬机”的方式逐轴、逐段拉运至相应位置。

（2）利用自制门式提吊架将各段钢梁在地面进行拼装，钢梁下部放置马镫，并在钢梁两侧增加临时斜撑，并将临时斜撑与地面埋件拉结牢固。

（3）每单榀地面拼装完毕后，实行三检制度，最后由监理单位验收合格后，方可进行焊接作业，焊接完成后按照规定要求进行焊缝探伤，确保工程质量。

4.2　提升工艺

（1）安装提升工装。在相关轴的原钢柱的柱头上安装提升措施工装，在相关轴线跨中1/4位置安装提升标准节，提升标准节间距要满足要求，且提升标准节四周必须拉设缆风绳。安装时要确保所有提升工装措施提升孔位的正确。

（2）检查关键点位。提升前应检查液压千斤顶、是否拆除拼装的钢梁与地面临时斜撑、提升用钢绞线等。提前用有限元分析模拟得出提升钢绞线的受力P值。

（3）提升作业。将钢梁缓慢提起50 mm后，静止1 h，检查提升设备、周围环境、钢绞线等，复测钢梁下挠值，并与有限元分析软件模拟值对比，确认无误后再继续提升，直至将钢梁提升至合适位置（图1）。

图1 柱头处提升过程

（4）焊接作业。钢梁提至就位位置后，立即对大跨度钢梁两端焊接码板，以降低提升装置所受荷载。码板与钢梁进行焊接，与钢柱钢托座顶紧不焊接。码板焊接完毕后，再次对待焊口进行清理，验收通过后方可施焊。焊接完毕对其进行探伤，合格后卸载。

（5）补齐大跨度张弦梁间次梁。大跨度张弦梁施工完毕后，利用塔式起重机将其之间次梁吊装完毕，并按照施工组织设计要求进行施焊、涂装等作业。

5　质量、安全控制措施

5.1　质量控制措施

（1）地面组拼时，应根据有限元模拟的下挠值进行预起拱，确保工程完工后满足设计要求。

（2）现场焊接应进行焊接工艺评定。焊接过程应符合焊接工艺评定要求，要注意焊前预热和层间温度的控制。其中预热温度为120~150 ℃，层间温度始终控制在120~200 ℃，且不得低于预热温度。

（3）所有焊缝必须采取对称等速焊接。尽量减少焊接变形，减小焊接残余应力。

5.2　安全控制措施

（1）地面组拼后，立即对钢梁两侧拉设斜撑，增强其稳定性。

（2）根据施工方案的要求，防止不良天气对提升的影响。要求值班人员关注天气预报情况，并注意施工现场实时天气情况。发现异常天气及时通报。项目部要根据通报情况，按照施工方案要求，做好预防工作防范措施，尽可能避免大风、大雨等恶劣天气对施工造成影响。

（3）在钢梁向上提升过程中，必须全过程进行测量监控，确保施工过程安全、可靠。

6　结束语

吊装盲区内大跨度钢结构施工关键技术顺利实施，在本工程综合运用水平运输和垂直运输等关键点，大幅减少了塔式起重机施工成本，节约了传统的支撑材料，有效避免制作、安装、拆除支撑工装所需的人员、机械，提高了施工效率，取得了极佳的效果，并为后续此种类型的工程提供了现场实操经验，起到了一定的指导作用。