王德志， 李余鴻， 劉 意， 石深文

(中鐵建設集團有限公司，北京 100040)

0 引 言

隨著我國建造業(yè)的快速發(fā)展，大量形態(tài)各異的體育館、音樂廳等大跨度異型鋼結構建筑涌現出來，這對施工技術也提出了更高的要求。對于一些采用分段分塊吊裝施工的大型復雜的空間異形鋼結構工程，預先制定出鋼結構構件的吊裝施工方案，并對其安全性進行驗證分析，是工程得以順利實施的關鍵。國內外的許多學者和專家對這類鋼結構的施工過程做了深入的研究，并且取得了一定的成效。本文是對一大跨度鋼結構連廊的吊裝施工技術進行分析。

1 工程概況

依托工程為目前在建的九江鄱陽湖生態(tài)科技城科創(chuàng)中心工程。本工程1#樓與2#樓之間及1#樓與3#樓之間為大跨度鋼結構連廊，共計6層，采用空中散拼法組裝。東連廊鋼結構重量約3 t，由下部4根φ1 400鋼管柱支撐。東連廊為框架結構，由圓管柱、箱型柱、箱型梁、H型鋼梁及斜撐組成。鋼結構模型如圖1所示。

圖1 東連廊鋼結構模型

2 鋼結構吊裝概況

2.1 鋼構件的分段

(1)分段原則。①滿足現場吊機性能且便于安裝；②符合工廠制作分段的合理性和經濟性；③符合各種技術規(guī)范要求、設計要求等；④最終成形后，構件的受力符合設計者的意圖。

(2)鋼柱的分段。根據現場的情況及鋼柱的重量，將東連廊鋼柱共分為6段，最長的構件為第一段，長達7.35 m，重達19.742t。鋼柱分段圖如圖2所示。

圖2 東連廊鋼柱分段

(3)鋼梁的分段。根據現場及運輸問題，將東西連廊首層大跨度鋼梁進行分段，在現場搭設支架進行安裝。大跨度根據長度不同大致分為3段，長度在12 m以內，重量在17 t以內。

東連廊首層鋼梁分為3～4段,如圖3所示。

圖3 東連廊首層鋼梁分段圖

2.2 吊裝設備及吊裝示意圖

東連廊吊裝站位于基礎頂板上吊裝，基礎頂板厚度250 mm，構件單重最重為19.742 t，吊車自重61 t。吊車吊裝時在支腿位置鋪設1 m×4 m路基箱，結構梁跨度不大于3 m，路基箱鋪設水平方向垂直于結構梁橫跨鋪設。大跨度鋼梁分段搭設支撐架分段吊裝，支撐架下方鋪設2張1 m×4 m路基箱。部分支撐架搭設于后澆帶位置，此處支撐架搭設在路基箱下方墊2根350×350H型鋼，H型鋼與混凝土結構梁連接錨固。東連廊的主要部件吊裝示意圖分別如圖4～圖6所示。

圖4 首層鋼柱最重19.742噸吊裝示意圖

圖5 鋼梁吊裝示意圖

圖6 上部鋼柱吊裝示意圖

東連廊地上鋼柱選用80 t汽車吊吊裝，1～3節(jié)柱構件最重20 t(構件凈重19.743 t，按20 t計算吊重)，三節(jié)柱柱頂標高15.4 m，根據80 t汽車吊性能表，回轉半徑8 m，臂長24 m，可吊24.5 t，滿足吊裝需求。

地上4節(jié)柱最重15.2 t，柱頂標高19.550 m；地上5節(jié)柱最重14.7 t，柱頂標高24.050 m；地上6節(jié)柱最重14 t，柱頂標高26.9 m，80 t汽車吊回轉半徑9.5 m，臂長33.6 m，可吊17.2 t，均滿足吊裝需求。

東連廊箱型鋼梁D×GL1-1～15、D×GL2-1～7為一層,鋼梁重量為9～18 t，選用80 t汽車吊裝，回轉半徑8 m，臂長30.6 m可吊裝20 t，滿足吊裝要求。

3 東連廊吊裝施工流程和安全分析

3.1 吊裝施工步驟

(1)采用80 t汽車吊吊裝地上一節(jié)柱與地下部分鋼柱對接安裝。

(2)吊裝二三節(jié)柱。

(3)搭設支撐架，分段吊裝首層主梁(主梁吊裝起拱)。

(4)吊裝梁上柱，鋼梁，支撐形成整體。

(5)吊裝外圍懸挑圓弧鋼梁。

(6)按以上順序依次從下往上施工吊裝至頂部。

(7)吊裝框架內側次梁。

(8)從下往上依次吊裝兩側懸挑。

(9)北端圓弧懸挑主梁吊裝，下方根據起拱高度搭設標準節(jié)支架，吊裝圓弧梁。

(10)由下往上吊裝梁上柱及連接鋼梁支撐，并向兩側擴展吊裝。

(11)吊裝遠端懸挑構件。

(12)由下往上吊裝。

(13)由下往上閉合圓弧，北端圓弧懸挑吊裝完成。

(14)根據懸挑起拱高度搭設標準節(jié)支撐架，吊裝主梁(此部分鋼結構安裝可在中間框架結構施工到三層樓面后銜接施工)。

(15)梁上柱、鋼梁、支撐安裝形成一片整體。

(16)外側懸挑構件安裝。

(17)由下往上安裝施工直至頂部。

(18)由下往上安裝中間連接鋼梁施工直至頂部。

(19)安裝中間連接鋼梁施工直至頂部。

(20)外側懸挑鋼梁及梁上柱安裝施工直至頂部。

3.2 有限元分析驗證

通過有限元軟件建模分析，針對上述的20個施工步驟各工況進行計算，得到各工況的計算結果：最大豎向位移為-8.72 mm，最大應力為44.77 MPa，結構均處于設計允許范圍內，表明實際吊裝施工過程中結構均處于安全狀態(tài)。

4 結束語

本文是對一大跨度鋼結構東連廊的吊裝施工技術進行分析，介紹了整個吊裝施工的準備工作和施工步驟，并對其安全性進行了分析說明。從技術可行性和施工操作的安全性來看，所提文的方案是切實可行的，并且對類似的大跨度鋼結構吊裝施工有著借鑒意義。