大跨度钢结构吊装方案.docx
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大跨度钢结构吊装方案
礼堂40m大跨度钢桁架
吊装方案
十五冶非洲建筑贸易有限公司
2015年4月15日
审批栏
批准：
审核：
编制：
会签：
一、工程概况
二、编制依据
三、施工准备
四、吊装方法
五、吊装质量控制及分析
六、组织结构体系
七、质量安全保证体系及保证措施
八、安全文明施工
附录：
附表1
附表2
一、工程概况
卢萨卡卫生部项目礼堂屋架结构由15榀平行弦桁架组成，单榀最大跨度40.12m，最大自重4.823t；每榀桁架上、下弦均由两根[150*75mm双拼槽钢焊接而成，上、下弦高度1.2m，中间最长5榀均由4跨组成（每榀详细参数见表1），腹杆采用∠100*100*10mm角钢人字形布置，桁架的斜腹杆和上下弦采用节点板连接，节点板厚度δ=6mm，节点间距1.5m。
屋架安装在现浇混凝土框架梁或者柱上，通过预埋螺栓连接桁架端部连接板，桁架两端及中间连接板厚度δ=16mm，混凝土圈梁沿扇形大口边向小口边方向放坡，形成单坡屋架（坡度1°）桁架安装高侧顶标高11.3m，低侧安装顶标高9.9m。
屋架之间由C型钢檩条和∠60*60*6mm下弦水平支撑组成空间稳定体系。
工程主要特点是:
该桁架体积大、位置高、施工场地狭窄,交叉作业多、屋架拼装精度要求高，因此施工难度很大。
施工平面布置及屋架安装剖面图如下。
．
1.屋架平面图图A8B76C543D21EFGN桁架参数表1
每榀段数单榀总长榀数备注单榀总重桁架编号
44.823t40.119m段TRUSS11榀2榀TRUSS2440.010m段4.810t
TRUSS32榀4.780t段39.787m434.510m2榀4.150t段4TRUSS4
榀段3TRUSS524.032m22.890t
榀2TRUSS622.050t段17.045m
9.756m1段1.17t2榀TRUSS7
2.344m1榀2TRUSS8
0.28t
段
礼堂屋架安装剖面图图2.
二、编织依据《钢结构设计计算与图集》2.1．
2.2CivilinkEngineeringDesignersLtd提供结构图纸
2.3《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003
2.4建筑施工安全检查标准；
2.5钢结构分部工程施工组织设计；
2.6公司ISO9002国际质量体系、《质量手册》、《程序文件》、《技术标准》
2.7施工现场实地条件；
三、施工准备
3.1施工机械设备、机具准备
主要施工机械设备、机具配备计划表
序机械或设备名数序机械或设备名数
15181角磨30平板拖
216钢丝50汽车23J经纬317油漆3418铲S水准
319米钢卷5交流电焊50020手工气6米钢卷
50水平500焊721
钢板608221铝芯70m
米线焊缝量9
23
105手动葫1寸扳24
111磅铁6125麻
12钢丝绳20L=15m5卡26
13钢丝绳16L=12m12卡27
14钢丝绳12L=10m
28
3.2劳动力配备
劳动力配备计划
工种数量工种数量
1（中方2（中方）电工）铆工1焊工2（中方）6（赞方）测量员（中方）
1（中方）油漆工（小工）钢结构技术员（赞方）5
1（中方）质量员5架子工（中方）1（赞方））
中方1（安全员（中方）1起重工．
吊车司机
1（中方）
平板车司机
（赞方）1
木工
1（中方）
8（赞方）
杂工
（赞方）10
现场总指挥
（中方）1
四、吊装工艺施工总流程4.1
脚手架搭设施工准备梁顶标高复核基础验收
桁架第一区拼装桁架第一区吊装桁架第二区拼装
桁架第三区吊装桁架第二区吊装桁架第三区拼装
桁架TRUSS3平台组装竣工验收质量检验
第一区：
桁架TRUSS8-TRUSS4（从N轴往A轴方向，共5榀）
第二区：
桁架TRUSS3-TRUSS2（从N轴往A轴方向，共4榀）
第三区：
桁架TRUSS3-TRUSS8（从N轴往A轴方向，共6榀）
4.2吊装工艺
根据该工程的结构特点,经过多方案比较和研究,选择“地面组装、整体提升、空中旋转和分段组装”的综合施工方法,它具有施工周期短,经济性强,操作简单等优点。
a、框架梁标高复核
首先吊装前应将13榀桁架在梁1、梁2支点标高测出（桁架TRUSS8未简支梁1上），考虑混凝土梁实际标高可能高于或低于设计标高，根据实际高低在梁1、梁2安装锲形垫铁。
考虑桁架跨中起拱，在梁2支点上垫设垫铁，高于设计标高10mm，靠吊车落钩前桁架自重形成的挠度起拱。
b、桁架TRUSS8-TRUSS4吊装（5榀）
1）把TRUSS8-TRUSS4各端头连接板与圈梁预埋螺栓固定。
吊车站位。
）2吊车回转中心距梁水平距离4.77m（为防止地面不均匀沉降引发吊车倾覆，扒杆最终停止水平投影位置禁止与吊车任意一支支腿
在一条线），距梁安全距离1.7m，吊车作业半径16.42m，查表2额定起吊重量3.0t＞0.575t（TRUSS8重量+吊钩重量+索具重量，实际起吊重量为额定起吊重量0.19），满足要求；吊车作业半径为12m，主臂长度32.7m，查表2额定起吊重量8.6t＞4.4t（TRUSS4重量+吊钩重量+索具重量，实际起吊重量为额定起吊重量0.51），满足要求。
3）地面拼装。
平整地面后，靠近吊车向外依次摆放桁架TRUSS4、TRUSS5、TRUSS6、TRUSS7、TRUSS8；其中桁架TRUSS6-TRUSST8平吊，桁架TRUSS4、TRUSS5首尾倒置拼装。
连接板之间高强螺栓紧固采用扭矩扳手必须分两次进行，第一次为初拧。
初拧紧固到螺栓标准轴力的80%（设计采用M16
8.8级高强螺栓，即为115n˙m），第二次紧固为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉（终拧扭矩为132n˙m）。
为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，初拧、终拧都应按一定顺序进行。
4）桁架吊装。
正式吊装前应对桁架进行试提，试提过程是将吊车起动，调整各吊点同时逐步离地。
试提一般在桁架下弦离地200～300mm之间。
各支点全部撤除后暂时不动，观察桁架各部分受力情况及提升方向是否有碰或挂的杂物，如有应及时排除。
同时还应观察吊装设备的承载能力，应尽量保持各吊点同步，防止倾斜，确认吊点在重心线后再正式吊装。
首榀TRUSS8桁架吊装到位后不能松钩，在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩，吊装第二榀TRUSS7时靠近梁1桁架与连接板单面断焊，靠近梁2一端连接板双面断焊，并用C型檩条将两榀连接，以形成一个相对稳定的整体。
第三榀TRUSS6采用第二榀相同方法吊装。
吊装桁架TRUSS4、TRUSST5时，预先在桁架尾端栓控制绳，超过起吊高度后通过控制绳缓慢旋转桁架，同时吊车旋转作业，吊车及桁架旋转时，速度不应太快，不得在高空停留过久，严禁猛升猛降，以防构件脱落和吊车失稳，到达预定安装位置上空后缓慢落钩，最终就位。
5）桁架固定。
桁架落至梁1、梁2后不能松钩，当完全落钩后，桁架全靠两端部及中间横梁受力，重力重分配可能对结构产生较大影响，故只有在桁架两端焊接牢固，桁架完全落至中间梁1、梁2上才能松钩。
上下弦与连接板焊牢后用C型檩条和水平支撑与已安装几榀连接。
吊车第一次站位图及相对位置侧视图15.图
连连连接接接板板板位位位置置置
TRUSS3-TRUSS2吊装（4榀）c、桁架各端头连接板与圈梁预埋螺栓固定。
首先吊装前把1）TRUSS3-TRUSS2扒杆距梁安全，）21轴圈梁水平距离6.36m吊车站位。
吊车回转中心距32.7m作业半径14m、主臂长度，查表距离1.7m，吊车作业半径13m2索具重量，实际+吊钩重量+6.5t＞5.07t（TRUSS3重量时额定起吊重量与轴TRUSS2起吊重量为额定起吊重量0.78），满足要求；同样靠近H，起升高时，吊车作业半径为4.8mTRUSS1满足起吊要求。
吊装TRUSS25.1t20t主臂25.3m＞时额定起吊重量32.4m度，查表2作业半径4.5m、吊钩重量+重量TRUSS2+索具重量，实际起吊重量为额定起吊重量（0.26），满足要求。
3）地面拼装。
平整地面后，桁架TRUSS1、TRUSS2、TRUSS3首尾倒置拼装。
连接板之间高强螺栓紧固采用扭矩扳手必须分两次进行，第一次为初拧。
初拧紧固到螺栓标准轴力的80%（设计采用M168.8级高强螺栓，即为115n˙m），第二次紧固为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉（终拧扭矩为132n˙m）。
为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，初拧、终拧都应按一定顺序进行。
4）桁架吊装。
首先在桁架尾端栓控制绳（控制绳既能调整桁架姿态又吊钩提升，TRUSS3首件，风荷载对吊装扒杆造成的不稳定因素）能抵消．
构件提升200～300mm后完全腾空，确认吊点在重心线后，稳定1分钟使之提升过程不会与圈梁脚手架碰撞，超过起吊高度后通过控制绳缓慢旋转桁架，同时吊车旋转作业，吊车及桁架旋转时，速度不应太快，不得在高空停留过久，严禁急走急停，以防构件产生惯性和吊车失稳，到达预定安装位置上空后缓慢落钩，最终就位。
桁架TRUSS3吊装到位后不能松钩，在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩，吊装第二榀TRUSS7时靠近梁1桁架与连接板单面断焊，靠近梁2一端连接板单面断焊。
5）桁架固定。
桁架落至梁1、梁2后不能松钩，当完全落钩后，桁架全靠两端部及中间横梁受力，重力重分配可能对结构产生较大影响，故只有在桁架两端焊接牢固。
桁架完全落至中间梁1、梁2上才能松钩。
上下弦与连接板焊牢后同样用C型檩条和水平支撑与已安装几榀连接。
图16.吊车第二次站位图及相对位置侧视图
位置连接板位置
6榀）d、桁架TRUSS3-TRUSS8吊装（各端头连接板与圈梁预埋螺栓固定。
TRUSS3-TRUSS81）首先吊装前把，扒杆距梁安吊车站位。
吊车第三次站位回转中心距梁水平距离5.47m、主臂长度作业半径14m21.7m全距离，吊车作业半径12.44m，查表索具重量，吊钩重量++TRUSS44.4t6.5t32.7m时额定起吊重量＞（重量轴A，满足要求；同理靠近）0.68实际起吊重量为额定起吊重量
TRUSS5-TRUSS8满足起吊要求。
2）地面拼装。
平整地面后，桁架TRUSS3、TRUSS4、TRUSS5首尾倒置拼装，桁架TRUSS3拼装三段。
连接板之间高强螺栓紧固采用扭矩扳手必须分两次进行，第一次为初拧。
初拧紧固到螺栓标准轴力的80%（设计采用M168.8级高强螺栓，即为115n˙m），第二次紧固为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉（终拧扭矩为132n˙m）。
为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，初拧、终拧都应按一定顺序进行。
3）桁架吊装。
首先桁架TRUSS8吊装到位后不能松钩，在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩，吊装第二榀TRUSS7时靠近梁1桁架与连接板单面断焊，靠近梁2一端连接板双面断焊，并用C型檩条将两榀连接，以形成一个相对稳定的整体。
吊装桁架TRUSS4、TRUSST5时，预先在桁架尾端栓控制绳，超过起吊高度后通过控制绳缓慢旋转桁架，同时吊车旋转作业，吊车及桁架旋转时，速度不应太快，不得在高空停留过久，严禁急走急停，以防构件产生惯性和吊车失稳，到达预定安装位置上空落钩，最终就位。
4）桁架固定。
桁架落至梁1、梁2后不能松钩，当完全落钩后，桁架全靠两端部及中间横梁受力，重力重分配可能对结构产生较大影响，故只有在桁架两端焊接牢固，桁架完全落至中间梁1、梁2上才能松钩。
上下弦与连接板焊牢后同样用C型檩条和水平支撑与已安装几榀连接。
吊车第三次站位图及相对位置侧视图17.图
连接连连板接接位板板置位位置
5）桁架TRUSS3组装。
桁架TRUSS3整体吊装时，吊车最小作业作业半径为17.5m，查表2作业半径18m时起吊重量均小于5.07t（TRUSS3重量+吊钩重量+索具重量），故TRUSS3需搭设脚手架分段吊装。
吊车第三次站位时整体吊装TRUSS3整榀中的三段，在连接板位置3正下方（11步台阶第4-6步）搭设满堂脚手架（见图19.），吊车第四次站位时吊装第四段。
最后两段桁架在脚手架上对接（连接板位置3）。
6）脚手架搭设。
搭设1组多立杆的满堂脚手架,作为安装桁架TRUSS3的支承架,支承架的平面尺寸为4m×3.6m。
由于脚手架搭设位置位于C25混凝土台阶上，地基承载力达到60kN/m2。
脚手架横向间距或排距（m）:
1.00；纵距（m）:
1.20；步距（m）:
1.20；立杆上端伸支撑点长度（m）:
0.10；采用的钢管（mm）:
Φ48×3.5；扣件连接方式:
单扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:
0.80；到达预定标高铺设W=200mm，L=4m，H=50mm木方，并用10#铁丝扎牢。
支承架四角设置斜撑,以增加稳定度。
（见图19）
图18.吊车第四次站位图及相对位置侧视图
连接连连板接接位板板置位位置置
脚手架搭设图图19
吊车选择4.3按最大起重高度和最大起重重量和合适的工作半径计算所需力矩。
a、根据主要吊装单元明细表所例参数,最长、最高、最重的构件是：
40.12m长、吊装净重约4823Kg（不含吊机吊钩重量340Kg和索具净重约80Kg），最大的桁架。
因此，按最不利情况考虑选用吊车。
13.0m起吊高度为
最大吊装计算重量=k（4823+80+340）Kg。
K:
动载系数。
软索中吊装时取k=1.08
最大吊装计算重量=1.08*（4823+80+340）
=5243Kg。
b、吊点高度为13m。
（安全距离按1.7m计）
c、起吊作业半径13.0m
d、综上所述，根据50吨吊车参数表，采用插值法，当起吊作业半径13m时，按最不利情况考虑选用吊车选用50吨的吊车能满足吊装要求，同时涵盖其余各种长度、高度和重量的平行桁架的吊装要求。
4.4吊索、吊具选择：
根据吊装单元明细表所列的参数，桁架TRUSS1-TRUSS4的特点是比较长，但构件重量不是特别大；
吊装钢丝绳的选择和计算
a、主要计算参数：
吊点间水平距离：
24m（端头吊点）
吊装钢丝绳仰角：
60/35（一般不小于45度）
吊点数量：
4
起吊重量：
5.24T（单榀最重TRUSS1计）
b、吊装钢丝绳受力计算：
Q绳=G*K1*K2/（2sin60+2cos35）
=5.24×1.1×1.1/（2sin60+2cos35）
=1.89T
G——架体及附件重量（约5.24T）
K1——吊装动力系数，取值1.1
K2——吊点不均匀系数，取值1.1
故钢丝绳的破断拉力总和：
P破=Q绳*K/φ=1.89×6/0.82=13.83T
Q绳——钢丝绳承载重量，取上值
K——安全系数，取值6
0.82
φ——应力折减系数，取值
依据破断拉力总和与钢丝绳受力特性，考虑钢丝绳表面磨损，折减系数选取60%，选取钢丝绳型号为6×37+FC-1700，直径为φ20mm，此种钢丝绳最小破断拉力总和为24.4*0.6=14.64＞13.83T，满足要求
图14.吊点位置图
相同方法计算吊装各桁架所需索具及钢丝绳直径：
桁钢丝卸扣吨位吊点吊钢丝绳直径及长序数数编平距数吊=20m1L1=15TRUSS1L2=10m524m
吊=20mL1=15L2=10m2TRUSS2524m
=20m吊L1=15L2=10m524m3TRUSS3
吊=20mL1=15L2=10mTRUSS4522m4TRUSS5=16mL=105215m吊6=16mTRUSS6吊L=10m29m22t，，Φ=12mmL=10m2个72TRUSS7根6m吊点2个2，2tTRUSS8
根2L=10m
，=12mmΦ吊点28
1.5m
五、吊装质量控制及分析桁架翻边5.1）均为30m主桁架大跨度（大于4段制作，均需要现场拼装。
、桁架现场拼装接口有两种连接方式：
上、下弦杆焊接在连接板上，连接a现场采用板之间采用高强螺栓连接；桁架两端部吊装就位后现场与连接板焊接；合格焊工手工电弧焊焊接，焊接位置为立焊。
、桁架现场采用平卧位方式进行拼装，由于桁架平面外方向刚性特别弱，b因此在甚至发生屈曲，桁架由平卧位置转换为竖立时上弦杆会发生明显的弯曲，
桁架转换位置时，重点是防止桁架上弦杆发生屈曲。
c、桁架翻边要注意几个要点：
1）.吊机尽量与桁架呈丁字形摆放；
2）.吊机要设4吊点，主钩两个，辅钩2个，吊钩钩应尽可能的拉开，其间距不小于21米；
3）.桁架翻边以下弦为轴心，并将下弦杆松驰性限位，防止翻边时移动；
5.2桁架稳定性控制
考虑到本工程中屋面钢结构跨度较大，中间仅两个支撑点，在安装就位后，焊接必须严禁大范围、大电流焊接，防止局部受热变软，最可怕的情况是出现下挠无法控制，结构空间尺寸发生突变。
因此在屋面钢结构单元整体提升安装施工前，应尽可能把所有可能想到的挂件、吊点考虑到位，提前在地面焊接安装。
中间5榀桁架长度40米左右，其平面外方向的刚性非常弱，桁架由拼装平放到吊装竖向站立时，桁架平面外方向有一个受力过程，这时桁架极易失稳；而且单榀桁架吊装到位以后，两端为简支，无平面外支撑时也将发生失稳。
因此，单榀桁架吊装到位后不能松钩，在桁架两端与连接板断焊完毕后松钩，并且在两片桁架吊装到位后，应马上用C型檩条将两榀连接，以形成一个相对稳定的整体。
施工时可在等距的上、下弦处用角钢焊接临时水平支撑。
5.3预拱度的控制
根据规范要求，桁架拼装时，设计无要求起拱，跨中起拱+10mm。
桁架试吊时，拉钢丝测量居中预矢量，当居中预矢量满足上述要求时，测量下弦接头的间隙。
实测桁架试吊时挠度、吊装就位后桁架挠度、屋面工程全部完成后桁架挠度值，记录3次测量值，由于本工程设计无具体挠度要求，其挠度值按有关标准控制，跨中起拱10mm。
故在吊车未落钩前，预先在梁2支点上垫设垫铁，高于设计标高10mm，桁架端部焊接完毕后完全落至梁2。
六、组织结构体系
项目经理技术负责人现场施工负责安起现后起测
礼堂吊装组织结构体系具体负责人组成
联系电人序职
1陈项目经
2于技术负责3杨丹现场施工负责4起重指挥人5吊车司6测量胡勇华7邱伟业现场技术
8余小明安全员9后勤负责阳启红10
七、质量安全保证体系及保证措施
a.安全技术措施：
1）为保证吊装及安装人员的安全，利用50吨汽车吊，吊车操作及指挥人员必须持证上岗，高空作业人员必须及时系好安全带。
禁止斜吊，应避免超载吊装。
禁止在六级以上风的情况下进行吊装作业。
2）．
3）绑扎构件的吊索需经过计算，绑扎方法应正确牢靠。
所有起重工具应定期检查。
4）指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确，吊车司机应严格听从指挥人员指挥。
b.防止高空坠落措施：
1）操作人员在进行高处作业时，必须正确使用安全带，安全带应高挂低用。
2）在高处使用撬杠时，人要站稳扶稳。
3）操作人员在脚手板上通行时，应思想集中，防止踩偏、踏空。
4）钢屋架安装时，必须有牢固可靠的操作位置。
c.防止高空落物伤人措施：
1）地面操作人员必须戴安全帽。
2）高处操作人员使用的工具、零配件等，应放在随身佩带的工具袋内，不可随意向下丢掷。
3）地面操作人员应尽量避免在高空作业面的正下方停留或通过，也不得在起重机的起重臂或正在吊装的构件下停留或通过。
4）构件安装后，必须检查连接质量，只有连接确定安全可靠，才能松钩或拆除临时固定工具。
5）设置吊装禁区，禁止与吊装作业无关的人员入内。
d.防止触电措施：
1）施工现场架设的低压线路不得用裸导线。
施工现场照明电线及灯具高度不应低于2.5m。
2）各种电线接头、开关应装入开关箱内，用后加锁，停电必须拉下电闸。
3）电焊机的电源线不宜超过5m，并必须架高。
3）各种用电机械必须有良好的接地或接零。
八、安全文明施工
始终贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产工作方针。
安全目标：
“无重伤、无死亡、无重大设备事故、无火灾”
坚持“安全第一，预防为主”为主，严格执行上级主管部门和现场有关安全生产的规定，制定切实可行的安全技术交底措施，并做好安全交底工作。
开展定施工人员严格执行消防保卫制度。
做好消防作业工作，期或不定期现场安全检查。
．
施工人员熟知本工种的安全技术操作规程，正确使用个人防护用品，进入施工现场必须戴好安全帽，禁止穿拖鞋或塑料底鞋高空作业，高空作业，必须系安全带，严禁酒后操作。
登高作业人员必须佩带工具袋，工具应放在工具袋内，不得随意放在钢梁上或易失落的地方。
加强氧气、乙炔及其它易燃易爆物品的管理，杜绝火灾事故的发生。
使用电、气焊要持有操作证、用火证，并清理周围易燃易爆物品，配备消防器材，并设专人看火。
电焊机一次线不得大于5米，二次线不得大于30米，电焊机有接地保护。
焊机拆装由专业电工完成，禁止带电操作，线路上禁止带负荷接电断电。
吊车参数表：
1.25t附表．
25吨浦沅汽车吊主要技术参数主伸全支腿（m）
工作半径18.2
14.3
22.1
26
10.40
3.02500018500
3.5250001600018500
4.025000160001850011500
4.5850018500230001550011500
5.0820018500110001470020800
5.5790017500182001400010300
6.077001570013300960016000
6.574001360012500140009000
7.072008500123001180011600
8.0690011000110008000
9.065807600990010000
10.06250900072009200
11.05950690084008200
12.05400700063007100
13.0495061005700
14.0455052005200
15.0420046004650
16.0390041004000
18.036003600
20.033003200
22.02650
3
8
5
12
钢丝绳倍4
0.215吊钩重0.51
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