段榮宗

（中冶天工上海十三冶建設有限公司，上海 201900）

1 工程概況

由于寶鋼二號高爐原上料主皮帶通廊的上料能力無法滿足高爐擴容后的上料要求，因而需將原上料膠帶機拆除更新，更新后的上料膠帶機帶寬2.2m，帶速2m/s，水平長度345.303m，傾角11.65576°，提升高度約71.225m。

1.1 工程簡介

更新后的6榀上料膠帶機通廊的實際長度、水平長度、截面尺寸、安裝高度、結(jié)構(gòu)重量及設備重量詳見技術(shù)參數(shù)表。

二高爐更新上料主皮帶通廊技術(shù)參數(shù)表

1.2 工程特點

1.2.1 施工周期短。由于寶鋼二號高爐原地大修工程為快速大修工程，上料系統(tǒng)膠帶機的拆除與安裝施工均需在高爐停爐后方可進行，為了確?？傮w節(jié)點目標，滿足高爐快速大修的需求，經(jīng)項目部整體統(tǒng)籌考慮，主皮帶結(jié)構(gòu)安裝時間僅為18天。

1.2.2 通廊重量重，安裝高度高，最重一榀桁架與設備重量達191t，須選用特大型吊履帶吊進行安裝施工。

1.2.3 施工可利用平面緊張。由于施工區(qū)域滿布原有構(gòu)筑物，且停爐后各區(qū)域均處于施工高峰期，為了確保整體工程需要，確保必要的物流通道，需對有限的平面進行細致規(guī)劃，合理組織施工。

1.2.4 施工危險性大。上料主皮帶膠帶機安裝整個施工過程基本為高空作業(yè)，為了確保整個施工過程的安全性，需提前制定好安全預防措施、加大安全投入，做好安全防護設施，同時過程中加強安全監(jiān)管力度。

2 吊裝方案的比較、分析、優(yōu)化和確定

2.1 目前國內(nèi)大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案的現(xiàn)狀

針對該工程鋼結(jié)構(gòu)跨度大、自重大和施工現(xiàn)場環(huán)境等特點，結(jié)合以往類似工程的施工經(jīng)驗和國內(nèi)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的工程實例，進行了多方案的比較、分析。目前，國內(nèi)大跨度、大噸位鋼結(jié)構(gòu)的安裝一般可采用高空散拼成形、整體提升及整體頂升、分段吊裝高空拼接、整體吊裝等方法。

2.2 多種方案的比較分析

（1）綜合分析了該工程的具體情況，結(jié)合各種吊裝方法的特點和優(yōu)缺點，我們認為整體提升或整體頂升受施工平面環(huán)境限制難以適用該工程；如采用高空散拼，由于散拼拼裝、焊接量大，安全風險高，難以滿足該大修工程施工工期及安全管理的要求；如采用分段吊裝，高空拼接，需事先設置拼接支撐架，對接接口質(zhì)量及桁架的起拱度等難以保證，安全風險也相對較高。

（2）通過比較分析，我們認為該工程上料主皮帶通廊吊裝應考慮采用整體吊裝法進行安裝。采用整體吊裝可以相對靈活選擇拼裝場地，提前組裝，減少停爐后的工作量，大大加快了施工進度，降低了施工進度壓力及安全管理風險，但選用特大型吊裝機械，施工成本高，吊裝機械對現(xiàn)場的地基承載力要求高。

2.3 施工方法確定

通廊編號 選用吊車 接桿及配重 作業(yè)半徑 允許吊裝重量 通廊重量（含設備）CC5 400t履帶吊150t履帶吊雙機抬吊400t履帶吊66m桿長250t配重150t履帶吊42m主臂9m 400t履帶吊：42m 150t履帶吊：9m 400t履帶吊：127t 150t履帶吊：62t 166t（含設備39t）CC4a 400t履帶吊 66m桿長250t配重 30m 176t 166t（含設備 41t）CC4 400t履帶吊250t配重66m桿長250t配重22m 213t 166t（含設備41t）CC3 600t履帶吊 102m桿長300t配重 34m 191t 177t（含設備39t+CC2皮帶罩11t）CC2 600t履帶吊寶冶800t履帶吊（塔式工況）雙機抬吊600t履帶吊：102m桿長325t配重800t履帶吊：56m主桿63m副桿600t履帶吊：38m 800t履帶吊：48m 600t履帶吊：160t 800t履帶吊：163 241t（含設備48t、不含11t皮帶罩）CC1 寶冶800t履帶吊（塔式工況） 56m主桿63m副桿 40m 187t 172t（含設備33t）

3 施工概況

3.1 施工平面規(guī)劃

由于施工平面有限，為了合理有效利用現(xiàn)場可利用施工平面，保證必要的物流通道，需要在施工前，統(tǒng)籌考慮細致規(guī)劃現(xiàn)場施工平面。

3.2 構(gòu)件的制作

上料主皮帶通廊均為兩片桁架及桁架上下弦水平支撐、隅撐及端部門型剛架組成的敞開式籠式結(jié)構(gòu)，整體超長、超寬、超高、超重，整體制作運輸難度大，需考慮解體制作出廠。通廊制作解體原則為縱向分段，橫向分片，每片長度不超過27m，上下弦接口位置錯開200mm以上。

3.3 吊機行走道路

吊車站位和行走路線必須與業(yè)主聯(lián)系，落實地下是否有埋管、電纜及其它設施以便采取相應措施，確保吊機行走及吊機吊裝安全。吊機無負荷行走時，地基承載力應不小于10t/m2，吊機吊裝通廊時吊車對地基的承載力不小于18t/m2。施工前應采用碎石墊層碾壓對行走道路進行加固處理，并進行試行走，對在試行走中發(fā)生道路下沉、凹陷等現(xiàn)象時，可鋪設路基箱進行地基強化。

3.4 測量控制

由于上料主皮帶通廊桁架單榀自重均較大，通廊一旦起吊就位，長度、中心偏差在高空難以調(diào)整，因而在通廊吊裝前，應嚴格控制支架安裝距離、中心偏差、支架頂部標高，在通廊拼裝過程中，嚴格控制通廊的幾何截面尺寸、長度及起拱值。

3.5 通廊的拼裝

桁架拼裝前，用2m×9m路基箱及長度約7m的H型鋼搭設拼裝平面，見圖1桁架拼裝平面搭設示意圖。

圖1 桁架拼裝平面搭設示意圖

按圖搭設好拼裝平面后，用水準儀對H型鋼頂面進行找平，使各個頂面均保持在同一水平面上。桁架拼裝時單側(cè)片上下弦按照設計及規(guī)范要求起拱，同時調(diào)整好垂直度，每端用1根角鋼斜拉固定，角鋼與桁架上弦及路基箱焊牢，對面?zhèn)绕⑵鸷?，里?cè)用角鋼支承。兩側(cè)片固定好后，安裝上下弦水平支撐。

3.6 吊裝施工

3.6.1 吊裝前的準備工作

（1）根據(jù)施工平面及周圍環(huán)境，合理選擇吊機的組裝及拆卸點。

（2）吊裝前用水準儀核查拼裝起拱值，檢驗其是否滿足設計要求。用盤尺檢查每榀通廊長度是否與支架間距相符。用全站儀測量支架支座標高及在支架頂部定位通廊中心線標記。

（3）與業(yè)主聯(lián)系落實吊車站位點和行走路徑地下是否有埋管、電纜及其它設施以便及時采取相應防護措施，確保吊裝及管線安全。

（4）根據(jù)構(gòu)件的安裝角度，合理選擇吊耳的設置點及鋼絲繩繩長，并對吊耳設置點進行局部加固。

（5）根據(jù)力的平衡近似計算每根吊裝鋼絲繩對各吊耳的作用反力，設計吊耳、吊耳與通廊焊接連接焊腳尺寸及選擇鋼絲繩的直徑。如以本工程CC2通廊（最不利的一榀通廊，重252t）為例，通過圖2分析近似計算鋼絲繩所受拉力：

圖2

可以求得T1=45.2t，T2=36.3t

根據(jù)《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》之相關規(guī)定，鋼絲繩使用拉力公式T<1.336Q/[K]，其中Q為鋼絲繩的最小破斷力，[K]為吊裝鋼絲繩的法定安全系數(shù)，取10，可求得鋼絲繩最小破斷力＞45.2*9.8*10/1.336=3316kN，可知鋼芯，最小破斷力超過3316KN的鋼絲繩滿足要求。

通過鋼絲繩所受拉力，即得吊耳所承受的拉力，考慮到外界環(huán)境因素的影響對所求得的T值給予適當?shù)姆糯?，取T=100t，根據(jù)120t卡環(huán)大小初步確定吊耳幾何尺寸，如圖3所示：

圖3

對圖3中①軸線最薄弱面進行抗剪計算，設吊耳厚度為t

故取t=40mm，加強板厚度取為20mm。

吊耳采用四面圍焊，且均為K型剖口焊縫，設焊縫高度為hf，可取θ=64°，則斜焊縫強度增大系數(shù)

則

可以求得：hf>9.1，考慮吊裝現(xiàn)場環(huán)境，適當增大焊縫高度，取hf=20mm。

（6）在通廊里側(cè)每個吊耳下方設置直爬梯，其上下兩端與通廊焊接，通廊每側(cè)上弦兩吊耳間設置安全繩，以便于作業(yè)人員掛鉤及松鉤。

（7）每段通廊吊裝前須在兩端設置拖拉繩。

3.6.2 吊裝方法

（1）吊裝順序，根據(jù)通廊的支撐體系，從靠近固定支架處開始安裝，即從由低往高安裝（CC5向CC1方向）。

（2）CC5通廊：由7150型150t履帶吊站位于機械傳動室附近，LR1400/2型400t履帶吊站位于鐵二十七路與鐵三十九路的丁字路口，兩車抬吊將其吊裝就位。

（3）CC4a通廊：由LR1400/2型400t履帶吊站位于鐵二十七路與鐵三十九路的丁字路口單機吊裝就位。

（4）CC4通廊：由LR1400/2型450t履帶吊站位于鐵三十九路單機吊裝就位。

（5）CC3通廊：由CC2800-1型600t履帶吊站位于鐵四十三路與鐵四十四路路口單機吊裝就位。

（6）CC2通廊：由CC2800-1型600t履帶吊站位于鐵四十三路與鐵四十四路路口，寶冶LR1800型800t履帶吊站位于南北出鐵場間雙機抬吊就位。

（7）CC1通廊：由寶冶LR1800型800t履帶吊站位于南北出鐵場間單機吊裝就位。

4 質(zhì)量控制

4.1 認真搞好圖紙的自審會審工作，將設計問題消除于工程開工之前。

4.2 建立健全工序交接制度，不論對內(nèi)、對外，都要嚴格交接，檢查手續(xù)不合格，未經(jīng)監(jiān)理確認不得進行下道工序。

4.3 各工種必須持有有關部門簽發(fā)的合格證書或上崗操作證，方能上崗操作，明確各工種的崗位責任制，定崗、定職、定員分兵把口、各負其責。

4.4 測量儀器，必須經(jīng)常校對，精心保管。對所有計量器具要保證在受控之中。不合格計量器具，不得使用。為防止溫度對測量數(shù)據(jù)的影響，關鍵構(gòu)件：如通廊支架間距、頂部標高等，應在早9時前和下午16時以后測定。

4.5 上料主皮帶拼裝時，嚴格控制上料主皮帶通廊單側(cè)片的垂直度、截面幾何尺寸、起拱度，確保偏差符合規(guī)范及設計要求。

4.6 上料主皮帶正式吊裝前，組織測量人員測量頂部標高、定位上料主皮帶通廊的中心線，以便于在制作、拼裝通廊時進行消化可消化偏差，進而提高上料主皮帶的安裝質(zhì)量。