楊立華，閆凱，，徐成，康麗

（1.山東建大工程鑒定加固研究院，山東濟(jì)南250013；2.山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，山東濟(jì)南250101；3.山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全后勤部，山東濟(jì)南250103）

可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究

楊立華1，閆凱1，2，徐成2，康麗3

（1.山東建大工程鑒定加固研究院，山東濟(jì)南250013；2.山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，山東濟(jì)南250101；3.山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院安全后勤部，山東濟(jì)南250103）

在役既有建筑物功能改造施工時(shí)，存在配件吊裝運(yùn)輸機(jī)械化水平低、施工效率低和作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。鋼框架外伸懸臂梁結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)是有效解解決這些問(wèn)題的方法。文章設(shè)計(jì)了兩種可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)，通過(guò)SAP2000軟件計(jì)算分析和現(xiàn)場(chǎng)吊裝運(yùn)行試驗(yàn)，對(duì)比分析了兩種吊裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安全和吊裝運(yùn)輸性能，并對(duì)其實(shí)際工程應(yīng)用效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：在不具備常規(guī)吊裝運(yùn)輸條件的施工現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)研制小型的吊裝運(yùn)輸系統(tǒng)是可行的；懸臂梁結(jié)構(gòu)吊裝系統(tǒng)具有更優(yōu)異的吊裝運(yùn)輸性能，其設(shè)計(jì)最大安全吊裝重量約為2.20 t，是單純鋼管斜撐懸臂梁結(jié)構(gòu)吊裝系統(tǒng)的1.65倍；通過(guò)工程實(shí)踐驗(yàn)證，可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)適用于建筑物加固改造施工，可以提高3倍以上的施工效率，解決了現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件吊裝運(yùn)輸?shù)碾y題。

輕型吊裝系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；工程應(yīng)用；運(yùn)輸性能

0 引言

對(duì)在役既有建筑物進(jìn)行功能改造與加固施工時(shí)，經(jīng)常遇到對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行無(wú)損靜力切割拆除，或新增中小型混凝土預(yù)制構(gòu)件（重量不超過(guò)2.0 t）、鋼構(gòu)件以及機(jī)械設(shè)備等的就位安裝作業(yè)，均需要安全可靠、靈活方便的吊裝運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。受既有建筑物原結(jié)構(gòu)層高或平面布置等施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件的限制，目前工程建造中常用的中小型吊裝機(jī)械設(shè)備不宜采用電梯搬運(yùn)，且不具備跨越障礙物的使用功能要求。中大型吊裝設(shè)備不具備現(xiàn)場(chǎng)室內(nèi)安裝及使用條件，在室內(nèi)空間不能自由移動(dòng)，在多層和高層房屋建筑加固改造時(shí)，中大型吊裝設(shè)備因重量所限，不能通過(guò)施工電梯或其他方式垂直運(yùn)輸至需要樓層。目前常用的小型可移動(dòng)吊裝系統(tǒng)主要由汽車動(dòng)力設(shè)備和桁架吊裝設(shè)備組成，自身重量較大，空載時(shí)最大輪壓約為5～10 kN，滿載時(shí)最大輪壓大于20 kN，使樓板局部產(chǎn)生過(guò)大的集中荷載，對(duì)樓板造成不同程度的損傷［1］；汽車動(dòng)力設(shè)備和桁架吊裝設(shè)備一般不可拆卸，不易通過(guò)電梯、人力等運(yùn)輸至上部改造樓層，制約了其在既有建筑物改造與加固施工中的廣泛應(yīng)用。其他一些小型的吊裝機(jī)械設(shè)備受限于吊裝荷載過(guò)小或只能固定使用、不能拆卸組裝、無(wú)法行走等不足，也不適合于在既有建筑物改造與加固施工中推廣應(yīng)用。為滿足改造工程的中小型構(gòu)件切割后的運(yùn)輸以及新預(yù)制構(gòu)件的快速安裝，提高施工效率、降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省施工費(fèi)用，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件，研制經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可拆卸組裝、可移動(dòng)的輕型簡(jiǎn)易吊裝設(shè)備就成為既有建筑物改造加固施工技術(shù)的迫切需求［2］。

國(guó)內(nèi)外對(duì)吊車設(shè)備進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，相關(guān)技術(shù)已在工程中得以應(yīng)用。童根樹(shù)等對(duì)反復(fù)動(dòng)力荷載作用下鋼吊車梁的塑性設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，對(duì)動(dòng)力系數(shù)的取值進(jìn)行了討論，并從吊車梁的安定性、鋼材性能的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度等方面進(jìn)行了研究，提出相關(guān)的設(shè)計(jì)建議［3］。石永久通過(guò)分析和研究輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房中的吊車梁設(shè)計(jì)，總結(jié)了輕型鋼結(jié)構(gòu)吊車梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，提出了合理設(shè)計(jì)吊車梁，降低用鋼量的設(shè)計(jì)建議［4］。Griffits利用遺傳算法對(duì)工字型鋼梁截面形狀進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)罰函數(shù)對(duì)約束條件進(jìn)行了處理，優(yōu)化得到了最優(yōu)化方案即最優(yōu)截面形狀［5］。對(duì)于吊車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化問(wèn)題，相關(guān)學(xué)者開(kāi)展了理論和試驗(yàn)探索［6-9］。吊車系統(tǒng)要承受裝卸運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生帶來(lái)的動(dòng)荷載，該類荷載的特點(diǎn)之一是每次發(fā)生的荷載值占其總荷載比例較高，且循環(huán)頻率高。張新萍等基于等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對(duì)鋼吊車梁焊縫進(jìn)行了疲勞分析［10］。對(duì)不同級(jí)別的吊車系統(tǒng)，研究者開(kāi)展了大量試驗(yàn)研究，并提出了設(shè)計(jì)建議［11-13］。文章針對(duì)既有建筑物功能改造時(shí)，在建筑物內(nèi)部施工過(guò)程中，施工最小高度僅為2.5 m左右，內(nèi)部空間狹小，不能采用常規(guī)吊裝設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，故研制了可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)，通過(guò)理論分析和試驗(yàn)研究，對(duì)比驗(yàn)證了不同結(jié)構(gòu)體系的吊裝系統(tǒng)的吊裝性能。

1 可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 性能特點(diǎn)

既有建筑物改造與加固施工時(shí)，需拆除的結(jié)構(gòu)構(gòu)件分塊切割后每部分重量一般約為3～10 kN左右?？紤]到新增結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝時(shí)，如吊裝預(yù)制構(gòu)件、鋼構(gòu)件或小型機(jī)械設(shè)備的吊裝荷載一般不大于15 kN，研發(fā)的可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)吊裝荷載不應(yīng)小于20 kN。根據(jù)既有建筑物改造與加固施工技術(shù)的需求，為提升吊裝設(shè)備的多種現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性，輕型吊裝系統(tǒng)除需滿足一定吊裝承載力要求外，還應(yīng)具備以下幾個(gè)性能特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕便，制作拆裝容易、轉(zhuǎn)場(chǎng)快捷方便；（2）主要構(gòu)件受力明確，工作速度低、振動(dòng)小，吊裝運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、安全可靠；（3）吊裝工藝簡(jiǎn)單、操作方便高效，能夠水平載荷運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定性好，移動(dòng)靈活；（4）制作就地取材、費(fèi)用低廉、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

1.2 結(jié)構(gòu)組成

可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)由起重吊裝裝置、水平移動(dòng)裝置、底盤和配重等部分構(gòu)成。如圖1所示。為對(duì)比研究該輕型吊裝系統(tǒng)承重框架結(jié)構(gòu)的受力性能，并對(duì)承重框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)制作了兩種起重吊裝系統(tǒng)的框架承重結(jié)構(gòu)方案，方案1是鋼框架斜撐外伸懸臂鋼梁［14］，如圖1（a）所示，鋼框架的2個(gè)立柱采用10號(hào)槽鋼，高度為1.9 m；起重懸臂梁為2根10號(hào)槽鋼拼裝焊接成的工字鋼梁，加勁肋采用5 mm厚鋼板，尺寸為80 mm×50 mm，間距為100 mm，鋼梁跨度為3 m，外伸懸臂長(zhǎng)度為2 m，總長(zhǎng)度為5 m，為便于拆卸搬運(yùn)，均分成2段工字鋼梁拼接，拼接處采用高強(qiáng)螺栓和鋼板連接。鋼框架及懸臂梁的斜撐均采用普通腳手架圓鋼管［15］，其外徑為48 mm、厚度為3 mm，懸臂梁的斜撐點(diǎn)距近端柱軸線距離為1 m。方案2是鋼框架外伸懸臂鋼梁通過(guò)鋼絲繩斜拉與鋼管斜撐組合作用的吊裝系統(tǒng)，如圖1（b）所示，鋼框架的2個(gè)立柱采用100 mm× 100 mm×5 mm方鋼管，高度為1.9 m；起重懸臂梁采用方鋼管，型號(hào)為100 mm×100 mm×5 mm，跨度為3 m，外伸懸臂長(zhǎng)度為2 m，總長(zhǎng)度為5 m，為便于拆卸搬運(yùn)，均分成2段方鋼管拼接，拼接處采用高強(qiáng)螺栓和大型號(hào)方鋼套管連接。鋼框架及懸臂梁的斜撐均采用腳手架圓鋼管，其外徑為48 mm、厚度為3 mm。懸臂梁的斜撐點(diǎn)距近端鋼柱的軸線距離為1 m；鋼絲繩采用6×19＋1-155-φ9.3，鋼絲繩的吊點(diǎn)分別設(shè)置在鋼梁的兩端，中部頂點(diǎn)置于立柱頂部的滑輪上，滑輪距鋼梁頂0.6 m。起重懸臂鋼梁端部掛有一個(gè)額定載荷為3 t的懸掛式電動(dòng)葫蘆作為垂直起吊裝置的動(dòng)力設(shè)備。

圖1 可移動(dòng)吊裝系統(tǒng)實(shí)物圖

采用與懸臂起重梁相同型號(hào)的鋼梁和φ48腳手架圓鋼管連接拼裝成兩個(gè)鋼制框架支座，用四根4或5 m長(zhǎng)的φ48腳手架圓鋼管將2個(gè)鋼框架支座連接形成底盤。作為斜撐的腳手架圓鋼管與底座處圓鋼管均采用普通鋼構(gòu)件連接。2個(gè)鋼框架支座下部各安裝4個(gè)額定載荷為3 t的鋼制萬(wàn)向輪，組成水平移動(dòng)裝置。水平移動(dòng)以人力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。底盤上安裝立柱、起重鋼梁和斜撐等承重構(gòu)件，底盤尾部設(shè)置配重區(qū)域。配重采用預(yù)制混凝土標(biāo)準(zhǔn)塊堆放設(shè)置。為便于準(zhǔn)確調(diào)控配重重量和方便拆卸搬運(yùn)，建議后期改裝成配重水箱。以上鋼構(gòu)件除鋼絲繩外，鋼材材質(zhì)均為Q235 b。

2 可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)受力性能分析

選用軟件SAP2000計(jì)算分析可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)承重結(jié)構(gòu)的受力性能。為對(duì)比分析方案1中鋼管斜撐懸臂梁與方案2中鋼管斜撐與鋼絲繩斜拉懸臂梁兩種結(jié)構(gòu)體系組成的吊裝系統(tǒng)的吊裝性能，分別建立了兩個(gè)分析模型。方案1中鋼梁采用2根型號(hào)為100 mm×46 mm×4.5 mm的槽鋼拼接而成，長(zhǎng)度為5.05 m，鋼柱軸線間鋼梁長(zhǎng)度為3 m，懸挑長(zhǎng)度為2 m，懸挑區(qū)域支撐點(diǎn)距近端柱軸線m；兩個(gè)槽鋼拼接成的鋼柱型號(hào)為100 mm×46 mm×4.5 mm，凈高度為1.9 m；鋼柱底部底盤工字鋼梁型號(hào)為140 mm×80 mm×5.5 mm，柱底距鋼梁兩端支座均為0.75 m；鋼柱之間腳手架圓鋼管斜撐長(zhǎng)度為3.50 m，斜撐底部與底盤的腳手架圓鋼管通過(guò)鋼扣件連接，可近似為剛接；底盤工字鋼梁與腳手架管鋼管的水平距離為0.45m；懸臂梁的腳手架圓鋼管近端斜撐和遠(yuǎn)端斜撐長(zhǎng)度分別為2.10和2.30 m；斜撐底部與底盤腳手架圓鋼管通過(guò)鋼扣件連接，可近似為剛接；懸臂梁與橫向圓鋼管采用焊接連接，圓鋼管之間采用鋼扣件可靠連接，上部鋼梁、底座鋼梁與鋼柱之間采用焊接連接，以上連接均視為剛性連接［16］。底座部位的工字鋼梁之間為翼緣連接，工字鋼與圓鋼管之間為鋼筋搭接，該邊界條件均簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支邊界。依據(jù)上述條件，建立的分析模型如圖2（a）所示。

方案2中上部承重鋼梁方鋼管為100 mm× 100 mm×5 mm，長(zhǎng)度為5.05 m，因分段處連接可靠，可視為鋼梁整體，鋼柱軸線間鋼梁長(zhǎng)度為3 m，懸挑長(zhǎng)度為2 m，懸挑區(qū)域支撐點(diǎn)距近端柱軸線1 m；鋼柱方鋼管型號(hào)為100 mm×100 mm×5 mm，凈高度為1.90 m；鋼柱底部底盤工字鋼梁型號(hào)為140 mm×80 mm×5.5 mm，柱底距鋼梁兩端支座均為0.75 m；懸臂梁的腳手架圓鋼管近端斜撐和遠(yuǎn)端斜撐長(zhǎng)度分別為2.10和2.30 m；斜撐底部與底盤腳手架圓鋼管通過(guò)鋼扣件連接，可近似為剛接；懸臂梁與橫向圓鋼管采用焊接連接，圓鋼管之間采用鋼扣件可靠連接，上部鋼梁、底座鋼梁與鋼柱之間采用焊接連接，以上連接均視為剛性連接［16］。底座部位的工字鋼梁之間為翼緣連接，工字鋼與圓鋼管之間為鋼筋搭接，該邊界條件均簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支邊界。上部承重鋼梁頂部鋼絲繩與梁端部及鋼柱頂部連接均視為鉸接，鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)與柱底之間斜向鋼絲繩與各節(jié)點(diǎn)連接均視為鉸接。依據(jù)上述條件，建立的分析模型如圖2（b）所示。

圖2 可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)承重結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖/m

承重結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件如懸臂梁、鋼柱、圓鋼管斜撐以及鋼絲繩均按實(shí)際材料屬性建模。懸臂梁的端部施加垂直向下集中荷載。除鋼絲繩外，自制可移動(dòng)輕型懸臂吊裝系統(tǒng)的各組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼材材質(zhì)均為Ⅰ級(jí)鋼，抗拉/抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均為210 MPa；鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度為1570 MPa。為確定方案1中吊裝系統(tǒng)的最大吊裝重量，以承重結(jié)構(gòu)的任一組成構(gòu)件截面上某一點(diǎn)所受的最大應(yīng)力σmax＝210 MPa為控制條件；方案2中吊裝系統(tǒng)的最大吊裝重量，以承重結(jié)構(gòu)的任一組成構(gòu)件截面上某一點(diǎn)所受的最大應(yīng)力σmax＝210 MPa或鋼絲繩拉應(yīng)力σ＝1670 MPa為控制條件，承重結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件截面屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的豎向荷載值即為吊裝系統(tǒng)的最大吊裝重量。經(jīng)分析，方案1最大應(yīng)力出現(xiàn)在懸臂梁與立柱相交區(qū)域的上翼緣處，如圖3（a）所示，此時(shí)對(duì)應(yīng)的最大吊裝重量為19.22 kN。方案2鋼梁最大應(yīng)力出現(xiàn)在懸臂梁與圓鋼管斜撐相交區(qū)域的上翼緣處，如圖3（b）所示，對(duì)應(yīng)的最大吊裝重量為31.72 kN；此時(shí)鋼絲繩的最大拉應(yīng)力為681.55 MPa，小于其設(shè)計(jì)強(qiáng)度1570 MPa。承擔(dān)最大吊裝荷載時(shí)，方案1和方案2懸臂吊裝系統(tǒng)各構(gòu)件的應(yīng)力分布圖、彎矩分布圖和變形圖分別如圖3、4和5所示。方案1和方案2的應(yīng)力圖、彎矩圖對(duì)比得出，方案2中構(gòu)件內(nèi)力分布均勻，各構(gòu)件材料性能得到更為合理的利用。

圖3 懸臂吊裝系統(tǒng)應(yīng)力分布圖/MPa

3 可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)的吊裝性能試驗(yàn)及工程應(yīng)用

3.1 可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)的吊裝性能試驗(yàn)

可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作、拼裝完成后，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物吊裝運(yùn)行性能試驗(yàn)，以對(duì)比驗(yàn)證兩種方案吊裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安全性、吊裝系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的可行性、安全操作的保障性及作業(yè)環(huán)境的保證性，確定最終方案并調(diào)整改善吊裝系統(tǒng)。

參照軟件分析結(jié)果，在底盤遠(yuǎn)端立柱底部配重區(qū)域施加預(yù)制混凝土標(biāo)準(zhǔn)塊配重，在承重懸臂梁端部的吊鉤上施加豎向荷載［17］。對(duì)于方案1鋼框架斜撐外伸懸臂鋼梁，當(dāng)?shù)跹b荷載為19.22 kN時(shí)，鋼梁懸臂端最大撓度為11.37 mm。與試驗(yàn)結(jié)果相比，軟件計(jì)算分析的誤差為7.9%。卸載后懸臂梁變形恢復(fù)。此時(shí)，施加配重荷載為5.5 kN，底盤穩(wěn)定，未發(fā)生明顯變形或被撬起等現(xiàn)象，水平移動(dòng)裝置工作正常，在平整的樓地面上，以人力驅(qū)動(dòng)下能輕松靈活的完成轉(zhuǎn)動(dòng)或前進(jìn)、后退等動(dòng)作。增大配重荷載，吊裝荷載重新加載至25 kN時(shí)，鋼梁懸臂端最大撓度為16.7 mm，卸載后有不可恢復(fù)的變形，最大殘余變形為6.9 mm，表明當(dāng)?shù)跹b荷載為25 kN時(shí)，懸臂梁彎矩最大截面區(qū)域已發(fā)生鋼材屈服變形現(xiàn)象。以同樣的方法對(duì)方案2的鋼絲繩斜拉與鋼管斜撐組合作用鋼框架外伸方鋼懸臂鋼梁吊裝系統(tǒng)進(jìn)行吊裝試驗(yàn)，承載力明顯提高，最終試驗(yàn)吊裝荷載加載至31.72 kN時(shí)，鋼梁懸臂端最大撓度為8.19 mm，卸載后變形恢復(fù)。對(duì)于軟件分析結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果得出，吊裝試驗(yàn)結(jié)果與模型計(jì)算結(jié)果基本吻合。在整個(gè)吊裝試驗(yàn)過(guò)程中，兩種方案的底盤系統(tǒng)性能穩(wěn)定，未發(fā)生明顯變形、扣件滑移等現(xiàn)象。配重只要滿足不小于吊裝荷載的1/3，整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)傾覆現(xiàn)象。水平移動(dòng)裝置均可正常工作。

圖4 懸臂吊裝系統(tǒng)彎矩分布圖/（kN·m）

圖5 懸臂吊裝系統(tǒng)變形圖

基于現(xiàn)場(chǎng)吊裝性能試驗(yàn)結(jié)果和軟件計(jì)算分析結(jié)果，參照GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》［18］對(duì)吊車荷載動(dòng)力系數(shù)的規(guī)定，吊裝荷載動(dòng)力系數(shù)為1.05，結(jié)構(gòu)構(gòu)件重力荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，方案1吊裝系統(tǒng)最大安全吊裝及運(yùn)輸荷載設(shè)計(jì)值為13.07 kN，方案2吊裝系統(tǒng)最大安全吊裝及運(yùn)輸荷載設(shè)計(jì)值為21.58 kN，比方案1的最大吊裝荷載提高1.65倍；方案2中主要承重構(gòu)件的受力相對(duì)變形量明顯小于方案1。經(jīng)對(duì)比綜合分析，選用方案2鋼絲繩斜拉與鋼管斜撐組合作用下的鋼框架外伸方鋼懸臂鋼梁結(jié)構(gòu)吊裝系統(tǒng)進(jìn)行工程應(yīng)用。

3.2 可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)工程應(yīng)用

將整體性能試驗(yàn)成功的可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)應(yīng)用于北京市大型商業(yè)建筑的改造加固施工中。正式應(yīng)用前，通過(guò)了建設(shè)、監(jiān)理、施工總承包等單位技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，并根據(jù)驗(yàn)收意見(jiàn)進(jìn)行部分加強(qiáng)改進(jìn)。

（1）確保就地取材的腳手架鋼管和扣件無(wú)質(zhì)量瑕疵，材質(zhì)、尺寸、壁厚均須達(dá)標(biāo)，每一連接點(diǎn)均采用雙扣件。

（2）懸臂鋼梁與方鋼套管連接處有空隙，需調(diào)整方鋼套管尺寸或壁厚，以使連接接頭結(jié)合緊密，確保接頭強(qiáng)度。

（3）設(shè)置各項(xiàng)安全保護(hù)裝置，如配重塊固定裝置、起吊物減擺防撞裝置、超載報(bào)警裝置、行走制動(dòng)裝置和駐車防溜裝置等。

通過(guò)在實(shí)際工程的應(yīng)用實(shí)踐，改進(jìn)后的可移動(dòng)輕型吊裝系統(tǒng)可以滿足各種既有建筑物改造加固施工中的吊裝作業(yè)，可載荷移動(dòng)行走、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)安全、易拆卸拼裝并可輕松搬運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)，工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度低、作業(yè)效率高。通過(guò)使用該吊裝系統(tǒng)前后施工速度的簡(jiǎn)單對(duì)比，表明該輕型吊裝系統(tǒng)至少可以提高施工速度3倍以上。

4 結(jié)論

通過(guò)上述研究可知：

（1）在不具備常規(guī)吊裝運(yùn)輸條件的施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，因地制宜的設(shè)計(jì)研制小型的吊裝運(yùn)輸系統(tǒng)是可行的，能從根本上解決既有建筑物改造加固中的施工技術(shù)難題。

（2）與單純鋼管斜撐懸臂梁吊裝系統(tǒng)相比，最終選用的鋼絲繩斜拉與鋼管斜撐組合作用下的鋼框架外伸方鋼懸臂鋼梁結(jié)構(gòu)吊裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受力更加合理，材料性也能得到更好的利用，其最大安全吊裝及運(yùn)輸荷載設(shè)計(jì)值可達(dá)到21.58 kN，比方案1約提高1.65倍。

（3）自制可移動(dòng)輕型吊裝運(yùn)輸系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、就地取材、成本低廉、操作方便和適應(yīng)性強(qiáng)，能提高施工效率3倍以上，具有很好的經(jīng)濟(jì)性，可改進(jìn)推廣使用。

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Optim ized design and engineering application of lightmovable hoisting system

Yang Lihua1，Yan Kai1，2，Xu Cheng2，et al.
（1.Institute of Engineering Appraisal and Strengthening，Shandong Jianzhu University，Jinan 250013，China；2. School of Civil Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China）

Themovable hoisting system，attached to the extended cantilever beam member of the steel frame，can solve the problems effectively，such as low mechanization，low construction efficiency，and high safety risk.Twomovable hoisting systems were designed in this paper.Further，the safety and hoisting performancewere investigated by SAP2000 software and site hoisting experiment，and the actual application was evaluated too.The results show that small hoisting transportation systems are feasible under the condition that the construction site is not wide enough for the normal hoisting systems.The cantilever beam structural system has better hoisting performance，and the maximum design hoisting weight can reach 2.20 t，which is 1.65 times that of the steel brace cantilever beam system.The implementation shows that the movable hoisting system can be used in retrofitting and strengthening construction of existing buildings.Furthermore，it can improve the construction efficiency three timesmore than traditional technology，and solve the difficulty of the hoistingmembers in the construction site.

light movable hoisting system；optimized design；engineering applications；transport performance

TU61

A

1673-7644（2017）01-0093-05

2017-01-22

楊立華（1976-），男，工程師，學(xué)士，主要從事結(jié)構(gòu)改造加固等方面的研究.E-mail：ylh＠sdjzu.edu.cn