何江

摘 要：本文以中泰化學托克遜200萬噸/年電石項目10#棧橋（鋼桁架結構）吊裝為例，針對棧橋重量大、跨度大、現(xiàn)場吊裝場地狹小、施工進度緊等特點，闡述了單機整體吊裝的關鍵技術，詳細介紹了大傾角大跨度桁架在吊裝施工中吊點的選擇、鋼絲繩角度及長度的計算、吊裝各項受力分析及安全性驗算方法等。此技術在中泰化學托克遜200萬噸/年電石項目20余條棧橋吊裝中取得了廣泛應用。

關鍵詞：大傾角；大跨度；整體單機吊裝；吊裝受力分析

1 前言

鋼結構桁架是由直桿件組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構，桁架的桿件主要承受軸向拉力或壓力，以自重小、剛度大、節(jié)省材料等優(yōu)點，被廣泛應用于公用建筑工程、礦山工程、橋梁工程、工業(yè)建筑等。而在實際應用中，經常以高空桁架的形式出現(xiàn)，并經常有施工場地小、跨度大、重量大等施工特點，施工難度往往比較大。所以，鋼結構桁架施工方案的選擇以及鋼絲繩受力分析為鋼結構桁架施工中的關鍵。

2 概述

中泰化學托克遜200萬噸/年電石項目原料輸送系統(tǒng)共有20余條棧橋，其中10#棧橋連接了西側炭材濕料倉與東側烘干窯，由四條結構形式相同的單跨鋼桁架組成，由角鋼組合焊接而成 ，整體由兩榀立面桁架和桁架上下弦之間的水平及斜撐組成，整體組成空間桁架，整體尺寸為43.6m×3.3 m×4.5 m，上下弦桿及腹桿均采用角鋼背對填板組合焊接而成的⊥型截面，上弦之間由H型鋼水平撐為及角鋼斜撐栓焊連接，下弦之間主要由H型鋼栓焊連接。單跨投影跨度30.8m，寬度3.3m，高度m，自身長度43.6m，與水平面夾角45°，單跨重量55.3t，四條鋼桁架平行布置，相對獨立。桁架間凈距8.3m，棧橋南側緊鄰9#棧橋，距9#棧橋（已安裝）凈距13.9m，北側為空地，可作為現(xiàn)場拼裝場地和吊車行走道路。綜上所述，10#棧橋具有吊裝場地狹小、重量大、跨度大、傾角大的特點?，F(xiàn)場布置情況見圖1。

3 工程難點

3.1 場地小，風險大

最南側鋼桁架距離9#棧橋只有13.9m，10#棧橋各鋼桁架凈距8.3m，東西建筑物之間距離34.7m，小于桁架自身長度，東側烘干窯為高聳構筑物，窯體安裝作業(yè)正在進行，吊裝方案稍有差錯，便會造成碰撞事故。場地內大型起重設備難以施展，四跨鋼桁架不能平行作業(yè)，場地狹小給吊裝作業(yè)造成極大的困難與風險。

3.2 傾角大、重量大

鋼結構桁架與地面傾角45°，單跨重量55.3t，支座標高最高26.700m，吊裝施工難度大。

3.3 桁架不能直接吊裝

現(xiàn)場拼裝不能就近作業(yè)，只能選擇離作業(yè)面較遠的場地，桁架拼裝好后需平移至作業(yè)面后才能吊裝，重達55.3t的桁架平移作業(yè)施工難度較大。

3.4 大型桁架運輸難度大

43.6m長的桁架選擇加工廠制作，則運輸難度較大，整體運輸不但造成構件變形，而且會產生高額的運輸費用。如選擇現(xiàn)場制作，則工期較長。故需綜合工期、構件自身特點、現(xiàn)場條件等因素，選擇最優(yōu)方案。

4 施工方案的選擇

根據本工程結構特點，作業(yè)環(huán)境，工期要求，吊裝機械配置情況，以及綜合考慮了各種技術經濟條件。本工程總體采用單榀桁架及其他構件加工廠制作，現(xiàn)場拼裝，采用180t履帶吊單機整體吊裝法的施工方案，結合場地條件，四條桁架由南往北逐次吊裝。

4.1 加工運輸

單榀立面桁架、桁架間下弦支撐、上弦斜撐等構件均由專業(yè)廠家在加工廠進行加工、制作，制作時立面桁架從中間部位節(jié)點處斷開以減小運輸長度，運輸?shù)浆F(xiàn)場后組裝成整體單榀立面桁架。這樣既可以解決大型構件運輸變形問題，也可節(jié)省運輸費用。

4.2 現(xiàn)場拼裝

桁架自重和尺寸較大，場地狹小，組裝場地設置于10#棧橋北側空地。胎架南北設置，東西各設置兩組組裝胎架，用以完成四組桁架的組裝工作，如圖1所示，胎架之間空地作為組裝裝吊車及其他車輛行走路線。采用一臺25噸汽車吊配合桁架組裝施工，吊車南北站位，同時兼顧東西兩組胎架上的組裝施工。

4.3 整體單機吊裝

桁架組裝完成焊縫、螺栓及外形尺寸驗收合格后，組織吊裝。采用施工現(xiàn)場既有的180噸履帶吊，對組裝成形的桁架進行整體吊裝。

由于組裝場地距離作業(yè)面較遠，吊裝施工分兩步完成。第一步，先將桁架平移至吊裝作業(yè)面地面，第二步，對桁架進行吊裝作業(yè)。

5 關鍵技術

5.1 吊點的選擇

本工程桁架自身長度43.6m，且構造對稱，重心基本與形心重合，即為桁架的中心點，吊點選在距兩榀立面桁架支座處各10.9m上弦節(jié)點板上，共設四個吊點，即吊點的縱向距離為21.8m（斜長），橫向距離為桁架寬度3.3m（如圖2）。

5.2 鋼絲繩長度的計算

吊裝作業(yè)中，吊鉤重心與重物的重心一般都在同條垂線上，桁架吊裝也不例外。由于桁架起吊后與地面呈45°夾角，所以鋼絲繩出現(xiàn)上短下長的現(xiàn)象，分解到長鋼絲繩上的力始終大于短鋼絲繩上的力。而短鋼絲繩與垂線夾角越小，分解到長鋼絲繩與短鋼絲繩上的力越接近。若鋼絲繩長度無限大，則長短鋼絲繩上力近似相等。

6 結束語

中泰化學托克遜200萬噸/年電石項目10#棧橋的吊裝作業(yè)僅用了不足四個小時，便完成了四組鋼結構空間桁架的吊裝施工，大傾角鋼結構桁架整體單機吊裝技術的成功應用，完全得益于對其進行了精確的理論分析。并在在施工場地狹小、周邊環(huán)境復雜、工期緊張的情況下總結出了一種快速、安全的吊裝作業(yè)方法，取得了一定經濟效益，加快了施工進度，為后續(xù)設備安裝提供了連續(xù)的工作面與充足的工期，得到參建各方一致好評。

參考文獻：

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[4] GB/T 20118—2006.一般用途鋼絲繩[S].