吳騰達(dá)

(福建省閩南建筑工程有限公司 福建泉州 362100)

0 引言

機(jī)電設(shè)備安裝在現(xiàn)代建設(shè)工程中占有較大比重，特別是在高層、超高層等大型公建項(xiàng)目中更是不可或缺[1]。受限于其外形尺寸大、重量重及震動(dòng)噪聲大的特點(diǎn)，在建筑設(shè)計(jì)中往往將大量機(jī)電設(shè)備布置于獨(dú)立的地下室設(shè)備機(jī)房中，這就需要在地下室結(jié)構(gòu)施工時(shí)從結(jié)構(gòu)樓板上預(yù)留設(shè)備吊裝口，以便于機(jī)電設(shè)備吊運(yùn)、安裝。而受建筑空間條件限制，若設(shè)備吊裝口設(shè)置于室內(nèi)環(huán)境，則無法采用常規(guī)的汽車吊進(jìn)行設(shè)備吊運(yùn)施工?；诖?，本文給合國信金融大廈項(xiàng)目的室內(nèi)環(huán)境大型機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)吊裝施工成功經(jīng)驗(yàn)，從施工方法、操作要點(diǎn)、質(zhì)量控制等方面介紹其室內(nèi)環(huán)境下設(shè)備吊裝施工的關(guān)鍵控制點(diǎn)和施工要求。

1 工程概況

由福建省閩南建筑工程有限公司總承包施工的國信金融大廈工程，位于深圳市福田中心區(qū)，是一幢集商業(yè)、辦公、服務(wù)及配套設(shè)施為一體的一類超高層辦公綜合樓。地下5層，地上裙樓3層，塔樓46層(局部51層)?？偨ㄖ娣e104 998m2，建筑總高度228.0m。

該工程負(fù)五層制冷機(jī)房設(shè)計(jì)安裝5臺(tái)大型制冷機(jī)組主機(jī)(表1)，結(jié)合場地條件和吊裝要求，采取統(tǒng)一的吊裝施工方法：由首層通道預(yù)留設(shè)備吊裝口下放進(jìn)入負(fù)五層制冷機(jī)房。

表1 制冷機(jī)組主機(jī)參數(shù)表

室內(nèi)環(huán)境條件:

(1)首層轉(zhuǎn)運(yùn)通道(圖1)：通道凈高5.4m，通道寬度：7.5m，預(yù)留洞口尺寸：7710×4650(首層至負(fù)四層)，平面無錯(cuò)臺(tái)。

圖1 首層轉(zhuǎn)運(yùn)通道平面圖

(2)負(fù)五層制冷機(jī)房(圖2)：通道凈高4.55m，通道寬度：4.4m，設(shè)備基礎(chǔ)與地面最大錯(cuò)臺(tái)高度：150mm。

圖2 負(fù)五層制冷機(jī)房平面圖

2 工藝設(shè)計(jì)思路

(1)通過在機(jī)電設(shè)備下部設(shè)置地滾車，利用“滾動(dòng)摩擦”原理，使用叉車或電動(dòng)葫蘆進(jìn)行牽引，實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)輸。

(2)在設(shè)備吊裝口上方結(jié)構(gòu)梁板設(shè)置多組就位吊點(diǎn)，并懸掛電動(dòng)葫蘆，各組電動(dòng)葫蘆協(xié)同接力擺吊，將設(shè)備由吊裝口一側(cè)擺吊至吊裝口正上方。

(3)在設(shè)備吊裝口上方另設(shè)置下放吊點(diǎn)，并懸掛多輪滑輪組。配合固定在地面的卷揚(yáng)機(jī)，將設(shè)備由電動(dòng)葫蘆吊點(diǎn)轉(zhuǎn)換至滑輪組吊點(diǎn)上，再通過卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)下放[2]。

3 吊運(yùn)方案設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

根據(jù)室內(nèi)環(huán)境條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)備尺寸、重量及形狀等特性，規(guī)劃設(shè)備進(jìn)場位置、水平運(yùn)輸路線。對(duì)吊運(yùn)設(shè)備所需吊車、電動(dòng)葫蘆及卷揚(yáng)機(jī)數(shù)量和規(guī)格進(jìn)行選型。并對(duì)吊運(yùn)過程涉及的結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力復(fù)核，對(duì)設(shè)備吊運(yùn)所使用吊車、吊具、吊繩、卷揚(yáng)機(jī)等機(jī)具承載力進(jìn)行驗(yàn)算，以確保吊裝安全。

3.1 結(jié)構(gòu)概況及承載力驗(yàn)算

(2)負(fù)五層轉(zhuǎn)運(yùn)通道在地下室底板上，底板厚度1.5m，完全滿足16t設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)要求。

(3)結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)布置及驗(yàn)算

在設(shè)備吊裝口上方沿鋼梁邊，開設(shè)6個(gè)φ100穿板洞布置鋼絲繩吊點(diǎn)，每個(gè)吊點(diǎn)配置一個(gè)5t電動(dòng)葫蘆，6個(gè)吊點(diǎn)形成兩兩同時(shí)受力的前、中、后3組吊點(diǎn)。吊點(diǎn)采用φ100×10.0無縫鋼管橫挑6×19φ20mm鋼絲繩置入φ100穿板洞，無縫鋼管下方放置2條16#工字鋼，兩端擱置在結(jié)構(gòu)鋼梁上，鋼絲繩吊點(diǎn)下吊掛電動(dòng)葫蘆(圖3～圖5)。

注：1-φ20鋼絲繩吊點(diǎn)；2-φ100×10.0鋼管；3-16#普通工字鋼；4-結(jié)構(gòu)鋼梁；5-設(shè)備吊裝口投影線

注：1-樓板；2-結(jié)構(gòu)鋼梁；3-16#普通工字鋼；4-φ20鋼絲繩吊點(diǎn)；5-φ100×10.0鋼管

圖5 現(xiàn)場吊點(diǎn)布置

①結(jié)構(gòu)受力鋼梁：材質(zhì)Q345B，型號(hào)H700×250×14×25，長度分別為7.367m、6.964m，經(jīng)設(shè)計(jì)單位對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)算，滿足吊裝承載要求。

②吊點(diǎn)承載力：每個(gè)吊點(diǎn)承受力取50kN，鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1570N/mm2，破斷拉力總和Fg=292.99kN，鋼絲之間不均勻系數(shù)α=0.90，使用安全系數(shù)K=5.0，則鋼絲繩容許拉力Fg=aFg/K=292.99×0.90/5.00 =52.74kN>50kN，滿足要求。

3.2 設(shè)備下放機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

在設(shè)備與設(shè)備吊裝口垂直后，將吊點(diǎn)A、B合成一個(gè)下放吊點(diǎn)，吊點(diǎn)E、F合成一個(gè)下放吊點(diǎn)。選擇使用2臺(tái)3t的卷揚(yáng)機(jī)，每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)的繩索配合一套4輪滑輪組，滑輪組懸掛于下放吊點(diǎn)上(圖6～圖7)。卷揚(yáng)機(jī)采用直徑6×19φ16mm鋼芯鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度1570N/mm2，破斷拉力總和Fg=161.46kN，鋼絲之間不均勻系數(shù)α=0.90，使用安全系數(shù)K=5.0，鋼絲繩容許拉力Fg=aFg/K=161.46×0.90/5.00=29.06kN。鋼絲繩不直接受力，而是滑輪組的上下吊點(diǎn)受力(使用20t的鉤具)，每個(gè)方向4股繩受力，使每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)的拉力達(dá)到116.24kN，2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)能夠滿足16t設(shè)備下放要求。

注：1-設(shè)備機(jī)組；2-滑輪組；3-導(dǎo)向滑輪；4-卷揚(yáng)機(jī)

注：1-3t卷揚(yáng)機(jī)；2-φ20螺栓；3-10#槽鋼；4-墊板；5-結(jié)構(gòu)樓板

3.3 起重機(jī)械選型及驗(yàn)算

起重機(jī)械選擇經(jīng)濟(jì)適用的隨車吊，根據(jù)設(shè)備重量、現(xiàn)場吊裝場地、空間條件進(jìn)行選型。以最大設(shè)備總重16t設(shè)備為例，選擇80t隨車吊，吊臂伸縮距S:13.7m；回轉(zhuǎn)半徑R:7.5m；額定起重量Q：24t。

計(jì)算載荷P=設(shè)備+吊鉤+吊索卸扣=16 000+0.3+0.05 =16.35t;

負(fù)荷率=P/Q=16.35/24=0.68125;

Q>P，經(jīng)過核算，該工況滿足吊裝要求。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 吊運(yùn)工作準(zhǔn)備

(1)編制設(shè)備吊運(yùn)安全專項(xiàng)施工方案，通過原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位核算、批準(zhǔn)，并由監(jiān)理及建設(shè)單位審批同意。

(2)對(duì)操作工人進(jìn)行針對(duì)性的崗前技術(shù)培訓(xùn)和三級(jí)安全教育，并召開專項(xiàng)方案技術(shù)交底會(huì)，使操作人員熟悉整個(gè)吊裝工藝流程。

(3)做好吊裝區(qū)域安全防護(hù)設(shè)施布置，包括洞口周邊防護(hù)欄、安全網(wǎng)設(shè)置，安全繩拉設(shè)及警戒區(qū)域布置等，核實(shí)安全設(shè)施是否齊備，是否符合安全施工要求。

(4)檢查相關(guān)機(jī)具是否齊全、完好、性能穩(wěn)定，包括：地滾車、電動(dòng)葫蘆、滑輪組、安全繩及卡扣等，對(duì)所有機(jī)具、工具進(jìn)行試用、試吊、試運(yùn)行，確?？煽?。

(5)對(duì)運(yùn)輸通道、吊裝區(qū)域地面材料、垃圾進(jìn)行清理，確保場地堅(jiān)固平整。

4.2 設(shè)備吊運(yùn)入室

(1)組織起重設(shè)備、機(jī)具進(jìn)場。起重設(shè)備到場后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行外觀檢查、性能測試。起重機(jī)、設(shè)備按照進(jìn)場線路進(jìn)場，停放在指定位置，保持安全距離。放支腿、就位。起重機(jī)安全檢查、調(diào)試，并進(jìn)行空車試運(yùn)轉(zhuǎn)。為保證安全起吊，起重機(jī)支腿必須墊鋼板，以確保構(gòu)件在吊裝回轉(zhuǎn)就位過程安全。

(2)按平面布置圖位置，將起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心、運(yùn)輸車輛停車位置在現(xiàn)場標(biāo)出。劃分吊裝區(qū)域范圍，清除吊裝范圍內(nèi)障礙物，吊裝期間該范圍內(nèi)禁止無關(guān)人員隨意走動(dòng)，設(shè)置警戒線并派專人看護(hù)。

(3)使用80t隨車吊將設(shè)備吊運(yùn)，提升擺正，根據(jù)設(shè)備高度，起重機(jī)回轉(zhuǎn)、變幅，將吊鉤垂直停止在設(shè)備中心上方，綁扎鋼絲繩索，確保吊鉤與設(shè)備頂部之間有一定的安全距離，避免吊鉤、起重臂、繩索與設(shè)備擦碰。

(4)設(shè)備機(jī)組起吊，根據(jù)機(jī)組指示圖和廠方指導(dǎo)，在機(jī)組吊點(diǎn)鎖好鋼絲繩扣入吊勾，確保機(jī)器重心穩(wěn)定，避免吊裝前后過程沖撞。在確認(rèn)鎖扣、索具安全鎖好后方可吊起。兩旁指派專業(yè)吊工對(duì)機(jī)組牽引扶正，負(fù)責(zé)機(jī)身在空中穩(wěn)定。找好機(jī)組前后方向后將機(jī)組起吊擺正放下。起重機(jī)提升，當(dāng)設(shè)備提升10cm～15cm時(shí)，吊臂回轉(zhuǎn)，找好機(jī)組前后方向并將設(shè)備平穩(wěn)擺入樓層內(nèi)(圖8～圖9)。

注:1-80t隨車吊；2-設(shè)備機(jī)組

圖9 設(shè)備吊運(yùn)入室

4.3 設(shè)備水平運(yùn)輸

(1)在樓面平移過程，為分散樓面受力，在設(shè)備行進(jìn)路面上鋪設(shè)鋼板。在設(shè)備機(jī)組底部后方布置2個(gè)承重地滾車和前方布置1～2個(gè)導(dǎo)向地滾車。由于設(shè)備機(jī)組在通道移動(dòng)是平移，除了在地滾車與設(shè)備的接觸和固定措施之外，機(jī)組移動(dòng)時(shí)適當(dāng)采取牽拉固定；另在每個(gè)地滾車前后用枕木墊起(移動(dòng)時(shí)抽出)，以達(dá)到支撐和防滑效果。

(2)地滾車選用3排9輪(或12輪)進(jìn)口膠輪地滾車，每個(gè)地滾車承重8t(圖10)，3～4個(gè)地滾車的總承重為24t～32t，滿足機(jī)組重量16t。

圖10 地滾車

(3)擺放好前后地滾車，吊車將設(shè)備機(jī)組緩慢下放在地滾車上，吊車下放的大鉤吊索暫不解除，將設(shè)備機(jī)組前端的兩個(gè)鎖點(diǎn)用4m長鋼絲繩連接鎖死，形成V形鎖套。用鋼絲繩將3.5t機(jī)動(dòng)叉車與V形鎖套連接扣好，確認(rèn)鎖扣牢固后將吊車大鉤吊索解除。

(4)進(jìn)一步確認(rèn)前進(jìn)路線沒有阻礙、確認(rèn)鎖扣、索具已鎖好，且地面狀況良好后，將支撐和防滑用的枕木全部撤掉，叉車向內(nèi)牽拉，將機(jī)組向設(shè)備吊裝口轉(zhuǎn)運(yùn)(圖11～圖12)。

注:1-設(shè)備機(jī)組；2-牽引鋼絲繩；3-牽引機(jī)械；4-鋼板墊板；5-地滾車

圖12 設(shè)備水平運(yùn)輸

(5)在機(jī)組前進(jìn)時(shí)，為保證機(jī)組安全、平穩(wěn)，叉車牽拉速度設(shè)定在最低檔速3m/min，操作中據(jù)實(shí)際狀況調(diào)整。

(6)在機(jī)組前進(jìn)中遇有臺(tái)階、地面不平、地面承重不夠等情況，用鋼板配合型鋼鋪墊，以改善路面情況，加強(qiáng)原有地面承重狀況；同時(shí)減少磨擦，避免對(duì)地面破壞。在移動(dòng)中隨車道路線及時(shí)配合千斤頂利用導(dǎo)向地滾車調(diào)整設(shè)備機(jī)組方向，將機(jī)組順利移至設(shè)備吊裝口邊。

設(shè)備吊點(diǎn)及結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)平面編號(hào)如圖13所示。

(a)設(shè)備機(jī)組 (b)結(jié)構(gòu)樓板

4.4 接力擺吊就位

(1)步驟一：設(shè)備機(jī)組由叉車和地滾車推拉至設(shè)備吊裝口前。先由吊點(diǎn)C、D處電動(dòng)葫蘆的兩條繩索與設(shè)備上吊點(diǎn)a、b分別連接鎖好。逐漸收緊吊點(diǎn)C、D電動(dòng)葫蘆繩索，將機(jī)組向右方拉進(jìn)(圖14)。此時(shí)叉車在后方牽引，保證機(jī)組緩慢右移。

(2)步驟二：當(dāng)設(shè)備機(jī)組重心接近設(shè)備吊裝口邊緣時(shí)，將吊點(diǎn)A、B與設(shè)備吊點(diǎn)c、d連鎖；將吊點(diǎn)E、F與設(shè)備吊點(diǎn)a、b連鎖；為保證平移穩(wěn)定性，吊點(diǎn)C、D與設(shè)備吊點(diǎn)a、b連接并不松開。同步收緊A～F所有繩索，將機(jī)組繼續(xù)向右拉，此時(shí)左側(cè)叉車?yán)^續(xù)保持牽拉穩(wěn)定作用(圖15)。當(dāng)機(jī)組右邊越過C、D點(diǎn)垂直線時(shí)，繩索C、D也呈垂直，在A、B、E、F繩索收緊同時(shí)開始緩緩放松C、D繩索，使機(jī)組保持平穩(wěn)水平。

圖15 接力擺吊步驟二

(3)步驟三：將A、B、E、F繩索拉緊；C、D繩索放松；在叉車牽引作用下，機(jī)組繼續(xù)向右平移并同設(shè)備吊裝口沿分離，在設(shè)備吊裝口上方懸空(圖16)。

圖16 接力擺吊步驟三

(4)步驟四：右移直至A、B、E、F繩索垂直，松開C、D繩索。同步下放A、B、E、F繩索，讓機(jī)組垂直，完成設(shè)備機(jī)組擺吊(圖17～圖18)。

圖17 接力擺吊步驟三

圖18 接力擺吊

4.5 設(shè)備機(jī)組垂直下放

(1)步驟1：在A、B和E、F繩索未解除狀態(tài)下，把A、B側(cè)滑輪組下端與設(shè)備吊點(diǎn)c、d連接鎖定，E、F側(cè)滑輪組下端與設(shè)備吊點(diǎn)a、b連接鎖定；兩個(gè)滑輪組上端繩索分別由兩臺(tái)3t卷揚(yáng)機(jī)牽拉。根據(jù)場地狀況，兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置在吊裝口同側(cè)或兩側(cè)，距離、角度盡量一致。

(2)步驟2：所有各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完備后進(jìn)行試吊，兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同步收繩，將設(shè)備機(jī)組提高200mm，凈空懸掛10min。過程檢查機(jī)組吊裝工況，檢查內(nèi)容為：所有吊索、吊具的受力情況，卷揚(yáng)機(jī)、吊點(diǎn)負(fù)荷、固定點(diǎn)情況等。吊裝工況檢查正常，經(jīng)指揮人員確認(rèn)后，方可正式吊運(yùn)下放。

(3)步驟3：兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同步放繩，使設(shè)備機(jī)組平穩(wěn)降到設(shè)備層(圖19～圖20)。

注:1-設(shè)備機(jī)組；2-滑輪組；3-導(dǎo)向滑輪；4-卷揚(yáng)機(jī)

圖20 設(shè)備下放

4.6 設(shè)備機(jī)組轉(zhuǎn)移及基座就位

(1)設(shè)備下放至設(shè)備層后，利用地滾車和電動(dòng)葫蘆牽引，將機(jī)組向基座位置轉(zhuǎn)移。在框架柱上纏繞鋼絲繩或打設(shè)膨脹螺栓作為牽引受力點(diǎn)，靠電動(dòng)葫蘆配合鋼絲繩進(jìn)行牽引、轉(zhuǎn)向設(shè)備。

(2)利用枕木和鋼板作為基座落差位置鋪墊，設(shè)備按原先設(shè)計(jì)好的路線，從做好鋪墊通道，慢慢移動(dòng)到安裝基座上初步就位(圖21～圖22)。

注:1-設(shè)備機(jī)組；2-鋼板墊板；3-地滾車；4-牽引機(jī)械；5-枕木；6-地腳螺栓；7-設(shè)備基礎(chǔ)

圖22 設(shè)備就位

(3)利用千斤頂完成設(shè)備最終就位、地彈簧減震器安裝和地腳螺栓固定[3]。

5 質(zhì)量保證措施

(1)施工前，提前編制轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝實(shí)施方案，明確吊裝施工方法、工藝要求和控制程序，重點(diǎn)做好吊點(diǎn)、吊具受力和結(jié)構(gòu)承載的設(shè)計(jì)驗(yàn)算。

(2)設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝施工前，對(duì)參與施工的管理人員及作業(yè)工人進(jìn)行崗前作業(yè)培訓(xùn)和安全技術(shù)交底，熟悉、了解設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝的施工思路，掌握施工步驟及工序要求。

(3)吊裝施工前，根據(jù)設(shè)備圖紙逐一核對(duì)設(shè)備材質(zhì)和重量以及外形尺寸。根據(jù)設(shè)備品牌，了解熟悉設(shè)備特點(diǎn)，并核查設(shè)備吊裝方向、做好標(biāo)記。

(4)大型吊車進(jìn)場作業(yè)時(shí)，提前完成作業(yè)地面的平整、壓實(shí)工作，并鋪墊處理，做好吊裝與運(yùn)輸之間的對(duì)接。設(shè)備運(yùn)輸至現(xiàn)場時(shí)，放置在便于卸車和吊裝的場地，避免二次倒運(yùn)。

(5)設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝施工過程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，一絲不茍滿足規(guī)范和方案的技術(shù)要求；不得出現(xiàn)損壞機(jī)電設(shè)備或影響結(jié)構(gòu)安全的情況。

(6)在轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝施工中，嚴(yán)格控制設(shè)備吊裝的各個(gè)關(guān)鍵工序步驟，包括：吊裝路線、場地處理、設(shè)備進(jìn)場擺放、吊裝工裝使用、設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)、試吊起吊、吊裝檢查、設(shè)備擺吊及設(shè)備下放等，做到“步步有標(biāo)準(zhǔn)，處處有檢查”，使吊裝施工質(zhì)量達(dá)到全面控制目的[4]。

6 結(jié)語

綜上，該項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)吊裝施工技術(shù)成熟、流程清晰、操作簡單，受場地條件限制小，適用范圍廣；采用地滾車配合叉車水平牽引運(yùn)輸均為常規(guī)機(jī)械，省時(shí)、省力，方便快捷、成本低；多吊點(diǎn)、多組電動(dòng)葫蘆同步接力擺吊，確保吊運(yùn)過程安全、可靠，結(jié)構(gòu)梁板受力均衡分散，對(duì)主體結(jié)構(gòu)影響??；多輪滑輪組配合卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)下放，降低卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備規(guī)格要求，節(jié)約施工成本、提高施工效益。該施工方法值得推廣借鑒。