大跨度桁架整体多机抬吊施工技术及受力分析.docxVIP

多机抬吊施工技术可有效解决超重、超大构件的高空安装问题，但采用多机抬吊方式安装大跨度钢桁架过程中，容易受到吊挂位置设置不合理、起重机荷载分布不均衡、提升速率难以统一等因素影响，而导致局部受力过大造成应力集中失去平衡发生倾覆或局部构件和节点强度不足导致桁架破坏。故《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》将大跨度钢桁架吊装作为危大工程管理，必须编制科学合理的桁架吊装方案。

1??工程概况

重庆某综合保税区工程主出入口的卡口采用钢桁架结构形式，结构层数1层。卡口立柱采用钢管混凝土结构，屋面采用空间桁架+现浇混凝土板结构，桁架底部距地面高度7.35?m，桁架结构高度为3.60?m，桁架结构中主桁架梁跨度为54.3?m，桁架结构宽度10.10?m，共计2榀主桁架，主桁架通过垂直方向短桁架连接成整体，钢结构总重量约81?t。

桁架杆件中上弦杆采用材质为Q355B的钢焊接H型钢，下弦杆采用材质为Q355B的H型钢和矩形钢管，腹杆采用材质为Q235B和Q355B的轧制H型钢，拉杆采用材质为Q235B热轧无缝钢管。桁架结构顶、立面布置如图1所示。

图1?桁架结构顶、立面布置示意

2??空间钢桁架整体吊装方案

本工程单榀主桁架跨度和高度较大，若采用常规单榀吊装方案，需要搭设支撑架，进行高空组装，焊接工作量大，质量控制难度高，另外桁架平面外稳定性难以保证。桁架在地面进行拼装成空间结构，然后整体吊装方式可提高施工效率，减少空中焊接作业，提高桁架结构整体稳定性，本工程拟采用地面拼装整体吊装的多机抬吊施工方案。大跨度钢桁架整体多机抬吊需要考虑：起吊方式的选择、吊点的布置、起吊过程中稳定性控制、桁架端部连接。

2.1??起吊方式选择

起吊方式的选择是大跨度钢结构桁架吊装方案的重要组成部分，主桁架跨度为54.3?m，在地面采用胎架进行原位拼装，钢结构总重量约81?t。卡口桁架两侧有较宽敞的空间，根据施工现场的实际情况，工程计划采用4台STC750T6–1（75?t）型汽车式起重机，双侧站位联合起吊，对大跨度桁架结构进行整体吊装。

2.2??吊点布置

将平直的梁结构吊装到设计标高与两柱头连接，吊点的选择和吊点的分布要保证起吊后的梁在自重作用下两端的轴向相对变形等于或接近零，这样吊装到设计位置的梁就能准确就位，不会超长也不会缩短。

依据这个原则，结合桁架的跨度，计划每组的榀桁架采用4个吊点，共计8个吊点，使得钢桁架整体起吊时受力均匀。吊装用绳索拟选用4根型号为52–6×37S+FC的钢丝绳。

2.3??吊装方案初步校核

现场配备4台额定起重量为75?t的起重机。查询起重机工况图，汽车式起重机臂长伸出长度为33.6?m，工作半径为6?m时，额定起重量为40.5?t。主桁架结构整体重量81?t，每个起重机平均分配20.25?t小于32.4?t（40.5?t×80?%），均未超过起重机额定起重量的80?%。初步校核起重量的安全性满足规范要求。

2.4??多机抬吊同步控制措施

吊装前对起重机司机、起重工及信号指挥人员进行详细的技术交底和安全交底，明确桁架重量以及运行路线。要求严格按照交底内容进行吊装。抬吊前对设备进行严格的检查。

抬吊过程中由信号员负责掌握运行方向，统一指挥协调多车的动作。抬吊作业中起重机司机要具备良好的操作经验，严格服从信号员的指挥，按照规章及交底内容操作。

2.5??精度控制

为确保桁架安装精度和质量，必须控制桁架平面位置相对精度和立面的相对标高精度。根据深化图纸把桁架平面节点标高、横向位移、径向位移对照轴线控制线刻在柱脚混凝土梁上，次桁架定位后，再次检查各个节点处的标高和轴线偏差，检查合格后方可施焊。

2.6??地基验算

吊装过程每个起重机钢托座下方安放2?m×2?m×0.1?m路基箱，75?t汽车式起重机单机吊装时，钢托座所受荷载为330?kN（仅考虑前钢托座受力），处理后地基承载力需大于82.5?kPa。施工位置地基承载力为120?kPa，大于82.5?kPa，满足需求。

2.7??吊装方案

起重机就位后展开钢托座；在吊耳位置捆绑钢丝绳；吊钩提升，在使构件完全腾空前，确认各起重机荷载分配；整体吊离地面0.20?m后暂停，检查起重机的稳定性、制动装置的可靠性；整体桁架提升基本到位后，利用牵引绳将桁架拖拉至安装位；桁架吊装就位后用经纬仪对照钢柱上轴线及桁架上轴线进行控制；首先定位焊接桁架与钢柱之间的下弦杆，然后定位焊接桁架与钢柱之间的上弦杆，最后焊接桁架与钢柱的所有焊缝；焊缝检查；松钩卸载。

3??受力分析

3.1??建立模型

采用midasGen2021软件建立验算模型，主桁架结构上弦杆截面H500×280×12×20、下弦杆截面矩形600?mm×600?mm×22?mm×38?mm、矩形600?mm×400?mm×22?mm×38?mm、H