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1大型通廊钢结构吊装措施及其运用周志国[摘要]介绍了确保大型通廊钢结构吊装安全性所采取的主要措施，详细阐述了复杂地形条件下选择不同规格吊装机械对通廊进行分片、分段、整体吊装时，从拼装到安装每个环节采取的控制措施。[关键词]通廊结构吊装机械吊装措施工程运用在现代冶金系统工程中，随着工艺的发展和技术进步，受工艺布置、地形条件等诸多因素的影响，大型通廊也得到了越来越广泛地应用。特别是在炼铁系统中，高炉上料通廊的吊装，一直是整个高炉钢结构安装过程中的重点之一，呈现出跨度长、高度高、重量重、施工场地狭窄等特点，这给高炉上料通廊的安装增加了难度，也带来了挑战。1.通廊结构型式通廊钢结构一般由通廊桁架、上、下平面水平支撑、垂直支撑、检修走道组成，各杆件截面型式如下：上弦杆：一般采用单槽钢，槽钢开口朝向通廊内侧；对于跨度大、荷载又重的通廊桁架选用焊接H型钢或双角钢拼接而成。当采用双角钢拼接时，应沿杆全长按一定间距设置加劲肋。下弦杆：一般采用单角钢，角钢肢间向内、向上，对于大跨度桁架采用焊接H型钢。端竖杆：一般采用宽翼缘焊接H型钢，并使截面平行桁架跨度方向。中间竖杆、斜腹杆及立撑：一般采用单角钢直接与上、下弦相焊接，但对于大跨度桁架需要采用焊接H型钢，通过连接板进行焊接。上、下弦水平支撑：采用单角钢通过连接板与上下弦相连接，对于大跨度桁架采用焊接H型钢。2.通廊主吊装机具的选择通廊主吊装机具一般选择塔式吊、履带吊、汽车吊三类。对于和高炉炉顶相连接的上料主皮带通廊，主要利用高炉本体安装的主吊装机具，一般是利用塔式吊或履带吊，对于从矿焦槽系统出来的其余上料通廊，通常利用履带吊或汽车吊进行吊装。2根据通廊钢结构的重量和安装高度，必须综合考虑吊装机具的起重性能，主要包括起重量、工作半径、起升高度、回转半径是否满足吊装要求。同时对于吊装机具的行走道路以及吊装站点位置区域的地基基础必须平整、坚实可靠，其工作位置不应设在斜坡和松软土层上，通常对地基的处理是先铺垫300mm～400mm碎石，再铺垫–40mm厚钢板或者路基箱板。吊点：根据通廊桁架的外形尺寸、重量计算其重心，使吊点与重心保持在同一铅垂线上，再根据吊装钢丝绳的长度确定其在主桁架上的具体绑扎点。钢丝绳：根据通廊桁架的重量、钢丝绳与通廊桁架的夹角、钢丝绳的新旧程度、根数及使用安全系数等参数，选择合适直径的钢丝绳，确保每根钢丝绳所承受力在其允许受力范围以内。同时考虑到吊装机具的起升高度和通廊桁架的安装高度，所选钢丝绳不宜过长。图1武钢7#高炉(3200m3)通廊图2武钢5#高炉扩容(3200m3)通廊3.通廊钢结构主要吊装措施3.1根据吊装机具的起重性能，如果现场所配备的吊装机具能够满足吊装要求，则可以选择对通廊在地面组装、焊接成整体，再进行吊装；如果吊装机具无法满足吊装要求，则需要对通廊进行分片或分段吊装。如果通廊采取分段吊装，则需要在通廊分段处增加临时支架，临时支架的高度和大小取决于通廊的高度和重量。3.2通廊钢结构吊装可以采用单机吊装，对于跨度大、重量重的通廊需要采用双机抬吊，甚至三机抬吊。通廊采用双机抬吊时，尽量选用同类型的起重机，要根据吊装机具的起重能力进行合理的负荷分配，每台起重机的负荷不宜超过安3全负荷的80%，同时吊装过程中两台起重机的驾驶员要接受起重指挥人员的统一指挥，相互密切配合，防止一台起重机失重致使另一台起重机超载。3.3由于组装后的通廊钢结构重量较重，因此通廊的拼装场地，尽量靠近安装位置，以使通廊拼装好以后，利用吊装机具能够一次性吊装到位，避免拼装好的通廊，还需要利用吊装机具进行二次摆放。对于塔式吊和履带吊而言，在吊有重荷载情况下进行行走，由于塔式吊轨道或路面状况等不利因素影响，极易发生倾覆事故。3.4．通廊桁架的吊装点通常选择绑扎在上弦杆上，大型通廊上弦杆多为焊接H型钢，为防止H型钢上、下翼缘四角在吊装过程中损坏钢丝绳，必须在吊点位置加设管皮对其进行保护，同时用角钢对两侧翼缘进行加固，避免受力过于集中，杆件发生变形。3.5．通廊主桁架采取分片吊装，主桁架两侧必须张拉好风缆绳，同时风缆绳不能影响第二片主桁架的吊装，若风缆绳影响第二片主桁架的吊装，可增加一台吊装机械用于临时固定第一片主桁架。通廊两片主桁架的找正选用正反螺杆，找正好后立即进行加固。无法加固部位选用Ф48×3.5钢管或者对拉缆风绳进行固定，经检查合格后方可松钩，立即吊装上、下横梁增加通廊的稳定性，确保施工安全。图3攀钢新3#高炉(2000m3)通廊跨塌前4图4通廊支架跨塌后图5通廊桁架跨塌后4.工程施工中的运用下面以德钢1350m3高炉Z-1上料皮带机通廊为例进行阐述：4.1工程概况4.1.1德钢1350m3高炉工程Z-1上料胶带机通廊是1350m3高炉送料的承重构件，布置在1350m3高炉270侧。Z-1上料胶带机通廊中心线为高炉270中心线，通廊坡度为6.384。4.1.2高炉Z-1上料胶带机支架为管柱,根据管柱受力分布情况选用Ф1300×16、Ф1200×14、Ф1120×12不同管径的钢管。通廊支架总重200.995t，最重通廊支架(ZJ1)为63.366t，支架肩梁重约20t。通廊支架(ZJ4)为三角形，通廊支架基础边长为12m的等边三角形，通廊支架为空间立体角。通廊支架分别高▽52.500m、▽47.171m、▽42.584m、▽38.556m、▽34.752m，其中通廊支架52.500m为辊轴支座，辊轴材质采用45号钢，支架安装在炉顶50.880m平台上，其它为固定支座。4.1.3高炉Z-1上料胶带机通廊断面尺寸3850mm×4500mm，总长268.200m，最高标高约53.500m，共分6段，即A1、A2、A3、A4、A5、A6，总重约531.611t。最重一段通廊(A2)约165t,通廊有机械传动室、中间台架相连。通廊桁架上下弦杆选用不同型号H型钢，其它杆件选用不同型号H型钢和型材。通廊内设有胶带机支架梁和平台板，通廊上设有屋面、墙皮檩条,通廊(A2)两侧设管道支架。4.1.4高炉Z-1上料胶带机通廊作为连接矿槽转运站的原料输送通道。根据目前地形，通廊横跨烧结原料通廊、厂区多条公路和514国道公路、炼铁火车铁路3条、出铁场主厂房CD跨②～③线。通廊施工现场分4个台阶，第一个台阶,通廊支架±0.000标高相当于绝对标高419.500m；第二个台阶，绝对标高426.000m；第三个台阶，绝对标高约437.700m；第四个台阶，绝对标高约441.300m。地势高5差大、地形复杂，场地狭窄，运输铁水火车和公路上车辆往返频繁，施工难度大。4.1.5高炉Z-1上料胶带机通廊材质选用Q235-A、Q235-B。主要受力杆件的拼接焊和角焊质量等级、外观缺陷应符合一级焊缝标准的要求，其它焊缝为三级。4.1.6高炉Z-1上料胶带机通廊为大跨度承重构件，通廊桁架制作安装必须按图纸要求1/1000起拱，起拱度只能大于设计要求，绝对不能下挠。4.2工程特点4.2.1高炉Z-1上料胶带机通廊支架管柱设计有倾斜度，特别是通廊支架(ZJ4)为空间立体，安装技术要求高。最高支架(ZJ1)高度为47.470m，分段安装时稳定性差，肩梁与管柱对接难度大，因此安装时必须设置可靠的风绳，确保稳定、找正以及保证施工安全。4.2.2高炉Z-1上料胶带机通廊(A2)段最大跨度为63m，该段通廊重约165t，给安装选用起重机械设备带来一定难度。通廊(A2)原定200t履带吊分段、分片吊装，吊装时514国道必须断道8小时，拼装(A2)通廊占514国道宽度1/2,1/2车辆通行。占道、断道514国道手续要经交通局批准，断道施工十分困难，断道时间有限制。根据上述原因，(A2)段通廊由200t履带吊改为400t汽车吊整体吊装，不断514国道。只有拼装和通廊未拼装构件补缺需临时占道，尽量保证514国道畅通。4.2.3施工现场障碍物多，场地狭小，火车来往频繁，厂区正常生产要保证，514国道公路车辆往来频繁，分四个台阶施工，进场道路和吊车站点不能满足施工需要。场地狭小只能靠平整场地和铺垫路基箱板及车辆绕道而行来满足吊装机具要求。吊装难度大，构件只能按现场需要依序进场。4.2.4高炉Z-1上料胶带机通廊根据设计要求和过去施工惯例，一般由低向高方向安装。这次安装为了保工期和吊装机械在场情况，采取先由高向低，然后由低向高，最后在中间段合拢的方式进行安装，给施工带来一定难度。通廊安装时稳定性差，必须采取可靠的加固措施，保证通廊顺利安装,确保施工及生产安全。4.3．吊装机械设备的选择和方案确定4.3.1高炉Z-1上料胶带机通廊和通廊支架构件均高、重、长、宽，施工现场障碍物多，场地狭小，给选择施工吊装机械带来一定的难度。根据我单位承建德钢1350m3高炉工程已有的吊装机械设备，结合当地大型吊装机械设备情况，高炉Z-1上料胶带机通廊及通廊支架的主要吊装机械为400t汽车吊、200t履带吊、200t汽车吊、130t汽车吊及50t履带吊、50t汽车吊、25t汽车吊，基本能满足6高炉Z-1上料胶带机通廊及通廊支架的安装要求。4.3.2由于受施工吊装机械设备起重性能的局限，结合高炉Z-1上料胶带机通廊和通廊支架构件的特点，确定对其采取分段、分片组装吊装和整体吊装，部分构件补缺的施工方法。4.4．主要施工顺序施工场地平整→机械设备进场→构件组装→ZJ2通廊支架→ZJ1通廊支架→▽50.880m通廊支架→A6通廊上段→A6通廊下段→A5通廊→驱动平台→A1通廊→ZJ4通廊支架→A2通廊→ZJ3通廊支架→A3通廊→A4通廊。4.5．主要施工方法4.5.1通廊支架的拼装①通廊支架管柱的拼装选用50t履带吊、50t汽车吊、25t汽车吊按施工图尺寸进行组对，每根管柱拼装成整体后，严格控制标高，检查尺寸，在接口处部位做好尺寸控制点和定位线标记，以减少作业难度。②通廊支架肩梁拼装选用50t履带吊或者50t汽车吊。因肩梁外形尺寸大，安装技术要求高，几何尺寸难以控制准确，所以要求制作质量好，加工构件的几何尺寸和精度高，通廊支架肩梁几何尺寸只能在加工制作厂内进行严格控制和检查。4.5.2通廊支架安装①主要施工程序：基础资料交接、基础复测→配制垫板→底座安装→支架管柱组装→焊接→安装→肩梁安装。②通廊支架底座吊装选用25t汽车吊、50t履带吊，管柱吊装根据不同重量选用200t履带吊和130t、150t汽车吊接不同杆长、不同工作半径进行吊装。7图1通廊支架吊装平面示意图图2通廊支架吊装立面示意图③通廊支架属于高耸结构，通廊支架安装时均要采取一定的加固措施，分段张拉风绳，以保证其稳定和方便找正。风绳另一端拉在稳定物体或者基础上，风绳是否影响车辆通行或造成其它影响，如有则必须挂警示牌或派专人监护。④通廊支架(ZJ4)设计为空间立体，安装时每根管柱必须控制好各方向尺寸，以便安装通廊支架肩梁时控制其标高、中心和倾角。吊装选用150t汽车吊，杆长46.6m，工作半径14m，起重量22t。⑤所有通廊支架均为管柱，设计有倾斜度，因现场障碍物多，管柱与肩梁分段吊装，安装每根管柱必须控制好各方面尺寸，以便安装通廊支架肩梁时控制其中心、标高。通廊支架(ZJ1)吊装选用200t履带吊，主臂50m，副臂21m，工作半径16m，起重量43.6t；通廊支架(ZJ2)吊装选用150t汽车吊，杆长50.8m，工作半径14m，起重量20t；通廊支架(ZJ3)吊装选用130t汽车吊，杆长52.7m，工作8半径12m，起重量19t，均能满足通廊支架吊装需要。图3通廊支架分段吊装详图⑥通廊支架焊装时，对接焊缝采取对称施焊，防止焊接产生变形，测量工配合控制焊接过程中通廊支架各方面尺寸变化。如发现尺寸数据变化超标，应停止施焊，采取措施后再施焊。⑦通廊支架的吊点采用焊接吊耳或者绑扎方法均可，吊装构件绑扎的棱角处，必须加垫管皮；同时，吊装前必须焊好直爬梯、操作平台等，以便施工人员上下和操作。4.5.3通廊拼装①通廊拼装选用50t履带吊和50t、25t汽车吊，并严格按图纸尺寸进行。②通廊两侧主桁架拼装时，图纸要求有起拱度，其起拱高