钢构件滑移运输安装技术应用实践研究

钢构件滑移运输安装技术应用实践研究

吴树彪

广东世纪达建设集团有限公司

摘要：本文主要介绍在已有建筑物室内加建钢结构采光顶，受场地限制和室内楼板承重限定，无法按常规运用大型吊车进行钢构件的安装，转而因地制宜开发出一种新的施工技术——滑移运输安装技术来解决运输吊装难题，以及克服了不搭设施工平台所造成的安全隐患，最终使得项目能顺利完工，对类似工程积累一些可供参考的经验。

关键词：钢构件；滑移运输；安装技术；应用实践

一、工程概况

本工程的屋面采光顶位于5#、7#的裙楼中庭位置，位于裙楼6层楼面，最高点标高24.5m，呈T形平面形状。结构形式为隐框结构，300×100×5㎜钢管作为主梁、80×80×4㎜钢管作为次梁共同组成钢架支承体系，面板玻璃采用6+1.52+6㎜钢化夹胶玻璃。 顶层采光顶水平投影面积约1945㎡，2~6层楼面均为中庭透空部分。采光顶已有主体钢结构骨架，主体钢结构两个方向水平分格为8.5米、8.4米。杆件最大重量约为260kg.

图1   项目平面图

图2   项目剖面图

二、难点分析

现有屋面采光顶钢结构大型杆件的吊装，由于构件重量大，在工程上常用吊车塔吊吊装设备进行构件的运输、吊装，该方法具有效率高、安装速度快等特点。但本工程受到设备及施工现场条件的限制，无法采用常规的大吊车施工方法，现场受限条件如下：

（1）采用吊车时，部分远端型钢材料，因吊车可停位置的限定及技术参数吊装高度和角度无法满足将钢构件直接吊装到安装部位的能力；

（2）由于施工现场吊车可停位置处位于在地下室顶板荷载限定，无法放置大型吊车；

（3）塔吊已拆除的情况下，无法采用该设备进行运输。

（4）根据现场平面布置情况，施工部位北侧为建筑物主楼，东西两外侧通道狭窄，无法放置吊车，南侧为另一项目正在开挖的深基坑，与我司施工的工程间距较小，且考虑到基坑安全，无法放置大型吊车。

（5）除了场地限制困难，还要考虑工期因素，业主要求我司在2个月时间内完成采光顶的安装，因此搭设满堂红脚手架脚手架进行施工，由于其搭设时间需要40-45天，已占用了一半以上的时间，因此不予考虑。

（6）此外，施工成本也是要必须考虑的因素。如果考虑用吊车施工，吊臂需要回转半径达到71米，查《8--500吨汽车吊性能全全参数表》（见下表）可知，仅有500t吊车才能满足要求。而能使用吊车的位置下方为地下室，无法满足吊车自身重量支承。且市场调查得知，广州市区仅有一台500t吊车，一天台班费用为10万元。考虑以上因素，排除使用500t吊车方案。

以上存在的施工条件限制了钢构杆件的运输方法。为了解决施工作业面、设备重量等受限条件下的问题，特研发了钢构件的滑移运输安装技术。

三、方案研究

针对本工程，我司要根据业主要求，工程特点，对施工方案实施的经济型、安全性、便捷性等方面进行考虑，研发选用了钢构件的滑移运输安装技术，做到既经济，安全，又能满足工程进度要求。

需要解决杆件水平运输过程的构件固定运输问题。1）使用滑轮机构固定；2）无法使用滑轮机构是使用钢丝绳悬吊固定。

需要考虑有轨道与无轨道情况下分别的运输方式。在有运输轨道是使用装置1，利用滑轮机构进行滚动运输；在无轨道的情况下，使用装置2绷紧钢丝绳进行悬吊运输。

需要考虑安装工人的施工安全问题：主体钢结构上，利用钢丝绳固定安全平网满铺，每条主梁使用两条钢丝绳进行安全平网的固定。两条钢丝绳在装置2间进行S型交叉绷紧固定，保证钢丝绳位置固定在主体钢结构上。在装置2上方设置安全钢丝绳固定穿孔，使工人的安全带能满足高挂低用的要求。

针对上述情况，我们最终选择更适合工程项目实际的施工设备进行辅助施工：

1）在两栋建筑物之间使用25t吊车进行钢结构杆件的垂直运输；

2）使用我司专有的专利技术设备对吊运到采光顶施工标高的钢结构进行水平运输。

四、项目实施过程

1）钢结构工程施工顺序：

施工准备 → 测量放线 → 骨架垂直运输 → 骨架水平运输 →防雷连接→防腐、防火处理

2）施工准备

A.首层平面应划分出专用区域临时装卸和存放钢构件，此区域应在吊车使用半径之内。

B.板块垂直运输条件：为实现钢结构杆件运到各楼层，由吊车实现板块由地面至裙楼顶层的垂直运输。

C、材料准备

  按照下图3、图4，加工准备好装置1、装置2若干个。

图3装置1加工图 图4  装置2加工安装图

图5  装置1实物图（所见面为底部）图6  装置2实物图

D、设备准备

租赁一台25t吊车，架设于两栋楼体之间的过道上，用于垂直运输吊装钢结构杆件，从地面吊运到采光顶部位。

3）测量放线

根据设计图纸、标高控制线和玻璃规格，用水准仪、经纬仪和钢尺等测量用具，测设出采光顶和骨架的标高控制线，再按深化设计图纸测设个骨架的定位线。

4）钢结构杆件垂直吊运

本工程主要采用两点平衡起吊。由于考虑到风等其它因素的作用，起吊的过程最少要在梁两端绑扎两根缆风绳和起重机同时起吊，超过楼面主体钢结构200mm再垂直下降，放在已放置在主体钢结构上的装置1（滑轮运输车）上。

5）钢结构杆件水平运输

1、本步骤主要涉及的技术要点是：

1）利用本公司专利技术：一种钢结构构件运输安装装置,对钢结构构件进行中庭架空位置的运输，使钢梁通过中庭架空位置。该装置分为装置1与装置2。装置1主体为一件钢板，钢板上下两面四个角均焊有4根短立柱，上方立柱用于卡接被运输钢构件。下方立柱安装有滑轮，立柱用于卡接下方运输用工字钢。装置2利用钢管，一端焊接立在工字钢侧，一端焊接有斜撑悬臂件，悬臂件使用钢丝绳连接。

2）使用装置1运输时，将下部管体卡在已安装的钢结构构件上，利用滚轮进行水平运输未安装的大型钢结构构件；运输时，将装置2沿钢结构构件运输路径中一定间隔设置，将装置2焊接在运输路径之中，在装置之间用钢丝绳穿过钢丝绳固定孔，使各装置之间用钢丝绳绷紧连接，在钢丝绳上用滑轮安装手动葫芦，利用滑轮及手动葫芦对钢结构构件进行提升并水平移动，同时，待安装钢构件安全绳固定在角钢的钻孔上，保证运输安全，以达到水平运输钢结构构件的目的。

2、主要的施工步骤：

1）将吊车吊装的杆件卡接放置在已卡接在主梁的2个装置1上的凹槽上，将被运送的钢结构杆件前后端用固定在上端槽口内。将钢结构杆件往前推送。见图7、图8。

    2）待杆件前端推送到轨道尽头，将杆件前端利用钢丝绳捆扎好，用手动葫芦及滑轮系在2个装置2之间绷紧的钢丝绳上，收紧手动葫芦，提升起前端，拆除前端装置1，继续往前推送。见图9、图10。

3）待杆件后端接近位于轨道尽头时，“换乘”捆扎机构，将杆件后端用钢丝绳与另一个手动葫芦连接好，提升后拆除后端装置1，继续往前推送。见图11、图12。

4）待杆件完全脱离轨道后，在轨道下一段横梁安装位置，将杆件安照采光顶骨架安装要求，用角码焊接在主体钢结构上。同时，也形成了下一段运输轨道。见图13。

5）到达两个横梁交接“十字”位置时。将被运送的钢结构杆件前端用钢丝绳捆扎后，利用手动葫芦连接在两个装置2之间连接的钢丝绳上。连接两个个装置2的钢丝绳紧绷。利用手动葫芦提起钢结构杆件前端，继续往前推送，将杆件放置在安装在下一段运输轨道的装置1上，继续往前推送。见图14。

6）需要横向运输杆件时，先用较细的80*80的钢方管临时固定焊接在主体钢结构上作为运输轨道。将杆件先按照竖向轴线运送至与安装安装位置轴线平行的位置时，将杆件利用装置1，利用两段轨道，将杆件横向运输至安装部位。见图15、图16。

7）利用装置2，将运送到位的钢杆件提升调整到安装部位，进行焊接固定安装。

图7   将杆件安放到装置1上 图8  将杆件向前推送 

图9  有轨运输转为悬吊运输的过程图10 有轨运输转为悬吊运输的过程

图11 有轨运输转为悬吊运输的过程图12 有轨运输转为悬吊运输的过程

图13 运输到位形成新的运输轨道 图14 跨越骨架十字交叉位置

图15  利用临时轨道横向推送骨架图16  横向推送骨架示意图

6）防雷连接安装

1、金属构架安装完后，构架体系的非焊接连接处，应按设计要求用导体做可靠的电气连接，使其成为导电通路，并与建筑物的防雷系统做可靠连接。导体与导体、导体与构架的接触面应清除非导电保护层，接触面材料不同时，还应采取措施防止电化学反应腐蚀构架材料（一般采取涮锡或家垫过渡垫片等措施）。

2、采光顶的上部有避雷网时，应按设计要求留出支撑件的安装位置，待玻璃安装完成后，安装顶面避雷网并与防雷系统做可靠连接。

7）防腐防火处理

1、钢骨架焊好后，焊缝、型钢表面均应先进行除锈，然后涂刷二道防锈漆。

2、采光顶钢骨架防腐处理完成后，钢骨架表面应喷防或涂料，其防火涂料的厚度应符合设计要求，涂层较厚时应分多遍喷涂完成。

8）施工安全技术措施

①.安装人员进入施工现场必须佩戴安全帽，穿防滑的工作鞋，严禁穿拖鞋或光脚。

②.设置安全钢丝绳，钢丝绳绷紧连接于装置2上，工人施工时必须佩戴安全带，安全带扣与安全钢丝绳上。如图17。

③必须设置安全平网，平网用绷紧的钢丝绳连接，平网下部，每间隔800cm设置一道钢丝绳作为托底。如图18。

图17  满铺安全平网，安全带高挂低用图18  安全平网下方用钢丝绳增加承托

五、施工技术研究结果

本技术克服了现有传统采光顶钢结构钢杆件水平运输手段，一般依靠大型吊装机械吊装运输或搭设大型脚手架作运输平台的施工手段，运用了滚动式运输方法及悬吊式运输方法的结合，将钢结构杆件有约束地运送到安装部位。克服了不搭设施工平台所造成的安全隐患，同时能节省搭设脚手架的时间成本与费用成本。

本技术适用于已安装有主体钢结构梁的采光顶屋面骨架钢结构安装水平运输，尤其是中庭部位离地面有较大标高差的采光顶屋面施工。