钢结构常用的安装方法.doc

钢结构吊装方案解析钢结构吊装方案解析 钢结构吊装方案的基本原则钢结构吊装方案的基本原则 政策性。以图纸为依据，以规范为准则，严格执行国家有关安全生产法规。政策性。以图纸为依据，以规范为准则，严格执行国家有关安全生产法规。 可靠性。坚持安全第一，确保方案实施的可行性，增强其可靠度。无论采可靠性。坚持安全第一，确保方案实施的可行性，增强其可靠度。无论采 用哪种方法，首先要考虑该方案是否有成功的先例和配套的设备，否则必须进用哪种方法，首先要考虑该方案是否有成功的先例和配套的设备，否则必须进 行方案论证。行方案论证。 根据结构特点进行施工验算，证明该方法在施工阶段结构的稳定性，杆件根据结构特点进行施工验算，证明该方法在施工阶段结构的稳定性，杆件 应力和变形等是否满足要求应力和变形等是否满足要求; ;使用的机械设备能否满足安装要求使用的机械设备能否满足安装要求; ;施工现场条件施工现场条件 是否满足，如土建施工环境和周围构筑物等是否制约该方案实施等。是否满足，如土建施工环境和周围构筑物等是否制约该方案实施等。 先进性。随着科学技术的发展，结构安装领域里的新工艺、新技术、新设先进性。随着科学技术的发展，结构安装领域里的新工艺、新技术、新设 备层出不穷。如大吨位的起重机问世，计算机同步控制整体提升和滑移技术等备层出不穷。如大吨位的起重机问世，计算机同步控制整体提升和滑移技术等 为结构安装增添了新篇章。尤其是大型钢结构项目，在现场条件和结构形式允为结构安装增添了新篇章。尤其是大型钢结构项目，在现场条件和结构形式允 许时，应大力推广应用新技术、新工艺；尽量减少高空作业量，不断提高钢结许时，应大力推广应用新技术、新工艺；尽量减少高空作业量，不断提高钢结 构的安装效率。构的安装效率。 经济性。一个好的安装方案应该是方法简便、措施得当、效率高、施工成经济性。一个好的安装方案应该是方法简便、措施得当、效率高、施工成 本低、应用范围广，经得起审查和考验。所以，必须坚持方案对比的原则，进本低、应用范围广，经得起审查和考验。所以，必须坚持方案对比的原则，进 行技术经济分析，选择工期短，成本低的方案。行技术经济分析，选择工期短，成本低的方案。 钢结构吊装方案的适用条件钢结构吊装方案的适用条件 由于建筑造型和结构形式的不同，施工现场条件的千差万别，可以说没有由于建筑造型和结构形式的不同，施工现场条件的千差万别，可以说没有 一种工法或方案适用于任何钢结构项目安装，所以每一种安装方法都有各自的一种工法或方案适用于任何钢结构项目安装，所以每一种安装方法都有各自的 支持条件。支持条件。 网架结构常用的安装方法有：高空散装法、分条分块安装法、结构滑移法网架结构常用的安装方法有：高空散装法、分条分块安装法、结构滑移法 、支撑架滑移法、整体吊装法、整体提升法等，、支撑架滑移法、整体吊装法、整体提升法等， 按工艺方法考虑：首先了解结构形式、结构重量、安装高度、跨度等特点按工艺方法考虑：首先了解结构形式、结构重量、安装高度、跨度等特点 ，结合现场实际情况尽量选用成熟、先进的安装工艺。，结合现场实际情况尽量选用成熟、先进的安装工艺。 按起重设备考虑：首先选用自有设备，充分利用现场起重设备，其次就近按起重设备考虑：首先选用自有设备，充分利用现场起重设备，其次就近 租用。一般情况：构件数量少时，多选用汽车吊：门式刚架吊装多选用中小型租用。一般情况：构件数量少时，多选用汽车吊：门式刚架吊装多选用中小型 汽车吊：安装工期较长、安装高度及回转半径较大时，履带吊比汽车吊经济：汽车吊：安装工期较长、安装高度及回转半径较大时，履带吊比汽车吊经济： 整体吊装和滑移多采用液压同步提升整体吊装和滑移多采用液压同步提升( (顶推顶推) )器；中、高层钢结构安装一般选用器；中、高层钢结构安装一般选用 塔式起重机：普通桥梁安装多采用门吊和架桥机。塔式起重机：普通桥梁安装多采用门吊和架桥机。 倒装法施工：倒装法是一种先上后下的特殊安装工艺，它适用于结构高宽倒装法施工：倒装法是一种先上后下的特殊安装工艺，它适用于结构高宽 比大，如钢塔、桅杆等构筑物。且常规起重机难以靠近吊装的情况下，一般多比大，如钢塔、桅杆等构筑物。且常规起重机难以靠近吊装的情况下，一般多 采用倒装法。该方法要着重考虑安装过程结构整体稳定和设备自身稳定问题，采用倒装法。该方法要着重考虑安装过程结构整体稳定和设备自身稳定问题， 具有可靠的支撑稳定措施。具有可靠的支撑稳定措施。 结构滑移法：结构滑移法已发展到采用液压顶推器和计算机同步控制技术结构滑移法：结构滑移法已发展到采用液压顶推器和计算机同步控制技术 ，被过去的网架滑移法更先进了一步。它的适用条件是：第一，由于现场条件，被过去的网架滑移法更先进了一步。它的适用条件是：第一，由于现场条件 限制，跨内不能设起重机和支撑架；第二，结构支承条件有利于铺设滑移轨道限制，跨内不能设起重机和支撑架；第二，结构支承条件有利于铺设滑移轨道 ；第三，经计算滑移单元结构的强度和刚度均满足要求；第四，了解结构支座；第三，经计算滑移单元结构的强度和刚度均满足要求；第四，了解结构支座 形式和固定方法；第五，纵向滑移路线越长，效率越高。形式和固定方法；第五，纵向滑移路线越长，效率越高。 支撑架滑移法：它的适用条件是占用跨内场地、安装高度较低、结构面积支撑架滑移法：它的适用条件是占用跨内场地、安装高度较低、结构面积 较大或纵向长度较长。第一，安装高度在较大或纵向长度较长。第一，安装高度在 1515 米以下时，可选用普通扣件式钢管米以下时，可选用普通扣件式钢管 脚手架或碗口式脚手架做支撑架；第二，对于架体较高，且承重力较大时，宜脚手架或碗口式脚手架做支撑架；第二，对于架体较高，且承重力较大时，宜 选用型钢支撑架。无论采用哪种方案，在设计计算时除按规范要求外，还要考选用型钢支撑架。无论采用哪种方案，在设计计算时除按规范要求外，还要考 虑水平动荷载，必要时增设大斜撑以提高其整体稳定性。虑水平动荷载，必要时增设大斜撑以提高其整体稳定性。 整体提升法整体提升法: :整体提升法目前多采用同济大学开发的计算机同步控制、液压整体提升法目前多采用同济大学开发的计算机同步控制、液压 提升设备，该工艺逐步代替了穿心式机动提升和千斤顶顶升方案，其设备轻便提升设备，该工艺逐步代替了穿心式机动提升和千斤顶顶升方案，其设备轻便 ，技术先进。它的适用条件是：第一，占用跨内场地；第二，安装高度较高；，技术先进。它的适用条件是：第一，占用跨内场地；第二，安装高度较高； 第三，构件较重；第四，限于垂直吊装，不能水平位移。即安装高度越高，提第三，构件较重；第四，限于垂直吊装，不能水平位移。即安装高度越高，提 升重量越重，效果约好。升重量越重，效果约好。 旋转法施工旋转法施工: :该方法主要用于桥梁安装上，由于铁路、公路交通影响，以及该方法主要用于桥梁安装上，由于铁路、公路交通影响，以及 山川河沟等特殊环境下，其它架桥方法受到限制时，多采用旋转法施工。山川河沟等特殊环境下，其它架桥方法受到限制时，多采用旋转法施工。 整体吊装法：它与整体提升法基本相似，只是起重设备不同，适用于中小整体吊装法：它与整体提升法基本相似，只是起重设备不同，适用于中小 型结构安装。早期采用多台独脚拔杆或人字架、卷扬机、滑轮组及缆风体系进型结构安装。早期采用多台独脚拔杆或人字架、卷扬机、滑轮组及缆风体系进 行大吨位吊装。现在，由于大吨位起重机较多，对中小型工程根据需要选用多行大吨位吊装。现在，由于大吨位起重机较多，对中小型工程根据需要选用多 台起重机集中抬吊进行安装。台起重机集中抬吊进行安装。 钢结构吊装安全注意事项钢结构吊装安全注意事项 严格执行国家有关安全生产法规，坚持安全交底、安全教育制度，正确实严格执行国家有关安全生产法规，坚持安全交底、安全教育制度，正确实 别危险源，并有针对性措施和应急预案。别危险源，并有针对性措施和应急预案。 起重设备在使用过程中，重点预防倾翻事故。严禁超负荷、斜拉斜吊等违起重设备在使用过程中，重点预防倾翻事故。严禁超负荷、斜拉斜吊等违 章现象，保证基础和行驶道路平整坚实。六级以上大风应停止作业，台风季节章现象，保证基础和行驶道路平整坚实。六级以上大风应停止作业，台风季节 必须按规定采取预防措施。必须按规定采取预防措施。 结构吊装绑扎要点结构吊装绑扎要点: :绑扎点应在构件重心之上，多点绑扎时其连线绑扎点应在构件重心之上，多点绑扎时其连线( (面面) )应在应在 构件重心之上构件重心之上; ;单机吊装，构件重心必须在吊钩的垂直线上；钢丝绳的安全系数单机吊装，构件重心必须在吊钩的垂直线上；钢丝绳的安全系数 ：作吊索，无弯曲的安全系数为：作吊索，无弯曲的安全系数为 6-76-7；作捆绑吊索的安全系数为；作捆绑吊索的安全系数为 8-108-10；用于载；用于载 人的升降机的安全系数为人的升降机的安全系数为 1414。 大吨位起重机越来越多，多机抬吊也越来越少，仅限于吊件数量少及特殊大吨位起重机越来越多，多机抬吊也越来越少，仅限于吊件数量少及特殊 情况下采用。同时，还要注意以下细节：统一指挥信号，严肃纪律，服从指挥情况下采用。同时，还要注意以下细节：统一指挥信号，严肃纪律，服从指挥 ；起重机分配负荷不超过允许起重量的；起重机分配负荷不超过允许起重量的 8080，抬吊行走时不超过允许起重量的，抬吊行走时不超过允许起重量的 7070；尽量选用同型号起重机，起吊过程力求同步平稳；各台起重机吊钩绳保；尽量选用同型号起重机，起吊过程力求同步平稳；各台起重机吊钩绳保 持垂直，严禁斜吊；考虑吊车、构件和安装位置的平面关系，尽量一次安装就持垂直，严禁斜吊；考虑吊车、构件和安装位置的平面关系，尽量一次安装就 位。位。 施工阶段采用的临时支撑架，是结构安装方案中的关键性技术措施。施工阶段采用的临时支撑架，是结构安装方案中的关键性技术措施。 在设计中除架体本身满足强度和稳定要求外，还须对地基基础所支撑的结在设计中除架体本身满足强度和稳定要求外，还须对地基基础所支撑的结 构进行验算，必要时采取有效的加固措施。构进行验算，必要时采取有效的加固措施。 支撑架受力后要进行观测，以防基础沉降或架体变形对结构产生影响。支撑架受力后要进行观测，以防基础沉降或架体变形对结构产生影响。 支撑架顶使用的千斤顶、倒链等安装机具，必须严格执行工艺方案，不得支撑架顶使用的千斤顶、倒链等安装机具，必须严格执行工艺方案，不得 盲目使用，以防对架体和结构产生不利。盲目使用，以防对架体和结构产生不利。 支撑架拆除必须有落位拆除措施，应同步、匀速、缓慢进行，不得盲目拆支撑架拆除必须有落位拆除措施，应同步、匀速、缓慢进行，不得盲目拆 除。除。 结构吊装的动态特点。在结构吊装方案的计算过程中，应认真分析各种吊结构吊装的动态特点。在结构吊装方案的计算过程中，应认真分析各种吊 装方法运动特性，采取必要的稳定措施，提高方案的可靠度。装方法运动特性，采取必要的稳定措施，提高方案的可靠度。 结构吊装危险源识别。结构吊装的主要特点是高处作业，其危险源有临边结构吊装危险源识别。结构吊装的主要特点是高处作业，其危险源有临边 作业，洞口作业，攀登作业，悬空作业，交叉作业，高空坠落，起重设备，吊作业，洞口作业，攀登作业，悬空作业，交叉作业，高空坠落，起重设备，吊 车路基，同步控制，安全用电，季节施工，操作台，脚手架，临时支撑等。车路基，同步控制，安全用电，季节施工，操作台，脚手架，临时支撑等。 首先，根据结构特点正确识别危险源，并采取针对性措施和应急预案。首先，根据结构特点正确识别危险源，并采取针对性措施和应急预案。 其次，坚决执行国家和地方有关安全生产法规，禁止违章操作。其次，坚决执行国家和地方有关安全生产法规，禁止违章操作。 第三，坚持施工方案两级评审制度，应有技术、质量、安全、生产、设备第三，坚持施工方案两级评审制度，应有技术、质量、安全、生产、设备 等部门参加。等部门参加。 钢结构吊装事故分析钢结构吊装事故分析 事故的一般原因：违反有关安全生产法规，未正确识别危险源，无应急措事故的一般原因：违反有关安全生产法规，未正确识别危险源，无应急措 施，管理不善；安装方案没有进行认真验算和评审，对工程特点认识不够，措施，管理不善；安装方案没有进行认真验算和评审，对工程特点认识不够，措 施不当，可行性差；安装队伍素质低，管理人员缺乏经验，缺乏基本的安全知施不当，可行性差；安装队伍素质低，管理人员缺乏经验，缺乏基本的安全知 识，有违章作业现象；对施工现场条件认识不足，遇到特殊情况后未认真分析识，有违章作业现象；对施工现场条件认识不足，遇到特殊情况后未认真分析 研究，未采取针对性安全措施，盲目施工；安装方案变更未经审批程序，为了研究，未采取针对性安全措施，盲目施工；安装方案变更未经审批程序，为了 施工方便，降低成本，项目部自行取消或减少关键性的技术措施；盲目抢工期施工方便，降低成本，项目部自行取消或减少关键性的技术措施；盲目抢工期 ，造成交叉作业、垂直作业等违规现象；安全，造成交叉作业、垂直作业等违规现象；安全“三宝三宝”落实不力，必须的安全落实不力，必须的安全 防护用品配备不全；吊装机具、索具未正确使用，轻视了施工过程动荷载、冲防护用品配备不全；吊装机具、索具未正确使用，轻视了施工过程动荷载、冲 击荷载及不同步现象。击荷载及不同步现象。 钢结构吊装事故案例。钢结构吊装事故案例。20012001 年年 7 7 月月 1717 日国内某船厂一台大型龙门吊在安日国内某船厂一台大型龙门吊在安 装过程中整体倒塌，事故造成的人身伤亡和经济损失之大，产生的负面影响之装过程中整体倒塌，事故造成的人身伤亡和经济损失之大，产生的负面影响之 大，为钢结构施工敲响了警钟。大，为钢结构施工敲响了警钟。 吊装方法。该龙门吊跨摩为吊装方法。该龙门吊跨摩为 117117 米，高度为米，高度为 110110 米。安装方法为先竖立两米。安装方法为先竖立两 个塔柱，分别采用四道缆风固定。大横梁地面组拼，重约个塔柱，分别采用四道缆风固定。大横梁地面组拼，重约 23002300 吨吨( (含设备含设备) )，利，利 用塔柱整体提升用塔柱整体提升( (设备为计算机同步控制提升机设备为计算机同步控制提升机) )。 吊装方案变更。当大横梁整体提升到吊装方案变更。当大横梁整体提升到 8080 多米时，两个塔柱的内侧缆风影响多米时，两个塔柱的内侧缆风影响 ，不能继续提升就位。所以原方案发生改变：第一，已提起的大横梁原位不动，不能继续提升就位。所以原方案发生改变：第一，已提起的大横梁原位不动 ；第二，经计算两塔柱分别向内倾斜；第二，经计算两塔柱分别向内倾斜 1.081.08 米，然后拆除内侧影响提升的两道缆米，然后拆除内侧影响提升的两道缆 风：第三，转换成类似两台独角拔杆抬吊，继续提升就位。风：第三，转换成类似两台独角拔杆抬吊，继续提升就位。 变更方案的实施。大横梁悬吊在变更方案的实施。大横梁悬吊在 8080 多米高的条件下，对两塔柱同时进行内多米高的条件下，对两塔柱同时进行内 倾校正。先松外侧两道缆风，塔柱在大横梁重力作用下自然向内倾斜。每柱顶倾校正。先松外侧两道缆风，塔柱在大横梁重力作用下自然向内倾斜。每柱顶 有有 6 6 名工程技术人员，龙门吊下及塔柱内有数名操作人员。当两塔柱内倾位移名工程技术人员，龙门吊下及塔柱内有数名操作人员。当两塔柱内倾位移 1.081.08 米，在拆除内侧缆风过程中结构整体倒塌，柱顶工程技术人员及塔柱内施米，在拆除内侧缆风过程中结构整体倒塌，柱顶工程技术人员及塔柱内施 工人员全部遇难，结构全部报废，损失惨重。工人员全部遇难，结构全部报废，损失惨重。 案例事故分析。龙门吊的大横梁采用整体提升方案是正确的，尤其是安装案例事故分析。龙门吊的大横梁采用整体提升方案是正确的，尤其是安装 高度高、重量重，利用已安好的塔柱进行整体提升，可为最佳方案。事故的起高度高、重量重，利用已安好的塔柱进行整体提升，可为最佳方案。事故的起 因是在提升过程中进行了方案变更，而变更方案的可行性差。因是在提升过程中进行了方案变更，而变更方案的可行性差。 原方案中塔柱缆风影响提升的情况是不应该发生的。第一，在最初制定提原方案中塔柱缆风影响提升的情况是不应该发生的。第一，在最初制定提 升方案时就应考虑到缆风与大梁之间的矛盾，在绘制安装平面图时可发现这一升方案时就应考虑到缆风与大梁之间的矛盾，在绘制安装平面图时可发现这一 问题；第二，方案在两级评审过程中也应该发现缆风阻碍提升这个明显的问题问题；第二，方案在两级评审过程中也应该发现缆风阻碍提升这个明显的问题 ；第三，在技术交底时，有经验的高级起重工也能发现此类问题。提升高度大；第三，在技术交底时，有经验的高级起重工也能发现此类问题。提升高度大 于于 100100 米，提升重量大于米，提升重量大于 20002000 吨，属高难度技术方案，按规定必须进行内部审吨，属高难度技术方案，按规定必须进行内部审 批和专家评审程序。批和专家评审程序。 变更方案采用两塔柱内倾方法是盲目的。第一，塔柱内侧缆风阻碍提升问变更方案采用两塔柱内倾方法是盲目的。第一，塔柱内侧缆风阻碍提升问 题虽然解决，但两塔柱内倾后，塔顶开间缩小，由缆风影响转换为塔柱影响提题虽然解决，但两塔柱内倾后，塔顶开间缩小，由缆风影响转换为塔柱影响提 升就位，即不发生倒塌事故，大横梁也难以提升就位，如此简单的问题连续发升就位，即不发生倒塌事故，大横梁也难以提升就位，如此简单的问题连续发 生是不应该的。生是不应该的。 拆除塔柱内侧缆风决定是冒险的。众所周知，提升方案的整体稳定措施主拆除塔柱内侧缆风决定是冒险的。众所周知，提升方案的整体稳定措施主 要是缆风系统，拆除缆风系统意味着取消稳定措施，其拆除过程和横梁提升过要是缆风系统，拆除缆风系统意味着取消稳定措施，其拆除过程和横梁提升过 程已属不稳定体。程已属不稳定体。 塔柱理论倾斜度太小接近临界状态。塔柱高塔柱理论倾斜度太小接近临界状态。塔柱高 110110 米，柱顶水平位移米，柱顶水平位移 1.081.08 米米 / /秒，倾斜度不到秒，倾斜度不到 1 1，这样小的倾度经计算在理论上是满足的。但该操作过程，这样小的倾度经计算在理论上是满足的。但该操作过程 难免产生动载、风荷载及不同步施工等现象。任何一种现象发生都会改变力学难免产生动载、风荷载及不同步施工等现象。任何一种现象发生都会改变力学 稳定体系，进入临界状态而失稳。稳定体系，进入临界状态而失稳。 方案的局部变更会带来一系列的变化。该方案变更者仅从力学角度计算了方案的局部变更会带来一系列的变化。该方案变更者仅从力学角度计算了 内倾内倾 1.081.08 米是满足要求的，但未想到其它部位的受力状态。第一，塔柱内倾后米是满足要求的，但未想到其它部位的受力状态。第一，塔柱内倾后 ，倾覆力矩变大，外侧缆风受力增大；第二，外侧缆风拉力增大后，缆风地锚，倾覆力矩变大，外侧缆风受力增大；第二，外侧缆风拉力增大后，缆风地锚 受力也增大：第三，塔柱内倾后柱角产生水平力。这三个部位必须进行计算，受力也增大：第三，塔柱内倾后柱角产生水平力。这三个部位必须进行计算， 其中一处不满足要求都会造成整体失稳。其中一处不满足要求都会造成整体失稳。 事故教训。事故的直接原因是由于安装方案变更，塔柱内倾角过小，接近事故教训。事故的直接原因是由于安装方案变更，塔柱内倾角过小，接近 于临界状态。在拆除缆风过程中有不同步现象，加之缆风钢丝绳的弹性作用，于临界状态。在拆除缆风过程中有不同步现象，加之缆风钢丝绳的弹性作用， 造成大横梁在高空出现摆动现象。失稳瞬间塔柱缆风受力过大难以平衡，使龙造成大横梁在高空出现摆动现象。失稳瞬间塔柱缆风受力过大难以平衡，使龙 门吊整体倒塌。损失惨重，教训深刻。门吊整体倒塌。损失惨重，教训深刻。 19751975 年国内某体育馆大型网架结构采用了多根拔杆整体吊装、高空移位方年国内某体育馆大型网架结构采用了多根拔杆整体吊装、高空移位方 案，一次安装成功，当时为我国结构安装创造了辉煌，为以后整体安装技术发案，一次安装成功，当时为我国结构安装创造了辉煌，为以后整体安装技术发 展创造了条件。事隔展创造了条件。事隔 2626 年，在同一地区、采用更加先进的提升方案反而发生了年，在同一地区、采用更加先进的提升方案反而发生了 特大事故，这不得不让我们引起深思。该事故是一个典型的、具有代表性的工特大事故，这不得不让我们引起深思。该事故是一个典型的、具有代表性的工 程事例，用它警示我们，总结经验，吸取教训是非常必要的。程事例，用它警示我们，总结经验，吸取教训是非常必要的。 可以肯定，该龙门吊采用整体提升方案合理，如南通中远船务大型龙门吊可以肯定，该龙门吊采用整体提升方案合理，如南通中远船务大型龙门吊 安装、北京安装、北京 380380 机库网架、北京西客站钢结构等大型结构采用了整体提升方案机库网架、北京西客站钢结构等大型结构采用了整体提升方案 ，都非常顺利。该事故问题在于主要技术人员轻视施工过程的动态特性和不同，都非常顺利。该事故问题在于主要技术人员轻视施工过程的动态特性和不同 步现象，对高大复杂结构的施工特点认识不足，盲目地实行了冒险的变更方案步现象，对高大复杂结构的施工特点认识不足，盲目地实行了冒险的变更方案 。 施工绢织设计是指导施工的技术性文件，也是完成各项技术经济指标的综施工绢织设计是指导施工的技术性文件，也是完成各项技术经济指标的综 合性施工计划。设计人员必须熟悉图纸，掌握规范，考察现场：坚持精心设计合性施工计划。设计人员必须熟悉图纸，掌握规范，考察现场：坚持精心设计 、精心组织的指导思想；坚持两级评审制度，加强科学管理、目标管理和施工、精心组织的指导思想；坚持两级评审制度，加强科学管理、目标管理和施工 现