大跨度钢梁吊装实例

1、大跨度钢梁吊装实例摘 要：钢结构工程吊装工程是一个特别复杂又危险的工程，尤其本工程是三面环山，无法使用大型吊车，只能靠人工机械式吊装。为此施工准备、施工方案的选择以及构件的拼装与焊接尤为重要。因此本文以一个大跨度钢梁吊装工程为例，介绍一下实际施工中的难点和经验。关键词：钢结构 吊装 钢梁 人字拔杆 平移1、前言近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，钢结构以其强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快，抗震性能好及工业化程度高的特点在我国发展十分迅速。北京奥运会主会场“鸟巢”可以说是我国钢结构施工迅速发展的一个标志。一航（北京）客户服务基地技术培训中心工程是由南通*集团股份有限公司总承包的公共

2、建筑。其屋面也采用了大跨度钢梁加大型屋面板的屋面结构。本文仅以大跨度钢梁吊装为例，介绍一下实际施工中的难点和经验。2、工程概况一航（北京）客户服务基地技术培训中心工程坐落于北京云湖度假村西北侧，依山而建，地上四层，建筑高度为20m，主体结构采用框架结构。四层屋面采用钢梁加大型屋面板结构，跨度22米，梁高1.8米，单件重量约为20t。由于三面环山，大型吊车无法靠近，仅能依靠建筑物南侧的塔吊配合吊装。所以在方案选择上受限条件较多，特别是最后一榀大梁不能一次吊装到位，构件必须在垫梁上平移后才能就位。3、吊装方案的选择：根据设计图纸、构件特点和现场施工条件，我们采取钢梁场外制作，现场拼接，然后用“人字

3、拔杆”吊装的方案进行施工。4、施工过程4.1施工工艺流程：施工准备构件运输吊装至3层楼面水平运输就位拼装焊接人字拔杆吊装4.2 施工准备 （一）、施工现场准备1、施工技术人员熟悉图纸。2、编制专项施工方案，并经专家组论证通过。3、组织施工工具、机械进场和维修、维护和清点工作。4、组织构件、材料进厂清点以及先期的加工、配制工作。5、对建筑物进行复测，以确保轴线位置的准确。6、保证现场施工道路通畅，合理布置施工组合场地，并做好排水设施。7、施工用电源引至施工场地，做好接地保护设施，保证夜间施工照明充足。8、施工前施工人员必须经项目主管部门安全交底，合格后方可上岗。特殊工种必须有上级主管部门的培训合

4、格证持证上岗。9、组织对施工人员进行施工前安全技术交底。 （二）、施工机具准备1、50吨汽车吊一台,用于将钢梁吊装到三层楼面；2、自制“人字拔杆”配合手拉葫芦，用于将钢梁吊装到位进行吊装。3、电焊机、测量仪器、钢丝绳、卸扣、千斤顶、气焊设备、磨光机等。4.3构件运输由于场地狭小，22米跨梁按照设计分为3段，单件最大重量6.7吨，场外加工成型，用50吨吊车吊到三层楼面，吊装高度为12m。构件在楼层中水平运输采用四只68吨运输车及卷扬机或手拉葫芦分别运送到吊装位置进行组装拼装。4.4构件拼装屋架大梁拼装采用立拼，即将运至拼装点的大梁用龙门架及手拉葫芦竖起在大梁轴线附近，然后用高强螺栓将相邻二榀梁固

5、定。当调整之后用co2气体保护焊焊接上下翼缘。（一）、构件的拼装1、钢构件安装前，应清除飞边、毛刺等，摩擦面应保持干燥、整洁，不得在雨中作业。2、在工厂处理的构件摩擦面，安装前应复验其抗滑移系数，合格后方可安装。在现场处理的构件摩擦面，抗滑移系数应按钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2002中相应要求进行，并应符合图纸的要求。3、施工前，应按钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件（GB/T1231-1991）的要求进行相关试验。 高强度大六角头螺栓连接副应按出厂批号复验扭距系数，其平均值和标准偏差应符合图纸要求，若图纸无要求时，起平均值应在0.110.15范围内，标准差

6、应小于或等于0.01。复验数据应做为施拧的主要参数。4、安装高强度螺栓时，螺栓应能自由穿入孔内，如遇螺栓不能自由穿入栓孔时，不得强行将螺栓打入，而应用铰刀进行修孔，修整后孔的最大直径应符合图纸要求，不得用气割扩孔。修孔后应用砂轮机清除孔边毛刺，并将砂轮屑清扫干净。5、高强度螺栓拧紧的顺序，宜从螺栓群中间顺序向外侧进行拧紧，并应在当天全部终拧完毕。施拧时，不得采用冲击拧紧和间断拧紧。6、高强度螺栓的拧紧分初拧、复拧依次进行。拧紧时应采用扭距扳手，初拧扭距应由试验确定，一般为终拧扭距的50%，复拧扭距应与初拧扭距相同。7、高强度螺栓施拧按规定执行。采用的扭距扳手在每班作业前后均应进行校正，其扭距误

7、差为使用扭距的5%；检查扭距扳手必须标定，其扭距误差不得大于使用扭距的3%，且应进行扭距抽查。8、高强度螺栓拧紧后的检查应设专职人员负责，并应在终拧1h以后、24h以内完成扭距检查。采用松扣、回扣法检查，先在螺栓与螺母上做标记，然后将螺母退回30，再用检查扭距扳手把螺母重新拧至原来位置测定扭距，该值不小于规定值的10%时为合格。经过检查的螺栓，其不合格者不得超过抽验总数的20%，如超过此值，应继续抽检，直至累计总数80%的合格率为止。然后对欠拧者补拧，超拧者更换螺栓后重新补拧。9、终拧检查合格的螺栓，应作出规定的标记，并在螺栓、螺母、垫圈的外露部分立即涂上油漆。10、在分段预拼装时，当连接板、

8、填板安装后，在拼装高强度螺栓连接试拧前应检查各层钢板之间的空隙在1mm之内，方可进行下一步工序。当其空隙超过3mm时，应以填板进行调整。当其空隙1mm 3mm时,则应将厚板一侧以1:20的坡度打磨，使其空隙应小于0.5mm.11、在安装螺栓试拧后，检查连接处个板层之间的空隙。其密贴要求为：以插片插入板边缘深度20mm ，起空隙应小于0.2mm可视为密贴 ；上述深度内的空隙0.20.3mm的长度和数量不得超过螺栓连接板边长的10%；上述深度内空隙0.3mm1mm的长度数量，不得超过螺栓连接板边长的5%。（二）、构件的焊接1、 每个构件安装完毕后，进行钢梁的焊接。焊接前，应逐一复测检查各部位的标高

9、，坐标位置，拱度及坡度等，然后焊接。焊工应具备相应的焊工资格证书，持证上岗。2、 施焊前应在焊缝各3050范围内除锈。清除毛刺、污垢、涂料等，并用钢丝轮对焊缝进行打磨处理。3、 工作件表面潮湿（相对湿度大于85%）以及有雨水、大风时，一般不宜进行环境作业。设置必要的防风、雨档板、遮栅等有效措施，才能施焊。4、 采用CO2气体保护焊进行焊接时，确保CO2气体的纯度并做好防风、防雨罩，否则不允许施焊。5、 构件定位后，不准随意在钢梁上引弧；不准在钢梁上任意焊接施工用临时附件；不准任意在钢梁各部位上敲打。因施工需要必须切割的工艺孔由技术部门出图，并经设计认可。待施工结束后予以封焊。6、 各类临时加强

10、、吊马等，在钢梁吊装定位结束后予以割除。切割一般分两次进行，第一次切割作为预热用，第二次完全切割，砂轮打磨，切割时不得损伤构件。7、构件焊接完毕后，检测各项指标并作焊缝探伤，出具检验报告。4.5“人字拔杆”吊装构件拼接焊接检测完毕后即等待吊装。由于该工程三面环山、吊车无法达到指定的施工现场，为此吊装采用两个人字拔杆分别放置大梁两端进行吊装。1、人字拔杆的设计人字拔杆由木制和钢管两种，根据本工程屋架重量：17.6吨、手拉葫芦重量为350kg、吊索及滑车和卡环重量为50kg。为此作用于两边人字拔杆的总重量为：18t，计算如下：大梁重量： 17.6103 Kg手拉葫芦重量： 350 Kg吊索及滑车和

11、卡环的重量： 50 Kg总重量为： 18103 Kg两边人字拔杆分别承受的重量为：9103 Kg所以人字拔杆选用32510的钢管，根据建筑工程施工手册查得该拔杆高度在16m时的最大起重量为20t，荷载满足吊装要求。 人字拔杆现场固定，如下图所示（图一） 图 一2、吊索及卡环选择 （1）吊索选择：吊索是吊装中的主要绳索。它的强度、弹性及韧性、耐磨性和抗冲击性，直接影响吊装安全。为此构件荷载选用合适的吊索是吊装工程的关键。 单榀梁重量为17.6吨，单面为8.8吨。根据建筑工程施工手册查得：人工吊装工程手动起重设备：安全系数： 4.5。 换算系数：0.82钢丝绳的允许拉力计算公式：【Fg】=a Fg

12、/k式中：【Fg】： 钢丝绳的允许拉力（KN） a : 换算系数 K : 钢丝绳的安全系数根据钢丝绳的最大破断拉力，选用637+120的钢丝绳能满足要求。 （2） 卡环选择：查表该工程卡环采用u型，17.5卡环能满足要求。3、缆风绳的选择：根据现场施工条件及构件的吊装角度，该工程缆风绳采用6*18+111的钢丝绳，拉绳设置在靠近梁端的柱子上。 4 捯链的选择： 根据构件的起吊重量8.8吨，该工程倒链（手拉葫芦）选每边用一只20吨捯链作为构件的提升设备，能够满足施工要求。 5 构件吊装：构件吊装一般以平吊为主，当吊装大梁时进行斜吊，即用人字架靠在柱端，揽风绳固定在邻近的柱子上，然后在梁的一端拉动

13、手拉葫芦，使其与地面形成一定角度后再拉起另一端葫芦，然后两边同时拉动葫芦，当低端达到起吊高度后松动手拉葫芦，使其对准轴线慢慢落下，直至完全固定为止。吊装步骤：两端同时受力，将一端慢慢向上拉起至一定高度，使大梁进入两柱之间，见图二： 图 二两端同时向上拉起，使先拉的一端梁高过女儿墙顶，见图三：图 三（3）高过女儿墙之后一端不动，将梁另一端继续向上升起至柱顶，大梁就位，见图四： 图四高过女儿墙一端慢慢回落，这样两端就顺利就位，吊装完成。 6、人字拔杆的组装与位移：人字拔杆的组装与位移采用塔吊配合进行。即在塔吊允许范围内采用塔吊直接吊装进行就位，在塔吊起吊范围外采用分片组装进行就位，即将人字拔杆分割

14、成两部分，中间用法兰连接，在吊装的时候先吊下半部分到指定位置，然后吊上半部分，使得上半部分与下半部分对接，然后在法兰片上用高强螺栓连接起来，从而达到人字拔杆移动的目的，方便进行钢梁的吊装。在最后一榀梁吊装时，由于人字拔杆支撑不能到达指定位置需要将钢梁吊至混凝土现浇大梁上然后再将钢梁进行水平滑移，滑移方法如下：在混凝土梁上垫一块钢板，钢板上放置坦克运输车，将钢梁放置在坦克运输车上，同时用手拉葫芦将钢梁与前一榀钢梁固定，一边松动手拉葫芦，一边将梁向前滑移，每次滑移3-5cm，同时在混凝土梁端增设挡板，以防钢梁冲出梁端，就这样逐步的滑移，直到滑到柱端，将钢梁固定在柱端即可。在滑移过程中，钢梁南北方向

15、在两边1/3位置设置揽风绳防止钢梁在滑移过程中产生晃动。滑移到位后，用千斤顶侧向把钢梁顶住，取出坦克运输车，然后慢慢松动千斤顶，将钢梁缓缓放下固定在柱端即完成吊装工作。5、 人字拔杆钢管的验算5.1验算钢管的挠度 5.1.1、求上端连接件对左侧钢管的弯矩：连接两钢管的上端连接件的质量为m=8.8103kg；它的重量G1=mg=8.8103kg9.8103kg/m3=86.24KN。 为计算简便简化如图1；由于构件对称，两边受力状态一样，故取左边一根钢管进行受力分析; 由于构件对称，左侧钢管的轴力为N1=G/2=43.12KN,左侧钢管轴力的水平分力为N2=43.12KNsin15=11.16K

16、N。左侧钢管长L0=12m，左侧钢管的水平分力N2对钢管中心点的垂直距离为L1=(12msin85)/2=5.98m，最后左边钢管的水平分力N2对钢管中心点的弯矩为M1=N2L=11.16KN5.98m=66.74KNM 5.1.2、求左侧钢管的自重对自生的弯矩：已知钢管外径为D=325mm=0.325m，壁厚为d=10mm=0.01m，则钢管的外半径R1=D/2=0.1625m，钢管的内半径R2=R10.01m=0.1625m0.01m=0.1525m.。已知钢管长L2=12m，钢管密度=7.85103kg/m3，则左侧钢管圆形断面的净面积s= （R1）2 （R2）2=. （0.1625m）

17、2 （0.1525m）2= 0.009m2，它的体积V=s L0=0.009m212m=0.108m3，则左侧钢管的重量m=v=7.85103kg/m30.108m3 =847.8kg，左侧钢管由自重产生的自重G=mg=847.8kg9.8103kg/m3=8.3KN，自重G转化成均布线荷载q=G/L=8.3KN/12m=0.692KN/m,均布线荷载产生的弯矩M2=(1/8)qL2=(1/8)0.692KN/m12m2=12.456KNM。5.1.3、求左侧钢管轴力N1的水平分力N2对钢管产生的挠度max1：已知人字钢管为Q345，则它的弹性模量E=206000N/mm2，根据建筑施工手册里

18、的常用结构计算里的表2-1-2结构静力计算表得： max1 = FL3/3EI=(11.1610312103)/(32060000.000122871012)= 0.0000018mm。 5.1.4、求钢管自重对钢管引起的挠度max2：钢管自重引起的均布线荷载为q=0.692KN/m，根据建筑施工手册里的常用结构计算里的表结构静力计算表（2-1-2）得， max2=5qL4/384EI=5(8.3/12)124/(3842060000.000122871012)=7.378mm 5.1.5、求左侧钢管轴力N1的水平分力N2及钢管自重对钢管产生的总挠度总： 总=max1+max2=0.00000

19、18mm+7.378mm=7.378mm。根据建筑施工手册里的常用结构计算里的钢结构计算里的表受弯构件挠度允许值（2-83）得，钢结构吊装的允许值允许=L/400=12m/400=12000mm/400=30mm。 验算钢管的挠度：总=7.378mm允许=30mm，因此挠度符合要求。5.2计算垫块尺寸多功能厅地面厚度为150mm，混凝土的重度为2.5t/m3，则二次结构荷载为：0.15m2.5t/m31.49.8103kg/m3=5.25KN/m2。建筑图规定多功能厅允许活荷载为4.0KN/m2，则允许活荷载为：4.0KN/m21.2=4.8KN/m2。综上所述，综荷载为5.25KN/m2+4

20、.8KN/m2=10.05KN/m2 假设左侧钢管底端对垫块的作用力为F允许，则由钢管底端节点平衡可知，F允许=二次结构荷载+活荷载面积，F允许=N1=43.12KN 面积 S =F允许/二次结构荷载+活荷载=43.12KN/5.25KN/m2+4.8KN/m2=4.29m2 取垫块的面积为4m2，则垫块的尺寸为2m2m能够满足要求。6、结束语通过本工程大跨度钢梁吊装的实例我们得出以下几点经验在大型机械无法使用的情况下，可使用传统办法，但必须方案提前论证通过。塔吊无法起吊的情况下，将“人字拔干”制作成组装形式。本文没有讲述吊装后大梁的固定，必须注意每吊装一榀大梁次梁一定要及时跟进，与整体固定后

21、才能进行下一榀吊装。采用这种吊装方法，必须保证操作人员的安全，人员操作时站立在安全区域，用手拉葫芦进行提升。不得操之过急，本工程每天吊装一榀大梁。虽然施工进度较使用机械慢，可是在时间允许和环境限制的情况下，采用这种方法吊装也是一个既安全又合理的方案。国产手机成功“出海”，还得益于中国经济的开放发展。国家鼓励企业“走出去”，为国产手机逐鹿海外市场提供了良好的外部环境，促进了中国产品和中国品牌进一步走向世界。当然，国产手机的发展也离不开国外资源和人才的支撑。目前，越来越多的国产手机厂商在海外建立研发中心，聘用当地人才，带动当地就业和经济增长，既实现了产品销售，也提升了国产手机品牌的影响力。随着智能

22、手机市场品牌集中度不断提高，国产手机品牌还将抓住高质量发展机遇，在产品和营销上双管齐下，深耕海外市场，努力跃升为国际手机品牌。此外，随着海外市场竞争的日趋激烈，亚洲将成为医疗机器人市场新的增长点。据统计，中国占比医疗机器人市场份额目前不足5%。而以达芬奇系统在全球销量来看，北美以及欧洲市场暂时基本达到平衡。亚洲市场成为公司业务的拉动点，增长率远超其他地区，亚洲包括中国将成为Intuitive Surgical等医疗机器人公司战略重点市场。2013年全球医疗大数据量为153TB，预计到2020年将达到2314TB，年增长率为48%。医疗保健大数据的市场规模预计到2025年将达530亿到690亿美

23、元之间，复合年增长率高达27%。除了生成庞大的数据系统外，医疗卫生服务体系在对数据的收集、筛选、判定等方面也趋于完善。在美国，卫生和公众服务部( HHS )已投资350亿美元用于加速电子健康记录( EHR )的落地以及提高医疗数据存储的安全性。通过对海量数据的聚合、整理，我们已经能够形成医疗闭环，充分了解患者的症状、治疗及结果。国产手机成功“出海”，还得益于中国经济的开放发展。国家鼓励企业“走出去”，为国产手机逐鹿海外市场提供了良好的外部环境，促进了中国产品和中国品牌进一步走向世界。当然，国产手机的发展也离不开国外资源和人才的支撑。目前，越来越多的国产手机厂商在海外建立研发中心，聘用当地人才，

24、带动当地就业和经济增长，既实现了产品销售，也提升了国产手机品牌的影响力。随着智能手机市场品牌集中度不断提高，国产手机品牌还将抓住高质量发展机遇，在产品和营销上双管齐下，深耕海外市场，努力跃升为国际手机品牌。此外，随着海外市场竞争的日趋激烈，亚洲将成为医疗机器人市场新的增长点。据统计，中国占比医疗机器人市场份额目前不足5%。而以达芬奇系统在全球销量来看，北美以及欧洲市场暂时基本达到平衡。亚洲市场成为公司业务的拉动点，增长率远超其他地区，亚洲包括中国将成为Intuitive Surgical等医疗机器人公司战略重点市场。2013年全球医疗大数据量为153TB，预计到2020年将达到2314TB，年

25、增长率为48%。医疗保健大数据的市场规模预计到2025年将达530亿到690亿美元之间，复合年增长率高达27%。除了生成庞大的数据系统外，医疗卫生服务体系在对数据的收集、筛选、判定等方面也趋于完善。在美国，卫生和公众服务部( HHS )已投资350亿美元用于加速电子健康记录( EHR )的落地以及提高医疗数据存储的安全性。通过对海量数据的聚合、整理，我们已经能够形成医疗闭环，充分了解患者的症状、治疗及结果。智能机器人还没有到来的主要问题是软件和硬件方面都缺乏标准。机器人技术刚刚兴起，大部分零件都必须定制，每个机器人专家必须从头开始创建自己的例程来访问机器人设备，每个人都在创建不同的本地化和绘图

26、软件，每个人都在创建自己的对象识别系统，每个人都在创造一个不同的例程。然而，构建这些系统中的单个系统本身就是一项艰巨的任务。因此，一个致力于构建可以导航、识别物体，可以抓住物体的完整机器人系统的团队，必须创建所有这些部件。硬件和软件都缺乏全球机器人标准，更不用说运用人工智能或机器学习技术。数据显示，截至目前市场上有2000多款移动医疗APP。在移动医疗市场规模不断扩充下，行业寡头割据的格局似乎在慢慢显现，这一迹象指向占据众多优势的平安好医生。资料显示，平安好医生归属中国平安集团麾下，为平安集团旗下互联网业务板块的重要成员。2018年5月，平安好医生登陆港交所，创下2018年以来港股最大规模IP

27、O；同时闻名的还有其国际化战略：将与东南亚最大的移动O2O服务商新加坡Grab公司共同设立东南亚国际合资公司，以此布局东南亚市场。基于此背景下，平安好医生的月活跃用户数也实现快速上涨，据市场监测数据显示，2018年第2季度移动医疗APP月均活跃用户数上，平安好医生以724.1万人排名第一，领先全行业。根据罗兰贝格提供的燃料电池汽车的数据测算，欧洲市场燃料电池小汽车的综合使用成本达到 0.24 欧元/km，高于纯电动和柴油汽车的综合使用成本。因为氢气出售时会考虑氢气制备、运输以及加氢站建设、运营等成本，所以氢气价格里面包含了这些相关配套设施的成本。因此这一成本就是氢能源以燃料电池形式应用到小汽车

28、上的全成本。能够感知用户需求的机器人离我们还有多远？从本届CES展上可以看出，不远了。以优必选在2019 CES中展出的Walker机器人为例。这款机器人可谓是本次CES展会上的明星产品，一经亮相就受到了不少国内外媒体的围观和报道。这机器人由优必选全自主研发，是一个大型仿人服务机器人，它身高1.45米，重量：77kg。机器人的造型呆萌，给人一种很强的亲切感。它的四肢包括手指部位都可以像人一样灵活转动，此外它还有包括视觉、听觉等等的感知能力，内置AI，可实现全方位的人机交互。三星CES展上发布了Bot Care、Bot Air和Bot Retail三款机器人产品。Bot Care是一个关注家庭用

29、户健康的机器人，外表为白色，机器人“面部”配有一个屏幕，不仅可以反应机器人的“表情”和“情绪”，也可用来显示主人的生命健康指标信息。Bot Care护理机器人可以与用户进行语音交互，监测用户生命体征，测量血压和心，另外还可以监测睡眠，播放音乐。它可以跟踪主人的药物摄入量、监控主人的睡眠，并根据主人的身体情况提供身体的拉伸和锻炼指导，如果主人遇到突发健康问题，它还可以自动拨打当地的急救服务。 四是，有效促进农业农村发展。发展生物燃料乙醇，使粮食由农作物向经济作物转化，提高农产品深加工水平，有利于缓解“卖粮难”、“谷贱伤农”问题，稳定农业生产，增加蛋白饲料供应，进一步夯实粮食主产区地位，并推动农作

30、物秸秆高值利用和高端转化，实现“农头工尾”，为农民开辟新的增收渠道，带动农业增效和农村经济繁荣。智能医疗机器人是各国竞相投入和角逐的重要科技制高点，欧美智能医疗机器人发达国家凭借优秀研发团队、原创性核心技术等优势，牢牢占据全球市场主要份额。目前，在机器人运动路径规划、多模信息精准感知与可视化、柔性控制精细操作等核心技术的创新性研发方面，我国与国外尚存在较大差距。核心技术短缺导致国内智能医疗机器人产品多集中于中低端市场，低端产品同质化与产能过剩现象明显。同时，智能手术机器人等高端产品核心竞争力不足，导致国产智能医疗机器人在各大医院的普及率相对较低，各医院使用的国产机器人仍以辅助、服务类为主，用于