[摘要]本文根据南京市电信局鼓楼多媒体通讯大楼工程的的施工实践，介绍了在巨型框架结构施工中应用塔吊-龙门吊组合吊装技术高空安装大跨钢桁架的施工方法，着重阐述了二次吊装就位法的原理、施工工艺及相应的技术措施。实施结果表明,组合吊装技术应用于高层结构转换层钢桁架吊装，经济合理，安全可靠。
[关键词] 钢桁架 龙门吊 组合吊装 楼面平移 楼面起吊 空中平移
南京电信局鼓楼多媒体通讯楼，主楼地下2层，地上30层，总高度149.5m，建筑面积40770m2。该工程由南京市建筑设计研究院设计，南通市第六建筑安装工程有限公司施工，江苏建科建设监理有限公司监理。
图1 转换层结构平面图 图2 主楼立面及钢桁架吊装示意图
本工程为巨型框架结构，以角部的四个筒体作为巨型框架柱，以设在第6、13和20层的三个结构转换层作为巨型框架梁。筒体为劲钢混凝土结构，每个筒体的四角配置了钢骨柱。转换层的结构形式为劲钢混凝土桁架，每个转换层有8 榀桁架，其安装标高分别为30.35m、62.85m、95.35m。主楼转换层平面布置见图1，主楼立面见图2。
1 结构钢桁架吊装的特点及难点
按照设计要求，转换层钢桁架须在工厂整作，运至现场整体吊装，就位后与焊接在钢骨柱上的端部杆件采用螺栓连接，见图3。
经分析,本工程转换层结构钢桁架吊装有下列特点及难点：
（1）安装标高高，最高处为95.35m；
（2）构件尺寸大，最大尺寸为:15.4m（长）×5.5m（高）；
（3）构件重量重，最重达21.9t；
（4）安装精度高，钢桁架两端均采用高强精制螺栓连接，每榀钢桁架有256个螺栓；
（5）楼层施工作业面和周围施工场地狭小，周边只有5～10m的空地；
（6）吊装任务量少，仅有24榀钢桁架，且分布于第6、13和20三个楼层，需间断施工。
2 吊装方案的确定
在确定吊装方案时，曾先后考虑了下列两种方案：
（1）一次吊装就位法
采用塔吊将钢桁架一次吊装就位，有单机吊装和双机抬吊两种方案，按此方案需分别投入一台560t•m或2台250t•m塔吊。
这种方案技术上是可行的，但从经济上分析，不仅塔吊台班费用过高，而且塔吊的起重能力还不能得到充分利用 (因为对于转换层以外的土建施工而言,布置一台125t•m的塔吊即可满足施工要求),显然是很不经济的。
（2）二次吊装就位法
先利用塔吊将钢桁架从地面吊运到楼面上，再通过其它吊装方法把钢桁架吊装就位。二次吊装的可选方法有桅杆吊、拔杆吊、龙门吊等，经过分析比较，只有龙门吊是最安全可靠和经济合理的。
通过深入分析该工程的结构特点、施工条件、现场环境及工期要求等因素,并经过反复研究，最终确定了塔吊—龙门吊组合吊装方案。其方法是选用一台加强型H3/36B附着式塔吊作主要的垂直运输机械，将钢桁架从地面吊运到转换层下面一层的楼面上,再在楼面上进行平移，将钢桁架移位到龙门架下方，最后用龙门吊将钢桁架二次吊装就位。
3 龙门吊的设计
3.1龙门架
利用筒体内的结构钢柱作为门架柱，专门制作工具式钢梁搁置于钢柱上作为龙门架横梁，见图3。钢柱高10.7m，在钢柱的5m和9.5m处纵横向均有相连，钢柱横截面见图4。
图3 龙门吊及吊装示意图 图4 钢骨柱横截面图
（1）工具式钢梁的设计
考虑到工具式钢梁除承受竖向荷载外还承受水平荷载，自身要能保持稳定，且结构钢桁架还需在其上进行横向移动，因此设计为格构式矩形钢梁。
工具式钢梁高度为1200mm，宽度为650mm，节间距为1350mm。该钢梁为空间桁架，内力分析计算比较复杂，为了力求计算准确，使用SAP2000程序进行电算，经计算上弦杆最大压力为375KN，下弦杆最大拉力为351KN，腹杆的最大压力为155KN。
根据内力计算结果，弦杆均选用∟125×10，侧面斜腹杆两端选用∟75×8，跨中选用∟75×5，顶面和底面斜腹杆选用∟60×6。
（2）构造措施
a）拼接构造
工具式钢梁跨度分别为：18.4m和13.7m，为节约起见，长跨和短跨的两榀工具式钢梁统筹考虑，只制作一榀，将钢梁设计成可拆装的三个单元节，见图3，三节拼装起来成为长跨的钢梁，抽去中间一节，其余两节拼接后即成为短跨的钢梁，单元节组拼采用弦杆对接并用螺栓连接。
b）端承处的连接构造
工具式钢梁偏轴线搁置，即端部400mm宽直接支承于钢柱上，另250mm宽支承于钢柱外侧，用一根短支柱支撑。短支柱用φ150×6钢管制成，下端搁置于钢柱外侧的钢梁上。
工具式钢梁与钢柱的连接方法是：在钢柱顶面加设顶板，顶板下焊加劲肋，肋板与钢柱十字腹板螺栓连接，工具式桁架两端支承于结构钢柱顶板上，并用螺栓与钢柱顶板连接，与钢柱形成铰接。
3.2起重系统
起重设备选用2只20T手拉葫芦（HSZ20型），相对于电动葫芦和卷扬机滑轮组，虽然提升速度稍慢，但是减轻了工具式钢梁的荷载，减少了提升过程中的振动，且精确就位时微调十分方便。
横向行车由小横梁及一对滚轮和丝杆旋转装置组成，滚轮支承于小横梁上，人工转动丝杆向前顶推滚轮轴，即可使行车在小横梁上行走，实现钢桁架的空中平移。
4 吊装施工工艺
4.1 吊装顺序和吊装工艺流程
(1) 吊装顺序
每个转换层8榀钢桁架的吊装顺序如图1所示,按1#-8#顺序安装。
(2) 吊装工艺流程
钢 梁：加工制作 → 拆装组拼 → 吊运就位 → 安装固定
钢桁架：地面起吊 → 楼面平移 → 楼面翻身 → 垂直提升 → 空中平移 → 确精就位
铺设平移装置 螺栓连接
4.2 吊装方法
结构钢桁架吊装就位过程包括3道工序：地面起吊、楼面平移和楼面起吊。
（1） 地面起吊
塔吊布置于主楼北侧，见图1和图2。用塔吊将平卧状态的钢桁架从地面起吊（行走小车的回转半径位于12.0m以内），，垂直提升并吊运至转换层下面一层的操作层楼面，卧放于楼面平移装置上。
（2）楼面平移
转换层的下一层为大空间，正可用于平移结构钢桁架。结构钢桁架平放在平移装置上，见图5。采用撬杠推动，依靠钢管滚动使其向前移位，平移路线见图6。
待钢桁架上弦平移至龙门架正下方位置后，进行纵向调整，使钢桁架位置对应于安装纵坐标位置，调整方法为用 3.2T手拉葫芦牵引钢桁架，使钢桁架在钢管上滑移。
图5钢桁架楼面平移示意图 图6 钢桁架楼面平移路线图
（3）楼面起吊
从楼面起吊至就位安装，要完成3个作业步骤：楼面翻身、垂直提升、空中平移。
楼面翻身：在结构钢桁架的上弦上两点绑扎，依靠悬挂在工具式钢梁上的2个20T手拉葫芦，吊起钢桁架上弦慢慢上升，同时用撬杠推动钢桁架下弦往前移动，逐步使结构钢桁架翻身至竖直状态。
垂直提升：待钢桁架直立后，继续拉动手拉葫芦将其吊离楼面，逐步提升直到安装标高为止（垂直提升4.5m）。由于腹杆与弦杆的接头位置要错开，结构钢桁架两端斜腹杆相对于弦杆接头位置向外伸出约0.7m（见图 2和图7），在垂直提升结构钢桁架时，为避让预焊于柱侧的下弦杆端头，就必须将其偏出安装轴线平面外。
空中平移：利用丝杆顶推小行车滑行，带动结构钢桁架在空中横向水平移动250mm（见图7），横向插入并精确就位，与预焊于柱侧的弦杆和腹杆端头对接。
图7 钢 桁 架 平 移 俯 视 图
5 技术措施
5.1确保操作楼层结构承载力的措施
（1）吊装操作楼层下的模板支撑，立杆间距800，横杆步距1500，下面保留二层支撑，在钢桁架安装结束后方可拆除。
（2）安装钢桁架时操作楼层砼强度达到C25以上，其下层结构砼强度达到100%。为此在浇筑操作楼层砼时掺用早强剂，以提高其早期强度。
5.2 确保工具式钢梁安全可靠的措施
（1）正式吊装前，对工具式钢梁进行了结构性能试验，以验证程序计算的准确性。经试验，工具式钢梁的承载力和挠度均满足设计要求。
（2）工具式钢梁单元节组拼后，专人认真检查组拼质量，主要是弦杆对接轴线偏移、螺母扭紧力矩。
（3）结构钢桁架翻身时，下弦前移与上弦提升动作协调，使吊钩上的钢丝绳基本保持竖直，不得斜吊，防止工具式钢梁承受过大的侧向水平力。
（4）在钢桁架即将吊离楼面时刻，先调整好钢桁架下弦位置，使钢桁架呈基本竖直状态，然后缓缓起吊，将钢桁架吊离楼面，同时拉紧系在下弦上的溜绳，以防钢桁架在吊离楼面时刻出现较大的侧向摆动。
（5）结构钢桁架吊离楼面后缓慢平稳提升，上升速度控制在180mm/min以内，且两个吊点保持同步上升。
5.3 确保结构钢柱不受变形影响的措施
（1）工具式钢梁与结构钢柱仅作铰接连接，使钢柱只承受竖向轴压力。
（2）龙门吊起吊结构钢桁架时，在钢柱顶端纵向锚拉钢丝绳，并用手拉葫芦调节，以保持钢柱始终处于垂直状态。
6 施工效益及体会
本工程采用二次吊装就位法，成功解决了重达21.9t长达15.4m的转换层钢桁架在95.35m高空整体吊装的技术难题，并取得了显著的技术经济效益：①投入少成本低，节约施工成本60多万元；②操作简便快捷，吊装速度快，安装一榀钢桁架仅需1～2h；③作业环境安全，吊装十分顺利。
综观本工程转换层钢桁架吊装过程，其特点在于：灵活运用并改进传统吊装工艺，科学制定了二次就位的吊装方案，充分利用转换层下的大空间进行结构钢桁架的楼面平移，巧妙利用结构钢柱作为龙门吊承重柱，合理设计了工具式钢梁及行车装置。实现了利用已安装好的钢结构吊装钢桁架的构想，它类似于塔吊的自升过程。
实践证明，塔吊—龙门吊组合吊装技术，技术先进，经济合理、安全可靠、方便快捷，对于类似的大型钢结构吊装工程非常适用。 下载本文
