炼钢连铸车间主厂房钢结构吊装技术分析

炼钢连铸车间主厂房钢结构吊装技术分析

覃聪聪

十一冶建设集团有限责任公司  广西  柳州市  545007

摘要：本文以广西钢铁集团炼钢厂主厂房钢结构安装施工为分析对象，对该项目的工程概况、准备工作、吊装方案、施工技术进行介绍和分析，并提出钢结构施工过程的注意事项，以期能为同类型的冶金工业钢结构厂房安装施工提供参考

引言：钢结构是大型钢铁厂的厂房最常用的一种结构，具有强度大，韧性高等诸多特点。然而目前钢铁行业发展迅速，钢铁厂厂房越来越大，钢结构作为主体结构，材料、工艺也都在不断发展，因此，对大型钢铁行业的钢结构厂房的施工技术进行研究是非常有必要。本文以广西钢铁集团炼钢厂主厂房钢结构施工为例，对钢结构安装施工过程的一些问题进行探讨。

一、工程概况：

   广西钢铁集团炼钢厂连铸主厂房占地面积87615㎡，主体为单层钢结构，横向1-35轴、纵向有四跨：连铸跨、切割跨、过渡跨、出坯跨。主要施工内容包括：钢柱、吊车梁、钢屋架、维护系统、其他钢平台等。其中切割跨钢屋架的跨度36米，属于危险性极大的项目，施工方案需要进行专家论证。钢屋架单重最重为4.5吨，钢柱最大高度为44米，最重为33吨，吊车梁最重为37吨。厂房为刚接排架结构，排架上柱为实腹式，中柱为为H式格构式或管+T式，下柱为钢管混凝土格构式。钢屋架系统为屋+托架+檩条+上下弦支撑。

二、施工准备以及施工方案的选择：

2.1施工准备：

编制施工方案，并组织专家会审。做好各级技术及安全交底，进场工人做三级安全教育。组织技术人员学习图纸及技术资料，熟悉并掌握图纸内容、技术、标准和规范及操作规程，了解熟悉各作业环节施工要求，要点及作业规程规范。勘察现场条件，做好吊装机械站位及行走面的换填土和压实工作，完成后大型机械进场安装就位。构件运输前先做好道路勘察，保证道路满足运输要求，配备齐全各种工具，测量仪器，劳保用品，利用经纬仪、水平仪对钢柱基础进行复测验收，对定位轴线、定位点等标识做好标示。构件运输、就位、堆放、外观检查、弹线、编号等准备工作。

吊装顺序：钢柱→吊车梁→钢屋架→屋面系统→维护系统。

2.2吊装方案的选择：

首先起重机的选择方法：根据被吊构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，站车位置确定，吊装幅度也就确定→根据构件的就位高度、吊索高度和站车位置，由起重机的起重特性曲线图确定臂长→根据回转半径、臂长，由起重机的起重特性曲线图，确定起重机额定起重量→起重机额定起重量大于构件的计算载荷，则起重机选择合格。

计算载荷计算公式：Qj=K1*Q  Qj——计算载荷， K1——动载系数，一般取1.1，Q——构件和索具的重量的吊装载荷

根据现场实际情况和吊装构件的大小及重量，综合考虑，选定150吨履带吊和100吨履带吊。履带吊的优点是对基础要求比较低，并可在一定距离内带载行走，稳定性和安全性较高。缺点是需占用较多现场的场地，且转场需拆卸运输，进出场费用较高。

三、钢柱的安装

基础复测完成后，在基础杯口划出十字定位轴线，供柱子就位后定位找正使用。钢柱构件进场后，按钢柱号放置于相应位置，需考虑吊车站位及行走范围，避免二次挪移。起吊采用滑行法或者旋转法，柱子在接近杯底时，应进行对位，即从柱四周向杯口放入8个楔块，并用橇棍拔动柱脚，使柱的吊装中心线对准杯口上的吊装准线，并使柱基本保持垂直。柱对位后，应先把楔块略为打紧，再放松吊钩，检查柱沉至杯底后的对中情况，若符合要求，即可将楔块打紧作柱的临时固定，然后起重钩即可脱钩。柱子校正采用两台经纬仪从柱的相邻两面观察柱的安装中心线是否垂直。垂直偏差的允许值：柱高H≤5m时为5mm；柱高H＞5mm时为10mm；当柱高≥10m时为1／1000柱高，且不大于20mm。当垂直度偏差较小时，可用敲打楔块纠正，当垂直度偏差较大时，可用千斤顶进行校正。柱子校正后，立即进行最后固定，然后进行浇筑。待第二次浇筑的混凝土达70％后，方能吊装上部构件。先吊装中下柱，待中下柱完成安装灌浆后，再吊装上柱。吊装前预先将直爬梯与钢柱装好，供柱子就位后吊钩摘除及后续安装作业使用。

四、吊车梁系统的安装

首先测设出吊车梁轨道中心线，并在柱肩梁处弹出吊车梁中心线和轴线。吊车梁吊装时应两点绑扎，对称起吊，吊钩应对准重心使起吊后保持水平。起吊时需在离地100mm的高度静置一分钟，确认无异常后再继续起升作业。吊车梁吊送到位后，安装人员通过格构柱上预先设置的爬梯上到操作平面，吊车梁系统的调校是在屋面系统安装完毕后进行。调校工作包括垂直度、标高、轴线的调整。吊车梁校正完毕后，立即固定，并及时安装制动系统。吊车梁安装时禁止在吊车梁下翼缘进行焊接。

四、屋架系统的安装

屋架系统包括屋架和托架。屋架最大跨度36米。

吊装顺序：绑扎→扶直与就位→吊升→临时固定→校正和最后固定

屋架在地面组装完好，100吨履带吊整体吊装就位。屋架绑扎点应选在上弦节点处，左右对称于屋架的重心。起重机位于屋架下弦一边，吊钩对准上弦中点，收紧吊钩并略起臂使屋架脱模，然后升钩并起臂使屋架以上弦为轴旋转为直立状况。屋架起吊后旋转至设计位置上方、超过柱顶约300mm，然后缓缓下落在柱顶或托梁上，力求对准安装准线。屋架对位后应立即进行临时固定，校正完毕应立即按设计规定用螺母或电焊固定，屋架固定后方可松吊钩。

五、其他需要注意的事项

1、安装临时措施：直爬梯、爬梯式挂笼，需要提前焊接在构件上。人员由爬梯上下，上下过程中必须佩戴双钩安全带，安全带使用时，交替摘挂，必须保证始终有一个钩处于挂载状态。高空作业有的位置人员不便安全到达的地方，采用吊笼方式将人吊送至作业位置。人员乘吊笼上下时，必须在吊钩上方的主吊绳上绑挂安全绳，供上下人员悬挂安全带。

2、安全保障措施：吊装现场道路必须平整坚实，回填土、松软土层要进行处理。如土质松软，应单独铺设道路。起重机不得停放在斜坡上工作，不允许起重机两条履带或支腿停留部位一高一低或土质一硬一软。吊装时，应有专人负责统一指挥，指挥人员应位于操作人员视力能及的地点，并能清除地看到吊装的全过程，与吊车司机作业指令采用对讲机进行。在风力等于或大于六级时，禁止在露天进行起重机移动和吊装作业。吊装作业下方及吊臂工作幅度范围内设安全隔离区，隔离区在吊装施工时，禁止人员进入或通过。起重作业严格落实“十不吊”。

3、安全交底：对进入施工现场的职工进行岗前安全交底工作，明确施工内容、工作环境、安全隐患及防范措施。作业人员必须正确使用安全帽，调好帽箍，系好帽带；正确使用安全带，高挂低用，2m以上的悬空作业，必须使用安全带。特种作业人员必须持证上岗，包括但不限于：电工、电焊工、起重机械指挥Q3、高处作业等。

4、钢丝绳的选用：以吊车梁为例，吊车梁最大重量36.69T，由2根吊绳吊挂。钢丝绳吊索与铅垂线存在夹角，吊索所受的拉力为：F = = 36.69*9.8/2cos24°= 196.80KN。   F——每根钢丝绳所受的拉力（KN）、Q——起重设备的重力（KN）、n——使用钢丝绳的根数、a——钢丝绳与铅垂线的夹角

钢丝绳的容许拉力计算公式P ==1150.33*0.9/5=207.06KN。

P——钢丝绳的容许拉力（KN）、ΣS0——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）；查规范表-20，得1150.33KN、a——钢丝绳之间荷载不均匀系数,取0.9、K——钢丝绳使用安全系数，吊装取5。

校核：钢丝绳索受拉力F=196.80KN

5、竣工验收：竣工验收是冶金厂房施工的最后一项和最后环节。在工程完工，并清理尾项后，同时整理工程资料，尽快验收，一并移交给业主和其他安装单位。

六、结束语

   综上所述，在我国经济发展的过程中，钢材需求的增大，钢材产量的提升，冶金工业的钢结构厂房工程越来越多，钢构件体积和重量也越来越大，施工难度越来越大，在钢结构吊装施工中，应选择合适的吊装机械设备，适配可行的吊装方法，将钢结构吊装到位，从而提高钢结构厂房整体建设质量和建设效率，具有重要意义。

作者简介：覃聪聪，男，1989年8月出生，本科学历，工程师职称，主要从事钢结构制作和安装，冶金工业设备安装和调试等方面研究。