嘉兴体育馆钢结构吊装施工技术应用

2011-03-10陆惠明

山西建筑 2011年12期

陆惠明

1 工程概况

嘉兴体育馆作为2010年省运会主会场，建筑面积18 892 m2，体育馆内共设有6 000余座，位于嘉兴学院梁林校区内;体育馆结构地上4层，地下1层，檐高为23.3 m，主体结构为多层混凝土框架，屋架结构为75 m双向正交空间钢管桁架体系。

体育馆的形体呈矩形布局，建筑内容包括中心比赛馆、训练馆、室内游泳馆及附属用房等。主结构件约为848 t，钢檩条约305 t，马道约30 t，埋件约7 t;比赛馆主桁架12榀，每榀长度约75 m;训练馆主桁架6榀，每榀长度约为33.5 m;比赛馆主桁架12榀，每榀长度约35 m。

嘉兴体育馆钢结构制作、安装工程总量约达1 200 t，制作与安装工程量大。单片钢管桁架最大尺寸为75.935 m(长)×3 m (高)，重量约28 t，吊装精度要求高，运输、吊装难度大，桁架设计要求起拱120 mm。桁架上下弦和腹杆杆件截面为圆形管。钢屋架材质为Q345C，最大板厚50 mm。充分考虑到现场施工条件，采用高空累积滑移的施工方法安装。

2 施工方案选择

本工程场馆内场地小，四周有看台，不能满足拼装、吊装要求，只能在场馆四周吊装，吊装难度大;比赛馆跨度大，主桁架长度约为76 m，在吊装时易发生旁弯、扭曲，为了保证工程质量，项目部制订出在场馆端头搭设拼装平台，主次桁架拼装焊接好后，逐榀累积形成整体单元利用铺设的临时轨道空中滑移到位，整体卸载就位的方案。

3 钢结构安装施工组织

本工程分为三个场馆：比赛馆、训练馆、游泳馆。钢结构屋盖按场馆分为三个：比赛馆屋盖、训练馆屋盖、室内游泳馆屋盖。笔者以比赛馆屋盖为例，重点介绍钢结构吊装的施工过程和技术控制要点。

3.1 钢结构安装前准备工作

1)轴线、标高复核：结构安装前应对基础轴线和标高再次进行检查，其柱应符合如下要求：柱间距符合标准要求;柱垂直度符合标准要求;柱顶面预埋钢板为支承面，支承面的允许偏差应符合规范要求。2)吊装机具的选择：本工程比赛馆和游泳馆采用在场馆一端拼装，分片累积滑移，分段吊到组装平台上拼装;训练馆采用馆外吊装H型钢梁，馆内吊装管桁架。单品桁架最重约8 t，采用50 t履带吊，50 t汽车吊，25 t汽车吊三种型号的吊车吊装。

3.2 安装施工工艺流程

安装施工工艺流程见图1。

3.3 吊装思路

主钢梁在工厂分五段进行加工制作并运输，每段约5.5 t，制作完毕进行整体预拼装，经工厂检验合格，按吊装要求运至现场指定地点。吊装时可根据现场条件和起重运输设备情况进行选择考虑，吊装方法为利用50 t汽车吊吊装。利用50 t汽车吊在楼面胎架上拼装成整体，经检验合格后在标高为+18.875 m的滑移轨道上，沿钢柱两侧轨道整体滑移到位后安装。次钢梁可利用塔吊吊装或利用汽车吊或现场塔吊吊装，部分采用手动葫芦或小型卷扬机吊装到位后安装，每榀主桁架拼装时吊车工作示意图如图2所示。

4 吊装前的准备工作

1)操作平台采用脚手架搭设，南看台A-G/10-19处向上搭设，设置交叉支撑，搭设到标高18.674 m处，脚手架上平面满铺脚手片，并有周边围护，以确保安装人员操作安全。比赛馆脚手架区域见图3。2)整体滑移轨道承重梁和滑移轨道安装：在东北两侧+18.875钢梁上部安装牛腿、轨道梁以及槽钢轨道，以便主钢梁整体滑移。两侧滑移梁分别用□300×300×10和□350×350× 10的方管，每根柱面上预埋螺栓碰到处作局部处理，开口加固，且圈梁下方加固，用两根φ168×5的钢管支撑在四层梁柱处。由于两条轴线上桁架支座有高差，高差为117 mm，需在⑩轴线桁架支座下加67 mm的垫块，使桁架处于水平状态。由南向北滑移，用牵引绳捆绑在已经拼装完成的南侧边桁架上，利用北侧处的牵引装置同步滑移组装好的整榀桁架，滑移至目标位置，期间关键要注意控制滑移的速度和安装制动装置。3)载重滚轮小车选型：滑车采用定型的载重滚轮小车型号为ER-30。4)滑移牵引计算：依据滑移区拟安装构件的重量，采用同济大学3D3S软件和MORGAIN软件分别对支撑反力和滑移牵引力进行了验算。通过计算发现，支撑反力的最大值为3 585 kN，滑移牵引力最小值为552 kN，牵引动力采用HS-8型号的8 t手拉葫芦，能满足牵引滑移要求。

5 主钢梁吊装和滑移

1)吊装顺序：整榀梁共35 m长，到场地后分五段在拼装台上拼装，每段重约5.5 t，吊装时先用50 t的吊机从地面把第一榀的第一段吊至前台的拼装平台上加以固定，再将第二榀的第一段吊至第二平台上固定后，连接次梁，使其成为一个整体加强稳定性。第一榀的第二段吊至第一操作平台上固定好，再把第二榀的第二段吊至第二操作平台上，连好次梁，然后再把第一榀的第三段吊至操作平台上加固好后，依此顺序，把第二榀的第五段吊至操作平台位置加固后，进行整体拼装。2)吊装时要求吊车站体育馆南侧地面，然后详细检查各项安全设施及吊装前准备，确保万无一失，符合施工方案的要求，准备吊装。3)在检查确认一切装置处于正常，安全状态后，将五段钢梁分别慢速吊离地面10 cm的高度，停止吊车起升动作，进行20 min的试吊检查。4)当检查确认整个吊装装置各受力点均安全后，再继续进行钢梁垂直吊运，同时在吊运过程中，由专业人员专人对所有装置及吊运通道进行监视，确保安全运作。5)当钢梁吊至楼面高度时，停止吊车起升动作，使钢梁缓慢吊装到拼装平台上，钢梁放置稳定后即可解除作用在钢梁上的吊索具，进行主钢梁整体拼装，包括两榀主钢梁之间的次梁全部连接完毕。另外，屋面主钢梁下翼缘每隔15 m安装一条临时次梁(HN250×125)作为下翼缘加固措施，滑移到位并且主钢梁连接完成之后，可拆除临时次梁。6)拼装完成后，完全由水平滑移装置进行水平滑移，滑移牵引装置利用2 t手扳葫芦或手动葫芦，手动葫芦固定在轨道梁牛腿翼缘板上，当滑移到一定位置时手动葫芦移动固定到下一个牛腿。7)钢梁整体滑移到位后，随即利用千斤顶调整钢梁标高并进行安装，安装完毕可逐步拆除部分轨道。整体滑移时，要慢速牵引，并在轨道上作好标志作为滑移牵引的行走位置对照，以确保滑移同步进行。每移动1 m要进行移动同步测量。