大型履带吊车行走路线加固技术

[摘要] 自重达150t 的履带吊车在钢筋混凝土楼板面上进行大面积的行走吊装作业,最大吊装重量达39t 。本文详细介绍了吊车行走路线的选择和各种不同工况时采用的加固方法。

[关键词] 加固工程; 履带吊车; 行走路线; 工况

深圳会议展览中心展厅的钢箱形梁跨度为126m,单榀箱梁截面为1 000mm ×26 000mm,重约250t 。安装时,采用大型150t 履带吊车分8 段吊装,在支撑架上进行高空拼装的方法。在展厅北区的⑤～lw轴间有1 层地下室,该区域的钢结构吊装作业面东西长为350m,南北宽为126m,总面积达3 780m2 ;吊装单件最大重量为39t ,安装标高最高为30.000m。根据施工总计划,在钢结构吊装作业时, ±0.000 层以下土建结构已施工完成。钢结构吊装施工作业面安排在±0.000 层,大型履带吊车必须在±0.000 层楼面上进行作业,因此必须在吊车行走路线上对±0.000 层楼板进行加固。

1 　±0.000 层结构分析

1) ⑤～ ⑥轴通道处的纵向梁截面为600mm ×1 800mm,跨距为10 000mm,梁间距为3 000mm。其余处纵向主梁最大的截面为1 200mm ×1 200mm,最小截面为600mm×1 000mm,跨距为6 000 、9 000 、10 000mm,梁间距为9 000mm;横向次梁截面为400mm×1 200mm,跨距为9 000mm,梁间距≤3 000mm;楼板厚度为200 、250 、300mm。所有次梁与楼板一次浇筑成型。

2) 在⑤～ ⑥轴通道处,地下室标高约为- 7.950m;在其它轴线,地下室标高为- 5.400m。该区域有许多顶端标高为0.650m 的钢立柱、幕墙柱底座,以及多功能厅钢柱的底座。

3) 在通道和多功能厅区域( ⑤～ ⑧轴) ,楼板的设计承载力为35kN/m2 ;在入口处( ⑧～lw轴) ,楼板的设计承载力为3.5kN/m2 。

2 　履带吊车参数及吊装荷载

2.1 　履带吊车参数(见表1)

表1 　履带吊车参数

吊车型号 主臂工况/m 履带中心距/m 行走轮中心距/m 履带宽/m 整机重量/t

LS528S Ⅱ 39.624 5.300 6.717 1.118 140

2.2 　施工荷载

住友LS528S Ⅱ型150t 履带吊车在39.624m主臂工况时,车身和配重合计重约为140t ,履带接触楼面面积为15m2 。吊车空载时,对楼面平均压力约为93.3kN/m2 ;在吊装作业工况时,单件最大起重量为39t ,接触楼

面最大平均压力约为119kN/m2 。

3 　确定吊车行走路线

1) 根据该区域钢结构的安装位置,明确在满足起重机吊装能力的前提下,履带吊车行走路线的范围。

2) 行走路线必须避开支撑架和钢立柱底座的位置。

3) 必须充分利用土建结构,吊车的履带尽可能避免压在楼板或梁的跨中;吊车的行走路线尽可能减少转弯次数,因履带吊车外形尺寸较大,转弯时不仅需要较大的转弯半径,还产生较大的摩擦力和对楼面的冲击力。

4) 吊车行走路线尽量避免幕墙柱底座,如果不能避开,干扰的幕墙柱底座推后施工。

5) 行走路线平面如图1 所示。

6) 根据吊车的行走路线及楼板结构,把吊车在楼板上吊装作业分成几个典型的工况:

①工况Ⅰ　吊车沿次梁方向行走,吊车重量几乎全部直接传到次梁上,区域为靠⑥和⑧轴南北走向。

②工况Ⅱ　吊车沿次梁方向行走,吊车重量同时直接传到次梁和楼板上,区域为在⑤和⑥轴和靠⑦轴南北走向。③工况Ⅲ　吊车垂直次梁方向行走,吊车重量同时直接传到次梁和楼板上,区域为在⑥～lw轴靠^轴的路线。

④工况Ⅳ　吊车原地转向,区域为在⑥～ ⑧轴靠^轴的3 个转向区域。

4 　加固技术

4.1 　±0.000 层原结构加固设置刚性顶紧装置,加强±0.000 层原结构的强度。

1) 用无缝钢管φ219mm ×8mm 和φ168mm ×7mm 顶紧吊车行走路线上的次梁,大幅度减小次梁的跨距,提高次梁的承载能力。通过斜垫铁垫紧钢管底部与底板间的间隙,然后把钢管、斜垫铁与底板焊接牢靠。

2) 用扣件式钢管脚手架(φ48mm ×3.5mm) 顶紧±0.000 层钢筋楼板或钢筋楼层梁,脚手管顶部设型号为M36 可调式螺杆支座,确保每根立柱对楼板达到顶紧支撑。在立柱钢管靠楼板底部150mm 处,加设1 道拉结杆,加强立柱顶端整个工作面的刚度。根据钢管的承载力计算地下室的高度以及在相同承载力情况下节约材料的用量, 确定立柱间距为400mm, 步距为1 200mm。经计算, 用扣件式钢管脚手架(φ48mm ×3.5mm) 能承受的动载荷为233.1kN/m2 。

3) 无缝钢管及脚手架钢管立柱的承载力如表2 所示。

表2 　钢管立柱的承载力

钢管规格/(mm×mm) 横截面积A/cm2 回转半径i/cm 长度l/cm 长细比λ 稳定系数φ 动载荷NQk/kN

φ219 ×8 53.03 7.47 560 75.0 0.813 662.3

φ219 ×8 53.03 7.47 400 53.5 0.905 737.3

φ168 ×7 35.41 5.70 400 70.1 0.838 455.7

φ48 ×3.5 4.89 1.58 120 109.1 0.522 37.3

4.2 　设置缓冲层

避免履带直接与楼板面接触,缓冲履带吊车工作时的冲击力,达到保护楼板表面质量的目的。

1) 在吊车履带与次梁之间铺18mm厚的木模板,吊车履带直接压在木模板上,缓解重载履带吊车动载时的冲击力。

2) 在吊车履带与楼板之间铺150mm 厚的石粉层,一方面缓解重载履带吊车动载时的冲击力,另一方面起到分散吊车集中荷载的作用。

4.3 　其它措施

楼面上铺设钢板,重新分配履带吊车对楼面的荷载。

5 　各典型工况加固方法

5.1 　工况Ⅰ加固方法(见图2)

吊车顺次梁方向行走,履带直接压在2 根400mm×1 200mm次梁上,用φ219mm×8mm的钢管顶紧次梁,每跨顶撑3 处,使次梁的跨距由9m 降到2.25m。楼板面上铺设厚为18mm 的木模板作为缓冲层。另外,在图示的右边履带处,在木模板上再铺设厚为25mm 的钢板。

5.2 　工况Ⅱ加固方法(见图3)

吊车顺次梁方向行走,履带同时压在次梁和楼板上。在多功能厅区域,用φ219mm ×8mm 的钢管顶紧次梁,各钢管间的间距为2.25m, 缩小次梁的跨距到2.25m;同时搭设2 个脚手架排架,排架中心与履带中心重合。在通道处,用φ219mm ×8mm 的钢管顶紧纵向梁( 截面为600mm ×1 800mm) , 各钢管间的间距为2.5m;同时搭设2 个脚手架排架,排架中心与履带中心重合。通道处采用的加固方法与多功能厅区域相比,只是脚手架排架的高度高了2.15m,其它基本相同。

5.3 　工况III 加固方法(见图4)

吊车垂直次梁方向行走,履带同时压在次梁和楼板上,用φ219mm ×8mm 的钢管顶紧履带压在次梁部位。同时搭设2 个脚手架排架,排架宽为2.4m,排架中心与履带中心重合。

5.4 　工况Ⅳ加固方法

搭设满堂红脚手架,搭设面积为10m ×10m。脚手架中心与履带吊车原地转向中心重合。

6 　施工注意事项

1) 无缝钢管底部的斜铁必须垫紧,并且焊接牢靠。

钢管和扣件必须严格进行检查验收,脚手架搭设完成必须严格按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ13022001 验收。在加固区域,设置全天候24h 照明,并有专人负责巡查。

2) 木模板铺设时,离边缘至少有20mm 的距离,防止因压力直接压在边缘而造成局部破坏。在铺设石粉区域,必须用红线明确标出加固区域,并有专人指挥吊车的行走,防止吊车行走到未加固区域。