60m跨度組合鋼梁分段整體吊裝施工

天津港務局文體中心體育館坐落在塘沽區新港路東段,建筑面積6298m2,總席位3004個。在其觀眾廳中間設置了由2榀平行弦桁架組成的組合鋼梁,鋼梁兩端安裝在4根鋼筋混凝土框架柱頂部的圈梁上,框架柱斷面50cm×100cm,柱頂高15.5m,組合鋼梁截面為6m×6m,跨度60m,自重達82.5t。支承組合鋼梁的框架柱與觀眾廳看臺框架連成整體,要求框架梁不留施工縫。

GWJ-1和GWJ-2為幾何尺寸和桿件斷面相同的2榀平行弦桁架,由支撐系統連接成箱形斷面,使其具有足夠的空間剛度。鋼梁的上弦、下弦和部分腹桿用16錳鋼或3號型鋼焊接成。其余桿件由型鋼組成。高跨和低跨的網架均有一邊支承在組合鋼梁上(圖6-28-1)

第1章    吊裝方案選擇

組合鋼梁體積龐大,制作和吊裝都有一定難度。由于缺少特大吊車，組合鋼梁不能整體吊裝。現有3種施工方案:

1.空中組裝:即搭設供組裝用的滿堂腳手架,用吊車將桿件吊到腳手架上,逐根進行組裝,稱為空中散裝法。其優點是一般20t吊車即可滿足起重能力要求。其缺點是需要搭設雙層腳手架供組裝時臨時固定,架設工具投入量大;全部組裝焊接均在高空進行,不易保證質量;拼裝組合過程中需1臺吊車配合,施工期較長;不安全因素多，施工難度大。

2.將GWJ-1及GWJ-2各分3段在地面制作,然后用40t輪胎吊抬吊到滿堂腳手架上,再拼裝成整體。與空中散裝法方案相比,高空焊接工程量稍有減少,但仍需搭設雙層滿堂腳手架。

3.根據起吊能力,將2榀鋼梁連同支撐系統在地面分3段制作,中段長25.68m,邊段梁長17.34m。在高空拼裝處搭設2組多立桿鋼管腳手架作為鋼梁的支承架,然后用2臺75t輪胎吊車將鋼梁抬吊到拼裝位置,焊接工作絕大部分在地面完成。3段組合鋼梁連接處的焊縫由技術最好的焊工在空中施焊,不必搭設滿堂腳手架,可大大減少架設工具投入量,降低施工難度,加快工程進度。

經反復比較,權衡利弊,最后選用第3種施工方案。考慮到組合鋼梁制作條件、地面拼裝等因素,決定基礎以上H~M軸與①~14軸間的鋼筋混凝土框架先施工,與組合鋼梁制作工期互不影響。

第2章    鋼梁制作

為有效控制制作誤差,先按起拱高度(15cm)放出大樣,作為下料依據。為便于加工制作并控制質量,在鋼梁組裝處附近設置1個27m×7m的混凝土平臺,平臺縱向每隔6m埋設1根14號槽鋼,作為組裝鋼梁的支撐點。平臺兩端設置基礎墩,間距為中段鋼梁長度,兩端均向外延伸17.34m(即邊段鋼梁長度)設基礎墩,基礎墩既作為地面預拼的支承臺,也是組合鋼梁吊裝前的就位位置。

鋼梁組裝時,先焊GWJ-1西段鋼梁,臨時固定;接著焊GWJ-2西段鋼梁,調整兩鋼梁軸線距離并找正后焊接支撐桿件,檢聾合格后用吊車移至西段的兩個基礎墩上存放。再用同樣的方法制作東段鋼梁,并放置在東段的兩個基礎墩上。最后制作中段鋼梁,放置在中段兩個基礎墩上。全部制作完畢后進行預拼并調整制作誤差。

第3章    搭設支承架

在分段組合鋼梁對接位置搭設2組多立桿的扣件腳手架,作為安裝GWJ-I、GWJ-2組合鋼梁的支承架,支承架的平面尺寸為8m×12m。在地面平整后,用8~12t壓路機輾壓3~5遍,填20cm厚道渣后再輾壓3~5遍,使地基承載力達到60kN/m2。然后鋪設道木及腳手板,鋼管腳手架底座按雙向70cm間距搭設多立桿扣件腳手架,每步高1.2m。考慮組合鋼梁就位時的吊點高度和起重臂旋轉幅度等因素,支承架搭設到第10步時,平面尺寸縮小到6m×10m。支承架四角設置纜風繩,以增加穩定度。支承架搭完后作靜載預壓,每個支承架壓載400kN,鋼梁吊裝前2d卸掉壓載。

第4章    鋼梁吊裝

鋼梁吊點位置距端部80cm,吊點處作加強處理。先吊中段鋼梁,后吊邊段鋼梁。重量最大的中段梁重34t,采用2臺75t輪胎吊抬吊,吊車設在預拼位置與安裝軸線的中間,吊車回轉半徑為9m。由于吊裝過程中統一指揮,動作協調,僅用2d時間就順利完成了3段鋼梁的吊裝任務(圖6-28-2)。