大跨度空間飛天扶梯多段吊裝施工技術(shù)

陳旭超，鄒 雙，何 宇，黨治權(quán)

（中國(guó)建筑第二工程局核電建設(shè)分公司，廣東 深圳 518000）

大跨度桁架吊裝按照吊裝方式分主要有空中散裝、整體提升法、分段吊裝法、高空滑移法等[1]，按照吊裝作業(yè)環(huán)境分為室外開(kāi)敞空間大跨度桁架吊裝和室內(nèi)復(fù)雜空間大跨度桁架的吊裝兩個(gè)方面。室外開(kāi)敞空間大跨度桁架多采用塔機(jī)或其他大型吊裝機(jī)械分段分片吊裝。室內(nèi)復(fù)雜空間大跨度桁架吊裝主要為地鐵及商場(chǎng)扶梯的吊裝，地鐵扶梯吊裝常用大型機(jī)械和結(jié)構(gòu)預(yù)留吊裝點(diǎn)進(jìn)行吊裝，即將扶梯桁架直接吊裝或者將多段扶梯桁架在地面拼接后通過(guò)預(yù)埋吊點(diǎn)吊裝。目前學(xué)者對(duì)大型復(fù)雜空間綜合體室內(nèi)的吊裝施工研究較少。本研究對(duì)象的中庭飛天扶梯，提升高度28.5m，水平跨度59.7m，且扶梯桁架吊裝時(shí)要穿越5 層結(jié)構(gòu)樓板的預(yù)留洞口。此跨度和高度的飛天扶梯安裝在亞洲尚屬于首次，且桁架斜向上穿越預(yù)留洞口的吊裝案例較少。

飛天扶梯不僅跨度超大、高度超高，而且扶梯桁架要從五層中島樓板中穿過(guò)，因此將全部扶梯桁架在地面拼接完成后采用大型吊裝機(jī)械直接吊裝較為困難，且商業(yè)綜合體一層樓板能夠承受的荷載不足以采用大型吊裝設(shè)備進(jìn)行吊裝，因此采用分段吊裝，即將3 段飛天扶梯桁架經(jīng)過(guò)空中轉(zhuǎn)運(yùn)至指定位置后再空中拼接后完成吊裝。飛天扶梯無(wú)依托原有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行垂直、水平運(yùn)輸空間條件，室內(nèi)樓板荷載條件、空間狀況不允許扶梯整體安裝。

1 材料與設(shè)備

吊裝工具有：手拉/電動(dòng)葫蘆、電動(dòng)提升機(jī)、鋼絲繩、鋼絲繩頭、滑輪、卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼管、對(duì)講機(jī)、撬棍、大錘、安全帽、安全帶、手套、安全繩、鋼梁等（表1、表2）。

表1 主要吊裝工具

表2 吊裝參數(shù)

2 工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 吊裝工藝流程

飛天扶梯吊裝工法主要步驟：①飛天扶梯吊裝點(diǎn)的受力復(fù)核及設(shè)置；②飛天扶梯桁架進(jìn)場(chǎng)和扶梯桁架的“臥式”拼裝；③飛天扶梯桁架的吊裝，其中包括飛天扶梯桁架的空中轉(zhuǎn)運(yùn)和扶梯桁架的空中拼接；④飛天扶梯整體調(diào)試，扶梯配件安裝；⑤扶梯的臨時(shí)存放和成品保護(hù)。

預(yù)留飛天扶梯吊裝點(diǎn)需要滿足吊裝荷載需求。飛天扶梯安裝吊裝點(diǎn)安裝只需將鋼絲繩和吊鉤固定在原結(jié)構(gòu)梁上，飛天扶梯桁架用坦克車在叉車牽引下分段進(jìn)場(chǎng)，然后將各小段的桁架分別拼裝成扶梯頭段、扶梯中段、扶梯尾段3 段桁架；最后將3 段桁架分別起吊后在空中進(jìn)行拼接。

2.2 吊裝點(diǎn)設(shè)置及受力復(fù)核

經(jīng)過(guò)專家復(fù)核提出各層吊裝點(diǎn)的具體位置和吊裝點(diǎn)配件組裝的要求。飛天扶梯各吊裝點(diǎn)的位置如圖1 所示，5 層1/G～13～14 軸有6 號(hào)、7 號(hào)、8 號(hào)3 個(gè)扶梯桁架吊裝點(diǎn)；K～1K 軸交14～15軸則在2 層有1 號(hào)、2 號(hào)2 個(gè)吊裝點(diǎn)、3 層有3 號(hào)和4 號(hào)2 個(gè)吊裝點(diǎn)、4 層有5 號(hào)1 個(gè)吊裝點(diǎn)；建筑頂板結(jié)構(gòu)梁上設(shè)置4 個(gè)吊裝點(diǎn)，分別在13 軸交D、E、F 軸結(jié)構(gòu)梁上，以上都是在結(jié)構(gòu)梁上直接做吊裝點(diǎn)。9 號(hào)和12 號(hào)吊裝點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)梁間安裝吊掛構(gòu)件，并張掛直徑36mm 鋼絲繩作為吊裝點(diǎn)，構(gòu)成25t 吊裝點(diǎn)如圖2 所示。其他吊裝點(diǎn)吊裝核載均為10t。吊裝點(diǎn)要求：鋼絲繩與框架柱的連接位置應(yīng)位于樓層標(biāo)高附近，柱子與梁在各方向的拉結(jié)情況較好的位置；中庭內(nèi)部的柱子因樓層開(kāi)洞通高，不宜設(shè)置繩索連接點(diǎn)。如必須在中庭內(nèi)部設(shè)置連接點(diǎn)時(shí)，應(yīng)在中庭柱加固完成后進(jìn)行；繩索與梁和柱連接點(diǎn)應(yīng)做好對(duì)原結(jié)構(gòu)梁和柱的保護(hù)，在鋼絲繩與原結(jié)構(gòu)接觸位置設(shè)置軟墊或者麻布；在梁上設(shè)置吊裝點(diǎn)時(shí)，應(yīng)設(shè)置在框架梁上且盡量靠近梁端的位置，不能設(shè)置在懸挑梁上。

圖1 飛天扶梯各吊裝點(diǎn)的位置

圖2 9號(hào)和12號(hào)吊裝點(diǎn)

3 飛天扶梯吊裝

飛天扶梯吊裝主要包括扶梯頭段、中段、尾段的吊裝，各段扶梯桁架的吊裝又分為飛天扶梯桁架起吊、空中轉(zhuǎn)運(yùn)（吊裝點(diǎn)的轉(zhuǎn)換）、扶梯桁架的空中拼接3 個(gè)過(guò)程。

3.1 飛天扶梯桁架進(jìn)場(chǎng)和桁架的臥式拼裝

扶梯頭段桁架底部頭端兩邊放2 個(gè)坦克車，然后用叉車從扶梯桁架的另一端抬起并推動(dòng)扶梯桁架緩緩進(jìn)入施工場(chǎng)地。

飛天扶梯桁架分采用“臥式”方式將9 小段桁架地面拼裝成扶梯頭段、中段、尾段3 大段桁架。首先拼接扶梯頭段桁架，扶梯頭段桁架由兩小段桁架拼接而成。用千斤頂和電動(dòng)提升機(jī)等將兩段扶梯桁架接口調(diào)至同一高度和位置進(jìn)行拼接，人工從兩段扶梯桁架的兩邊用撬棍撬動(dòng)桁架或者用電動(dòng)葫蘆將兩段扶梯桁架拉接至桁架預(yù)留鋼螺絲洞口正好對(duì)齊位置，最后將合并到一起的扶梯桁架用鋼螺絲釘固定。扶梯中段和尾段桁架的拼接與扶梯頭段桁架的拼接過(guò)程類似。

3.2 扶梯頭段吊裝

扶梯頭段的起吊重量為16t，扶梯頭段的起吊先后啟用了3、4、6、7、8、9、10、11、12 號(hào)吊裝點(diǎn)，扶梯頭段桁架通過(guò)吊裝點(diǎn)的轉(zhuǎn)換進(jìn)行大跨度的空中轉(zhuǎn)運(yùn)，最后穿過(guò)中庭5 層結(jié)構(gòu)樓板完成吊裝，在3 段桁架吊裝過(guò)程中頭段吊裝過(guò)程轉(zhuǎn)換吊裝點(diǎn)數(shù)量最多且空中轉(zhuǎn)運(yùn)位移最大、吊裝過(guò)程也最為復(fù)雜。

3.3 扶梯尾段吊裝

扶梯尾段重24t，扶梯尾段桁架起吊先后啟用了1、2、3、4、5、7、13、14 號(hào)吊裝點(diǎn)，在向上起吊的過(guò)程中增加13 號(hào)和14 號(hào)吊裝點(diǎn)即在扶梯桁架右側(cè)增加一個(gè)受力點(diǎn)，避免扶梯桁架在向上起吊的過(guò)程中突然向左側(cè)大幅度擺動(dòng)。待扶梯尾段桁架吊離地面一定高度時(shí)，緩緩地將桁架右側(cè)的手拉吊葫蘆慢慢松開(kāi)使扶梯尾端桁架慢慢移到扶梯基坑正上方，最后再緩慢地往下松電動(dòng)提升機(jī)直至電動(dòng)提升機(jī)完全下降至扶梯基坑底部完成扶梯尾端的吊裝。

3.4 扶梯中段起吊

拼裝后的扶梯中段重21t，扶梯中段桁架的起吊主要依托5 號(hào)、6 號(hào)和7 號(hào)號(hào)吊裝點(diǎn)分別吊起扶梯中段桁架的兩端。待扶梯中段桁架起吊至一定高度時(shí)，此時(shí)增加屋面9 號(hào)吊裝點(diǎn)，同時(shí)調(diào)整扶梯桁架的位置直至扶梯中段桁架和上、下兩段桁架完全拼接完成。扶梯兩段桁架之間間隙用小型電動(dòng)吊葫蘆將兩段待拼接的桁架進(jìn)行合并后用鋼釘拼接。

3.5 飛天扶梯桁架空中的拼接

飛天扶梯中段桁架的起吊至中庭指定位置后需要將其與扶梯頭段和扶梯尾端進(jìn)行空中拼接，首先在空中拼接扶梯尾段和扶梯中段桁架，然后將尾端和中段拼接后的桁架與扶梯頭段桁架進(jìn)行空中拼接，然后完成吊裝。拼接過(guò)程通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)吊裝點(diǎn)的來(lái)調(diào)整在拼接的兩條桁架在同一直線上，通過(guò)電動(dòng)葫蘆等設(shè)備調(diào)節(jié)扶梯在拼接桁架的接口距離以便于拼接。

3.6 吊裝后飛天扶梯的調(diào)試

飛天扶梯吊裝和桁架空中拼接完成后需調(diào)其標(biāo)高線和水平分中。調(diào)節(jié)扶梯桁架標(biāo)高線采用4個(gè)10t 千斤頂，分別從飛天扶梯兩側(cè)及桁架兩側(cè)將飛天扶梯桁架升至設(shè)計(jì)標(biāo)高后在扶梯桁架兩側(cè)牛腿位置受力點(diǎn)墊鋼板。飛天扶梯桁架水平分中采用擴(kuò)張器調(diào)節(jié)扶梯桁架的水平分中。

4 結(jié)語(yǔ)

1）大跨度空間飛天扶梯多段吊裝施工技術(shù)施工準(zhǔn)備簡(jiǎn)單，飛天扶梯吊裝點(diǎn)增設(shè)、拆卸簡(jiǎn)單，可以在吊裝過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要及時(shí)增設(shè)不同受力方向的吊裝點(diǎn)調(diào)節(jié)多段扶梯桁架間的距離和方向便于多段桁架間的拼接。飛天扶梯的吊裝點(diǎn)增設(shè)只需要在原建筑結(jié)構(gòu)的梁板預(yù)留洞口將鋼絲繩和吊鉤固定在原結(jié)構(gòu)梁上。

2）技術(shù)突破限制，飛天扶梯吊裝技術(shù)同時(shí)可以突破傳統(tǒng)吊裝對(duì)扶梯桁架長(zhǎng)度和高度的限制。打破原建筑室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境對(duì)吊裝施工的限制，避免室內(nèi)復(fù)雜吊裝空間對(duì)吊裝機(jī)械臂作業(yè)面的限制。大跨度飛天扶梯吊裝技術(shù)可以進(jìn)行大跨度空間的大跨度空中轉(zhuǎn)運(yùn)，避免復(fù)雜空間不能垂直吊裝難題。

3）操作精準(zhǔn)可靠，飛天扶梯多段吊裝技術(shù)能夠在起吊多段扶梯桁架后在空中精準(zhǔn)的拼接。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)精細(xì)化的空間吊裝操作。

4）吊裝操作便捷，飛天扶梯多段吊裝技術(shù)在吊裝過(guò)程中可以便捷地通過(guò)轉(zhuǎn)換吊裝點(diǎn)調(diào)節(jié)扶梯桁架的位置等?？梢酝瑫r(shí)安全可靠、便捷地調(diào)節(jié)扶梯桁架待拼接端的角度位置方便拼接。

5）吊裝成本節(jié)約，飛天扶梯多段吊裝的電動(dòng)提升機(jī)可以重復(fù)使用，效率高，節(jié)約成本。