上海竖河建设工程有限公司
摘要：本文结合华东医院钢结构连廊工程实例，针对钢结构连廊的施工难点，分析了起重设备的吊装性能和施工环境，介绍了将现场将桁架拼接成单体框架整体吊装施工技术，该施工方法成功地完成了钢结构现场拼装，可供类似工程施工参考。
关键词：华东医院；钢结构；连廊吊装；现场拼装；胎架卸载
1工程概况
华东医院钢结构连廊工程，延安西路221号华东医院工程建设规模：连廊分为两，第一段两跨共102米，第二段20米左右，连廊宽度4米，总重约200吨。
2施工重难点分析
2.1本项目施工地点为上海市中心地区，业主单位为医院。项目难点在于交通运输以及施工过程中对业主单位正常工作的影响。
解决方案：我方采用主桁架工厂加工，现场将桁架拼接成单体框架整体吊装的方案。该方案可以解决运输难度的问题，同样尽量减少现场施工的时间，尽量降低施工时对业主单位的影响。届时需要向业主和政府交通主管部门协调关于夜间运输的事宜。
2.2本项目钢结构主连廊分为两段，跨度为59米和42米。由于条件限制安装为本项目的难点之一。
解决方案：59米跨框架分为4段吊装的，桁架运输至现场后，在施工现场拼接为框架分段，每个框架分段之间采用桁架式胎架支撑42米段落框架由于距离下部配电室过近，无法设置胎架，我方拟采用现场拼装成型后整体吊装的方案。42米长框架总体重量为55吨左右，我方采用两台吊机（200吨、150吨）联合起吊。
2.3本项目所在的地区占地紧张，有部分保护性建筑及树木，现场施工难度较大。
解决方案：一、在设计准阶段，通过分段吊装的方式尽量减少对空间场地的占用。二、牺牲部分绿化，开拓出施工场地，避免对文物保护建筑造成损害。三，配电房西侧有四颗保护性古树影响框架二的吊装，我方将会向上级主管部门提出申请，后修剪古树部分树冠，让出安装位置。
3现场施工方法及技术措施
3.1场地准备
本项目场地较为紧张，需要占用部分医院停车位置作为材料卸货及安装场地在HJ2-1（55吨整体吊装桁架位置）有部分古树影响吊装，我方拟修建上部枝叶，将次干用钢丝绳牵拉，主干不动的方法来清理出吊装空间，局部花坛及雨篷路灯进行拆除。
3.2预埋螺栓安装
以水准仪及经纬仪测出螺栓之高程及确实位置后，用钢板或角铁做成样板，使螺栓穿过样板，并将其焊牢固于基础钢筋上，再加以补强使其不发生松动，此种方式是地脚螺栓完全固定，不能再做调整之工作，故于安装时应注意检测其安装确实之位置及精度。
3.3连廊现场拼装
本项目采取工厂拼装单片桁架，现场桁架组装，成型后分段整体吊装的方案，拼装场地设置在锅炉房西侧，工厂预拼装桁架运输至现场，单榀桁架长度控制在12米之内，宽度3.8米左右，属于超宽运输，需请业主方配合办理相关手续。本工程的拼装平台，主要使用槽钢或者H型钢制作成马凳。马凳的高度以50cm为宜，既保证了稳定性，又便于工人施工。每榀桁架需要马凳6个，其中桁架上下弦杆对接口处必须设置马凳（图1）。
工厂预拼装桁架运输至现场后，配合现场吊机进行初步组装。首先立起两榀桁架进行调整后，安装横向联系杆。横线联系杆安装完毕后，该桁架已经形成整体，将其吊装到指定位置（两头支在胎架上。和其他桁架的弦杆进行拼装。最后完成斜向支撑的安装。在设计阶段中，横向系杆和斜向系杆，全部采用高强螺栓连接。桁架弦杆连接腹板采用高强螺栓连接后，翼缘焊接。
3.4连廊吊装流程
3.4.1吊装情况概述
本工程有两段连廊，连廊高度3280mm，宽度3790mm，安装完毕后，钢连廊底部钢梁下口标高14米，第一段由医院2#大楼起，过锅炉房、配电房到库房，共计约102米。第二段由库房到新建大楼约21米。应业主要求，我方施工顺序为先第二段桁架（新楼接库房部分）→第一段桁架钢柱→第一段桁架其他分段。综合考虑结构安全性及施工便利性，在施工过程中第一段桁架从北向南安装（优先连接2#楼）配电室上的整体桁架最后吊装。第二段连廊位于库房和新建大楼之间，重量约20吨，采用一台200吨吊机进行安装，由于现场施工环境较为空旷，所以不用设置胎架，直接由吊机将桁架吊装至已有支座位置进行固定即可。
在吊装之前，首先在已有的桁架上弦杆上便面腹板中心位置焊接吊耳，吊耳采用20mm厚钢板，尺寸见下图3，原则上吊耳设置在桁架整体长度的1/3处。
图1马凳示意图
图3
图2
吊索与构件的夹角按45°计算，每根分索受力为（^2)/4*构件重量，除最重构件HJ2-1外，最重构件约30吨，主索受力为300KN，按照风载为主受力构件质量20%算，需要D24以上的钢索方可满足条件。HJ2-1约60吨，主索受力为600KN，按照风载为主受力构件质量20%算，需要D34以上的钢索方可满足条件。故我方采用随车配备的D50吊索，可以满足使用要求
3.4.2工况一
应业主要求，首先吊装连接新楼部分（HJ3-1）吊机停放于库房和新楼的空地，具体吊装工况见下图4：
图4吊装工况图
该工况下吊装幅度16米，臂长32.5米最终吊装高度14.1米，理论吊装重量36吨，安全系数取0.8，吊索及吊钩重量按照1.5吨计，可吊重量27.3吨高于桁架自重（27吨）钢柱的吊装。
3.4.2工况二
钢柱分为两个片区，第一个片区（GZ-1）连接主楼，由于连廊深入已有结构，故先吊钢柱，该工况下，吊机停放于2#楼与锅炉房之间的通道西侧，具体位置及工况见下图5。
该工况下，150吨吊机臂长29.5米，工作幅度12米的理论吊重为34.3吨，吊钩及吊索约1.5吨，按照满载的80%计算，实际可吊装重量为25.9吨，高于GZ-1的自重（15t），满足要求然后在现场以散件拼接的形式将钢柱和主楼之间的钢构件连接成连廊第一片区钢柱完成后，进行第二片区钢柱吊装（GZ-2）
3.4.3工况三
该工况下，150吨吊机臂长29.5米，工作幅度12米的理论吊重为34.3吨，吊钩及吊索约1.5吨，按照满载的80%计算，实际可吊装重量为25.9吨，高于GZ-2的自重（22t），第二片区钢柱吊装完毕后，进行胎架的安装。由于锅炉房无法承受过大的施工荷载，我方采用门式胎架，跨过锅炉房，胎架跨度17米左右，采用桁架式结构保证强度。胎架基础采用独立混凝土基础。为了保证胎架的横向强度，我方采用联系桁架，将三片胎架联系成一个整体胎架结构示意图6。
图5
图6整体胎架结构示意
桁架式胎架宽度2米，上铺竹笆板作为施工和行人平台，安全生命线沿胎架和联系桁架设置。胎架顶部距离锅炉房顶标高差2.8米，每个胎架设置两个钢爬梯作为垂直行人通道，施工人员通过钢爬梯下到锅炉房顶，从锅炉房顶到达另一片桁架。胎架安装完毕后，进行钢连廊的分段吊装。
3.4.4工况四
首先吊装HJ1-1，HJ1-1长度15米，重量18t，吊装工况如下：作业幅度半径12米，起吊高度18米该工况下，150吨吊机臂长29.5米，工作幅度12米的理论吊重为34.3吨，吊钩及吊索约1.5吨，按照满载的80%计算，实际可吊装重量为25.9吨，高于HJ1-1的自重（18t），满足要求。桁架安装时在胎架上表面使用垫板焊接在胎架上，以确保桁架的标高准确，垫板垫至指定标高后，将垫板与胎架上表面焊接牢固。待卸载胎架时，用氧炔对该部分进行切除。
3.4.5工况五
该工况下，150吨吊机臂长29.5米，工作幅度12米的理论吊重为34.3吨，吊钩及吊索约1.5吨，按照满载的80%计算，实际可吊装重量为25.9吨，高于HJ1-2的自重（20t），满足要求。进入该阶段后没调整临时围挡的部位，将风管下部（2号楼和锅炉房之间）的通道让出，以保证业主单位的正常使用。如下图7所示。待HJ1-2吊装完毕后，进行HJ1-4的吊装吊装。
3.4.6工况六
钢柱工况为作业幅度半径12米，吊臂长度31m，该工况下，100吨吊机臂长31米，工作幅度12米的理论吊重为24吨，吊钩及吊索约1.5吨，按照满载的80%计算，实际可吊装重量为17.7吨，高于HJ1-2的自重（13t），满足要求。待HJ1-4吊装完毕后，进行HJ1-3的吊装，连廊第一段钢结构贯通。
3.4.7工况七
由于现场道路条件限制，HJ1-3中部位置吊机无法展开，故采用两台吊机在头尾两端配合共同吊装。由于场地限制，南侧吊机采用100吨（原吊HJ1-4的设备）和150吨的吊机。150吨吊机的吊装工况为幅度20米，吊臂长度31米；100吨吊机工况为幅度12米，吊臂长度26.5米。根据上述工况，150吨吊机理论起吊重量为17吨100吨理论起吊重量为24吨，吊钩和吊索重量为3吨。实际吊装重量按照满载的70%计算，理论吊装重量为25.7吨，高于HJ1-3的自重（20吨）。第一片连廊贯通后，进行第二片连廊的吊装。第二片连廊位于配电房上方。配电房顶面标高距离钢连廊结构下表面不足50CM，无法进行胎架的设置，故采用现场地面组装，整体吊装的方案。
图7
图8HJ1-4的吊装
图9HJ1-3的吊装
3.4.8工况八
第二片连廊长度约42米，由于环境条件限制，用辊轴和牵引机将胎架分段运输至连廊所在位置下方的道路上之后进行拼装，拼装完毕后，由两台吊机在头尾配合进行组合吊装。吊装钢柱工况为北侧150吨吊机工作幅度10米，吊臂长度25.3米，理论吊装重量45吨。
南侧200吨吊机工作幅度14米，吊臂长度27.5米，理论吊装重量42.5吨，取70%满载，吊钩吊索3吨，实际可起吊重量58吨大于构件自重（55t），第一段钢连廊主体结构贯通之后，进行支撑杆的散件安装,支撑杆件单根构件最重1.2吨。25吨汽车吊在工作幅度10米，臂长25米的工况下理论起吊重量为4.4吨，完全可满足吊装需求。全部安装结束，通过分段验收之后，进行整体卸载，拆除所有的胎架。胎架卸载完毕，第一段连廊施工结束。
3.5胎架卸载
本项目桁架式胎架重量约13吨，卸载时需要配备150吨吊机一台。卸载应在所有结构焊接完成的24小时候后，无损检测后方可卸载。卸载时，首先将胎架上部联系桁架下弦杆的调节钢板割除，割除调节钢板厚后使用千斤顶支撑住柱顶板与桁架式胎架的下部弦杆，且用吊索将桁架固定在吊钩上，做到双重保险。将吊索张紧后切割桁架式胎架与圆管柱头板的连接钢板。待胎架松动后，使用缆风绳将胎架调整至和桁架平行，用汽车吊将其吊至指定位置，该吊装工况为：吊装半径18米，主臂长度33米，理论吊重20吨，取80%安全系数后，最大吊重16吨，大于胎架自重。
4结语
大跨度钢结构的施工受工程结构特点和环境因素的影响，施工过程中应合理选用施工方法。本工程采用现场将桁架拼接成单体框架整体吊装工艺进行钢结构施工，可以方便、经济、合理地解决现场安装问题，操作简单，施工安装速度快。
参考文献
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