专利名称：大跨度弧形空腹梁吊装施工方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑施工过程中的结构安装施工技术，具体地说是一种大 跨度弧形空腹梁吊装施工方法。
技术背景目前，国内建筑业中钢结构工程发展迅猛，大跨度空间结构的建筑物的设 计建造也是越来越多。针对空间结构工程发展的要求，迫切需要具有与之相适 应的结构安装施工技术。对于大跨度钢结构空腹梁，目前的吊装方法可归纳 为1、整体跨外单机吊装法；2、整体跨内单机吊装法；3、整体跨外或跨内 双机抬吊法；4、跨外双机抬吊法；5、跨内分段吊装高空组拼法；6、累积滑 移安装法。整体跨外单机吊装法，在大跨度建筑以及吊车能力受限的情况下，有可能 无法吊装到位；跨内单机或双机吊装法，均要求在跨内有适应吊车站位和构件 放置的场地；跨外双机抬吊法，也要求在跨内有被吊构件的拼装、放置场地， 或者要求在履带吊车的行进路线上没有障碍物；跨内分段吊装高空组拼法，要 求在跨内有临时支撑点的设置以及构件组拼及存放的场地，存在有高空作业 多、安装精度差、安装周期长等缺点；累积滑移安装法，只适用于水平面上的 构件安装，对于垂直曲面(如椭球面屋顶)上的空腹梁构件的安装，此法不适 用。发明内容本发明的目的就是提供一种大跨度弧形空腹梁吊装施工方法，以满足建筑 施工过程中大跨度空间结构建筑安装的使用需要。本发明的目的是这样实现的 一种用于建造椭球面屋顶的大跨度弧形空腹 梁的吊装施工方法，该方法是(1) 在建筑物跨外的施工现场对空腹梁进行拼装预处理后，在空腹梁上弦 杆上焊接1一5号五个吊耳，其中1一4号四个吊耳按顺序分布在空腹梁上，5号吊 耳焊接在接近4号吊耳的空腹梁端部，空腹梁另一端为无吊耳端；之后在l、 2 号和3、 4号吊耳上各栓接一根吊绳，在5号吊耳上连接卡环和绳扣；(2) 在建筑物跨外一侧有主吊车站位，另一侧有副吊车站位；主吊车吊钩 钩住l、 2号和3、 4号吊耳上的两根吊绳后，单机起吊空腹梁，将空腹梁递送到建筑物跨内；(3) 空腹梁递送到位后，主吊车吊钩下落，将空腹梁的无吊耳端下放到建 筑物一侧的结构边梁上，空腹梁的另一端悬空下放到低于建筑物对侧结构边梁 内的建筑平台或在建筑平台上搭建的脚手架顶面；(4) 副吊车吊钩下落到空腹梁装有5号吊耳的一端，通过人工将5号吊耳上 的绳扣挂接在副吊车吊钩上；(5) 副吊车起钩，将空腹梁装有5号吊耳的一端吊起至空腹梁达到水平状 态后暂停，在结构边梁对空腹梁的支撑点处，通过人工用倒链将空腹梁固定在 结构边梁上，此后主吊车松钩，摘除3、 4号吊耳上的吊绳绳扣；(6) 主吊车的吊臂仰杆，使主吊车吊钩处于l、 2号吊耳上方的中间位置， 然后起钩，使主吊车达到并保持受力状态，在保持稳定的条件下，拆除上一步 骤中的固定用倒链；(7) 主、副吊车同时起钩，双机抬吊空腹梁，主吊车的吊臂伏杆，同时副 吊车的吊臂仰杆，即可将空腹梁的两端分别吊装到建筑物两侧的结构边梁上， 待焊接牢固后，主、副吊车松钩，吊装过程完毕。本发明吊装方法的工作原理是主吊车在跨外单机起吊，将空腹梁空中递送 到跨内，建筑物另外一侧的副吊车吊住空腹梁的一端，再通过主吊车吊点转换 的方式形成双机抬吊，最后，两台吊车共同将空腹梁吊装就位。由此形成了一 种不同于现有各种吊装方法的椭球面屋顶大跨度弧形钢结构空腹梁的"双机递 抬"吊装施工方法。本发明的优点在于1、 解决了在建筑物跨内无法提供施工场地、建筑物两侧吊车行走路线不通 而无法进行双机抬吊、不能使用滑移方法吊装等特殊情况下的大跨度钢结构空 腹梁的吊装问题。2、 在吊车能力一定的情况下，大大提高了吊装结构件的跨度。 因为在上述特殊情况下，现有技术只能是采用大规格吊车进行跨外整体单机吊装。设主吊车在空腹梁全部自重载荷下的最大工作半径为Ri，那么该吊车 所能吊装的钢结构件的最大跨度Ki为-Ki = 2(Ri—A) -------①如果采用本方法，同样，设主吊车在空腹梁全部自重载荷下最大工作半径 为Rb由于副吊车只承担空腹梁重量的1/2，设副吊车在空腹梁一半自重载荷最大工作半径为R2 ，则本方法能实现的最大跨度K2与最大工作半径有如下关系存在(参见图l):2A + K2 = Ri + R2 + K2/2 -------②假设主、副吊车规格相同，结合吊车臂杆俯仰时造成的力矩变化，则有R2 " 1.8 Ri -------③将③式代入②式得K2 = 5.6Ri —4A -------④将①式代入④式得K2 = 2Ki + 1.6Ri ------- 假设R^20m， A = 5m,贝U:采用现有技术所能吊装的钢结构件的最大跨 度 Ki = 30m而同样的假设，用两台同样规格的吊车采用本方法所能吊装的钢结构件的 最大跨度 K2=92m可见，采用本方法可吊装钢结构件的跨度增加的效果是十分明显的。3、与分段吊装高空组拼的吊装方法相比，由于本方法是一次吊装到位，所 以大幅度减少了高空作业和二次倒运过程，不仅大大提高了施工安全性，而且 还保证了施工质量，縮短了施工周期。
图l是吊装跨度比较示意图。图2是本发明中弧形空腹梁上弦杆上的吊耳及吊绳布置示意图。图3是本发明中主吊车单机递送过程示意图。图4是本发明中副吊车挂钩示意图。图5是本发明中双机抬吊就位示意图。
具体实施方式
本发明是吊装用于建造椭球面屋顶的大跨度弧形钢结构空腹梁的施工方 法。其具体步骤是(1)空腹梁的拼装和吊耳布置及吊绳绑扎。空腹梁在工厂分段制作完毕后，运到建筑物跨外的施工现场，在起吊位置 处进行大跨度钢结构空腹梁的整体拼装预处理。空腹梁的拼装预处理就是将分段制作的空腹梁在起吊位置焊接拼装成一个整体，经探伤检查合格后补刷油 漆。拼装完成后，在空腹梁8的上弦杆上按图2所示的位置焊接五个吊耳(l一 5)。其中，1—4号四个吊耳在空腹梁8的长度方向上分布并焊接牢固，用于主 吊车的吊装。l一4号四个吊耳在空腹梁的长度方向上以均布为佳。5号吊耳焊接 在接近4号吊耳的空腹梁8的右端部，用于副吊车的夺钩。在l号吊耳外部的空 腹梁8的左端部不设置吊耳，为无吊耳端。为了安全起见，吊耳与空腹梁的焊 缝也应进行探伤检查。吊绳的绑扎形式是在l、 2号吊耳上栓一根吊绳9，在3、 4号吊耳上栓一根 吊绳10;在5号吊耳上连接好卡环和绳扣，以方便后续操作。(2) 主吊车单机起吊，跨内递送。如图3所示，主吊车ll在建筑物左侧跨外站位，主吊车吊钩7钩住1、 2号和 3、 4号吊耳上的两根吊绳后，单机起吊空腹梁8，进行试吊后从空中将空腹梁 递送到建筑物跨内。(3) 主吊车完成空中递送。空腹梁8递送到位后，主吊车吊钩7下落，将空腹梁左端部下放到建筑物左 侧的结构边梁15上，通过结构边梁15对空腹梁的接触点进行支撑；空腹梁8的 右端悬空下放到低于建筑物右侧结构边梁内的建筑平台14或在建筑平台上搭建 的脚手架13的顶面(图4)，以便于下一步的"副吊车挂钩"操作，由此完成 主吊车的空中递送。(4) 副吊车挂钩。由图4可见，副吊车12在建筑物的右侧跨外站位，当空腹梁8的右端悬空下 放到低于建筑物右侧结构边梁内的建筑平台14或在建筑平台上搭建的脚手架13 的顶面之后，副吊车吊钩6下落到空腹梁右端的5号吊耳处，由人工将5号吊耳 上的绳扣挂在副吊车吊钩6上。在此过程中，主吊车吊钩7保持受力状态。(5) 空腹梁上的吊点转换。副吊车12起钩，将空腹梁8的右端吊起至空腹梁达到水平状态后暂停，在建 筑物左侧结构边梁15对空腹梁的左端部支撑点处，通过人工用两条倒链从两侧 将空腹梁8固定在结构边梁15上，以防止弧形的空腹梁发生侧向倾覆。固定所 用的倒链是一种通过手工拉动链条起吊或锁紧构件的常用工具。由于弧形空腹 梁存在有一定的起拱度，所以防止空腹梁侧向倾覆是保证本方法顺利实施的一 个重要措施。此后，主吊车ll松钩，摘除3、 4号吊耳上的绳扣，即可顺利完成空腹梁上 的吊点转换。(6) 双机抬吊准备。主吊车的吊臂仰杆，使吊钩处于l、 2号吊耳上方的中间位置(图5)，然后 起钩使主吊车吊钩7达到并保持受力状态(约为空腹梁自重的一半)。在保持 稳定的条件下，拆除上一步骤中的两条固定用的倒链，为双机抬吊做好准备。拆除倒链前，让主吊车起钩，施加一定的作用力，就是为了防止在拆除倒 链时发生空腹梁的侧向倾覆。(7) 双机抬吊就位。在做好上述准备后，主、副吊车同时起钩，双机抬吊空腹梁，通过主吊车 11的吊臂伏杆和副吊车12的吊臂仰杆，将空腹梁8吊装到位(如图5所示)，即 将空腹梁8的两端分别吊装到建筑物两侧的结构边梁上。当空腹梁8的两端与建 筑物两侧的结构边梁焊接牢固后，主、副吊车松钩，吊装过程随即结束。
权利要求
1、一种用于建造椭球面屋顶的大跨度弧形空腹梁的吊装施工方法，其特征在于该方法是(1)在建筑物跨外的施工现场对空腹梁进行拼装预处理后，在空腹梁上弦杆上焊接1-5号五个吊耳，其中1-4号四个吊耳按顺序分布在空腹梁上，5号吊耳焊接在接近4号吊耳的空腹梁端部，空腹梁另一端为无吊耳端；之后在1、2号和3、4号吊耳上各栓接一根吊绳，在5号吊耳上连接卡环和绳扣；(2)在建筑物跨外一侧有主吊车站位，另一侧有副吊车站位；主吊车吊钩钩住1、2号和3、4号吊耳上的两根吊绳后，单机起吊空腹梁，将空腹梁递送到建筑物跨内；(3)空腹梁递送到位后，主吊车吊钩下落，将空腹梁的无吊耳端下放到建筑物一侧的结构边梁上，空腹梁的另一端悬空下放到低于建筑物对侧结构边梁内的建筑平台或在建筑平台上搭建的脚手架顶面；(4)副吊车吊钩下落到空腹梁装有5号吊耳的一端，通过人工将5号吊耳上的绳扣挂接在副吊车吊钩上；(5)副吊车起钩，将空腹梁装有5号吊耳的一端吊起至空腹梁达到水平状态后暂停，在结构边梁对空腹梁的支撑点处，通过人工用倒链将空腹梁固定在结构边梁上，然后主吊车松钩，摘除3、4号吊耳上的吊绳绳扣；(6)主吊车仰杆，使主吊车吊钩处于1、2号吊耳上方的中间位置，然后起钩，使主吊车达到并保持受力状态，在保持稳定的条件下，拆除上一步骤中的固定用倒链；(7)主、副吊车同时起钩，双机抬吊空腹梁，主吊车的吊臂伏杆，同时副吊车的吊臂仰杆，即可将空腹梁的两端分别吊装到建筑物两侧的结构边梁上，待焊接牢固后，主、副吊车松钩，吊装过程完毕。
2、 根据权利要求l所述的大跨度弧形空腹梁的吊装施工方法，其特征在于 空腹梁拼装预处理，是将分段制作的空腹梁在起吊位置焊接拼装成一个整体， 经探伤检查合格后补刷油漆。
3、 根据权利要求l所述的大跨度弧形空腹梁的吊装施工方法，其特征在于l 一4号四个吊耳在空腹梁的长度方向上均布。
全文摘要
本发明涉及一种建造椭球面屋顶用大跨度弧形空腹梁吊装施工方法。该方法是主吊车在跨外一侧单机起吊，将空腹梁空中递送到跨内，建筑物另一侧跨外的副吊车吊住空腹梁的一端，再通过空腹梁上的吊点转换，形成双机抬吊，共同将空腹梁吊装就位。本发明是一种全新的双机递抬吊装施工方法，解决了在建筑物跨内无法提供施工场地、建筑物两侧吊车行走路线不通而无法进行双机抬吊、不能使用滑移方法吊装等特殊情况下的大跨度钢结构空腹梁的吊装问题，吊装结构件的跨度可以大幅提高，提高了施工安全性，保证了施工质量，缩短了施工周期。
文档编号E04B1/35GK101324146SQ200810055559
公开日2008年12月17日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者周建锋, 安占法, 安长彪, 焦正须, 王志卫, 郭群录 申请人:河北建工集团有限责任公司