大跨度钢梁分节吊装施工方法

大跨度钢梁分节吊装施工方法

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大跨度钢梁分节吊装施工新法

彭鹏 刘秋实 张文涛

（ 北京住总集团有限责任公司工程总承包部 北京 100000）

【提要】国家话剧院观众厅大跨度钢结构梁长28米，施工时针对28米梁如何施工曾一度

展开激烈的讨论，最后确定以分段吊装的方法施工。

1、选题背景：

随着社会的需要，大空间结构建筑逐渐增多，设计上也不断的创新。这样的创新也向传统的施工方法提出了挑战，面对这样的情况，新的施工工艺、施工方法呼之欲出。本文将研

究大跨度钢梁分节吊装的施工新法。

2、工程概况：

国家话剧院作为北京市重点工程，其剧场观众厅以其高、大、设计巧妙等特点，更成为重中之重。观众厅长28m，宽22.94m，高4.5m---27m，观众厅分为两层，第一层面积约650㎡，第二层面积约220㎡。框剪结构，观众厅上部有8根工字钢大梁，工字钢长28m、

宽0.4m、高1.5m。每根工字钢大梁重13.87T，屋面楼板厚度为150mm。

3、问题的提出

该观众厅顶板为异形，顶板标高复杂多变，最高部分达到27米。给顶板支撑的安全性和

精准性提出了更高的要求。并且顶板钢梁长达28米，给安装出了很大难题。

本文将就钢梁的安装展开深入讨论

4、问题的解决

4.1 塔吊的选型、布置，型钢柱、工字钢的分节安装方法

由于钢梁的施工对塔吊的要求比较高，塔吊的选型主要决定于钢梁施工方法，所以我们将

可能采用的钢梁施工方法进行了比较：

采用汽车吊：本工程场地狭小，只能在西南角立吊车，十分受限；而且从经济上极不合理，

同时对现场其他单项施工影响较大。

抱杆的施工方法：仅适用于小吨位钢构件，且无法解决楼内构件的水平运输问题，同时施

工工期长。

本工程钢结构施工只能考虑塔吊运输和安装，在东西两侧预留的位置立塔是最合理可行的方法。合理选择塔吊的型号，既能满足施工要求，又能使钢结构施工工期最短，在经济上

最合理，我们对可能采取的方案进行了反复研究：

4.1.1 选用重型塔吊，满足型钢梁吊装要求。

构件最大重量将近14吨，塔吊型号可选择MC480 型号等重型塔，月租费和工期综合起来考虑，相比QT7030塔费用增加很多，而且本工程大部分工程为钢筋砼结构，对重型塔

吊没有需求，为局部的钢结构而去租赁大塔吊，经济上很不合理。

另外整根提升28米的钢梁大大增加了现场外运输的难度和成本，所以此方法不可行。

4.1.2 将型钢梁合理分节，全部采用塔吊吊装。

考虑将型钢梁合理分节，控制每节重量在5吨以下，选用QT7030塔吊，50m半径起重量

为4.58t，满足起重量要求。

根据初步塔吊的吊装方案，吊装重量需控制在5t以下。我们建议，钢梁分成三段加工，采用焊接连接，同时采取下列措施保证钢结构质量：首先所有钢构件均进行详细的节点设计，包括相关尺寸、打孔位置、钢筋穿过的方法等，由原设计审核签字；加工厂严格按照深化设计图加工，加强技术交底和过程检查，由总包单位、分包单位共同验收，确保钢构件加

工质量；放线时确保型钢柱的位置准确，型钢柱安装时，用经纬仪双向控制垂直度；焊缝均达到一级焊缝要求，100%做探伤试验，保证焊接质量。经过与设计反复协商，最终总包方、分包方与原设计达成了一致意见，采用QT7030塔吊吊装、分三节安装连接的方法。

4.2 观众厅钢梁施工支撑体系选型的思路

观众厅东西长28m，南北宽22.94m，最大净高为27m，钢梁上为钢筋砼楼板，钢梁及顶

板搭设扣件式脚手架，脚手架方案结合钢梁的施工方法来确定。

钢梁安装时，将钢梁分成三段，用塔吊将钢梁吊装就位，一端用高强度螺栓与型钢柱和型钢梁连接固定，另一端临时放在搭设的脚手架上，然后调整标高，此处脚手架承受集中荷载，需要认真计算确定支搭方案，钢梁位置调整好后，将钢梁对接处焊接。其余模板支撑

只承受观众厅钢筋砼楼板荷载。

梁底的支撑有几种考虑：

方案一：搭设满堂红扣件式脚手架，梁底位置局部加密，将钢梁分三段吊放在支撑架上进

行焊接安装。

方案二：先将整梁加工成三节，只在断开点的位置做桥墩式密集支撑扣件脚手架平台，将

梁吊放在连接点再进行一级焊缝等强焊接。

经过近一步的探讨研究，一致认为：尽管方案一安全、牢固，并且搭设起来更加简单，但是钢管的一次性投入偏大、耗工多、时间长、不够经济合理。相比方案二尽管在搭设过程稍微复杂，但是同样安全牢固，并且施工速度快、更加经济合理。因此，决定采用方案二

的设计思路，即只在断开点的位置做桥墩式密集支撑扣件脚手架平台，将梁吊放在连接点

再进行一级焊缝等强焊接。

在实际计算时把钢梁搭设架体和模板搭设架体分开考虑。计算设计在钢梁分段处采用300mm*300mm的扣件式脚手架；在楼板处采用1200mm*1200mm的扣件式脚手架支

撑。

5、架体施工

观众厅顶板模板支架和工字钢安装支撑架子一起进行搭设，形成一个整体(工字钢安装支撑架子先施工)。支架搭设高度至工字钢下底。待工字钢安装完毕，通过验收、卸荷后，再向

上搭设顶板模板支架。模板支架每根立杆高度按不同长短钢管和丝顶进行控制。

5．1 观众厅模板支架搭设：

5．1．1 立杆纵向间距为1200mm，立杆横向间距为1200mm，立杆步距为1200mm。

立杆纵、横方向第一排离墙距离250mm。

5.1.2 纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮20cm处的立杆上，横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上,立杆下面铺垫4000×250×50mm脚手板（局

部铺设400x100x50木方）。

5.1.3 观众厅架子剪刀撑设置按规程（DB11/T583-2008）第6.3.4条模板支架四边与中间每隔10排设置一道竖向剪刀撑，由底到顶连续设置，剪刀撑与地面成45°～60°夹角。

5.1.4观众厅架子水平剪刀撑设置按规程（DB11/T583-2008）第6.3.5条，每隔5步设置

一道水平连续剪刀撑。

5.1.5 观众厅扣件式模板支架顶部支撑点与支撑顶层横杆距离不大于600mm。

5.1.6 顶板主龙骨为100×100mm，间距1200mm。次龙骨为50×100mm.间距300mm。

顶板模板为15mm厚多层板。

5.1.7 搭设每步顶板支架和支顶板模板时，必须铺设脚手板，未铺设脚手板部位，水平面

兜一层水平网。

5.1.8 二层观众厅采用碗口架进行搭设。

5.2 工字钢安装支架

5.2.1 钢梁安装时，将钢梁分成三段，安装时形成两个连接点，用西侧塔吊将钢梁吊装就位，临时放在搭设的钢管支架上，然后调整标高，此处脚手架承受集中荷载44KN，钢梁

位置调整好后，将钢梁对接处焊接。

5.2.2 脚手架支撑体系的选择：首先布置钢梁底支撑，即钢梁下搭设2100×2100筒状正方形支架，立杆间距300mm，水平杆步距为1200mm。 水平杆与顶板模板支架水平杆

连接一个整体。

5.2.3 工字钢梁下底纵、横方向主，次龙骨采用2100mm长，100×100方木，间距为300mm。工字钢安装是保证四周具有足够工作面，并设置脚手板、防护栏杆及密目网。

6、 施工总结

6.1 以钢筋砼结构为主，少量钢结构为辅的结构体系，在选择吊装机械时，从满足质量、安全、经济等综合效益出发，尽可能以满足钢筋砼结构施工为主，兼顾超长、超重钢结构

构件的吊装，根据起重参数选择塔式起重机。

6.2 在选择塔式起重机同时，进行钢结构的深化设计，在保证质量的前提下，将超长、超重钢结构构件分节加工，现场拼装连接，钢梁断开处，采用立杆间距300×300mm桥墩式

密集支撑作为支点，减少了梁底的支撑，化复杂为简单。

6.3 大跨度、超重、超高模板支撑体系及方案的确定，要结合钢结构的深化设计和施工方案，先考虑梁的支撑体系满足结构施工安全，再考虑板的支撑体系，两种体系尽量统一，

并连成整体保证稳定。