钢结构安装中汽车吊的选用研究

刘慧

（湖南省第六工程有限公司，湖南 长沙 410004）

随着住宅产业化的发展，钢结构在建筑、厂房、桥梁等工程中的应用越来越广泛。具有施工简单、工期短，可实现工厂化生产、现场安装，环境污染少、绿色环保、造价低廉等优势。而钢结构的吊装，直接影响到整个工程的质量与安全，吊装需要使用专门的机械设备，所以吊装机械的选型至关重要。

1 钢结构安装常用的吊装机械

在当前的钢结构安装施工过程中，经常会用到以下3种吊装机械：第一，塔吊。常用于固定的施工场所，且工期相对较长的吊装工程，其活动范围不大，具有一定局限性。第二，履带吊。同样常用于固定的施工场所，可满足大工作量的要求，其活动范围较广，具有灵活性。第三，汽车吊。常用于短时间吊装或临时吊装，施工速度快，同时能跟随运输车装卸。以上3种吊装机械当中，汽车吊因具有良好的便利性与灵活性，在很多钢结构吊装施工中得到应用，是钢结构施工，尤其是小规模工程的首选机械设备。如何根据工程的实际情况，选择最适合的汽车吊，是工程施工的关键所在。在选择汽车吊时，应充分考虑现场及其周围的实际情况，结合施工要求和成本控制，并通过分析计算，确定最佳的汽车吊。

2 钢结构安装施工中汽车吊的选用

2.1 工程概况

以某座人行景观钢栈桥为例，钢栈桥系大型吊索桁架结构拱桥。全桥跨度116.2m，最大单跨78m、宽6m，总重 761.5t，分桁架结构拱梁、斜塔、吊索3个部份。下部结构采用承台桩基础,采用钢管桁架结构体系。综合质量、安全、工期、成本多目标、多方案的比选，组织专家对钢桁架吊装专项方案进行论证后，确定对钢栈桥桁架结构的拱梁部分进行分段吊装。基于此，汽车吊的选择成为本工程施工的关键所在，需要引起相关人员的高度重视。

2.2 选用汽车吊的基本条件

在实际工程中，既可由1台汽车吊进行独立吊装，也可由多台汽车吊进行抬吊。对于本工程，因吊装场地限制，所以应以1台汽车吊进行吊装的方式为主。在选用汽车吊的过程中，应综合考虑待吊装构件的自重与吊装高度以及成本控制。在钢栈桥吊装时，构件宽度有较大影响。如果构件过宽，则在起吊的过程中会与汽车吊的主臂相碰，最终对吊装高度造成影响。吊装现场地面的实际标高同样会影响到吊装施工，需要在吊装高度中充分考虑地面高差及吊装时对地基承载力的要求。

2.3 汽车吊的选用

（1）在本工程中，因考虑到项目成本、场地限制等不利因素，钢栈桥采用分段吊装，以利于汽车吊的选用。

（2）在本工程中，吊装地面的实际标高已经回填处理至±0，对汽车吊的站位高差造成的影响可不予考虑。因钢栈桥中间有河道，两侧存在既有建筑，且场地面积有限，所以预想的由2台汽车吊进行抬吊的方法无法实现，可以由1台大吨位的汽车吊进行吊装。

（3）汽车吊的吊装基础：由于现场内表层土质属于回填土，虽经夯实压平，难以达到吊装时对地基承载力的要求，所以项目部在吊装场地内修筑单层单向 ø16×300mm、400mm 厚 的 C25混 凝 土。260t吊车、220t吊车自重分别为75t和68t，以吊车最重配重100t、构件70t进行验算。

①针对260t吊车的每个支腿下面垫钢板，经计算认为，现场地基承载力必须大于192kPa。

②针对220t吊车的每个支腿下面垫钢板，经计算认为，现场地基承载力必须大于3MPa。由于C25混凝土的抗压强度远大于3MPa，故场地能满足吊装要求。

（4）根据图纸及分段参数表可知，钢栈桥桁架结构拱梁部分第4段最重为45.3t，属于正中间部位，距离汽车吊最远且吊点最高，所以以本段为研究对象选择汽车吊对确保本工程顺利吊装有一定的代表性及可操作性。经计算，该段吊装高、低端分别为32m和20m，下弦正中央高度经计算为26m。此外，钢栈桥横截高度为3.5m，吊装后其上弦正中央高度经计算为29.5m。

（5）在吊装过程中，采用2条长度为7m的钢丝绳作为吊装绳，将钢丝绳对折后设置在钢栈桥上弦正中央两端，钢丝绳固定后，其高度为2.5m左右，在此基础上分别加上主臂顶端和吊钩之间的距离与钢栈桥上弦正中央的高度，计算得到的总高度为33m。

（6）根据吊装场地附近现有的汽车吊，先以220t汽车吊为对象进行分析试算。由该汽车吊的性能表可知，当汽车吊的主臂长度为38.5m时，有效工作半径为12m时，其最大起吊重量为54t，大于钢栈桥自重45.3t，完全可以满足施工要求。汽车吊主要参数见表1。

表1 汽车吊主要参数统计表

按照表1的数据对汽车吊的起吊高度进行计算，起吊高度即为汽车吊主臂总高，计算公式为：

式（1）中，H表示汽车吊主臂总高，单位为m；L 表示汽车吊的吊臂长度，单位为m；R表示汽车吊的有效工作半径，单位为m；h3表示汽车吊的高度，单位为m，取1.5m。代入数值后，计算可得汽车吊主臂总高为38.1m＞33m，可满足吊装施工要求。

当钢栈桥和汽车吊的主臂发生相碰时，采用以下公式对起吊高度进行计算：

式（2）中，h1表示吊座到钢栈桥顶部高度，单位为m；h3表示汽车吊高度，单位为m；H表示汽车吊主臂总高，单位为m；h2表示钢栈桥顶部到吊臂顶端高度，单位为m；R 表示汽车吊有效工作半径，单位为m；r表示钢栈桥总宽的1/2，为3m。代入数值后计算可得，当钢栈桥和汽车吊的主臂发生相碰时，起吊高度为28.9m＜29.5m，无法满足实际要求。根据上述2个计算结果可知，此汽车吊无法达到吊装施工要求，应使用大汽车吊。

（5）再以260t汽车吊为对象进行分析试算，由该汽车吊的性能表可知，其主臂长度L为41.5m，有效工作半径R为12m，最大吊装重量为51t，基本符合吊装施工要求。采用式（1）对该汽车吊主臂总高进行计算，代入数值后计算可得汽车吊主臂总高为41.2m＞33m，可满足吊装施工要求。采用式（2）对当钢栈桥和汽车吊的主臂发生相碰时，起吊高度进行计算，代入数值后计算可得起吊高度为31.3m＞29.5m，可满足吊装施工要求。因此，本工程吊装施工中，应选用260t汽车吊。

2.4 桁架结构拱梁4段的吊装

将260t摆放于吊装平台上，将拖车倒入260t吊车旁边，260t吊车就位，吊起桁架结构拱梁4段放于CT3承台旁枕木上；重新穿吊绳，吊至桁架结构拱梁4段到大致位置，吊车同时轻摆杆，缓慢对准桁架结构拱梁3段定位连接板上落下，连接定位螺栓，对准中心线，缓慢下降落于辅助支撑保护支座上，举升千斤顶得力。测量各控制点，另加千斤顶斜顶调整对中，合格后在接口处加装定位连接板。

2.5 吊装的安全要求

在实际的安装施工中，除了要选用合适的汽车吊，还应切实保证吊装安全。在吊装作业中，应严格按照以下要求进行：汽车吊应严格按照现行的安全规程，结合汽车吊说明书，安装安全装置，如力矩限制器和吊装幅度指示装置等。严格遵循现场安全基本规定与机械设备操作使用安全规程，操作人员必须持有效证件上岗。各项工程正式施工前，应按方案的具体内容接受技术、安全交底，通过讨论确认后，充分落实各项安全措施。吊装施工前对所有机具进行安全检查，特别是钢丝绳与卡环等，都应处于最佳状态。钢结构的吊点宜选用吊环，若需要捆绑吊装，则要在易产生损伤的部位进行有效保护。吊装时，钢结构下方禁止站人。对成批的小型物件进行吊装时，应使用专门的容器，并且对多个钢结构进行吊装时，必须使其保持平衡，避免发生碰撞。汽车吊应尽可能防止满载运行，不得在满载的条件下回转与提升。在吊装时，若由于断电等原因停止吊装，则要采取有效措施来处理，缩短钢结构的悬吊时间。

3 结论

在钢结构的吊装施工中，塔吊、履带吊与汽车吊为常用吊装机械，其中，汽车吊以其良好的灵活性与便利性，得到越来越广泛的应用。在选择适宜的汽车吊时，应综合考虑钢结构自重、吊装高度、场地条件、项目成本等因素。根据汽车吊的性能参数，采用经验公式对主臂总高和当钢结构和汽车吊的主臂发生相碰时的起吊高度进行计算，再通过对比确定该汽车吊能否满足要求。