【內容提要】：山西福盛鋼鐵有限公司80t轉爐煉鋼工程預制柱形式為矩形、直腹雙肢和斜腹雙肢三種類型，共計141根，其中最重達135t。由于施工場地和工期限制，起重量又相對較大，如何科學快速有效地完成預制柱吊裝，需要精心設計和精密計算與現場測量。本工程經過周密計算，方案優選，采用了280t履帶吊起吊，解決了上述吊裝難題。
　　關鍵詞：煉鋼，預制柱，預制，吊裝，翻身孔，吊裝孔
　　一、工程概況：山西福盛鋼鐵有限公司80t轉爐煉鋼主廠房為五連跨排架結構，預制柱形式包括矩形、直腹雙肢和斜腹雙肢三種類型，共計141根。其各柱具體尺寸詳見預制柱統計表（表1）。
　　由于預制柱重量大，為節省工期，加速施工進度，經我方與業主方、設計院協商決定采用一次吊裝，我施工單位采用相應的技術措施以滿足翻身、吊裝過程中的結構安全。
　　混凝土柱過長，重量大是本工程的施工難點。此難點造成砼預制柱運輸極為困難，必須現場就近預制，但柱太長難以達到全部就近預制，只能因地制宜盡量協調，這樣勢必造成吊裝施工場地的狹小和吊裝施工的嚴重不連續，而使大型吊裝設備窩工和成本浪費，同時存在大量預制柱的倒運工作，給施工帶來很大困難。
　　（一）預制前的準備
　　在吊裝設備性能以及施工現場允許的條件下，我們進行了二次設計，努力找出最經濟、最合理的方案進行鋼筋混凝土柱的現場預制，以減少二次搬運帶來的施工成本的增加。待混凝土基礎達到允許吊裝強度后開始吊裝。
　　1.吊裝設備的選擇和預定
　　煉鋼砼預制柱的吊裝，一般選擇兩臺吊車共同作業，一臺吊車起吊，另一條扶正柱腳并運送（因為煉鋼預制柱很難全部就位預制，需要短距離二次搬運），同時嚴格防止柱子傾覆。由于履帶吊性能優于汽車吊，因此較大型預制柱吊裝多用履帶吊。
　　通過研究起重機的機械性能參數，280t履帶吊能滿足柱子整體預制要求。經項目部多方聯系，確定選用首鋼280t(臂桿長45米、回轉半徑14米時、起重量為95噸滿足要求)、150t履帶吊進行吊裝。同時需用60噸千斤頂兩臺、翻身棒以及撬棒、手錘、板手、索具、大繩等若干。
　　2．整體預制與分節預制的選擇
　　在該工程開工前，我施工方曾考察類似工程，經過與之分析比較，發現山西工程預制柱高度、寬度都遠大于之前曾施工的工程，即使分節預制吊裝，下截柱長度29.4m、重量111t仍需300t吊車吊裝，同時還需浪費大量鋼材和人工，吊裝周期增長。綜合考慮結果決定柱子采取整體預制。
　　3．吊裝孔、翻身孔的選擇
　　（1）吊裝孔的計算選擇
　　吊裝孔要求設在砼柱的縱向重心線上。這樣柱子在吊離地面后，柱腳能保持水平，插入杯口后容易找正。如果吊裝孔偏離重心線，柱腳傾斜，接觸找平層部位易壓酥找平層，柱子找正非常困難，不僅延長吊裝周期，而且難以保證標高準確，造成吊裝費用嚴重超支。
　　吊裝點位置通過面積矩平衡計算。把柱子分割成多個面積小體，左右力矩平衡即可確定其在牛腿處橫向位置。縱向位置一般選擇在牛腿處矩形柱的中間稍偏下部位。
　　因牛腿處鋼筋較密，為了防止吊裝時吊裝棒破壞該處砼，在吊裝孔處放置不小于4mm壁厚的焊管，焊管內徑比吊裝棒直徑大10—20mm。
　　（2）翻身孔的選擇
　　預制柱翻身一般采用吊環，但圓鋼超過ф30后，施工難度增大，因此用鋼棒代替。在吊環位置預留孔洞，鋼棒兩端套絲，每段1-3個螺母，墊鋼板墊，用吊裝鼻子和卡環與鋼絲繩連接。
　　依據多年施工經驗，通常60t以下、25m長以下柱子采用兩點翻身，大于以上兩條之一的采用三點翻身。中間翻身孔放在柱子長度方向的中心位置上。
　　較大柱子因鋼筋密集，間距小，故采用比鋼棒直徑大5--10mm的焊接鋼管橫向穿過整個柱子，保證鋼棒順利穿過，翻身時保護受壓區砼。
　　經計算翻身棒采用45號碳素圓鋼:A、B軸Φ75其它軸Φ100，吊裝棒采用45號碳素圓鋼：A、B軸Φ75其它軸Φ150。
　　吊裝孔、翻身孔位置見附圖1。
　　4．吊索、吊具的選擇和設計
　　本次吊裝采用6×37的鋼絲繩，其截面為ф78mm（公稱抗拉強度為1850N/mm2）、長度90m，其安全系數大于6。
　　鋼絲繩斷絲在一個節距中超過10%，銹蝕或表面磨損達40%以及有死節、結構變形應報廢停止使用。
　　5．柱子薄弱處的加強
　　由于柱子較長重量較大，設計院未考慮預制柱翻身過程中變截面處的荷載，為防止預制柱變截面處在翻身過程中產生規范允許外的裂縫，我方施工時對變截面處用鋼板進行了加固。具體形式詳見下圖2。
　　
　　
　　                                  
　                                                                                                                　圖2
　　二、具體施工工藝
　　（一）工藝流程
　　柱子預制：預制柱平面布置 場地平整 放線 磚胎膜砌筑抹灰刷脫模劑胎膜上埋件放線擺放搭設綁扎鋼筋用架子綁筋
　　檢查底面及穿心埋件數量放鋼筋墊塊落鋼筋修整鋼筋籠放頂面、側面埋件支模砼澆注刷脫模劑
　　上面一榀柱子
　　柱子吊裝
　　將柱和基礎對號編號柱的左右編號平整場地用枕木支撐點打垛（牛腿和柱腳上3--4m）280t吊車就位穿翻身棒及其吊具150t吊車就位吊好兩車同時起吊150t前送150t退出
　　280t吊起柱插入杯口拉攬風繩用倒鏈校正280t摘鉤砼澆注
　　（二）操作要點
　　1．預制
　　平面布置時盡量就位擺放，減少二次搬運。
　　隔離劑采用機油：石蠟=3：1，待胎膜或柱表面干燥后，一般2-3遍。
　　注意檢查吊裝孔、翻身孔的位置，保證位置準確。
　　第二層柱開始時，要把第一層柱上表面突出的鋼筋、鐵絲等清理干凈，為柱子脫模減少不必要的阻力。
　　2．吊裝
　　為保證主吊機安全，在吊裝柱子時，吊車每條履帶下面墊一塊30×2.0×6m的鋼板。
　　副吊機必不可少，作用有二：①扶正柱腳，避免傾倒；②柱子起升角度較小時與主機分擔荷載，往前運送，特別是主機機械性能富余系數較小時。
　　上層柱翻身時，下面支撐點和下層柱平齊或稍高支撐穩固，防止柱子突然滑落，造成柱子和吊車的傷害。
　　柱子翻身就位后，如不及時吊裝，柱子支撐要穩防止傾倒。在柱子翻身完后主吊機換吊裝索具時，副吊機在扶正點上吊好柱子防止傾倒。
　　三、勞動力、機械設備投入
　　（一）勞動力投入：總指揮一名，翻身、運輸用起重工5名，其他人員20名。吊裝用起重工6名，其它人員28名。
　　（二）機械設備投入
　　序號 機械和設備名稱 型號 規格 數量
　　1 推土機  臺 1
　　2 壓路機  臺 1
　　3 裝載機 廈工50 臺 1
　　4 蛙式打夯機  臺 1
　　5 履帶吊 280t 臺 1
　　6 履帶吊 150t 臺 1
　　7 汽車吊 50t 臺 1
　　8 汽車吊 25t 臺 1
　　9 倒鏈 5t 臺 1
　　四、效益分析
　　煉鋼預制柱在施工過程中，人工費消耗基本沒有多大差別，主要在吊車的和吊裝方案的選擇上。
　　若對重量、長度較大部分預制柱分節預制、吊裝，吊車機械選擇仍需280t履帶吊，但所需機械臺班增加，同時工期需拖延20天，我施工方、業主方損失都會大大增加，初步估計我方施工費用節省9.5萬元。
　　五、總結
　　本工程全部預制柱吊裝共用27天，平均每天吊裝5根。由于準備充分，吊裝過程快捷準確，柱子全部吊裝一次就位，且誤差均在規范要求范圍內。
　　預制柱統計表

                                         
　　　　參考文獻：
　　【1】江正榮：建筑施工計算手冊北京：中國建筑工業出版社2002.2
　　【2】建筑施工手冊北京：中國建筑工業出版社1999.1