650T履带吊大型吊装施工工法修订

650T履带吊大型吊装施工工法
甘肃省安装建设集团公司
巩金平
一、前言概述
随着我国工业技术和公用设施建设技术的发展，在各个钢结构建设领域中，人们对各种各样的造型追求，审美观点不断认知更新，因此建设难度增大，尤其吊装难度更大。

针对高度>45 m、跨度>60 m，采用大型吊装设备我省没有具体的施工工法及参考标准规范也没有。

650T履带吊大型吊装施工工法是我公司立足现有机具装备状况，针对我省第一台大型履带吊吊装技术参数以及施工现场吊装空间狭小与设备吊装时与周围建筑物（障碍物）碰壁情况分析等工艺要求，经过吊装工艺可行性研究、吊装方案优化及现场考察调研等工作，自行开发的新型吊装工法。

本工法所需的设备有履带吊650吨辅助设备履带吊75吨、汽车吊50吨，相互配合组装、吊装等工作。

我公司应用本工法将张掖大剧院屋顶管桁架工程吊装一次性成功。

实践证明，本工法技术先进，安全适用，经济合理，效益显著，特别适用于空间狭小，周围建筑物密集的生产区域。

二、工法特点
1、液压配重式桅杆体系稳定性好。

特别是三角型桅杆平面内的稳定性优于单、双桅杆抬吊，从而能够保证设备吊装的平稳性和安全性。

2、拖拉钢丝绳的使用数量大大减少。

三角型桅杆仅需12根拖拉钢丝绳进行稳固，单、双桅杆共用24根拖拉钢丝绳，从而整个缆绳系统简化，吊装空间显得空阔、利落、平面变得条理而整洁有序。

3、吊装能力随液压配重增加大大提高。

和同高度的原单、双桅杆比较，三角型桅杆可提高负荷能力20%-30%。

更好的满足履带吊大吨位的安全吊装。

4、采用设置复合平衡梁，有效解决了吊装系统空间力系双向平衡及荷载分配的要求。

5、采用650T级回转支座式尾排，使大吨位履带吊设备尾部支反力由过去的一个点支撑接触，变为两处面接触，既解决了大吨位履带吊底座支撑挤压接触应力超标问题，同时也解决了自身侧向翻转的控制问题。

并最大限度地降低了吊装载荷高峰值。

6、自制箱型履带吊路基钢基础。

采用厚度§＝30㎜、§＝４0㎜钢板加工制作而成，是大吨位履带吊的履带行走在路基钢基础上，这样减少地下预埋障碍物的损坏，也保证了大吨位履带吊安全行驶。

三、配套装备及工艺适用范围
1、650T×48m桅杆配套装备。

桅杆配套装备主要配套机索具有：主滑车组H650T ×（10～12）轮1套；主牵引卷扬机牵引能力320KN，慢动型2台；主跑绳∮52.0-6×37,l=1000m/1根。

2、650T×96m桅杆配套装备。

桅杆配套装备主要配套机索具有：主滑车组H650T ×（10～12）轮1套；主牵引卷扬机牵引能力320KN，慢动型2台；主跑绳∮43.0-6×37,l=1200m/1根。

3、本工法在施工现场较狭窄，高度大，跨度大，不利于特大型汽车吊吊装机具作业情况下，可充分发挥其干练性，完成吊装作业，尤其适用于钢结构吊装安装和工业特殊设备吊装安装项目。

4、本工法适合于短、粗、超重类型的设备整体吊装工程。

5、对工期短、作业环境恶劣及安全要求苛刻的吊装工程有较高的参考使用价
值，同时本工法还符合少投入多产出的经济效益。

四、工艺原理
1、工艺方法定义。

三角型桅杆通过复合平衡梁与设备配套连接；吊装时，在顶部副臂提升系统和底部控制系统及液压配重调整系统作用下，设备绕其底部回转利用履带移动、就位吊装工艺方法。

2、工艺原理。

（1）空间力系平衡原理。

以前单、双桅杆吊装工艺一般为平面力系平衡作用，本次采用三角型桅杆吊装工艺为空间力系平衡作用，是一次新的挑战突破。

吊装原动力由2台320KN大型吊装设备自身卷扬机提供，通过设置在三角桅杆顶部的两套提升滑车组产生提升力并通过复合平衡梁传递到设备主副壁上，以平衡反应灵敏器自重控制引起的吊装荷载。

其中复合平衡梁即是为确保上述空间力系平衡而设计的专用吊具，成功地解决了吊装能力不等的单、双桅杆起吊和抬吊不等分荷载问题。

（2）箱型履带吊钢路基基础最佳化原理。

在施工现场施工区域考虑到吊装空间狭小，大吨位履带吊自身的重量及对周围建筑物要求不能任何碰壁现象。

因而对相关地基、路基、路面等部位结构承载能力的要求发生了变化，必须力求最佳工况，将吊装荷载减至最小，使承载结构安全可靠。

我们采取对履带吊行走路线和吊装停置区场地，砂石土分层洒水强振动碾压，使密实度达到85%以上，并自制箱型履带吊钢路基基础等特殊技术措施，有效分散局部集中荷载的影响。

同时控制了设备侧向翻转倾向。

五、工艺流程、主要工序及技术要点
1、工艺流程
设备各种部件进入现场→附属设备组装（75吨履带吊）→主副设备组装→路
基箱制作、铺设→主设备移动至施工吊装规划区域就位→桅杆组对→拖拉钢丝绳、卷扬机就位→滑车组设置→起升机构就位→变幅机构就位→索具与平衡梁连接→回转机构就位→液压、电气、安全、发动机系统调试→传感反应灵敏器调试→吊物试调、正式吊装。

倒序程序为拆除过程。

2、主要工序简介。

（1）本工法对大吨位履带吊划分为上车部分和下车部分。

上车部分：车架、履带架、行走机构、车身配重；
下车部分：转台、桅杆、起升机构、变幅机构、回转机构、液压系统、电气系统、安全装置、发动机、操纵室、上车配重、平衡重系统、起重吊钩。

（2）采用科研最新“三大机构”：起升机构、变幅机构、回转机构。

1）起升机构主起升机构有两个，规格型号相同，单独驱动，大起重量时卷扬同步工作。

卷扬采用片式常闭制动器，内藏式减速机，变量马达驱动。

两个主起升机构共用一个整体式支架，与转台采用销轴连接，便于安装组装。

副起升结构和主起升相同，用于臂端单滑轮的起升。

钢丝绳均为不旋转钢丝绳，避免了钢丝绳打绞。

2）变幅机构包括主臂变幅、塔臂变幅和超起变幅。

主臂变幅为一个双联卷筒独立驱动，塔臂变幅和超起变幅均为单卷筒独立驱动，塔臂变幅和超起变幅机构通用。

主、副变幅机构采用内藏式减速机，片式常闭制动器。

卷筒设有棘轮装置，以实现机械锁止制动，安全可靠。

3）回转机构布置在转台内侧前面，由两个行星减速机组成，与回转支承外齿合，液压缓冲具有自由滑转机能。

行星减速机，可控常闭、片式制动器，工作可靠，维修方便。

（3）采用国内最新“三系一安置”设施：三系（液压系统、电气系统、发动系统）一安置（安全装置）。

1）液压系统采用电比例、开式闭式相结合、变量、恒功率泵控系统。

液压系统由主回路系统、控制系统及辅助系统组成。

为方便系统运行状态监控和故障诊断，在液压系统特征点设置测压排气接头，提高产品的使用、维护、维修性能。

2）电气系统采用PLC程序控制、电比例操作，以保证液压系统的先导、力矩限制、高度限位等功能的实现，确保起重机安全可靠地运行。

3）发动系统采用电喷环保型发动系统，它具有结构紧凑、体积小、重量轻、功率大、耗油低、污染小、工作可靠、寿命长等显著特点，能满足履带吊起重机的恶劣工况。

4）安全装置采用力矩限制器、转台回转锁销装置、起重臂防后翻装置、起升高度限位装置、风速仪、水平仪、液压系统的溢流阀、平衡阀、双向液压锁、回转警告、行走警告、监视系统等。

（4）采用主、副壁整体竖立650T×48m和650T×96m桅杆(含随带机锁具)。

砂砾石基础碾压后，铺设路基箱，履带吊履带停留在路基箱上，使之符合吊装方案要求。

对称调整预紧拖拉钢丝绳并找正桅杆，为控制相应拖拉钢丝绳收紧力均等，以操作控制室测力计监测预紧力读数，达到预紧均衡力的要求。

在规定吊装位置进行试吊检查，合格后正式吊装工作。

3、技术要点。

（1）采用主、副壁整体竖立650T×48m和650T×96m桅杆设计应满足桅杆整体竖立、反应灵敏器二次移位及反应灵敏器吊装要求。

同时兼顾满足大型设备吊装的强度和稳定性需求。

（2）采用主、副壁整体竖立之前，要对桅杆本体弯曲强度和桅杆节间连接螺栓
的强度进行核算，确保吊装安全可靠。

（3）采用主、副壁整体吊装竖立过程中，选择合适的吊点，尽量减小桅杆体弯矩及控制平面扭面是技术关键。

（4）拖拉钢丝绳与吊索具均应正确定位以使相关索具与吊装系统处于均衡合理的受力状态。

（5）回转支座设计应满足承受三向吊装荷载工艺要求，并达到三个使用目的：1）有效控制设备侧向翻转倾向；
2）解决设备尾部局部接触应力超标问题；
3）最大限度地降低设备脱基状态的受力峰值。

（6）试吊时，桅杆拖拉钢丝绳应调整至受力均衡状态，严格监测桅杆的垂直度与平面度，防止桅杆产生扭曲、偏斜。

（7）吊装过程中应保持桅杆吊装滑车组同步提升，并观察控制系统变化。

六、设备机具
本工法使用的主要机具设备参见表
七、劳动组织体系及安全保证体系
1、劳动组织体系
（1）吊装工程劳动组织体系：
劳动组织体系
（2）吊装工程安全保证体系及岗位职责：
吊装工程安全保证体系及岗位职责
（3）项目施工管理体系：
吊装工作由我公司承建的张掖大剧院钢结构工程项目部负责具体组织实施。

项目部有关职能部室在项目经理领导下，参与并负责处理与吊装工程有关的管理工作，施工作业队负责具体施工。

项目部各部门工作职责
2．吊装安全技术措施
（1）吊装施工前技术负责人应向有关施工作业人员进行详细技术交底与作业指导，确保严格按照已批准的吊装方案进行施工。

（2）大型机械设备投用前应确认其性能状况，必要时进行负荷试验，吊装过程
中应设专业人员进行监管与维修。

（3）大型设备吊装过程中，吊物、钢丝绳、设备与周围建筑物、高压线等，应留有足够的安全间距，并搭设防护隔离设施。

（4）大型设备吊装过程中，设专人监测吊装工作地面沉陷状况，随时汇报至项目部相关管理人员。

（5）大型设备吊装过程中，吊装正向、侧向分别安装设置监控设备，监测桅杆、设备地基座的变形量及反应器滑移方位的偏差情况，以及时进行调整、处理，以保证安全实施作业。

（6）吊装全过程必须处于吊装安全质量保证体系有效监控状态。

八、工程质量执行标准
1、本工法在实施过程中执行的标准规范：
1）《钢结构设计规范》GB50017-2014
2）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2012
3）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2011
4）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
5）《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2012
6）《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2014
7）《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2011
8）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
9）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
10）中华人民共和国住房和城乡建设部文件建质【2009】87号
2、我公司对工程现场和周围环境进行现场考察所获取的有关资料文件；
3、我公司的企业管理标准及质量管理体系《质量手册和程序文件》和安全健
康与环境管理体系《管理手册和程序文件》；
4、我公司同类、类似工程施工经验、技术力量、机械设备情况。

九、工程实例
本工法应用于大型吊装工程规模张掖大剧院剧场管桁架屋顶钢结构用钢量约500t,剧场主桁架最大跨度约57.0m，高度大于45 m。

9.1吊装技术研讨分析
9.1.1采用650T履带吊对剧场钢屋架吊装方案与分析
根据钢屋架重量和分布图，以及现场实际情况，选择650t履带吊作为吊装机械。

9.1.2 HJ-X系列屋架和HJ-Y系列中的HJ-Y1、HJ-Y2、HJ-Y3、HJ-Y4吊装方法
650t履带吊布置在大剧院西边空旷地方（见图1），采用超起工况，66m主臂，66m副臂，150t超起配重。

假如施工现场风荷载或其他荷载影响，负荷系数偏大，还可以增加超起配重，降低负荷系数，13m超起半径，70m幅度额定起重量45.8t，考虑吊钩重2t，吊具重2t，计划负荷系数为（36+2+2）/45.8*100%=87.3%，符合要求，考虑动载荷系数1.1，(36+2+2)*1.1=44<45.8，也符合要求。

9.1.3 HJ-Y4、HJ-Y5屋架和HJ-C系列屋架吊装
650t履带吊布置在大剧院东北拐角（见图2），采用超起工况，66m主臂，84m 副臂，150t超起配重，13m超起半径，82幅度额定起重量21.6t，HJ-Y5重量14t，吊钩重2t，吊具重2t，负荷系数为（11.5+2+2）/21.6*100%=71.8%,符合要求，考虑动载荷系数1.1，(11.5+2+2)*1.1=17.05<21.6，也符合要求，X3-X6轴线间代号HJ-C系列共6榀屋架，重量3.5t，负荷系数为（3.5+2+2）/21.6*100%=34.7%，，考虑动载荷系数1.1，不再计算，也符合要求。

满足剩下所有屋架吊装要求。

9.1.4 技术安全要求
(1)吊装时吊车履带下地基要求：硬化、平整、夯实，满足20t/m2承载力，并铺设厚钢板 =30mm；
（2）吊装作业前，严格检查起重工器具，不得有影响吊装安全的缺陷存在，并且起重工器具满足规范要求的安全系数，不得超载；
（3）吊装前，严格检查吊车，并填写吊车自检报告，由吊车司机签字确认，不得有影响吊装安全的缺陷存在；
（4）起重指挥要有对讲机指挥，要有4部以上对讲机，吊车司机一部，地面起重指挥一部，监护人员分别一部，并且确保对讲机充电、完好；
（5）吊装前关注天气预报，风速超过8m/s，下雨天气，不得进行大件吊装或不得进行受风面大的物件吊装；
（6）吊点选择要合适，必要情况采取加固措施，起吊时不得使构件产生刚性变形或损坏；
（7）如果采用制作、焊接吊耳作为吊点，吊耳强度要计算合适强度，焊接强度和质量要牢固可靠，确保安全；
（8）吊装较长构件时，两头分别要系一根溜绳，起吊时安排有经验的人拽拉溜绳，确保吊物不得碰撞吊车扒杆和其他设施；
（9）起吊前，起重指挥人员要指挥吊车司机操作找好起吊中心，防止吊物离开地面时发生较大荡动而发生事故；
（10）吊物正式起吊前，离地面100mm左右，要试验刹车，并观察地基，如有异常情况，把吊物放下地面，处理完异常情况，才进行作业；
（11）吊物就位脱钩前，要确认吊物放稳定，如有不稳定趋势，要采取加固稳
定措施，确保吊物能够持续稳定，才可以脱钩；
（12）吊车司机和起重指挥、起重司索等特征作业人员，都要有对应的特征作业证；
（13）吊装作业前，进行技术和安全交底，分工明确，统一指挥，各人员服从工作安排，不得带情绪作业，身体不适的人不得参加作业。

9.2 650t履带吊性能表及工况选择
超起工况、150t超起配重、超起半径13m，如下：
9.3 650t履带吊现场平面布置图
650t履带吊依次布置在大剧院西面（后面）和东北拐角平面示意图
9.3.1 650t履带吊布置在大剧院西面（后面）时：回转中心在大剧院对称对称中心上，距离3—1轴线24.7m（详见附件示意图）。

9.3.2 650t履带吊布置东北拐角时：回转中心距离X3轴线16.5m、距离1/5—17轴线13m（详见附件示意图）。

地下人防
（图1）
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9.4 650t履带吊荷载计算研讨分析
9.4.1 大剧院剧场最重件36t在3—4轴线上,650t履带吊吊装幅度44m以内，最大额定起重量45.1m，吊钩重2t和钩子钢丝绳和吊具重量2t，负荷系数为（2+2+36）/45.1*100%=88.7%,符合要求，考虑动载荷系数1.1倍，（2+2+36）*1.1=44＜45.1，符合要求；
9.4.2 650t履带吊布置在大剧院西面（后面）和布置在大剧院东北面时候，最大吊装幅度74m以内时，最大额定起重量18.1t，吊装最重件11.5t，吊钩重2t 和钩子钢丝绳和吊具重量2t，负荷系数为（2+2+11.5t）/18.1*100%=85.6%,符合要求，考虑动载荷系数1.1倍，（2+2+11.5）*1.1=17.05＜18.1，符合要求；
9.4.3 650t履带吊布置在大剧院布置在大剧院东北面时候，最大吊装幅度86m，额定起重量11.1m，吊装最重件3.5t，吊钩重2t和钩子钢丝绳和吊具重量2t，负荷系数为（2+2+3.5t）/8.4*100%=89.3%,符合要求，考虑动载荷系数1.1倍，（2+2+3.5）*1.1=8.25＜8.4，符合要求。

9.5 650t履带吊吊点吊具的选择及临时固定措施
9.5.1吊点、吊具选择（具体根据实际情况，可能有点变化）
针对最重（36t）最长（57m）构件选择一对φ36mm、单根长度70m钢丝绳,另配置16t卸扣4个，吊点选择如下：
9.5.2 临时固定措施
吊装第一片构件上，底座焊接牢靠，并且拉设4—6根缆风绳，确保固定牢靠松钩，吊装第二、三片梁时，底座焊接牢靠，并且需要与相邻梁相接成整体，牢固稳定后，松钩。

十、效益分析
该工法应用实施，是我公司近年来在省内省外吊装施工中收效最快、工期最短、保质保量、保证安全的情况下顺利完成大型吊装任务。

为企业赢得良好的社会信用效益。

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