大跨度空间飞天扶梯多段吊装施工技术
陈旭超，邹 双，何 宇，党治权
（中国建筑第二工程局核电建设分公司，广东 深圳 518000）
大跨度桁架吊装按照吊装方式分主要有空中散装、整体提升法、分段吊装法、高空滑移法等[1]，按照吊装作业环境分为室外开敞空间大跨度桁架吊装和室内复杂空间大跨度桁架的吊装两个方面。室外开敞空间大跨度桁架多采用塔机或其他大型吊装机械分段分片吊装。室内复杂空间大跨度桁架吊装主要为地铁及商场扶梯的吊装，地铁扶梯吊装常用大型机械和结构预留吊装点进行吊装，即将扶梯桁架直接吊装或者将多段扶梯桁架在地面拼接后通过预埋吊点吊装。目前学者对大型复杂空间综合体室内的吊装施工研究较少。本研究对象的中庭飞天扶梯，提升高度28.5m，水平跨度59.7m，且扶梯桁架吊装时要穿越5 层结构楼板的预留洞口。此跨度和高度的飞天扶梯安装在亚洲尚属于首次，且桁架斜向上穿越预留洞口的吊装案例较少。
飞天扶梯不仅跨度超大、高度超高，而且扶梯桁架要从五层中岛楼板中穿过，因此将全部扶梯桁架在地面拼接完成后采用大型吊装机械直接吊装较为困难，且商业综合体一层楼板能够承受的荷载不足以采用大型吊装设备进行吊装，因此采用分段吊装，即将3 段飞天扶梯桁架经过空中转运至指定位置后再空中拼接后完成吊装。飞天扶梯无依托原有建筑结构进行垂直、水平运输空间条件，室内楼板荷载条件、空间状况不允许扶梯整体安装。
吊装工具有：手拉/电动葫芦、电动提升机、钢丝绳、钢丝绳头、滑轮、卷扬机、钢管、对讲机、撬棍、大锤、安全帽、安全带、手套、安全绳、钢梁等（表1、表2）。
表1 主要吊装工具
表2 吊装参数
2.1 吊装工艺流程
飞天扶梯吊装工法主要步骤：①飞天扶梯吊装点的受力复核及设置；
②飞天扶梯桁架进场和扶梯桁架的“卧式”拼装；
③飞天扶梯桁架的吊装，其中包括飞天扶梯桁架的空中转运和扶梯桁架的空中拼接；
④飞天扶梯整体调试，扶梯配件安装；
⑤扶梯的临时存放和成品保护。
预留飞天扶梯吊装点需要满足吊装荷载需求。飞天扶梯安装吊装点安装只需将钢丝绳和吊钩固定在原结构梁上，飞天扶梯桁架用坦克车在叉车牵引下分段进场，然后将各小段的桁架分别拼装成扶梯头段、扶梯中段、扶梯尾段3 段桁架；
最后将3 段桁架分别起吊后在空中进行拼接。
2.2 吊装点设置及受力复核
经过专家复核提出各层吊装点的具体位置和吊装点配件组装的要求。飞天扶梯各吊装点的位置如图1 所示，5 层1/G～13～14 轴有6 号、7 号、8 号3 个扶梯桁架吊装点；
K～1K 轴交14～15轴则在2 层有1 号、2 号2 个吊装点、3 层有3 号和4 号2 个吊装点、4 层有5 号1 个吊装点；
建筑顶板结构梁上设置4 个吊装点，分别在13 轴交D、E、F 轴结构梁上，以上都是在结构梁上直接做吊装点。9 号和12 号吊装点是在结构梁间安装吊挂构件，并张挂直径36mm 钢丝绳作为吊装点，构成25t 吊装点如图2 所示。其他吊装点吊装核载均为10t。吊装点要求：钢丝绳与框架柱的连接位置应位于楼层标高附近，柱子与梁在各方向的拉结情况较好的位置；
中庭内部的柱子因楼层开洞通高，不宜设置绳索连接点。如必须在中庭内部设置连接点时，应在中庭柱加固完成后进行；
绳索与梁和柱连接点应做好对原结构梁和柱的保护，在钢丝绳与原结构接触位置设置软垫或者麻布；
在梁上设置吊装点时，应设置在框架梁上且尽量靠近梁端的位置，不能设置在悬挑梁上。
图1 飞天扶梯各吊装点的位置
图2 9号和12号吊装点
飞天扶梯吊装主要包括扶梯头段、中段、尾段的吊装，各段扶梯桁架的吊装又分为飞天扶梯桁架起吊、空中转运（吊装点的转换）、扶梯桁架的空中拼接3 个过程。
3.1 飞天扶梯桁架进场和桁架的卧式拼装
扶梯头段桁架底部头端两边放2 个坦克车，然后用叉车从扶梯桁架的另一端抬起并推动扶梯桁架缓缓进入施工场地。
飞天扶梯桁架分采用“卧式”方式将9 小段桁架地面拼装成扶梯头段、中段、尾段3 大段桁架。首先拼接扶梯头段桁架，扶梯头段桁架由两小段桁架拼接而成。用千斤顶和电动提升机等将两段扶梯桁架接口调至同一高度和位置进行拼接，人工从两段扶梯桁架的两边用撬棍撬动桁架或者用电动葫芦将两段扶梯桁架拉接至桁架预留钢螺丝洞口正好对齐位置，最后将合并到一起的扶梯桁架用钢螺丝钉固定。扶梯中段和尾段桁架的拼接与扶梯头段桁架的拼接过程类似。
3.2 扶梯头段吊装
扶梯头段的起吊重量为16t，扶梯头段的起吊先后启用了3、4、6、7、8、9、10、11、12 号吊装点，扶梯头段桁架通过吊装点的转换进行大跨度的空中转运，最后穿过中庭5 层结构楼板完成吊装，在3 段桁架吊装过程中头段吊装过程转换吊装点数量最多且空中转运位移最大、吊装过程也最为复杂。
3.3 扶梯尾段吊装
扶梯尾段重24t，扶梯尾段桁架起吊先后启用了1、2、3、4、5、7、13、14 号吊装点，在向上起吊的过程中增加13 号和14 号吊装点即在扶梯桁架右侧增加一个受力点，避免扶梯桁架在向上起吊的过程中突然向左侧大幅度摆动。待扶梯尾段桁架吊离地面一定高度时，缓缓地将桁架右侧的手拉吊葫芦慢慢松开使扶梯尾端桁架慢慢移到扶梯基坑正上方，最后再缓慢地往下松电动提升机直至电动提升机完全下降至扶梯基坑底部完成扶梯尾端的吊装。
3.4 扶梯中段起吊
拼装后的扶梯中段重21t，扶梯中段桁架的起吊主要依托5 号、6 号和7 号号吊装点分别吊起扶梯中段桁架的两端。待扶梯中段桁架起吊至一定高度时，此时增加屋面9 号吊装点，同时调整扶梯桁架的位置直至扶梯中段桁架和上、下两段桁架完全拼接完成。扶梯两段桁架之间间隙用小型电动吊葫芦将两段待拼接的桁架进行合并后用钢钉拼接。
3.5 飞天扶梯桁架空中的拼接
飞天扶梯中段桁架的起吊至中庭指定位置后需要将其与扶梯头段和扶梯尾端进行空中拼接，首先在空中拼接扶梯尾段和扶梯中段桁架，然后将尾端和中段拼接后的桁架与扶梯头段桁架进行空中拼接，然后完成吊装。拼接过程通过调节相应吊装点的来调整在拼接的两条桁架在同一直线上，通过电动葫芦等设备调节扶梯在拼接桁架的接口距离以便于拼接。
3.6 吊装后飞天扶梯的调试
飞天扶梯吊装和桁架空中拼接完成后需调其标高线和水平分中。调节扶梯桁架标高线采用4个10t 千斤顶，分别从飞天扶梯两侧及桁架两侧将飞天扶梯桁架升至设计标高后在扶梯桁架两侧牛腿位置受力点垫钢板。飞天扶梯桁架水平分中采用扩张器调节扶梯桁架的水平分中。
1）大跨度空间飞天扶梯多段吊装施工技术施工准备简单，飞天扶梯吊装点增设、拆卸简单，可以在吊装过程中根据现场需要及时增设不同受力方向的吊装点调节多段扶梯桁架间的距离和方向便于多段桁架间的拼接。飞天扶梯的吊装点增设只需要在原建筑结构的梁板预留洞口将钢丝绳和吊钩固定在原结构梁上。
2）技术突破限制，飞天扶梯吊装技术同时可以突破传统吊装对扶梯桁架长度和高度的限制。打破原建筑室内复杂环境对吊装施工的限制，避免室内复杂吊装空间对吊装机械臂作业面的限制。大跨度飞天扶梯吊装技术可以进行大跨度空间的大跨度空中转运，避免复杂空间不能垂直吊装难题。
3）操作精准可靠，飞天扶梯多段吊装技术能够在起吊多段扶梯桁架后在空中精准的拼接。实现精准精细化的空间吊装操作。
4）吊装操作便捷，飞天扶梯多段吊装技术在吊装过程中可以便捷地通过转换吊装点调节扶梯桁架的位置等。可以同时安全可靠、便捷地调节扶梯桁架待拼接端的角度位置方便拼接。
5）吊装成本节约，飞天扶梯多段吊装的电动提升机可以重复使用，效率高，节约成本。
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