CN111517223A - 不规则钢箱体吊装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于吊装施工方法领域，具体涉及一种不规则钢箱体吊装施工方法，利用BIM技术，依照三维模型进行吊装仿真设计，能得到钢箱体和主、辅起重机在吊装施工中的全过程变化，并准确设计出钢箱体垂直立式姿态和就位姿态下的吊装点位置，同时利用BIM技术通过理论模拟实际，在软件里提前进行虚拟吊装，分两次姿态转换(水平卧式姿态变为垂直立式姿态、垂直立式姿态变为就位姿态)，使不规则钢箱体完成空间上不为平面的两个方向的倾斜，因此，缩短了建设工期，降低了施工成本，突破国外技术垄断，而且能够降低安全风险；同时采用的主起重机仅需一个，进一步降低了施工成本，同时所需作业空间减少，即降低了吊装施工过程中对作业空间的要求。

Description

不规则钢箱体吊装施工方法

技术领域

本发明涉及一种不规则钢箱体吊装施工方法，属于吊装施工方法领域。

背景技术

所谓不规则钢箱体是指钢箱体并非一致对称结构，在空间中没有对称轴，在不规则钢箱体的实际吊装施工中因其重心难以准确确定，吊点结构样式无法准确把控，空间关系复杂，因此吊装难度大。

国内通常情况下对重量较轻、体积较小的不规则结构钢箱体吊装主要采用试错法进行吊装。通过反复的试验和一些强制措施将结构钢箱体安装就位。面对大型不规则结构钢箱体的吊装施工时，多数采用双机(或多机)进行主吊，通过多机配合规避了重心难以确定的问题。但这种常规施工中存在着施工工期较长、安全风险不可把控、施工成本高、作业空间大等缺陷。

国外则利用液压油缸调节吊索具长度来进行施工，利用油缸的伸缩对负载情况下的索具进行长度调节。但因国内各项技术不成熟(包含密封圈材料、结构加工技术、应力分析等)，这种采用液压油缸进行吊装施工的方式目前在国内还无法安全实现，因此国外这种吊装施工技术垄断明显，目前存在使用成本巨大的缺陷。

因此，研发一种能够保证不规则结构钢箱体在吊装过程中，效率高、施工周期短、施工成本低的吊装施工方法是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种能够突破国外技术垄断、缩短工期、降低施工成本、同时可降低安全风险的不规则钢箱体吊装施工方法。

本发明所述的不规则钢箱体吊装施工方法，包括以下步骤：

①利用BIM技术，依照钢箱体、主起重机、辅起重机、吊索具的三维模型进行吊装仿真设计，得到钢箱体和主、辅起重机在吊装施工中的全过程变化(包括钢箱体的姿态变化、位置变换和主、辅起重机的位置变换)以及钢箱体在垂直立式姿态和就位姿态下准确的吊装点位置；

②标记主、辅起重机站位以及钢箱体摆放位置：

在吊装施工的地面上，依照BIM技术三维模型中主、辅起重机二者的回转中心到地面的放样尺寸及位置，预先将主、辅起重机的回转中心位置做好标记(实际可用石灰粉做标记)；

③标记钢箱体摆放位置：

在吊装场地上，依照BIM技术钢箱体三维模型中运输状态下的下表面四个角点及重心到地面的放样尺寸及位置，预先将钢箱体运输状态下的下表面四个角点及重心放样点做好标记(实际可用石灰粉做标记)；

③主、辅起重机和钢箱体到达各自对应的标记位置；

④采用两次吊装的方式使不规则钢箱体到达就位姿态，具体过程如下：

第一次姿态转换：采用辅起重机递送主起重机起升，将钢箱体由运输的水平卧式姿态变为垂直立式姿态；

重置吊装点：将钢箱体放置在地面上，将主、辅起重机的吊索具与钢箱体脱离(即：解除吊索具受力)，改变主、辅起重机的吊装点位置，将主、辅起重机的吊索具连接到就位姿态下钢箱体吊装点的位置处；

第二次姿态转换：采用辅起重机递送主起重机起升，将钢箱体由垂直立式姿态变为立式倾斜状态即就位姿态，到达就位姿态后，钢箱体的重量由主起重机全部承担；

⑤钢箱体就位：

通过主起重机起升、回转将钢箱体放置在指定位置上。

通过本发明上述两次姿态转换中，钢箱体完成了空间上不为平面的两个方向的倾斜，具体操作为：第一次姿态转换过程中，利用辅起重机配合主起重机的方式，使其负荷率按照方案设计进行变化，完成钢箱体由运输水平卧式姿态到垂直立式姿态的转变；再经过主、辅起重机的吊点变化，再次利用辅起重机配合主起重机的方式使得钢箱体由垂直立式姿态到立式倾斜状态的变换，到达就位姿态后，钢箱体的重量由主起重机全部承担。因此，本发明中采用的主起重机仅需一个，无需通过双机(或多机)进行主吊配合来规避重心难以确定的问题，因此，降低了施工成本，同时所需作业空间减少，即降低了吊装施工过程中对作业空间的要求。

与常规不规则结构钢箱体的吊装施工方法相比，本发明所述吊装施工方法具有以下优势：

一方面，在整个吊装施工方法中利用了BIM技术，依照钢箱体主起重机、辅起重机、吊索具的三维模型进行吊装仿真设计，通过该方式，能准确设计钢箱体吊装点，利用BIM 技术通过理论模拟实际，在软件里提前进行虚拟吊装，因此能够大大缩短施工工期，大大降低施工成本，而且能够降低安全风险。

另一方面，本发明所述不规则结构钢箱体的吊装施工方法中，在钢箱体从运输的水平姿态转变至就位姿态过程中，虽然钢箱体结构非一致对称结构，空间中没有对称轴，但利用钢箱体的结构重心始终在结构空间内的自身特点，采用两次吊装的方式将钢箱体姿态达满足安装要求。而且整个操作简单、易行，相比常规不规则结构钢箱体的吊装操作更为简化。

优选的，所述步骤④进行前，对主、辅起重机站位和钢箱体摆放位置进行精准定位，具体操作为：利用铅垂线的方式复核主、辅起重机的实际回转重心与对应标记点是否重合，确保起重机站位准确；放线钢箱体的四个角点位置，利用铅垂线的方式确保钢箱体摆放位置精准。

优选的，所述步骤④中两次姿态转换过程中，在正式吊装之前进行试吊，具体操作为：吊装工作准备就绪后，将各起重机缓慢起钩，使其负荷率接近方案计算值，观察钢箱体脱离情况，在钢箱体处于悬空状态后停止提升，待钢箱体位置不发生变化之后后检查所有受力部位；确定无任何问题后，进行下一步正式吊装操作。通过试吊，进一步保证吊装施工作业的安全性。

进一步优选的，所述步骤④中两次姿态转换过程中，经过试吊工序主起重机和辅起重机均已负载，钢箱体处于悬空状态，为了安全起见，需要进行多次调整以达到钢箱体所需姿态，具体操作为：当钢箱体最下端距离地面的高度为20cm-100cm时(若距离地面高度过高，施工安全不利于保证；若距离地面高度过低，又需要频繁调整主、辅起重机动作，因此钢箱体最下端距离地面的高度要适宜)，由主起重机缓慢起钩、辅起重机缓慢落钩，待钢箱体最下端距离地面10cm时(距离地面高度过低后，不便于观察钢箱体是否着地)，通过主、辅起重机起升将钢箱体提升，直至其最下端距离地面的高度为20cm-100cm，重复上述操作，直至钢箱体姿态达到方案要求。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明所述不规则结构钢箱体的吊装施工方法，利用了BIM技术，依照三维模型进行吊装仿真设计，能得到钢箱体和主、辅起重机在吊装施工中的全过程变化，并准确设计出钢箱体垂直立式姿态和就位姿态下的吊装点位置，同时利用BIM技术通过理论模拟实际，在软件里提前进行虚拟吊装，因此，能够缩短建设工期，降低施工成本，突破国外技术垄断，而且能够降低安全风险；同时采用的主起重机仅需一个，无需通过双机(或多机)进行主吊配合来规避重心难以确定的问题，因此，进一步降低了施工成本，同时所需作业空间减少，即降低了吊装施工过程中对作业空间的要求。

附图说明

图1是不规则钢箱体处于水平卧式姿态的吊装状态图；

图2是不规则钢箱体经过第一次姿态转换后到达垂直立式姿态的吊装状态图；

图3是到达垂直立式姿态的不规则钢箱体重置吊装点后的吊装状态图；

图4是不规则钢箱体经过第二次姿态转换后到达就位姿态的吊装状态图。

图中：

1、主起重机；2、不规则钢箱体；3、辅起重机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

本实施例所述的不规则钢箱体吊装施工方法，包括以下步骤：

①利用BIM技术，依照钢箱体、主起重机、辅起重机、吊索具的三维模型进行吊装仿真设计，得到钢箱体和主、辅起重机在吊装施工中的全过程变化(包括钢箱体的姿态变化、位置变换和主、辅起重机的位置变换)以及钢箱体在垂直立式姿态和就位姿态下准确的吊装点位置；

②标记主、辅起重机站位和钢箱体摆放位置：

在吊装施工的地面上，依照BIM技术三维模型中主、辅起重机二者的回转中心到地面的放样尺寸及位置，预先将主、辅起重机的回转中心位置用石灰粉做好标记；

在吊装场地上，依照BIM技术钢箱体三维模型中运输状态下的下表面四个角点及重心到地面的放样尺寸及位置，预先将钢箱体运输状态下的下表面四个角点及重心放样点用石灰粉做好标记；

③主、辅起重机到达对应的标记位置：实际施工过程中，在进行主、辅起重机站位前，可以预先将用石灰粉标记好主、辅起重机的行走占位路线，使主、辅起重机的吊车履带沿标记好的行走占位路线行走至标记位置(实际操作时可沿行走占位路线布设路基箱，并使主、辅起重机的吊车履带在所布设的路基箱上行走)，之后利用铅垂线的方式复核主、辅起重机的实际回转重心与对应标记点是否重合，确保主、辅起重机站位准确；

钢箱体到达对应的标记位置：实际施工时，通过运梁车运输钢箱体，并预先将用石灰粉标记好运梁车的行走占位路线，使运梁车沿标记好的行走占位路线行走至标记位置，之后放线钢箱体的四个角点位置，利用铅垂线的方式确保钢箱体摆放位置精准；

④如图1～4所示，采用两次吊装的方式使不规则钢箱体到达就位姿态，具体过程如下：

第一次姿态转换：采用辅起重机3递送主起重机1起升，将钢箱体2由运输的水平卧式姿态(如图1所示)变为垂直立式姿态(如图2所示)；

重置吊装点：将钢箱体2放置在地面上，将主起重机1、辅起重机3的吊索具与钢箱体脱离(即：解除吊索具受力)，改变主起重机1、辅起重机3的吊装点位置，将主起重机 1、辅起重机3的吊索具连接到就位姿态下钢箱体吊装点的位置处(如图3所示)；

第二次姿态转换：采用辅起重机3递送主起重机1起升，将钢箱体2由垂直立式姿态变为立式倾斜状态(即就位姿态，如图4所示)，到达就位姿态后，钢箱体2的重量由主起重机1全部承担；

⑤钢箱体就位：

通过主起重机起升、回转将钢箱体放置在指定位置上。

通过上述两次姿态转换，钢箱体完成了空间上不为平面的两个方向的倾斜，具体操作为：第一次姿态转换过程中，利用辅起重机配合主起重机的方式，使其负荷率按照方案设计进行变化，完成钢箱体由运输水平卧式姿态到垂直立式姿态的转变；再经过主、辅起重机的吊点变化，再次利用辅起重机配合主起重机的方式使得钢箱体由垂直立式姿态到立式倾斜状态的变换。

在实际施工时，为了保证吊装施工作业的安全性，在步骤④两次姿态转换过程中，在正式吊装之前都要进行试吊，具体操作为：吊装工作准备就绪后，将各起重机缓慢起钩，使其负荷率接近方案计算值，观察钢箱体脱离情况，在钢箱体处于悬空状态后(如：离开地面0.2m后)停止提升，待钢箱体位置不发生变化之后(静置15-20分钟)后检查所有受力部位；确定无任何问题后，进行下一步正式吊装操作。

同时，在所述步骤④中两次姿态转换过程中，经过试吊工序主起重机和辅起重机均已负载，钢箱体处于悬空状态，为了安全起见，需要进行多次调整以达到钢箱体所需姿态(若距离地面高度过高，施工安全不利于保证；若距离地面高度过低，又需要频繁调整主、辅起重机动作，因此钢箱体最下端距离地面的高度要适宜)，具体操作为：当钢箱体最下端距离地面的高度为50cm时，由主起重机缓慢起钩、辅起重机缓慢落钩，待钢箱体最下端距离地面10cm时(距离地面高度过低后，不便于观察钢箱体是否着地)，通过主、辅起重机起升将钢箱体提升，直至其最下端距离地面的高度为50cm，重复上述操作，直至钢箱体姿态达到方案要求。

与常规不规则结构钢箱体的吊装施工方法相比，本实施例所述吊装施工方法具有以下优势：

一方面，在整个吊装施工方法中利用了BIM技术，依照钢箱体主起重机、辅起重机、吊索具的三维模型进行吊装仿真设计，通过该方式，能准确设计钢箱体吊装点，利用BIM 技术通过理论模拟实际，在软件里提前进行虚拟吊装，因此能够大大缩短施工工期，大大降低施工成本，而且能够降低安全风险。

另一方面，本实施例所述不规则结构钢箱体的吊装施工方法中，在钢箱体从运输的水平姿态转变至就位姿态过程中，虽然钢箱体结构非一致对称结构，空间中没有对称轴，但利用钢箱体的结构重心始终在结构空间内的自身特点，采用两次吊装的方式将钢箱体姿态达满足安装要求。而且整个操作简单、易行，相比常规不规则结构钢箱体的吊装操作更为简化。本实施例中采用的主起重机仅需一个，无需通过双机(或多机)进行主吊配合来规避重心难以确定的问题，因此，进一步降低了施工成本，同时所需作业空间减少，即降低了吊装施工过程中对作业空间的要求。

Claims (4)

1.一种不规则钢箱体吊装施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

①利用BIM技术，依照钢箱体、主起重机、辅起重机、吊索具的三维模型进行吊装仿真设计，得到钢箱体和主、辅起重机在吊装施工中的全过程变化以及钢箱体在垂直立式姿态和就位姿态下准确的吊装点位置；

②标记主、辅起重机站位以及钢箱体摆放位置：

在吊装施工的地面上，依照BIM技术三维模型中主、辅起重机二者的回转中心到地面的放样尺寸及位置，预先将主、辅起重机的回转中心位置做好标记；

在吊装场地上，依照BIM技术钢箱体三维模型中运输状态下的下表面四个角点及重心到地面的放样尺寸及位置，预先将钢箱体运输状态下的下表面四个角点及重心放样点做好标记；

③主、辅起重机和钢箱体到达各自对应的标记位置；

④采用两次吊装的方式使不规则钢箱体到达就位姿态，具体过程如下：

第一次姿态转换：采用辅起重机递送主起重机起升，将钢箱体由运输的水平卧式姿态变为垂直立式姿态；

重置吊装点：将钢箱体放置在地面上，将主、辅起重机的吊索具与钢箱体脱离，改变主、辅起重机的吊装点位置，将主、辅起重机的吊索具连接到就位姿态下钢箱体吊装点的位置处；

第二次姿态转换：采用辅起重机递送主起重机起升，将钢箱体由垂直立式姿态变为立式倾斜状态即就位姿态，到达就位姿态后，钢箱体的重量由主起重机全部承担；

⑤钢箱体就位：

通过主起重机起升、回转将钢箱体放置在指定位置上。

2.根据权利要求1所述的不规则钢箱体吊装施工方法，其特征在于：所述步骤④进行前，对主、辅起重机站位和钢箱体摆放位置进行精准定位，具体操作为：利用铅垂线的方式复核主、辅起重机的实际回转重心与对应标记点是否重合，确保起重机站位准确；放线钢箱体的四个角点位置，利用铅垂线的方式确保钢箱体摆放位置精准。

3.根据权利要求1所述的不规则钢箱体吊装施工方法，其特征在于：所述步骤④中两次姿态转换过程中，在正式吊装之前进行试吊，具体操作为：吊装工作准备就绪后，将各起重机缓慢起钩，使其负荷率接近方案计算值，观察钢箱体脱离情况，在钢箱体处于悬空状态后停止提升，待钢箱体位置不发生变化之后后检查所有受力部位；确定无任何问题后，进行下一步正式吊装操作。

4.根据权利要求3所述的不规则钢箱体吊装施工方法，其特征在于：所述步骤④中两次姿态转换过程中，经过试吊工序主起重机和辅起重机均已负载，钢箱体处于悬空状态，当钢箱体最下端距离地面的高度为20cm-100cm时，由主起重机缓慢起钩、辅起重机缓慢落钩，待钢箱体最下端距离地面10cm时，通过主、辅起重机起升将钢箱体提升，直至其最下端距离地面的高度为20cm-100cm，重复上述操作，直至钢箱体姿态达到方案要求。

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