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摘要 本文主要介绍了洛阳体育场桅杆的偏心吊装施工技术，并对吊耳的设计校核、拖拉绳的设置和校核、吊装过程进行了相应的力学分析。
关键词 桅杆 偏心吊装 吊耳
一、工程概况
洛阳新区体育场是洛阳市的重点城建项目和标志性工程，体育场主体采用钢筋混凝土框架结构，观众席上方的罩棚主体由内、外环及径向桁架组成，外环由混凝土柱支撑，内环由四根桅杆的拉索吊起。四根桅杆是罩棚的最主要承力构件，在桅杆顶部有11个耳板，每个耳板有一根拉力索与罩棚相连，桅杆与拉力索示意如图1所示。单根桅杆高89米，最大直径3.6米，重量为352吨，桅杆上部有拉力索耳板，内部有加劲板，爬梯、护笼和检修门，桅杆及耳板材质采用Q345D，加劲板、型钢材质采用Q345B，桅杆的支座是万向球。就整个工程而言，桅杆结构复杂，重量、高度都较大，是施工的难点，也是关键点，根据现场的条件制定安全、经济、快速的吊装方案，是工程质量和工期的有力保证。
二、吊装方案的确定
综合考虑工程质量、施工工期、经济等多方面的因素，确定的施工方案为：桅杆采用工厂化制作，现场整体吊装，吊装采用偏心吊装。吊装时，一台750吨吊车（LR1750）站在吊装位置，作为主吊；一台250吨吊车（CKE2500）抬尾，将桅杆吊装竖立起来，拆除抬尾的250吨吊车（CKE2500）及其索具，旋转750吨吊车（LR1750）的臂杆至就位位置，利用就位辅助机具、拖拉绳等，协助桅杆就位安装。
三、吊装准备
1.吊耳设计和校核
主吊耳采用两组板轴式吊耳，吊耳焊接高度为57.0米；吊耳布置位置如图2所示。抬尾吊耳采用一组板轴式吊耳；吊耳与吊装索具的连接轴采用高强度卸扣S-BX300-6型的轴（巨力集团生产）。
图2吊耳受力图
主吊耳材料选用Q345B（材料力学性能：屈服点σs＝2750 kg/cm2，τs＝ 1550 kg/cm2；〔σ〕＝σs/s＝1720 kg/cm2；〔τ〕＝τs /s＝970 kg/cm2），厚度为5mm，宽70mm，长106mm，吊耳强度验算过程如下（参照《大型设备吊装工程施工工艺标准（SH/T3515-2003）》中相关要
其中： s为安全系数，s＝1.6； m局部弯曲折减系数，m＝0.8；R1吊耳板半径；R2吊耳孔半径；δ板的厚度；P计算载荷。
由以上分析可知：该吊耳能够满足需要。抬尾吊耳验算过程略。
2.拖拉绳设计及校核
在主吊吊车不受力后，桅杆的支座是万向球，上部的11根拉力索安装之前，桅杆顶部没有受力构件，呈自由状态；为避免桅杆的倾倒，需要在均布的四个方向设置拖拉绳，起到桅杆的临时固定作用。每根桅杆设置拖拉绳4根，拖拉绳的上端用高强度卸扣连接在专门设置的吊耳上，下端通过滑轮组固定在专门设置的地锚上。拖拉绳选用φ52钢丝绳（型号为6×37＋FC，公称抗拉强度为1770Mpa）；桅杆在拖拉绳作用下，呈直立状态的时间较长，所以对此状态进行力学分析，如图：
图3拖拉绳受力分析
根据《建筑结构荷载规范》GB5009－2001中有关规定进行计算。
其中：桅杆截面积S＝249.2m2；§脉动增大系数，取2.04；γ脉动影响系数，取0.87；φz振型系数，取0.02；μz风压高度变化系数，取1.67；Wk风载荷标准值；βZ高度处的系数；μs风载荷体形系数，μs=0.6；μz风压高度变化系数，μz=1.67；W0基本风压； W0=0.4KN/m2；
（3）T1=Wk×S＝102 KN
其中：T1风载荷作用力；Wk风载荷标准值；S风载荷作用面积
（4）T0＝T1×L1÷（L2×Sin(30°－3.807°)－E）＝10200×50÷（76×Sin26.193－2.36）＝16353Kg
其中：T0为风载荷作用引起的拖拉绳拉力；L1风载荷作用集中点到桅杆底部距；T1风载荷作用力；L2拖拉绳作用点到桅杆底部距离；E拖拉绳偏心距E＝2.36m
（5）拖拉绳的安全系数为：
S＝9.4
拖拉绳的安全系数符合有关规范规定。（其中：S拖拉绳安全系数；L钢丝绳破断拉力；T0拖拉绳拉力）
四、吊装过程
1.始吊状态
两台吊车同时起升滑轮组，吊装设备离开地面，始吊过程受力状态验算如下：
其中： Q吊装载荷；G吊装设备重量；g1主吊吊车的600t吊钩等重量；g2拖拉绳等重量；g3吊耳重量；g4吊装索具重量；g5抬尾吊车150吨吊钩等重量；F1：主吊受力；L1设备重心到抬尾受力点的距离；L2主吊受力点到抬尾受力点的距离；F2抬尾受力
2.中间状态
随着吊装作业的不断进行，当抬尾吊车不在受力时，主吊吊车独立吊装起桅杆，此时桅杆呈倾斜状态，中间吊装过程受力状态验算如下：
（1）F＝G＋g1＋g2＋g3＋g4
＝377515kg
其中：F主吊受力；G吊装设备重量；g1主吊吊车的600t吊钩等重量；g2拖拉绳等重量；g3吊耳重量；g4吊装索具重量
（2）tgα＝(2638÷2＋260)÷(57000－43800)
α＝6.8°
其中：主吊点高度57.0米；重心高度43.8米；主吊点处截面直径2638毫米；主吊耳中心距桅杆外壁260毫米；α桅杆中心线与垂直线的夹角。
3.就位状态
在750吨吊车独立吊起桅杆后，旋转吊车臂杆，使桅杆底部支撑在万向球上（万向球已经安装完成，可以承受载荷的作用）；并利用两台手动葫芦（30吨）将桅杆底部固定，安装部分桅杆底部与万向球之间的连接螺栓；将4根拖拉绳的相应机具安装好，在保证吊车臂杆和桅杆臂不发生碰撞的前提下，通过滑轮组及吊车的调整，达到吊车不受力状态；然后安装剩余的连接螺栓，拆除吊装机索具。
五、结束语
偏心吊装施工技术由主吊吊车独立吊装就位，简单易行，安全可靠，同时吊装设备布置机动灵活，对施工现场的适应性好，减少了对区域内其他工程施工的影响；减少高空作业，缩短施工周期。
参考文献：
［1］《钢结构设计规范》（GB50017-2003）.
［2］《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003.
［3］《大型塔类设备吊装安全规程》（SY6279-1997）.
［4］《建筑结构荷载规范》GB5009－2001.
（作者单位：中国石油天然气第一建设公司）
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
关键词 桅杆 偏心吊装 吊耳
一、工程概况
洛阳新区体育场是洛阳市的重点城建项目和标志性工程，体育场主体采用钢筋混凝土框架结构，观众席上方的罩棚主体由内、外环及径向桁架组成，外环由混凝土柱支撑，内环由四根桅杆的拉索吊起。四根桅杆是罩棚的最主要承力构件，在桅杆顶部有11个耳板，每个耳板有一根拉力索与罩棚相连，桅杆与拉力索示意如图1所示。单根桅杆高89米，最大直径3.6米，重量为352吨，桅杆上部有拉力索耳板，内部有加劲板，爬梯、护笼和检修门，桅杆及耳板材质采用Q345D，加劲板、型钢材质采用Q345B，桅杆的支座是万向球。就整个工程而言，桅杆结构复杂，重量、高度都较大，是施工的难点，也是关键点，根据现场的条件制定安全、经济、快速的吊装方案，是工程质量和工期的有力保证。
二、吊装方案的确定
综合考虑工程质量、施工工期、经济等多方面的因素，确定的施工方案为：桅杆采用工厂化制作，现场整体吊装，吊装采用偏心吊装。吊装时，一台750吨吊车（LR1750）站在吊装位置，作为主吊；一台250吨吊车（CKE2500）抬尾，将桅杆吊装竖立起来，拆除抬尾的250吨吊车（CKE2500）及其索具，旋转750吨吊车（LR1750）的臂杆至就位位置，利用就位辅助机具、拖拉绳等，协助桅杆就位安装。
三、吊装准备
1.吊耳设计和校核
主吊耳采用两组板轴式吊耳，吊耳焊接高度为57.0米；吊耳布置位置如图2所示。抬尾吊耳采用一组板轴式吊耳；吊耳与吊装索具的连接轴采用高强度卸扣S-BX300-6型的轴（巨力集团生产）。
图2吊耳受力图
主吊耳材料选用Q345B（材料力学性能：屈服点σs＝2750 kg/cm2，τs＝ 1550 kg/cm2；〔σ〕＝σs/s＝1720 kg/cm2；〔τ〕＝τs /s＝970 kg/cm2），厚度为5mm，宽70mm，长106mm，吊耳强度验算过程如下（参照《大型设备吊装工程施工工艺标准（SH/T3515-2003）》中相关要
其中： s为安全系数，s＝1.6； m局部弯曲折减系数，m＝0.8；R1吊耳板半径；R2吊耳孔半径；δ板的厚度；P计算载荷。
由以上分析可知：该吊耳能够满足需要。抬尾吊耳验算过程略。
2.拖拉绳设计及校核
在主吊吊车不受力后，桅杆的支座是万向球，上部的11根拉力索安装之前，桅杆顶部没有受力构件，呈自由状态；为避免桅杆的倾倒，需要在均布的四个方向设置拖拉绳，起到桅杆的临时固定作用。每根桅杆设置拖拉绳4根，拖拉绳的上端用高强度卸扣连接在专门设置的吊耳上，下端通过滑轮组固定在专门设置的地锚上。拖拉绳选用φ52钢丝绳（型号为6×37＋FC，公称抗拉强度为1770Mpa）；桅杆在拖拉绳作用下，呈直立状态的时间较长，所以对此状态进行力学分析，如图：
图3拖拉绳受力分析
根据《建筑结构荷载规范》GB5009－2001中有关规定进行计算。
其中：桅杆截面积S＝249.2m2；§脉动增大系数，取2.04；γ脉动影响系数，取0.87；φz振型系数，取0.02；μz风压高度变化系数，取1.67；Wk风载荷标准值；βZ高度处的系数；μs风载荷体形系数，μs=0.6；μz风压高度变化系数，μz=1.67；W0基本风压； W0=0.4KN/m2；
（3）T1=Wk×S＝102 KN
其中：T1风载荷作用力；Wk风载荷标准值；S风载荷作用面积
（4）T0＝T1×L1÷（L2×Sin(30°－3.807°)－E）＝10200×50÷（76×Sin26.193－2.36）＝16353Kg
其中：T0为风载荷作用引起的拖拉绳拉力；L1风载荷作用集中点到桅杆底部距；T1风载荷作用力；L2拖拉绳作用点到桅杆底部距离；E拖拉绳偏心距E＝2.36m
（5）拖拉绳的安全系数为：
S＝9.4
拖拉绳的安全系数符合有关规范规定。（其中：S拖拉绳安全系数；L钢丝绳破断拉力；T0拖拉绳拉力）
四、吊装过程
1.始吊状态
两台吊车同时起升滑轮组，吊装设备离开地面，始吊过程受力状态验算如下：
其中： Q吊装载荷；G吊装设备重量；g1主吊吊车的600t吊钩等重量；g2拖拉绳等重量；g3吊耳重量；g4吊装索具重量；g5抬尾吊车150吨吊钩等重量；F1：主吊受力；L1设备重心到抬尾受力点的距离；L2主吊受力点到抬尾受力点的距离；F2抬尾受力
2.中间状态
随着吊装作业的不断进行，当抬尾吊车不在受力时，主吊吊车独立吊装起桅杆，此时桅杆呈倾斜状态，中间吊装过程受力状态验算如下：
（1）F＝G＋g1＋g2＋g3＋g4
＝377515kg
其中：F主吊受力；G吊装设备重量；g1主吊吊车的600t吊钩等重量；g2拖拉绳等重量；g3吊耳重量；g4吊装索具重量
（2）tgα＝(2638÷2＋260)÷(57000－43800)
α＝6.8°
其中：主吊点高度57.0米；重心高度43.8米；主吊点处截面直径2638毫米；主吊耳中心距桅杆外壁260毫米；α桅杆中心线与垂直线的夹角。
3.就位状态
在750吨吊车独立吊起桅杆后，旋转吊车臂杆，使桅杆底部支撑在万向球上（万向球已经安装完成，可以承受载荷的作用）；并利用两台手动葫芦（30吨）将桅杆底部固定，安装部分桅杆底部与万向球之间的连接螺栓；将4根拖拉绳的相应机具安装好，在保证吊车臂杆和桅杆臂不发生碰撞的前提下，通过滑轮组及吊车的调整，达到吊车不受力状态；然后安装剩余的连接螺栓，拆除吊装机索具。
五、结束语
偏心吊装施工技术由主吊吊车独立吊装就位，简单易行，安全可靠，同时吊装设备布置机动灵活，对施工现场的适应性好，减少了对区域内其他工程施工的影响；减少高空作业，缩短施工周期。
参考文献：
［1］《钢结构设计规范》（GB50017-2003）.
［2］《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-2003.
［3］《大型塔类设备吊装安全规程》（SY6279-1997）.
［4］《建筑结构荷载规范》GB5009－2001.
（作者单位：中国石油天然气第一建设公司）
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”