高大空间大口径管道吊装方法创新

熊林 张军 寥祥龙

【摘要】文章结合成都天府国际机场航站区供冷供热站综合安装工程，个绍该工程在设备区7.2 m 钢梁层上大口径管道的吊装、运输、安装过程中，采用5 t轨道式电动葫芦的吊装工艺和方法，本吊装工艺和方法安全、经济、高效地完成7.2 m钢梁层大口径管道的吊装、运输、安装，完美解决了大管径管道在高空且窄小空間内的吊装和运输，在安全、质量、进度等方面均达到工程建设各方的要求。

【关键词】高大空间;大口径管道;轨道吊装;吊装技术

【中图分类号】 TU758.15            【文献标志码】 B

1工程概况

成都天府国际机场航站楼供冷供热站工程，位于 T1航站楼西北侧，包括设备区和办公区，总建筑面积27500 m2，其中设备区建筑面积21558 m2，主要为 T1、T2航站楼、交通换乘中心 GTC、地铁站、航空城的商业部分等提供冷源和热源（图1）。

本站设备区7.2 m层设计为钢梁层，主要用于空调供回水、冷却水主管安装（图2）。本工程需将1445 m 管径从 DN350-DN1800的各型冷热管道安装至7.2 m高的缕空钢梁层上（表1）。管径大、管路复杂、数量多、高空作业且吊装空间窄小，使得工期、质量和安全管控难度非常大。因此，对这些钢管的吊装，7.2 m钢梁层上运输工作应作好周密细致的部署，既要对相关的施工方法、吊装工艺、步骤进行确定;也要对施工场地布置、现场道路的处理、设备和吊机进场时间进行部署协调，确保设备吊装工作能顺利进行;从而在安全、质量、进度等各方面都能达到理想状态。本文主要介绍成都天府国际机场航站楼供冷供热站设备区7.2 m钢梁层内大口径空调水管采用的吊装、就位施工技术方法。

27.2 m 层大口径管道吊装技术

2.1吊装前准备

2.1.1熟悉施工图纸

各专业人员熟悉施工图纸，深入现场认真踏勘，了解现场施工环境，现场复测7.2 m钢梁层至屋面板混凝土梁的高度、钢梁间距、结构柱间距，踏勘管道运输通道、堆放场地，并做好详细记录。

2.1.2确保吊装方案

运用 BIM技术模拟7.2 m钢梁层空调水管吊装方案，确定最优吊装方案。运用 BIM技术模拟汽车吊、桅杆吊、轨道吊3种吊装方式吊装管道，对比3种吊装方式优缺点，最终确定采用轨道吊[1]。在钢结构分区施工前或完成后，在11.5 m屋面板下沿管道安装轴线上安装轨道式电动葫芦轨道;在轨道安装2台电动葫芦，采用2台5 t轨道式电动葫芦分别系钢管两头将钢管从地面吊至7.3 m高度;再沿轨道将管道运至安装位置，卸下安装，最终完成管道的竖直吊装和7.2 m钢梁层上水平运输（图3）。

2.1.3建立安装模型

运用 BIM技术建立设备区建筑模型和7.2 m钢梁层空调水管安装模型，确定7.2 m钢梁层空调水管分区安装施工顺序;确定7.2 m钢梁层空调水管吊装轨道和预留吊装孔位置。

2.1.3.1确定安装模型顺序

运用 BIM技术确定7.2 m钢梁层空调水管分区安装施工顺序。将设备区钢构层分成3个区，钢结构单位按1区—2区—3区的顺序施工，分区施工完成后移交给我司进行7.2 m钢梁层空调水管施工，钢结构单位进行下一个区钢结构施工，形成交错施工（图4）。

钢结构单位按1区—2区—3区的顺序施工完毕后分区交移我司进行管道安装，按钢结构施工—管道吊装—管道安装施工工序，形成流水作业，可有效缩短工期。

2.1.3.2确定吊装轨道

运用 BIM技术确定7.2 m钢梁层空调水管吊装轨道、预留吊装孔位置。依据设备区7.2 m钢梁层空调水管的走向，沿管道轴线方向设置5条轨道，在冷却水泵房11.5 m屋面板下安装1条轨道，长度：132 m;在主机房11.5 m屋面板下安装2条轨道，长度100 m;在二级水泵房11.5 m屋面板下安装2条轨道，长度57 m，用于7.2 m钢梁层空调水管吊装及水平运输（图5）。

经过现场实测，在沿轨道轴线上方、11.5 m屋面板下、主次混凝土梁上筛选出符合要求预留吊点作为轨道固定点;主次混凝土梁间距为2.7 m，每间隔2.8 m设置一个轨道固定点。经过计算分析解决轨道固定、工字钢连接、梁底标高不在同一个平面等技术难题。

清理梁上预留孔，筛选出符合要求的孔洞做为轨道正式固定点（图6）。

针对轨道与结构梁如何固定进行讨论与深化设计，经计算最后确定采用2根 M42双头丝杆穿过钢制连接件与吊装孔，M42螺母固定，钢制连接件统一采用12 mm钢板制作（图7、图8）。最后将钢制连接件与钢轨焊接连接。

单根工字钢轨道长12 m，重量0.54 t，在地下将2根工字钢轨道焊接再吊装，工字钢轨道连接采用45。斜口焊接，在腹板两边设置10 mm厚300 mm文150 mm钢板加强，在底部焊口处设置10 mm厚200 mm文100 mm钢板加强，所有焊接均需满焊，不可点焊（图9）。

11.5 m板下混凝土梁大小不同，通过现场实测梁底标高，通过调整轨道固定钢板的长度，来确保轨道高差小于1 mm（图10）。

2.1.3.3运用 BIM技术确定预留吊装孔位置

在冷却水泵房、主机房、二级水泵房7.2 m钢结构层上方轨道端头位置，共设置2个吊装孔;尺寸分别为16.8 mx 8.4 m吊装孔和50 mx8.4 m吊装带，用于管道吊装（图11）。

2.1.4吊装机具的选择

经过统计计算，本工程7.2 m层需吊运重量最大的管道为12 m长小1820 mm的冷却水管道，单根重量为6.42 t，故需选用2台5 t电动葫芦同时承力吊装，才能满足荷载要求，故选用2台5 t电动葫芦。

根据电动葫芦技术参数表，采用直径为15 m的6 x37+1钢丝绳作为吊装管道钢丝绳[2]。根据电动葫芦技术参数表，选择28# a（280 x122 x8.5 mm）工字钢作为5 t轨道式电动葫芦配套轨道[2]。

本次吊装采用2台轨道式电动葫芦同时进行，为确保受力均衡、均分荷载、增加吊装作业安全系数，2台轨道式电动葫芦增设同步装置，实现同步起吊、同步降落、同步移动、远程无线控制功能。为确保高效作业、万无一失、绝对安全，本次吊装作业由经验丰富的、起重专业人员操作同步装置和负责绑扎绳扣及指挥作业。

3吊装过程

3.1吊装工艺流程

管道下车—炮车地面运输—垂直起吊—钢梁层上水平运输—管道就位。

3.2下车

（1）结合现场实际情况，采用设备区东侧和西侧道路作

为运输通道，在设备区2个主人口处设置2个管道下车点和管道临时堆放点（图12）。

（2）管道运至现场，采用25 t吊车下车，提前在吊装点摆放枕木，将管道慢慢放下至枕木上并用木块对管道进行临时限位，降落时应严格按照信号工指示慢放慢落，必要时应有操作工人配合降落（图13）[1]。确认管道已完全放置枕木上后，取下管道的吊钩及吊绳。

3.3地面水平运输

管道下至地面后，采用专利运输炮车将管道从下车点运输至各吊装孔位置，调整好吊装方向，并提前在管道下摆放枕木，做好管道垂直运输准备（图14）。

3.4垂直运输

在管道两端各2 m的位置设置钢丝绳，管道与钢丝绳接触处垫上橡胶垫，2台电动葫芦挂钩同时钩住管道绳扣，使用同步器缓慢将管道提升至离地面约100 mm，悬空3 min， 检查电动葫芦吊具、吊耳、轨道是否正常，如无异常情况，则继续起吊。确认电动葫芦性能无误后，使用同步器缓慢将管道管底标高提升至7.2 m上方100 mm的位置后，停止上升。

3.57.2 m钢梁层上管道水平运输

管道管底标高提升至7.2 m上方100 mm的位置后，使用同步器缓慢将电动葫芦沿轨道向前移动至管道安装位置（图15）。放下管道，置于7.2 m钢梁上，在管道两边用枕木临时限位后，取下管道的吊钩及吊绳。

3.67.2 m钢梁层上管道安装就位

确认管道完全放置7.2 m钢结构后，在管道轴线上方梁上设置5 t手动到链，将管道提升200 mm高[1]，在管道下方放置管夹橡胶隔振座缓慢下放吊钩，将管道管夹橡胶隔振座之上，并进行调整、定位、固定。

4吊装能力的安全计算

经计算，本工程7.2 m层需吊运重量最大的管道为12 m 长小1820 mm的冷却水管道，单根重量为6.42 t（表2），故需选用2台5 t电动葫芦同时承力吊装，才能满足荷载要求。

根据电动葫芦技术参数表，采用直径为15 mm的6×37+1钢丝绳作为吊装管道钢丝绳[2]。

钢丝绳受力计算：按所吊装最大重量6.42 t考虑，每节管道按照最大长度12 m考虑，则：

管道质量：M管=12×535：1000=6.42 t

管道重量：F管=6.42×9.8=62.916 kN

查《建筑施工手册》P1482，选择6×37+1、直径为32.5 mm钢丝绳[3]，其公称抗拉强度按1550 N/mm2考虑，破断拉力总和为498.2 kN，则钢丝绳的允许拉力为：

式中：[Fg]为钢丝绳的允许拉力kN; Fg为钢丝绳的钢丝破断拉力总和kN，按498.2 kN考虑;α为钢丝绳破断拉力换算系数，按0.82考虑; K为钢丝绳的安全系数，查表21-6，按 K =6考虑。

[Fg]=（498.2×0.82）/6=68.09 kN

则[Fg]=68.09 kN362.916 kN

故选择6×37+1，直径为32.5 mm钢丝绳

根据电动葫芦技术参数表，选择28# a（280×122×8.5 mm）工字钢作为5 t轨道式电动葫芦配套轨道[2]。

5结束语

成都天府国际机场航站区供冷供热站工程设备区7.2 m 钢结构上的管道采用上述吊装、运输方法，仅用43天，全部1445 m各种钢管安全、高效安装到位在7.2 m钢结构层上。采用轨道式电动葫芦吊装、运输7.2 m钢结构层上大口径管道，方法安全、经济、高效，吊装、运输过程中不会对钢结构层产生任何破坏变形。

本吊装方法，从实际出发，根据施工现场具体情况提出有针对性的方案，因地制宜地选用吊装、运输方法，吊装准备工作量大大减小，最大限度地降低人工、材料、机械的使用量，节约施工工期、施工费用。

参考文献

[1]张羿琳.架空管廊大直径管道吊装技术[J].安装新技术推广与应用，2017（7）：30-32.

[2]河南省矿山起重机有限公司.轨道式电动葫芦技术参数表[R].轨道式电动葫芦产品说明书.河南：河南省矿山起重机有限公司，2019.

[3]王珮云，肖绪文.《建筑施工手册》第五版.第2分冊[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.