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钢结构安装影响因素分析

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1影响钢结构安装速度的因素

本工程钢结构加工厂共有5个施工班组,24h同时进行加工,现场构件完全满足钢结构安装进度要求。此外,现场劳动力充足,参施人员均有多年施工经验。因此,钢构件加工速度和焊接速度对本工程的钢结构安装速度无影响。而本工程1号塔式起重机单日平均吊装构件数量为21件,目标值为45件,2号塔式起重机正常使用状态下日最少吊装构件数量为0,目标值为25件,由此可见,日平均吊装构件数量低于理论目标值。所以,得出影响钢结构安装速度的主要原因为钢构件吊装速度慢。根据实际测算,单根构件从起吊到吊装就位再到返回地面平均用时20min,现场每台塔式起重机每日用于吊运的时间为18h,剩余时间用于卸车和其他材料吊运。因此,1,2号塔式起重机理论单日构件吊装数量应为:18×3=54次。根据现场塔式起重机布置情况以及结构梁柱布置情况,地上±0.000至15层共660根钢柱、8250根钢梁,其中1号塔式起重机吊装范围钢柱为495根、钢梁为5712根,2号塔式起重机吊装范围钢柱为165根、钢梁为2538根。通过对1号塔式起重机和2号塔式起重机进行连续2周的单日钢构件吊装数量统计,得出结果如图2所示。从图2中可以看出,1号塔式起重机(主起重机)单日钢构件吊装数量极不稳定,平均单日构吊装数量为21根;而2号塔式起重机在正常使用情况下单日钢构件吊装数量较为稳定,平均单日构件吊装数量为25根,但特定时间无法正常吊装。通过以上分析,发现钢构件吊装速度慢的原因是塔式起重机吊装效率低,提高塔式起重机吊装效率是解决钢构件吊装速度的根本,进而也必然是提升钢结构安装速度最急需解决的问题。

1.1影响钢结构吊装效率的主要原因1)土建材料吊运与钢构件吊装时间穿插,相互影响施工过程中,钢结构与土建材料吊装交叉多(见表1),造成各工序施工不连续,频繁出现窝工现象,影响施工进度。2)材料堆放场地受限目前,场地狭小、受限是当前超高层钢结构安装过程中普遍存在的问题。由图3可以看出,现场所有进场钢构件车辆均从东侧进入现场,1号塔式起重机覆盖全部主楼和主要材料堆放区,但是无法接触到进场钢构件,2号塔式起重机覆盖部分主楼和主要材料堆放区,所有进场构件均须由2号卸车,因此进场构件均需先由2号塔式起重机卸车,然后再由1号塔式起重机转运至主要材料堆放区。经统计每倒运1根构件需15min左右,吊装1根构件需20min左右。3)塔式起重机锚固、顶升方案设计不合理由于方案设计不合理,2号塔式起重机从8月20日起无法吊装第3节钢柱,处于构件停吊状态。根据计算,要使2号塔式起重机能吊装第3节钢柱,塔式起重机大臂标高应为27m(第2节柱顶标高)+30m(塔式起重机大臂需高出钢柱柱底30m)=57m,而2号塔式起重机大臂标高为51.850m,因此2号塔式起重机必须顶升完成后方可继续吊装,但是2号塔式起重机顶升完成后将高于1号塔式起重机,由于1号塔式起重机高度必须高于2号塔式起重机(1号塔式起重机塔臂如果低于2号塔式起重机将碰到2号塔式起重机塔身),1号塔式起重机由于锚固位置设计在第3节钢柱,必须等1号塔式起重机吊装完第3节钢柱并自己锚固、顶升完成后,2号塔式起重机才可进行顶升,因此造成2号塔式起重机闲置。2号塔式起重机长时间连续停工,造成钢结构及土建施工等后续工序延误。

1.2影响钢结构吊装效率的次要原因除以上主要原因外,还存在其他影响塔式起重机吊装效率的因素主要包括:塔式起重机起重量和覆盖范围;塔式起重机机械性能;工人本身的技术操作情况;群塔施工塔式起重机重合部位的分工况;结构复杂、就位固定难度大。本工程单根构件最重20t,1,2号塔式起重机的最大起重量满足要求且最重构件位于最大起重量半径范围内。工程开工前,为保证塔式起重机在工程施工时稳定、安全运行,新购1台M900塔式起重机,租用1台K50/60塔式起重机。同时,参施工人对钢构件吊装操作须熟练。此外,通过查看施工方案和交底,现场各塔分工清晰、明确,并已对参施人员详细交底。施工前,对施工方案进行分析,提前采取辅助和预控措施,确保构件快速就位、固定。因此,塔式起重机起重量、覆盖范围,塔式起重机机械性能,工人操作熟练程度,群塔施工塔式起重机重合部位分工是否明确,结构复杂、就位固定难度大等可能影响塔式起重机吊装效率的因素在本工程中尚未得到体现。

2提高超高层钢结构吊装安装速度的具体措施

针对通过本工程所分析出来的影响塔式起重机吊装效率的主要原因,制定如下对策。

2.1按照各工种及工序制定明确的塔式起重机使用时间计划(见表2)针对施工中钢结构与土建材料吊装交叉多,工序施工不连续等影响工期的现象,对各工种在每层的工程量进行统计,并根据劳动力、平均吊装速度等因素,对主塔式起重机各时间段进行工作任务划分。严格按照施工时间进行作业,保证施工作业的连续性,避免出现施工时间上的冲突,使劳动力得到有效利用,消除窝工现象。

22搭设钢结构吊装平台针对此工程出现的问题,可在A区(人民日报社综合业务楼和B区图书馆及学术交流中心)之间地下2层顶板上设置1道挡土墙提前进行回填,将该部位做成钢结构吊装平台(见图4)。进场钢构件可以从东西两侧分别进入施工现场,1号塔式起重机可直接对进场钢构件进行卸车,省去1号塔式起重机转运钢构件时间,从而提高塔式起重机吊装效率。钢结构吊装平台施工完后,现场由原来的仅东侧大门进钢构件变为东西两侧大门进构件,减少了每根构件30min的倒运时间,同时在2h内由原有的只能卸一车料增加到2车,塔式起重机的吊装效率提高了65%。

2.3对塔式起重机进行重新调整首先,1号塔式起重机与2号塔式起重机重新调整锚固位置与顶升顺序。项目部与塔式起重机生产厂家、租赁公司、钢结构安装公司就塔式起重机锚固点标高、锚固时间进行研讨,确定降低1号塔式起重机锚固位置,调整1号塔式起重机锚固次数,立即对1号塔式起重机进行锚固、顶升,错开1,2号塔式起重机高度,保证2号塔式起重机在正常使用状态下始终处于施工状态。其次,1,2号塔式起重机错开锚固、顶升。1号塔式起重机2个锚固点之间相差4个塔节,每次锚固完成后只顶升2节,随着工程进度再顶升2节。

2.4优化施工安排,减小锚固、顶升对钢结构安装的影响划分钢结构施工流水段,优化施工安排,在主起重机没有进行顶升、锚固时集中施工构件吊装、校正及压型钢板倒运等工序。待主起重机需要进行锚固时,进行构件的固定、焊接、压型钢板栓钉焊接及土建施工。方案优化调整后,通过对锚固、顶升期间的工序调整,并将构件的固定、焊接调整到塔式起重机锚固、顶升期间进行,大大减少了塔式起重机锚固、顶升对钢结构施工的影响。消除了1,2号塔式起重机相互影响和节省了连续顶升所浪费的15d时间。

3结语

本工程地上15层最后1根钢构件于2012年1月10日安装完成,实现了对建设单位的阶段承诺工期。在钢结构安装过程中,1号塔式起重机(主起重机)最终施工效率平均为吊装47根/d,减少了倒运次数。2号塔式起重机减少了卸车量和闲置时间,单日最少构件吊装数量达25根,达到预期目标。此外,本工程主起重机月租金为45万元,通过提高主起重机施工效率,将单日吊装钢构件平均数量提升至47根后,工期缩短35d,从而节省塔式起重机租赁费用52.5万元。本工程通过提高塔式起重机吊装效率,实现了工期的承诺,降低了成本,为同类型结构工程的施工积累了经验,具有一定的参考价值。

作者:刘佳尹登旺郝慧马跃单位:中国新兴建设开发总公司

钢结构安装影响因素分析责任编辑:田老师    阅读:人次