【内容提要】：山西福盛钢铁有限公司80t转炉炼钢工程预制柱形式为矩形、直腹双肢和斜腹双肢三种类型，共计141根，其中最重达135t。由于施工场地和工期限制，起重量又相对较大，如何科学快速有效地完成预制柱吊装，需要精心设计和精密计算与现场测量。本工程经过周密计算，方案优选，采用了280t履带吊起吊，解决了上述吊装难题。
关键词：炼钢，预制柱，预制，吊装，翻身孔，吊装孔
一、工程概况：山西福盛钢铁有限公司80t转炉炼钢主厂房为五连跨排架结构，预制柱形式包括矩形、直腹双肢和斜腹双肢三种类型，共计141根。其各柱具体尺寸详见预制柱统计表（表1）。
由于预制柱重量大，为节省工期，加速施工进度，经我方与业主方、设计院协商决定采用一次吊装，我施工单位采用相应的技术措施以满足翻身、吊装过程中的结构安全。
混凝土柱过长，重量大是本工程的施工难点。此难点造成砼预制柱运输极为困难，必须现场就近预制，但柱太长难以达到全部就近预制，只能因地制宜尽量协调，这样势必造成吊装施工场地的狭小和吊装施工的严重不连续，而使大型吊装设备窝工和成本浪费，同时存在大量预制柱的倒运工作，给施工带来很大困难。
（一）预制前的准备
在吊装设备性能以及施工现场允许的条件下，我们进行了二次设计，努力找出最经济、最合理的方案进行钢筋混凝土柱的现场预制，以减少二次搬运带来的施工成本的增加。待混凝土基础达到允许吊装强度后开始吊装。
1.吊装设备的选择和预定
炼钢砼预制柱的吊装，一般选择两台吊车共同作业，一台吊车起吊，另一条扶正柱脚并运送（因为炼钢预制柱很难全部就位预制，需要短距离二次搬运），同时严格防止柱子倾覆。由于履带吊性能优于汽车吊，因此较大型预制柱吊装多用履带吊。
通过研究起重机的机械性能参数，280t履带吊能满足柱子整体预制要求。经项目部多方联系，确定选用首钢280t(臂杆长45米、回转半径14米时、起重量为95吨满足要求)、150t履带吊进行吊装。同时需用60吨千斤顶两台、翻身棒以及撬棒、手锤、板手、索具、大绳等若干。
2．整体预制与分节预制的选择
在该工程开工前，我施工方曾考察类似工程，经过与之分析比较，发现山西工程预制柱高度、宽度都远大于之前曾施工的工程，即使分节预制吊装，下截柱长度29.4m、重量111t仍需300t吊车吊装，同时还需浪费大量钢材和人工，吊装周期增长。综合考虑结果决定柱子采取整体预制。
3．吊装孔、翻身孔的选择
（1）吊装孔的计算选择
吊装孔要求设在砼柱的纵向重心线上。这样柱子在吊离地面后，柱脚能保持水平，插入杯口后容易找正。如果吊装孔偏离重心线，柱脚倾斜，接触找平层部位易压酥找平层，柱子找正非常困难，不仅延长吊装周期，而且难以保证标高准确，造成吊装费用严重超支。
吊装点位置通过面积矩平衡计算。把柱子分割成多个面积小体，左右力矩平衡即可确定其在牛腿处横向位置。纵向位置一般选择在牛腿处矩形柱的中间稍偏下部位。
因牛腿处钢筋较密，为了防止吊装时吊装棒破坏该处砼，在吊装孔处放置不小于4mm壁厚的焊管，焊管内径比吊装棒直径大10—20mm。
（2）翻身孔的选择
预制柱翻身一般采用吊环，但圆钢超过ф30后，施工难度增大，因此用钢棒代替。在吊环位置预留孔洞，钢棒两端套丝，每段1-3个螺母，垫钢板垫，用吊装鼻子和卡环与钢丝绳连接。
依据多年施工经验，通常60t以下、25m长以下柱子采用两点翻身，大于以上两条之一的采用三点翻身。中间翻身孔放在柱子长度方向的中心位置上。
较大柱子因钢筋密集，间距小，故采用比钢棒直径大5--10mm的焊接钢管横向穿过整个柱子，保证钢棒顺利穿过，翻身时保护受压区砼。
经计算翻身棒采用45号碳素圆钢:A、B轴Φ75其它轴Φ100，吊装棒采用45号碳素圆钢：A、B轴Φ75其它轴Φ150。
吊装孔、翻身孔位置见附图1。
4．吊索、吊具的选择和设计
本次吊装采用6×37的钢丝绳，其截面为ф78mm（公称抗拉强度为1850N/mm2）、长度90m，其安全系数大于6。
钢丝绳断丝在一个节距中超过10%，锈蚀或表面磨损达40%以及有死节、结构变形应报废停止使用。
5．柱子薄弱处的加强
由于柱子较长重量较大，设计院未考虑预制柱翻身过程中变截面处的荷载，为防止预制柱变截面处在翻身过程中产生规范允许外的裂缝，我方施工时对变截面处用钢板进行了加固。具体形式详见下图2。
图2
二、具体施工工艺
（一）工艺流程
柱子预制：预制柱平面布置 场地平整 放线 砖胎膜砌筑抹灰刷脱模剂胎膜上埋件放线摆放搭设绑扎钢筋用架子绑筋
检查底面及穿心埋件数量放钢筋垫块落钢筋修整钢筋笼放顶面、侧面埋件支模砼浇注刷脱模剂
上面一榀柱子
柱子吊装
将柱和基础对号编号柱的左右编号平整场地用枕木支撑点打垛（牛腿和柱脚上3--4m）280t吊车就位穿翻身棒及其吊具150t吊车就位吊好两车同时起吊150t前送150t退出
280t吊起柱插入杯口拉揽风绳用倒链校正280t摘钩砼浇注
（二）操作要点
1．预制
平面布置时尽量就位摆放，减少二次搬运。
隔离剂采用机油：石蜡=3：1，待胎膜或柱表面干燥后，一般2-3遍。
注意检查吊装孔、翻身孔的位置，保证位置准确。
第二层柱开始时，要把第一层柱上表面突出的钢筋、铁丝等清理干净，为柱子脱模减少不必要的阻力。
2．吊装
为保证主吊机安全，在吊装柱子时，吊车每条履带下面垫一块30×2.0×6m的钢板。
副吊机必不可少，作用有二：①扶正柱脚，避免倾倒；②柱子起升角度较小时与主机分担荷载，往前运送，特别是主机机械性能富余系数较小时。
上层柱翻身时，下面支撑点和下层柱平齐或稍高支撑稳固，防止柱子突然滑落，造成柱子和吊车的伤害。
柱子翻身就位后，如不及时吊装，柱子支撑要稳防止倾倒。在柱子翻身完后主吊机换吊装索具时，副吊机在扶正点上吊好柱子防止倾倒。
三、劳动力、机械设备投入
（一）劳动力投入：总指挥一名，翻身、运输用起重工5名，其他人员20名。吊装用起重工6名，其它人员28名。
（二）机械设备投入
序号 机械和设备名称 型号 规格 数量
1 推土机 台 1
2 压路机 台 1
3 装载机 厦工50 台 1
4 蛙式打夯机 台 1
5 履带吊 280t 台 1
6 履带吊 150t 台 1
7 汽车吊 50t 台 1
8 汽车吊 25t 台 1
9 倒链 5t 台 1
四、效益分析
炼钢预制柱在施工过程中，人工费消耗基本没有多大差别，主要在吊车的和吊装方案的选择上。
若对重量、长度较大部分预制柱分节预制、吊装，吊车机械选择仍需280t履带吊，但所需机械台班增加，同时工期需拖延20天，我施工方、业主方损失都会大大增加，初步估计我方施工费用节省9.5万元。
五、总结
本工程全部预制柱吊装共用27天，平均每天吊装5根。由于准备充分，吊装过程快捷准确，柱子全部吊装一次就位，且误差均在规范要求范围内。
预制柱统计表
参考文献：
【1】江正荣：建筑施工计算手册北京：中国建筑工业出版社2002.2
【2】建筑施工手册北京：中国建筑工业出版社1999.1
