武汉第七届军人运动会主媒体中心位于武汉经济技术开发区太子湖路与东风大道交界处, 是“七军会”的主媒体发布中心。项目总建筑面积43 940.87m², 地上4层, 地下2层, 1, 2层为国际新闻中心, 3层为国际新闻广播中心, 4层为体育体验展示区及办公区, 地下2层为停车场及设备用房。

钢结构屋面位于中庭区域, 长66.9m, 宽35.8m, 由主次钢梁和钢筋桁架楼承板组成, 共20榀。截面为H (1 800～2 322) ×450×30×32主梁放置在顶面标高为17.905m的800mm×1 200mm长向框架梁上, 主梁跨度为34.8m, 自重约28.28t;次梁为H250×125×5×8实腹型钢梁, 主梁间通过13根次梁连接固定。屋面钢结构如图1所示。

本工程钢结构跨度大、构件自重大、安装点和起重设备站位距离远, 吊装实施难度大。由于现场场地狭小, 场地四周均无法使用大型起重设备。北面紧邻万达广场, 间距5m, 东面和西面有塔式起重机作业, 南面路面最宽为16m, 起重设备作业转动距离为26m, 场地周围无法满足大型起重机械施工, 无法进行高空散拼。

考虑场地因素, 原计划在中庭短向两侧搭设胎架, 两边同时在胎架上完成主钢梁焊接, 然后滑移胎架使钢梁就位, 但只有当前一榀钢梁焊接完成安装就位后才能进行下一榀钢梁焊接, 不满足项目工期要求。最终采用在3层中庭混凝土完成面上整体拼装、水平倾斜提升、滑移就位的方法进行屋面钢结构施工, 能够满足工期要求。

1) 起重行车埋件预埋主体结构钢筋绑扎完成后、浇筑混凝土前, 必须在混凝土梁内预埋主钢梁与行车埋件 (见图3) , 行车支撑预埋板规格为16mm×400mm×400mm, 锚杆为500mm长、20钢筋。预埋件需进行荷载验算。

2) 安装卷扬机现场塔式起重机在满足分段钢梁吊装要求的起重能力下无法覆盖整个钢结构安装区域, 因此需采用塔式起重机分别将构件转运至钢梁吊装区域后, 由卷扬机拖拽构件就位。将2台卷扬机和定滑轮分别固定在结构柱上并准备若干滑移小车便于拖拽钢梁。

3) 拼装吊架制作现场使用槽钢焊接形成拼装吊架, 上挂手动葫芦以便分段钢梁定位、拼装焊接。拼装吊架需经荷载验算合格后方可投入使用。

4) 简易起重行车制作主钢梁在拼装焊接完成后, 要利用行车式起重装置进行整体提升。使用钢梁焊接成扒杆, 扒杆焊接完成后安装滑移小车、手动和电动葫芦形成简易起重行车, 具体制作方法如图4所示。整个起重吊装装置需进行设计验算合格后方可投入使用。

1) 加工时对钢梁进行合理分段, 使现场塔式起重机在吊装区域内能满足吊装要求。使用现场塔式起重机分别将分段钢梁起吊至吊装区域 (图5中阴影部分) 。

2) 将2台卷扬机和定滑轮分别固定在结构柱上, 如图6所示。将分段钢梁放置在滑移小车上, 使用卷扬机拖拽钢梁, 缓慢滑动到拼装位置。

3) 当钢梁滑动就位后, 使用拼装吊架扶正钢梁 (见图7) 。在吊架中心吊点上安装5t手动葫芦, 吊架两边同时起吊, 将钢梁拉起、扶正、定位。每段主钢梁拼装、扶正、定位后由专业焊工将其与前一段扶正、定位的钢梁焊接牢固。

4) 按图放线, 依照放线距离拼装钢梁。钢梁端头与结构梁边的垂直距离为100mm, 主钢梁整体提升时能避开主体结构起吊至支撑梁上。利用拼装吊架拼装如图8所示16榀钢梁, 主钢梁焊接完成后, 在支撑梁达到养护期后即可安装。图9所示为主钢梁拼装布置, 由图9可看出每侧各有2榀主钢梁无斜角拼装空间, 需提升完成16榀主钢梁后才能进行拼装。

1) 因主钢梁跨度较大, 提升过程中易发生扭曲, 故主钢梁拼装焊接完成后, 在翼缘板上安装防钢梁侧向弯曲装置 (见图10) , 在提升过程中防止主钢梁扭曲, 直至相邻2榀主钢梁通过次梁连接形成整体后方可拆除。

2) 将起重行车放置在支撑梁上, 用25t卸扣连接吊耳, 将20t电动葫芦分别挂在卸扣上, 放下起重链条, 起重链下钩与钢梁上25t卸扣相连。卸扣与挂钩相连时, 要采取防脱钩措施, 检查挂钩上的安全卡是否松动或脱落, 经安全员检查无误后方可使用。

3) 试吊。提升前, 首先将槽钢挡板与滑移小车间用钢管焊接临时固定, 直到钢梁提升到指定高度。安全检查合格后, 驱动20t电动葫芦, 所有电动葫芦的提升速度均设定为0.09m/min, 钢梁两端同时起吊, 缓慢上升至离楼面300mm高时, 停止上升, 用水平仪检查钢梁两端是否水平, 检查抬吊时提升的速度是否相同, 检查各器具、设备的运转情况是否正常。当器具、设备出现故障时, 应立即停止提升, 落回楼面进行更换后方可继续起吊。当主钢梁两端高度不一致时, 调整电动葫芦速度, 反复试吊直至钢梁两端提升速度一致。

4) 平面斜角提升。试吊均正常后, 按图8拼装放线的角度提升主钢梁, 平缓上升到指定高度。

5) 滑移就位。当主钢梁提升到指定高度后, 先解除槽钢挡板与滑移小车间连接固定, 主钢梁两端通过滑车向相反方向同时滑移或一端滑移, 达到平面旋转滑移调整的目的, 到指定位置后, 下放到主钢梁预埋件上就位。主钢梁平面滑移旋转就位如图11所示。

6) 以同样方式将第2榀主钢梁安装就位, 安装2榀间的次梁和隅撑形成整体 (见图12) , 所有次梁和隅撑安装完成后, 松钩并检查电动葫芦性能, 然后用塔式起重机移动起重行车, 安装后续主钢梁, 依次循环。

7) 由图7可看出, 由于场地受限, 每侧最后3榀主钢梁无法直接斜角提升, 需对最后5榀钢梁吊装顺序进行调整。吊装过程如下 (注:右侧主钢梁从左至右依次编号为A1～A10) 。

1) 安装完A1～A5钢梁后, 在A6和A7钢梁支座预埋件位置安装槽钢轨道, A6和A7钢梁底端安装滑移小车, 用起重行车提升A6和A7摆正之后暂不就位, 用次梁连接A6和A7钢梁形成整体, 滑移靠近A5钢梁。

2) 用起重行车提升A10钢梁摆正之后临时放置在靠近 (11) 轴处, 为A8和A9钢梁的提升预留足够空间。

3) 提升A8钢梁摆正之后暂不就位, 临时放置在A7钢梁旁, 最后提升A9钢梁正常就位。用起重行车吊起A8钢梁调整就位, 并与A9钢梁用次梁连接固定。

4) 用起重行车吊起A10钢梁调整就位, 并与A9钢梁用次梁连接固定。滑移A6和A7钢梁至对应支座处, 用千斤顶顶起拆除滑移小车和槽钢轨道, 放下千斤顶使A6和A7钢梁就位, 分别连接A5和A6, A8和A9之间的次梁, 至此一侧区域钢梁安装完毕。

1) 防火涂料在喷涂前应检查钢结构表面是否干净, 钢结构表面防锈涂层是否完整。

2) 当钢结构表面上附有浮锈、油、泥土、灰尘等时, 要进行清除。采用稀释剂或清洗剂除去油脂、润滑油、溶剂等残余物, 以及焊接处或火工校正处等损伤的油漆涂层;用水清洗泥土、灰尘等附着物, 并用压缩空气吹干, 以不影响实施防火保护层部分的附着力。

3) 可用压缩空气吹除浮尘、浮锈、焊渣、焊接飞溅等残余物, 必要时用刮刀、钢丝刷等去除污染附着物。若需喷涂、刷涂的钢结构表面防锈底漆涂层有漏刷或损坏, 应及时进行修补后方可进行防火涂料施工。

4) 为了保护好钢材表面, 一旦清理干净, 钢材表面必须用干净软纸擦干净, 经检查完全符合施工要求, 应立即补涂防锈底漆。

将涂料与水按涂料说明的配合比混合, 用搅拌机的最低速度进行搅拌, 搅拌时间控制在5～10min, 不得过长, 搅拌均匀即可, 稠度一般在8cm左右。每次搅拌量不宜过多, 搅拌好的涂料应在2h内用完。

喷涂时喷枪要垂直于被喷钢件表面, 距离以40～60cm为宜, 喷涂气压应保持在0.4～0.6MPa, 喷枪口径宜为4～6mm。第1层喷涂厚度约4mm, 在第1遍基本干燥或固化 (固化时间约6h) 后, 再喷涂后一遍, 直至喷涂完第3道, 第2, 3道喷涂厚度均为8mm。

“七军会”主媒体中心工程是第七届世界军人运动会的重要组成部分, 对现有屋面钢结构吊装方法进行总结、研究、对比, 根据现场场地条件和工期要求, 针对本项目实际情况进行多次计算复核, 提出这种受限空间屋面钢结构斜角提升的施工方法, 确保在场地狭小的情况下按期完成屋面钢结构施工, 保证项目顺利进行, 为以后的屋面钢结构吊装施工提供了宝贵经验。