深基坑悬体内嵌装配式管片安装技术研究（2）

2.3.1 T形吊梁结构设计

利用管片自身吊耳位置，设计箱形结构梁，外形为T形，其前端连接管片，后端加配重调节平衡，T形吊梁自重为5.2t，如图5所示。对T形吊梁形状与内部结构进行设计，使T形吊梁自重重心与设计起吊重心重合。

图5 T形吊梁结构示意

针对3种重量规格的管片设计组合配重结构，11t管片配重2.42t，18t管片配重3.98t，22t管片配重4.86t。

T形吊梁与管片连接处采用4组螺杆+卸扣的组合连接，底部卸扣连接管片吊耳后，拧紧顶部螺母，将T形吊梁与管片紧密连接。管片连接如图6所示。

图6 管片连接示意

考虑到起吊的平稳性，降低起吊重心，将配重设计在吊梁下方，采用4条连杆挂在吊梁尾部，并设计限位螺杆用来限制配重晃动。T形吊梁前端外弧加导向块快速定位以连接管片，周边加护栏防护操作人员安全，T形吊梁整体结构如图7所示。T形吊梁采用3点起吊，一条固定长度的钢丝绳和两个能调长度的手拉葫芦。在T形吊梁使用过程中，用前后调平葫芦调节前后水平，用左右调平葫芦调节左右水平，通 过吊梁顶部放置的前后方向、左右方向两个水平尺观测使用过程中吊梁的平衡情况。

图7 T形吊梁整体结构示意

2.3.2 T形吊梁受力校核

以下按最重管片安装过程分析T形吊梁使用中的受力情况。根据分析可知，挂载管片起吊时，T形吊梁结构受力最大，对此状态下的T形吊梁进行有限元分析发现，T形吊梁本体应力分布均匀，计算的最大应力为195.826MPa，位于吊耳根部，T形吊梁均采用材质为Q345的钢板，因此T形吊梁强度满足此工况。

螺杆吊环受力为轴向拉力，其最大负载工况为管片卸载状态T形吊梁悬臂平衡时，按极端工况分析，仅外侧两螺杆受力，用来平衡配重的倾翻力矩，简单分析可得单根螺杆拉力为15.9t。螺杆采用M3610.9级高强度螺杆，计算可得螺杆轴向拉应力为195MPa。需要注意的是，在管片安装过程中，当管片底部触底时，吊梁管片整体的重心会产生突变，根据其触底速度，螺杆轴向拉力可突变为静态荷载下的2~3倍，螺杆内部轴向拉应力最大可达到585MPa。因此，在考虑受力突变时，结构件设计通常会选用较大的安全系数，M3610.9级高强度螺杆屈服应力为900MPa，满足此工况。

2.3.3 T形吊梁使用工况与管片安装

2.3.3.1 标准层管片安装

以最重的管片安装为例，说明T形吊梁各个状态下标准层管片的安装操作。

空载状态。通过理论计算与三维模拟，明确各个状态下吊梁整体重心位置，在加工吊梁时将重心标记在吊梁顶面。吊梁起吊前，调整左右调平葫芦使吊梁左右平衡后，调整前后调平葫芦并移动吊钩，使其竖直对准空载重心标记，如图8所示。试吊观察吊梁顶部水平尺，调节水平后起吊。

图8 T形吊梁施工过程示意

挂载管片过程。吊梁以水平状态移动至管片位置，平稳放置于管片顶部，卸扣连接管片吊耳，拧紧吊梁顶部4组螺栓。挂载管片后，整体起吊重心前移，此时管片位于地面上，为保证施工安全，采用支撑墩支撑吊梁保持平衡后，操作人员调节前后调平葫芦并操作行车使吊钩移动至设计的整体起吊重心位置，此过程如图8所示。行车钩从空载状态转换至满载状态。调整后平稳起吊至基坑底部管片安装位置。

卸载管片过程。片吊至指定安装位置，平稳放置于已安装层顶部，此时整体状态类似于空载状态，此时“管片＋吊梁”的整体重心仍处于管片轮廓内部。理论上此状态下，行车完全卸力，整体结构不会倾翻，将该管片与底部已安装管片栓接和焊接固定。调节吊装点至空载状态。后松动T形吊梁顶部的锁紧螺母，拆除与管片吊耳连接的卸扣，缓慢吊起T形吊梁进行下一循环。为了保证施工安全，此操作预先在工厂内进行了测试验证。

2.3.3.2 调整层管片安装

调整层管片因其高度低、重量轻，安装方式与标准层管片略有不同，采用自卸式安装方式。调整层管片起吊如图9所示。其安装原理为将调整层管片放置于指定位置后，T形吊梁继续下降，自动脱钩。因调整层管片重量轻，其卸载后对T形吊梁整体重心变化影响不大。

图9 调整层管片起吊示意

根据以上原理，对T形吊梁进行结构调整，将原配重与起吊吊耳前移，配重放置于T形梁前端顶部靠近整体起吊重心位置，以增加T形吊梁前端重量，减少拆卸管片后重心变化对T形梁起吊的影响。在原导向块位置安装起吊抓手与调节杆，抓手用来起吊管片，调节杆用来调节管片使之水平，其前端装有滚动头，保证管片卸载后T形吊梁下降顺滑。

3 结束语

针对地下车库工程项目基坑延长加深的特种工况要求，研究悬体内嵌式管片安装衬砌方案，配套设计T形吊梁，通过可调节装置，实现了悬臂状态下的起吊重心转换和管片平稳精准定位安装。实践表明，在悬体下方通过将起吊物整体重心外移进行嵌入式安装并悬空进行重心转换拆卸的方法安全可行。在进行调整层的小空间嵌入式安装时，对吊装的水平度以及行车操作的平稳性要求较高。另外，应注意在吊装异形大重量工件时，如有重心突变情况，主要承力件应采用较大的安全系数。

（本文已完结）