钢筋笼吊装方案.docx
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钢筋笼吊装方案.docx
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钢筋笼吊装方案
.
线工区标段S南京市纬三路过江通道工程SG-1
江南地连墙钢筋笼吊装专项施工方案
制:
编
复核:
编制:
复核:
审批:
中交隧道局南京市纬三路过江通道项目经理部
二〇一一年十月
.
.
1.工程概况...................................................................4
2.施工准备...................................................................5
3.吊装施工...................................................................6
3.1钢筋笼吊装方法......................................................6
3.2吊点设置及验算.......................................................7
3.2.1钢筋笼竖向吊点验算.............................................7
3.2.2钢筋笼横向吊点验算.............................................8
3.3吊装设备选型.........................................................9
3.3.1主吊选择.......................................................9
3.3.2副吊选择......................................................10
3.4钢扁担设计、验算....................................................10
3.4.1钢扁担尺寸以及材料参数........................................10
3.4.2建立钢扁担分析模型............................................11
3.4.3钢扁担抗力计算................................................11
3.5吊点吊环强度验算....................................................13
3.5.1笼头吊环强度计算..............................................13
3.5.2吊点钢筋强度计算..............................................13
3.6卸扣验算............................................................14
3.6.1主吊卸扣选择..................................................14
3.6.2副吊卸扣选择..................................................14
3.7双机抬吊系数的计算..................................................14
3.7.1主机抬吊系数的计算............................................14
3.7.2副机抬吊系数的计算............................................14
3.8钢丝绳选择及强度验算................................................15
3.9钢筋笼碰主臂验算....................................................16
3.10钢筋笼加固措施.....................................................17
.
.
4.吊装施工技术措施..........................................................19
5.起重安全操作规程..........................................................20
5.1一般规定............................................................20
5.2基本操作............................................................20
5.3吊装................................................................21
5.4吊索具..............................................................21
.
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1.工程概况
南京市纬三路过江通道工程S线江南工作井和明挖段地下连续墙钢筋笼长度较长,部分钢筋笼长度为62.45米左右。
重量较重,最重钢筋笼为116吨左右。
为确保施工安全、优质,保证施工进度,特别是保证钢筋笼吊装作业的安全、规范作业,特制定本吊装方案。
工作井和明挖段位于定淮门大街,工作井和SJD01-SJD15围护结构设计为地下连续墙。
连续墙厚度为1200mm、1000mm及800mm,深度26.308m~63m,分幅长度5m~6.5m,标准幅为5m。
本方案以地连墙标准幅钢筋笼——工作井5m一字型槽段首开幅钢筋笼作为研究对象,设计吊装方案。
该钢筋笼长62.45m,两端设置十字钢板接头,预埋主体结构钢筋,总重约116T。
因钢筋笼过重,拟采用分两段入槽后直螺纹套筒连接,按最长(43米)最重(84吨)钢筋笼吊装进行验算,主吊扁担及钢丝绳的选择以及吊筋的选择按最重钢筋笼(整体)的参数来选取,副吊扁担及钢丝绳的选择按最重钢筋笼(分段)起吊时的受力状态及参数来选取。
计算依据:
《S线江南工作井围护设计》
《南岸S线明挖段围护设计》
《起重吊装常用数据手册》
《建筑施工计算手册》
《起重机械安全规程》(GB6067-85)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
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2.施工准备
1)进场前对所有起重工具、焊接机械进行检查,以满足施工规范要求;
2)平整施工和硬化进场和行走道路,施工便道满足机械行走承载力要求,确保行车安全。
3)吊装机械到位。
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.
3.吊装施工
本工程地下连续墙钢筋笼较长、较重,根据设计要求钢筋笼采用采用分段吊
装、中间直螺纹套筒连接的施工方法,采取可靠有效的吊装施工方案,即理论计算满足要求和吊装方案满足安全施工要求。
以最重钢筋笼WZ-1型地下墙为例,(不同型号钢筋笼分节位置作调整),钢筋笼分两节,上半节钢筋笼长约43m(重约84t),下半节钢筋笼长约19.5m(重约32t)。
施工二区地连墙最深为44.308m,重量为57t。
在此只针对分节43m钢筋笼进行验算,如果能满足要求,其他的同样能满足。
钢筋笼制作时,采用在同一钢筋笼平台上进行整体制作,在吊装前将其分为两个独立的钢筋笼,两个钢筋笼的钢筋间采用直螺纹连接或焊接;采用350t履带吊先将下半节钢筋笼进行起吊入槽,并搁置于导墙上,然后再进行上半节钢筋笼的吊装。
在上半节钢筋笼吊放时,拟采用两台大型起重设备(350t吊机作为主吊,150t吊机作为副吊),同时作业,先将钢筋笼水平吊起,再在空中通过吊索收放,使钢筋笼沿纵向保持竖直后,撤出副吊,利用主吊吊装钢筋笼至槽段位置,与下半节已入槽钢筋笼进行连接,成一整体后撤去下半节钢筋笼的搁置物(铁扁担),钢筋笼整体如槽。
根据设计要求,拟沿钢筋笼纵向布置3~4道桁架筋,使得钢筋笼起吊时横向均匀受力,同时使纵向保持良好的抗弯刚度。
3.1钢筋笼吊装方法
钢筋笼吊放采用双机抬吊,空中回直。
以350t作为主吊,一台150t履带吊机作副吊机。
起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼重心相重合,保证起吊平衡。
钢筋笼吊放具体分六步走:
第一步:
指挥350t、150t两吊机转移到起吊位置,起重工分别安装吊点的卸扣。
第二步:
检查两吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后,开始同时平吊。
.
.
第三步:
钢筋笼吊至离地面0.3m~0.5m后,应检查钢筋笼是否平稳,后350t起钩,根据钢筋笼尾部距地面距离,随时指挥副机配合起钩。
第四步:
钢筋笼吊起后,350t吊机向左(或向右)侧旋转、150t吊机顺转至合适位置,让钢筋笼垂直于地面。
第五步:
指挥起重工卸除钢筋笼上150t吊机起吊点的卸扣,然后远离起吊作业范围。
第六步:
指挥350t吊机吊笼入槽、定位,吊机走行应平稳,钢筋笼上应拉牵引绳。
3.2吊点设置及验算
若吊点位置不准确,钢筋笼会产生较大挠曲变形,使焊缝开裂,整体散架,无法起吊,因此吊点的位置确定是吊装过程中的一个关键步骤。
3.2.1钢筋笼竖向吊点验算
根据弯矩平衡原理,正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理,上部钢筋笼吊点位置计算如下:
图3-1钢筋笼内力分析图
+M=-M
其中+M=(1/2)ql12;
-M=(1/8)ql22-(1/2)ql12;
q为分布荷载,M为弯矩。
故L2=2√2L1,又2L1+3L2=43米;得L1=4.1米,L2=11.6米。
因此选取B、C、D、E四点,钢筋笼起吊时弯矩最小,但实际过程中B、C、D中心为主吊位置,AB距离影响吊装钢筋笼。
根据实际吊装经验以及本工程钢筋笼钢筋分布以及预埋件等特点,对各吊点位置进行调整:
笼顶下1.15m+14m+9.5m+8m+8m+2.35m=43m。
如图5-6:
.
.
图3-262.5m上节钢筋笼(43m)吊点布置图
经计算43m钢筋笼(包括十字钢板及埋件)实际重量为84t,考虑安全系数,以下计算取84t。
根据起吊时钢筋笼受力、力矩平衡得:
2T1'+2T2'=84t①
T1'×1.15+T1'×15.15+T2'×24.65+T2'×40.65=84×21.5
②
由以上①、②式得:
T1'=19.11tT2'=22.89t
则T1=16.15/sin46°=26.54tT2=25.85/sin48°=30.8t
平抬钢筋笼时副吊起吊重量为2T2'=61.6t
3.2.2钢筋笼横向吊点验算
根据弯矩平衡原理,正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理,钢筋笼横向受力弯矩图如下:
.
.
钢筋笼横向受力弯矩图图3-3
M
+M=-+M=(1/2)ql12;其中M=(1/8)ql22-(1/2)ql12;-为弯矩。
Mq为分布荷载,L?
22L,又2L1+L2=5m;得L1=1.0m,L2=3.0m故,根据本工程钢筋笼主筋12分布,吊点位置调整至0.9m+3.2m+0.9m。
图3-4钢筋笼吊装内力图
对于异性槽段,同理(取长单边验算):
2L1+L2=4.8m,又L2=3√2L1。
验算得L1=0.6m,L2=3.6m,故吊点布设在L边0.6m处
3.3吊装设备选型
3.3.1主吊选择
主吊机选用:
350t液压履带起重机,主臂长度72m,主要性能见表4-6:
表3-1360t履带吊主要性能表
起重半径R(m)
有效起重量Q(t)
提升高度H(m)
角度(度)
10
130
72
81.3
.
.
12
113
72
79.5
14
100
72
77.8
2.5t。
注:
主、副吊配备钢梁扁担,扁担和索具总重约吊车吊车性能参数线性值查得,350350T吊车,根据350T本工程主吊使用,钢筋笼重量加扁担不超过时的最大起吊能力为130T72m拔杆工作半径为10m119吨,吊车能满足吊放钢筋笼的要求。
副吊选择3.3.2:
39m,主要性能见下表4-7副机选用:
150t履带式起重机,拔杆接履带吊主要性能表表4-7150t
R(m)起重半径
有效起重量Q(t)
H(m)提升高度
备注
9
69.6
39
10
66.5
39
12
54.9
39
14
44.4
39
。
注:
副机起吊配备钢梁扁担,铁扁担及料索具总重约2.5t时,最大起9m39m,起重半径为本工程副吊使用150吨吊车,吊车臂杆接°角的吨吊车最大受力出现在钢筋笼起吊到6069.6吨,而150重能力可以达到能够满足50.4T<69.6T,60%%,60即84T×=最大受力约为钢筋笼重量的时候,起吊要求。
钢扁担设计、验算3.4钢扁担尺寸以及材料参数3.4.1
.
.
图3-5钢扁担尺寸图
钢扁担采用45号钢板加工制作而成。
GB/T699-1999标准规定45号钢抗拉强度为600MPa,屈服强度为355MPa,抗剪强度为410MPa。
挤压强度为拉伸强度的2~2.5倍;钢扁担的尺寸见图4-9(图中标注单位均为mm)所示,钢扁担厚度为70mm,孔直径均为90mm。
3.4.2建立钢扁担分析模型
图3-6钢扁担分析模型
钢扁担分析模型如图4-10所示。
3.4.3钢扁担抗力计算
扁担横向最小横截面如下图4-11所示
图3-7扁担最小截面图
?
62)m?
90)?
70?
?
100.2485(5(70A?
?
4000?
s则竖向承受最大拉伸荷载为
F=σA=600×106×0.2485=149.1×106(KN)
换算质量为:
6?
10?
14900(149.1?
10t)?
FG?
/10
小结:
由竖向拉伸抗力计算可知,此种型号扁担竖向可承受14900t。
竖向最小横截面如下图4-12所示。
.
.
图3-8扁担竖向最小横截面图
?
62)m?
90?
70)?
100.0357(?
A?
(70600?
1则竖向截面承受最大剪力为:
66?
(N10)?
?
0.0357?
Q?
14.637A?
410?
101换算为质量为:
6/10?
1463.7(t?
14.637?
10)G?
Q/10
钢扁担孔周承载力计算
计算面积为:
?
62)100.084(m?
A?
70?
120?
上部:
22?
6)m?
?
A70?
100?
100.007(下部:
3则单孔承受最大剪力为:
66?
(N10)?
0.0084?
3.444?
Q?
A?
410?
10上部:
2166?
)(?
10N?
A410?
10?
?
0.007?
Q2.87下部:
32换算为质量为:
6/10?
344.4(?
3.44410t)/10G?
Q?
上部:
116)t10?
/10287(?
?
/10?
GQ2.87下部:
22综上,从最大拉伸考虑,钢扁担可承受最大起吊质量为14900t;从扁担最小截面承受最大剪力来考虑,钢扁担可起吊重量为1463.7t;而从单孔周边最大.
.
344.4?
2?
688.8287?
3?
861t(横向t承载来考虑,钢扁担可起吊最大重量为和287?
2?
574t(横向两点吊)。
三点吊)或
故比较以上可知,此种型号钢扁担可起吊最大重量为688.8t(横向三点吊)或574t(横向两点吊),取安全系数为5,则此种型号扁担起吊重量应?
688.8/5?
137.76?
574/5?
114.8tt或。
3.5吊点吊环强度验算
3.5.1笼头吊环强度计算
最前端的主吊点使用φ40圆钢吊环。
在钢筋笼垂直状态时,4个吊环共8个截面可提供拉力为:
3.14*20*20*205=257KN
考虑到总重110吨的钢笼不可能在吊点上产生如此大的拉力,故吊点能满足受拉要求。
上式中HPB235圆钢受拉强度设计值,取205Mpa(钢结构规范)。
根据计算结果,安全系数皆大于2,满足要求。
3.5.2吊点钢筋强度计算
钢筋笼上吊点钢筋(采用一级钢)验算As=K×G/(N×2×Rg)×sinα
As-吊点钢筋截面积(cm2)
K-安全系数取2
G-整体钢筋笼重量116T
α-90度
n-上节钢筋笼主吊吊点个数取4,每个吊点布置2根钢筋;
Rg-钢筋抗拉强度设计值:
2100kg/cm2
As=13.8D=3.62cm,取4.0cm,4.0cm>3.59cm,符合要求。
下节钢筋笼主吊吊点同上验算,符合要求。
综上可知,本工程钢筋笼吊点钢筋取φ40。
.
.
3.6卸扣验算
卸扣的选择按主副吊钢丝绳最大受力选择。
主吊卸扣最大受力在钢筋笼完全竖起时,副吊卸扣最大受力在钢筋笼平放吊起时。
3.6.1主吊卸扣选择
P1=(116+2.5)/(2sin60°)=68.42t
主吊扁担上部选用高强卸扣80t:
2只。
卸扣受力计算:
P2=Q/4=116/4=29t;主吊选用4个30t卸扣。
3.6.2副吊卸扣选择
根据计算,副吊受力最大2T2=61.6t。
P3=(61.6+2.5)/(2sin60°)=37t
副吊高强卸扣35T:
2只。
卸扣受力计算:
P2=Q/4=61.6/4=15.4t;副吊选用4个25t卸扣。
3.7双机抬吊系数的计算
3.7.1主机抬吊系数的计算
钢筋笼的总重量为116t,扁担的总量为2.5t,主机的额定重量为130t。
主机抬吊系数为:
K主=(116+2.5)/130=0.912
副机抬吊系数的计算3.7.2
平抬钢筋笼时副吊的起重量为61.6t,扁担的总量为2.5t,副机的额定重量为69.6t。
副机抬吊系数为:
。
K副=(61.6+2.5)/69.6=0.921
.
.
3.8钢丝绳选择及强度验算
钢丝绳采用6×37+1,公称强度为2000MPa,安全系数K取6。
表3-2钢丝绳机械性能表
序号
钢丝绳型号(mm)
钢丝绳在公称抗拉强度1400MPa时(kN)
破断拉力总和
K
容许拉力(t)
1
24
295
6
7.02
2
26
351
6
8.36
3
28
412
6
9.81
4
30
478A
6
11.38
5
32.5
548.5
6
13.06
6
34.5
624.5BC
6
14.87
7
36.5
705
6
16.79
8
39
790
6
18.81
9
43
975.5
6
23.23
10
47.5
1180
6
28.10
11
52
1405
6
33.45
12
56
1645
6
39.17
13
60.5
1910
6
45.48
14
65
2195
6
52.26
15
66.5
2315
6
53.99
16
72
2715
6
63.32
3.8.1主吊扁担上部钢丝绳验算(整体钢筋笼,重量116吨)
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
吊重:
Q1=Q+G主吊=116t+2.5t=118.5t
钢丝绳直径:
56mm,[T]=39.17t,环型周长6mm,2根。
.
.
钢丝绳(走双根钢丝绳):
T=Q1/2sinb=118.5/(4×sin60°)=34.21<[T]满足要求。
3.8.2主吊扁担下部钢丝绳验算(整体钢筋笼,重量116吨)
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
吊重:
Q=116t
钢丝绳直径:
52mm,[T]=33.45t;钢丝绳长度:
20m(起吊绳)+15m(连接绳)
钢丝绳:
T=Q/4=116/4=29<[T]满足要求。
3.8.3副吊扁担上部钢丝绳验算
通过钢筋笼在起吊受力分析,知副吊最大作用力2T2=61.6t,副吊扁担2.5t。
钢丝绳直径:
43mm,[T]=23.23t,环型周长6m
钢丝绳(走双根钢丝绳):
T=(61.6+2.5)/(4×sin60°)=18.5T<[T]满足要求。
3.8.4副吊扁担下部钢丝绳验算
通过钢筋笼在起吊受力分析,知副吊最大作用力2T2=61.6t
钢丝绳直径:
39mm,[T]=18.81t;钢丝绳长度:
18m(起吊绳)+12m(起吊绳),2根。
钢丝绳:
T=2T2/4=15.4t<[T]满足要求。
3.9钢筋笼碰主臂验算
选择计算主吊机垂直高度时,不仅要考虑主吊臂架最大仰角81°和最大尺寸、重量的钢筋笼为标准,而且要考虑钢筋笼吊起后能旋转180°,不碰撞主吊臂架(见图4-13),满足BC距离不小于3m的条件。
由于加工制作的吊具尺寸为h1=3.5m,h0=1m,h2=4.5m,h3=43m,h4=1.5因此:
故H=h2+h1+h3+h4+b=46.2m
a—扁担长度4m;
b—起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离,取10m;
.
.
h0—起吊扁担净高;
h1—扁担吊索钢丝绳高度;
h2—钢筋笼吊索高度;
h3—钢筋笼笼长;
h4—起吊时钢筋笼距地面高度;
h—主机高度,2.28m
扁担碰吊臂验算:
h1+b=3.5+10=13>2×Tg81°=12.63满足要求。
钢筋笼回卷碰吊臂:
H'=b+h1+h2+h0=19>3×Tg81°=18.941满足要求。
主吊主臂长度验算:
H=h1+h2+h3+h4+h0+b-h=61.98<66m满足要求。
钢筋笼履带吊地面
图3-9起重臂长示意图
3.10钢筋笼加固措施
为了防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形,钢筋笼均设置纵向抗弯桁架,其中纵向桁架为Φ28“W”型桁架四榀,并每隔5米设置一道Φ25“X”型水平桁架,异型钢筋笼还需增设定位拉杆。
为了保证钢筋笼吊装安全,吊点位置的确定与吊环、吊具的选用都经过验算,作为钢筋笼最终吊装环中杆构件的钢筋笼上竖向钢筋,必须同相交的水平钢筋自上而下的每个交点都焊接牢固。
对于转.
.
角幅钢筋笼除设置纵、横向起吊桁架和吊
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