1、土木工程施工课程设计土木工程施工 课程设计报告题 目： 武汉某化工有限公司1号 厂房结构设计吊装 院 （系）： 土木工程与建筑学院 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 2012年12月30日至2013年1月4日武汉工业学院1.工程概况-3 1.1工程建筑结构特征-3 1.2施工条件-3 1.2.1场地条件-3 1.2.2预制条件-3 1.2.3气候条件-32.施工前的准备工作-4 2.1场地清理与道路铺设-4 2.2钢筋砼杯形基础的准备-4 2.3构件的运输方法及注意事项-4 2.4构件的就位和堆放-4 2.5构件的检查与清理-5 2.6构件的弹线与编号-53.施工技术经济条件-54.
2、起重机选择及工作参数计算-7 4.1选择吊装柱子的起重机-7 4.2选择吊装屋架的起重机-8 4.3选择吊装屋面板的起重机-85.结构吊装方法的确定-96.现场预制构件的平面布置与起重机的开行路线-9 6.1起重机开行路线及停机位置-9 6.2预制阶段的平面布置-9 6.2.1柱的布置-9 6.2.2屋架的布置-11 6.3吊装阶段构件的排放布置及运输堆放-11 6.3.1屋架的就位-11 6.3.2吊车梁、连系梁、屋面板的运输、堆放-127.具体吊装方案-13 7.1柱子的吊装-13 7.2屋架的扶直就位-13 7.3吊车梁和连系梁的吊装-13 7.4屋架和屋面板的吊装-138.吊装安全技术
3、-13 8.1起重机械安全要求-13 8.2索具安全要求-14 8.3高空及地面工作人员的安全注意事项-14 8.4安全用电，避雷与防爆-149.图纸-161.工程概况1.1工程建筑结构特征本工程为某厂单层钢筋混凝土装配式车间，该车间共两跨，共10个节间，其剖面图如图1-1所示。跨度为18m、21m，柱距6m.。图1-11.2施工条件1.2.1场地条件该厂房位于武汉市东西湖区吴家山近郊，厂址处地平坦，不考虑地下水的影响，基本风压为0.3kPa，最大降雨强度为155mm/h。在施工现场按要求位置修建临时围墙，墙高2m，在场地入口处安装带锁的门，并安排两门安保人员值班。1.2.2预制条件柱和预应力
4、混凝土屋架为现场预制；吊车梁、连系梁、基础梁及预应力大型屋面板在预制构件加工厂制作，预制厂距现场3km，用汽车运入现场并排放。1.2.3气候条件根据工程计划安排，本工程跨冬季和雨季施工。混凝土预制构件后期养护和吊装、维护结构施工均在冬季施工，工程后期室外工程收尾在雨季施工。总体规划、单体设计和构造处理应有利于良好的自然通风，建筑物应避西晒，并满足防雨、防潮、防洪、防雷击要求;夏季施工应有防高温和防雨的措施。2.施工前的准备工作2.1场地清理与道路铺设在构件吊装之前，先设计好施工现场平面布置图，标出起重机械走行的路线。做好三通一平工作，按施工平面布置图建造施工临时设施，设置消防保安措施。在清理路
5、线上杂物的基础上，将其平整压实，并作好排水。如遇松软土或回填土，而压实难以达到要求者，则铺设枕木或厚钢板。2.2钢筋砼杯形基础的准备装配式厂房的柱子基础一般均为杯形基础，在柱子吊装前均应对杯形基础的杯底标高进行调整，以保证安装完毕后牛腿标高符合设计要求，同时还应对杯口顶面弹线以保证柱子安装和校正。当基础拆模且坑底清除积水、淤泥、杂物后进行土方回填。回填不得含有机质和大于50mm土块，回填每层虚铺厚度，用机械夯实不应大于300mm，人工夯实不应大于200mm，其含水率粘土最优为1923，压实系数要求0.94，干容重1.441.52gcm2，填土超过1.2m时，应填加2030碎石，基层表面应以碎石
6、加强处理。填土一般应中间稍高，以利排水，当天回填应当天夯实。回填土应两侧均匀下料，分层回填夯实，每层夯数为3-4遍，不能机夯的边角处，采用手工夯实。2.3构件的运输方法及注意事项构件在运输过程中混凝土强度不应小于设计强度标准值75%，构件的支承位置和方法应按其受力情况而定，不得引起构件的超应力或损伤，在装运时应绑扎牢固，采用衬托加以保护，细长构件按需要设临时水平支撑，构件进场后应按事先拟定的预制构件布置图进行堆放，避免二次搬运。运输道路应平整坚实，行车与装卸要平稳，尽量减小振动和冲击，并采取有效的排水设施，避免使构件开裂。构件应根据设计的受力情况搁置在垫木或支架上，重叠的构件之间应垫设垫木，上
7、、下层垫木应垫在同一垂直线上；各构件之间应留有不小于200mm的间距，以免碰撞损坏构件。2.4构件的就位和堆放需要在现场预制的构件是柱和屋架，其它构件在构件厂或场外制作，运到工地就位吊装。柱的预制布置有斜向布置和纵向布置两种。屋架一般在跨内平卧叠浇预制，每叠3-4榀，布置方式：根据本设计工程概况采用的是正面斜向布置。当吊车梁安排在现场预制时，可靠近柱基顺序纵向轴线作倾斜布置，也可插在柱的空当中预制。但本设计中选择在构件厂预制，然后运入现场吊装。2.5构件的检查与清理(1)检查构件的强度。当混凝土的强度达到设计强度70以上才能运输；在安装之前，混凝土构件必须达到设计强度的100；对于预应力构件，
8、孔道所灌的砂浆，其强度不低于15MPa。(2)检查构件的外形尺寸，钢筋的搭接，预埋件的位置及大小。(3)检查构件的表面有无损伤、缺陷、变形、裂缝等。(4)检查吊环的位置和规格。2.6构件的弹线与编号(1)柱子:要在柱身三面（两宽面一窄面）弹出安装中心线。矩形截面可按几何中心弹线；工字型截面柱，除在矩形截面弹出中心线外，为便于观察及避免视差，还应在工字型截面的翼缘部分弹出一条与中心线平行的线。所弹中心线的位置应与柱基杯口面上的安装中心线相吻合。此外在柱顶和牛腿顶面弹出屋架，吊车梁的安装轴线。(2)屋架：屋架的弹线应在上弦顶面上弹出几何中心作为屋架吊装基准线，并在跨中起向两端分别弹出屋面板安装边线
9、和天窗安装线，同时在屋架两端分别弹出厂房轴线作为安装基准线。(3)梁：吊车梁的弹线是在两端面及顶面弹几何中心作为吊车梁基准线。在对构件弹线的同时，应按图纸将构件编号，号码写在明显部位。不易辨别上下左右的构件，应在构件上做出记号，以免安装时将方向搞错。3.施工技术经济条件3.1 地质：由勘测报告知，土壤为一级大孔性黄土，天然地基承载力为 15T/m2，地下水位在地表下67米；3.2 吊装前基础已施工完毕并回填平整至-0.20米；3.3 起重机吊装索具重量均取0.2T。3.4 结构安装工程承重构件一览表附表一；3.5 施工单位现有W1-50、W1-100等型号履带式起重机可供选用。表一 预制构件一
10、览表轴线或跨间构件名称及编号图纸名称构件量(T)构件形状及主要尺寸备注A柱ZA6.4工字形400800E柱ZE6.9H柱ZH6.9抗风柱Z1-15.75工字形400600Z1-25.81Z1-33.94A.E吊车梁DL-gGB-108A2.84可平卧起吊E.H吊车梁DL-3GB-108A1.63联系梁1.08（1.04）2405005950（2405005750）屋面板预应力大型板YDB-11.02（0.99）15006000240（15005800240）按起重计（上表括号内为柱距5.8m时数据）（上图括号内为跨度21m时数据）4.起重机选择及工作参数计算4.1选择吊装柱子的起重机选择E轴线
11、柱子进行计算，E轴柱重Q1=6.9t,柱高h=11.8m，牛腿高度取0.4m，索具高度取2m，详见图4-1。起重量 ：Q=Q1+Q2=6.9+0.2=7.1t起重高度：H=h1+h2+h3+h4=0+0.3+(11.8-3.4-0.4)+2=10.3m现初选W1-100型履带式起重机，起重壁长23m，查起重机性能表，当起重量为7.1t时，相应起重半径R=7m，起重高度H=19m10.3m，满足吊装柱子条件，由此选用W1-100型履带式。起重机在起重半径不大于7m处吊装柱子。图4-14.2选择吊装屋架的起重机屋架跨度为18m的采用两点绑扎，屋架跨度为21m的采用四点绑扎（用横吊梁）的方法。由于屋
12、架安装所要求的起重量和起重高度不统一，屋架分为低跨屋架和高跨屋架，在此以高跨屋架（21m）的计算为准，详见图4-2。21m屋架重Q1=6.45t，屋架高h=3.435m;起重量 : Q=Q1+Q2=6.45+0.2=6.65t;起重高度：H=h1+h2+h3+h4=(10.7-0.2)+0.3+1.645+6=18.445m现初选W1-100型履带式起重机，查起重机性能表，当起重量Q=6.65t时,起重高度H=19m18.445m满足屋架的吊装条件，其相应起重半径R=7.5m，由此选用W1-100型履带式起重机在起重机半径不大于7.5m处吊装屋架。4.3选择吊装屋面板的起重机初选W1-100型
13、履带式起重机杆长23m，验算吊装屋面板时是否满足。对于屋面板同样以安装高跨屋面板的计算结果为准。起重量 ：Q=Q1+Q2=1.02+0.2=1.22t; 起重高度：H3=h1+h2+h3+h4+h5=(10.7+0.3)+3.435+0.5+0.24+2=17.175m;求最小起重杆仰角（如图4-3）：起重机吊装跨中屋面板时，起重钩需伸过已安装的屋架3m，且起重臂轴线与已安装屋架上弦中线最小水平距离g=1m，故起重机所需的最小起臂长度及相应的仰角为：=arctg3.1556代入公式Lmin=h/sin+(a+g)/cos可求出最小臂长(h=H1-E)：Lmin=12.4/sin56+（3+1）
14、/cos56=22.15m根据以上数据和实际工程环境可选用W1-100履带式起重机，臂长23m22.15m，仰角=56，吊装屋面板时的起重半径为：R=F+Lcos=1.3+23cos56=14.16m 当臂长L=23m，R=14.19m,查起重性能表知Q=2.4t1.22t;H=17.4m17.175m故选用W1-100型履带式起重机满足吊装要求。此时起重杆长23m，起重仰角56，起重半径约15m，亦能吊装屋面板。由以上数据得：综合安装各构件的要求，选用W1-100型履带式起重机，23m长起重臂。并根据相应条件确定起重机的开行路线。5.结构吊装方法的确定由工程概况可知构件数量较多且相差较大，若
15、采用综合吊装法则起重机种类更换频繁，吊索更换也很平凡，造成费工费时现象。而分件吊装法每次吊装相同的构件，索具不需经常更换，操作方法简单且基本相同，中间有间隔时间，能为后续工作提供工作面和时间。基于以上分析，施工方案采用分件吊装法。拟定分四次开行作业，第一次开行吊装全部柱子，第二次开行进行屋架的扶直就位，第三次开行吊装吊车梁、联系梁；第四次开行吊装屋架，屋面系统，以及抗风柱。6.现场预制构件的平面布置与起重机的开行路线6.1起重机开行路线及停机位置 （1）柱吊装时，起重机开行路线有跨边开行与跨中开行，本设计选择跨边开行，每个停机位置可吊两根柱； （2）屋架扶直就位及屋盖系统吊装时，起重机在跨中开
16、行。详见起重机开行路线及停机位置示意图。6.2预制阶段的平面布置6.2.1柱的布置柱的布置方式与场地大小、安装方法有关，一般有三种，即斜向布置、纵向布置及横向布置。斜向布置起吊方便，纵向布置中柱的占地面积较小，横向布置中柱的占地面积大，只在特殊情况下采用，故选择斜向布置，并采用旋转法吊装。 （1）斜向布置：预制时柱与厂方纵轴成一斜角，这种布置方式主要是配合旋转起吊法。根据要求，柱子按图6-1进行布置，也就是使杯行基础中心M、柱脚K、绑扎点S三点均位于起重机吊装该柱的同一起重半径R的圆弧上，即三点共弧。 图6-1 柱子的斜向布置 （2）纵向布置：预制时柱子与厂房纵向轴线平行排列(图6-2)，这种
17、布置方式主要是配合采用滑行法起吊柱子。 图6-2 柱子的纵向布置 6.2.2屋架的布置屋架一般多采用平卧重叠生产，每叠34榀。布置方式有正面斜向布置、正反斜向布置、正反纵向布置(图6-3)，本设计中选择正面斜向布置，因为它便于屋架的扶直。 图6-3 屋架预制时的几种布置方式（a）正面斜向布置；(b)正反斜向布置；(c)正反纵向布置6.3吊装阶段构件的排放布置及运输堆放 6.3.1屋架的就位屋架的就位方式有两种：一种是靠柱边斜向就位；另一种是靠柱边成纵向就位。本设计选择靠柱边斜向就位。 （1）斜向排放：在跨中画出平行纵轴的开行线路，以欲安装的某轴线（如轴线）的屋架中心点M2为圆心，以屋架选择的起
18、重半径R为半径画弧，交于开行路线上的O2点，O2点即为安装轴线屋架的停机点，见图6-4。 （2）纵向排放：一般以45榀为一组靠柱边顺轴线就位，屋架与柱之间，屋架与屋架之间的净距不小于200mm，每组屋架之间应留3m左右的间距作为横向通道，为避免与已吊装的屋架相碰，每组屋架的排放中心线应位于该组屋架倒数第二榀吊装轴线之后约为2m处，见图6-5。 图6-4 屋架的斜向排放 图6-5 屋架的纵向排放6.3.2吊车梁、连系梁、屋面板的运输、堆放该类构件均在预制厂或附近场地预制，然后运入现场，构件运至现场后，应按所规定的位置，按编号及构件吊装顺序进行就位或集中堆放。运入现场的吊车梁、连系梁一般应堆放在靠
19、近吊装柱列附近的地方，好、跨内跨外均可，有时也可不卸至地面堆放而直接由运输车辆上起吊安装，本设计选择直接由运输车辆起吊至牛腿上。准备吊装的屋面板的堆放位置，可布置在跨内或跨外，一般以68块为一叠，靠柱边堆放。跨内排放，后退34个节间开始排放；跨外排放，后退12个节间开始排放。7.具体吊装方案7.1柱子的吊装由于起重机在吊装柱子时起重半径较小，因此起重机沿跨边距杯口中心约6m处开行，起重机每一停机点吊两根柱子。柱子的绑扎点和杯口中心点均应在起重半径R=7m的圆弧上。在构件的平面布置上，柱子采用斜向布置，起重机在跨外首先沿A轴距基础中心6m处开行，吊装A轴柱子，然后转入E轴吊装柱子，最后转入H轴吊
20、装柱子。同时完成柱的临时固定，校正，最后固定，这样就完成了第一次开行。7.2屋架的扶直就位 柱子吊装完毕后，起重机先沿A、E跨中开行，开始屋架的扶直就位，本设计选择靠柱边斜向就位。然后转入E、H跨中开行，进行同样工作，这样就完成了第二次开行。7.3吊车梁和连系梁的吊装该类构件在附近预制厂预制，然后运入现场，不卸至地面堆放而直接在运输车辆上起吊安装。起重机沿A轴跨内开行，每个停机点吊装一组吊车梁、连系梁，然后沿E轴左右跨内开行，最后沿H轴跨内开行，这样就完成了第三次开行。7.4屋架和屋面板的吊装当屋架和屋面板就位后，起重机先在A、E跨中开行，开始屋架、屋面板、支撑等的吊装。然后转入E、H跨中开行
21、，并开始吊装，这样就完成第四次开行，最后起重机沿跨外开行吊装厂房两端抗风柱。8.吊装安全技术8.1起重机械安全要求(1)司机接班时,应对制动器、吊钧、钢丝绳和安全装置进行检查,发现性能不正常时,应在操作前排除；(2)在轨道上露天作业的起重机,当工作结束时,应将起重机锚定。当风力大于6 级时,一般应停止工作,并将起重机锚定。对于门座起重机等在沿海工作的起重机,当风力大于7级时,应停止工作,并将起重机锚定；(3)有下述情况之一时 , 司机不应进行操作:.超载或物体重量不清,如吊拔起重量或拉力不清的埋直物体等；.结构或零部件有影响安全工作的缺陷或损伤,如制动器安全装直失灵,吊钩螺母防松装直损坏、钢丝
22、绳损伤达到报废标准等；.捆绑吊挂不牢或不平衡而可能滑动,重物棱角处与钢丝绳之间未加衬垫；.被吊物体上有人或浮置物；.工作场地昏暗,无法看清场地、被吊物情况和指挥信号等。 8.2索具安全要求(1)卷扬机在使用时必须做可靠的锚固，以防止在工作时产生滑移或倾覆；(2)钢丝绳要与卷筒卡牢，放松钢丝绳时，卷筒上至少应保留4圈。8.3高空及地面工作人员的安全注意事项(1)高处作业均须先搭建脚手架或采取防止队坠落措施，方可进行；(2)峭壁、陡坡的场地或人行道上的冰雪、碎石、泥土须经常清理，靠外面一侧须设1米高的栏杆。在栏杆内侧设18厘米高的侧板或土埂，以防坠物伤人；(3)在进行高处工作时，除有关人员处，不准
23、他人在工作地点的下面行或逗留，工作地点下面应围栏或装设其他保护装置，防止落物伤人。如在格栅式的平台上工作，为了防止工具和器材掉落，应铺设木板； (4)上下层同时进行工作时，中间必须搭设严密牢固的防护隔板，罩棚或其他隔离设施，工作人员必须戴安全帽。8.4安全用电，避雷与防爆(1)当在建工程（含脚手架）的外侧边缘与外电架空线路间距达不到最小安全操作距离时，增设屏障、遮拦或保护网，并悬挂醒目的警示标牌；(2)根据现场需要采用的移动式配电箱设置在各施工点，随施工层上移，线路的敷设尽量架空、绝缘，手持电动工具和电焊机的电源线最长不超过5m；(3)所有用电设备、配电箱、开关箱的外壳、金属防护罩都采用保护接零。 (4)施工现场应明确划分用或作业区域，易燃、可燃材料堆放区域，仓库、废品集中站和生活等区域；(5)施工现场的道路应畅通无阻；夜间应设照明，并加强值班巡逻；(6)不准在高压架空线下面搭设临时性建筑物或堆放可燃物品；(7)开工前应将消防器材和设施配备好，并应敷设好室外消防设施。
