某厂房大型预制柱吊装施工方案

大型预制柱的吊装起重吊装工艺属于危险性较大工程，起重吊装包括结构吊装和设备吊装，其作业属高处危险作业，作业条件多变，施工技术也比较复杂，施工前应按照工程特点及作业环境编制专项方案，并经企业技术负责人审批，其内容包括：现场环境及措施、工程概况及施工工艺、起重机械的选型依据、起重扒杆的设计计算、地锚设计、钢丝绳信索具的设计选用、地耐力及道路的要求、构件堆放就位图以及吊装过程中的各种防护措施等。经统一指挥，周密的布署，采用可行的技术方法，顺利的完成了这项任务。一、工程概况：****生产车间工程，位于前****村南,西为****路,南为垃圾处理厂。建筑物工程特征表建筑物名称建筑轮廓（m）层数（m）结构形式跨度（m）面积（m2）生产车间234×1021轻钢（排架）2723868办公区234×123轻钢（框架）128424预制柱网尺寸为6m*27m，预制柱共计204支，其中柱最大截面为900*500，长17.84m，重量为18.7T；最小的柱子截面800*450，长12.7米，重量为8.7吨。预制柱混凝土强度等级C30。预制柱在现场预制。二、施工工艺本工程预制柱采用柱销绑扎，单机滑行起吊。施工工艺流程如下准备工作—吊装机械就位—预制柱翻身—绑扎—吊升—对位和临时固定—校正—最后固定。（一）、准备工作a、检查轴线及跨距是否正确。b、预制柱的平面布置。现场预制柱为两榀叠放的，平面布置应按照以下原则：①满足吊装顺序的要求。②简化机械操作，即构件堆放的位置，使起吊安装时，起重机的跑车、回转和起落吊杆等动作尽量减少。③保证起重机的行驶路线畅通和安全回转。预制柱制作完毕，在柱身上弹出中线，由于现场为叠层制作，因此可以先弹出柱两侧面的中线及最上面一支柱正面中线，其反面及下面其余柱正反两面的中线可在柱由平卧翻转90°后现场立即弹出。c、基础弹线，在基础杯口的顶面、内壁及底面弹出车间设计轴线，并在杯口内壁弹出杯底找平用的标高线。d、根据柱子牛腿至柱脚的设计长度和上述所弹出的标高线用C30细石混凝土将杯底找平，使柱安装后牛腿标高基本一致。e、将杯口侧壁及柱脚在其安装后将埋入杯口部分的表面凿毛，并清除杯底垃圾。f、准备吊装用的机械、测量用经纬仪、柱翻身用枕木、起吊用铁扁担、钢丝绳、工具（撬杠、溜绳、麻绳、垫铁）、固定用铁扎、石片等，吊装用所有材料设备进场后由技术负责人根据吊装方案进行仔细检查验收，确保无误。g、清理场内杂物使汽车起重机行驶顺畅。由于现有场地均为后期回填，因此场地土必须夯实平整，以免起重机行驶、吊装过程中支架下沉。H、检查各种构件有无损伤、变形；混凝土有无异常，预埋件是否正确，各种预留孔是否阻塞；构件的型号、数量、截面尺寸、长度等是否正确，各种预埋件的型号、位置是否与设计相符并清除铁件上的灰浆。I、对于牛腿柱应事先在柱的侧面标明其朝向，以免放反。J、确定吊装开行路线。以上准备工作完成后，正式吊装前，由本次吊装领导小组组织全体吊装人员召开现场会议，进行安全技术交底，明确各自的责任及操作的每一个细节，做到每个吊装人员心中有数。（二）、吊装机械就位选用起重量选用QY50T汽车吊一台，臂长为24.8米，工作幅度8米内，起重重量19吨，最大提升高度25米，满足使用要求。吊装准备工作完毕后，吊装机械即可驶入现场进行就位，汽车吊的侧面及后方应尽可能靠近杯口，使汽车吊有足够的起重量。（三）、预制柱翻身其中汽车就位后，即可进行牛腿柱的翻身。1、柱的翻身应朝着杯口的方向进行，以便柱翻身后靠近杯口。2、柱翻身前事先在其侧面摆放两摞枕木，枕木放于翻身用吊环的对面，高度应保证柱翻身后两摞枕木分别成为柱身的两个支点，若枕木的高度恰好不能和柱底面相平，可以铺设60*80的木方进行调整。柱翻身后随即撕去底面的塑料薄膜隔离层，将底面四周漏浆凝固部位用手锤轻轻敲掉，底面弹上中线并将插销孔内的泥土清理干净。（四）、绑扎1、以上工作完成之后稍稍落钩，观察柱翻身后是否平稳，确保无误后完全落钩，摘掉卡环和翻身用钢丝绳；2、将事先准备好的柱销套上钢丝绳，然后穿入预留孔，柱销穿好后另一端也套上钢丝绳，然后再上垫圈，两根钢丝绳的另一端通过卡环挂在铁扁担上，最后在柱销端部插销孔内插入插销，插销上带有白棕绳，以备柱就位临时固定后拉出插销。（五）、起吊吊绳绑扎好后即可起吊，采用滑行法起吊。塔吊司机收到起吊信号后缓慢起钩，柱脚沿地面滑行，在绑扎点位置柱身呈直立状态，然后吊离地面，旋转起重臂，将柱放入基础杯口。（六）、就位和临时固定1、操作人员在柱吊至杯口上空后，各自站好位置，将柱牛腿的朝向按照图纸设计转正，然后稳住柱脚并将其插入杯口；2、当柱脚距杯底3-5CM时，观察柱三面的轴线是否和杯口底对齐，对齐后刹住车，在柱每个面插入两个钢锲，钢锲表面和柱表面、杯口表面刚刚接触即可，不能打紧，然后技术人员用靠尺检查柱身两面的垂直度，起重指挥人员指挥吊车驾驶司机通过回转吊柱使柱大致垂直；3、对于柱身中线没有和杯底、侧壁中线对齐的情况，可用撬杠撬动柱脚使柱中线对齐；4、落钩将柱脚放在杯底，并检查中线是否仍对齐；5、检查无误后，两人同时在柱的两侧面打紧钢锲；6、随即往柱脚和杯口的空隙内扔入石片，石片的薄厚根据空隙的大小确定，保证石块卡到杯底，不可卡在杯口中部，四面每面两块；(七)、校正①平面位置校正如果在校正垂直度时产生位移，应对预支柱进行平面位置的校正。②垂直度的校正垂直度的校正需要在柱的相邻两个面的正前方架设两台经纬仪，由于柱距为6M，如果仪器架设在柱正面的正前方，望远镜的仰角过大，不利于观察，可将仪器移至侧面，但夹角应尽可能靠近90°；柱垂直度的校正采用敲打钢锲法，通过经纬仪观察柱向某一方向偏移，则敲打该面的两个钢锲，敲打之前可适当松动对面的钢锲，通过敲打钢锲给柱身施加一个水平力，使柱身绕柱脚转动而垂直；(八)、最后固定柱校正完毕之后，应立即进行灌缝工作。灌缝采用C30细石砼，灌缝前应将杯口空隙内的杂物清理干净，并用水润湿柱身和杯口侧壁。灌缝工作一般分两次进行。第一次灌至楔子底面，待混凝土强度达到设计强度的25%后，拔出楔子，全部灌满。捣混凝土时，不要碰动楔子。倘若灌捣细石混凝土时发现碰动了楔子，可能影响柱子的垂直，必须及时对柱的垂直度进行复查。三、受力分析及校核计算。预制柱吊装采用先翻身后一点起吊的方法，翻身吊环采用I级钢制作。Ｚ-5e柱最重，长17.84米，下柱断面900×500，上柱断面600×500，只需演算Ｚ-5e柱即可，1、翻身吊点位置确定预制柱翻身需两点起吊，故按两点计算翻身吊点位置变截面柱吊点位置的近似计算。柱长度换算：牛腿以上部分：L2=a/A*L2*K（公式1—1）式中a—柱子换算断面的截面积（m2）;柱子标准断面的截面积（m2）;L1—柱子标准断面的长度（m）;L2—柱子换算断面的长度（m）;L2—柱子换算断面的换算长度（m）;因为，a/A=（600×500）/（900×500）<1所以，取K=1.1L2=（600×500）/（900×500）×9140×1.1=6702.7mmL=6702.7+8700=15402.7=15.4M计算简图如下：变截面部分的换算长度柱翻身平移按两点起吊上吊点至柱顶（等截面）的距离为：15.4*0.207=3.19M换算到柱顶距离：=A/a*L*1/K=（900×500）/（600×500）*3.19*1/1.1=4.35mm上吊点至柱脚的距离为：4.35M下吊点至柱脚的距离为：15.4*0.207=3.19M根据类似工程经验及后续一点起吊验算，可知翻身吊可满足强度及裂缝要求，不作验算。2、确定柱子吊点的位置等截面柱一点吊装可视为一端悬臂的简支梁，查施工计算手册，吊点应设置在距柱顶0.293倍柱身长度处，即施工时应在该处留设吊装预留孔，采用φ100PVC管预留。变截面柱（KFZ）吊点位置计算。(根据换算长度近似法求解)Ｚ-5e柱最重，长17.84米，下柱断面900×500，上柱断面600×500，只需演算Ｚ-5e柱即可，计算简图如下：变截面部分的换算长度L2=a/A*L2*K（公式1—1）因为，a/A=（600×500）/（900×500）<1所以，取K=1.1L2=（600×500）/（900×500）×9140×1.1=6702.7mmL=6702.7+8700=15402.7柱子换算断面的吊点位置：L3=0.293*15402.7=4513mm因为柱子换算断面的吊点位置在换算断面上。根据公式1-1柱子的吊点位置：L3=A/a*L3*1/K=（900×500）/（600×500）*4513*1/1.1=6154mm吊点至牛腿位置的距离：=9140-6154=2986mm.3、吊环计算（Ｚ-5e重量最大，可只验算Ｚ-5e）预制柱翻身用吊环采用HPB235级钢筋制作，吊环埋入砼的深度不小于30d,并绑扎在钢筋骨架上。吊环计算：由σ=9800G/（n.A）≤[σ]得A≥9800G/(n*[σ])其中：G—构件重量（t）n—吊环截面个数，两个吊环为4；A—1个吊环的钢筋面积（mm2）A≥9800*18.7/(4*50)=916.3mm2选用35mm的钢筋吊环：A=961.6≥916.3mm2（满足要求）4、柱子1个吊点起吊时的吊装验算1）、强度验算下柱的截面面积为：0.45m2，上柱的柱的截面面积为0.3m2，自重力的动力系数取1.5所以下柱的均布荷载q1=0.45×25×1.5=16.88KN/m上柱的均布荷载q2=0.3×25×1.5=11.25KN/m吊装弯矩：由∑Mc=0，得：RA=[q1l１（l1/2+l2）+q2l22/2-q2l32/2]÷(l1+l2)l2=2986mm≈3ml3=6154mm≈6.15m=[16.88*8.7*（8.7/2+3）+11.25*32/2-11.25*6.152/2]÷(8.7+3)=78.4KNx=RA/q1=78.4/16.88=4.64m所以ＭＢ＝RAx－1/2q1x2=78.4×4.64-1/2×16.88×4.642Ｍc＝1/2q2l32＝1/2×11.25×6.152ＭD＝RAl1-q1l12/2=78.4×8.7-16.88*8.72/2=43.26KN.m在下柱中，下柱只演算B截面即可，上柱验算C截面。柱子翻身后起吊的B截面的强度验算：αs=1.2ＭB/bh0fcm=1.2×182070000/500×8652×11=0.0531查得：γs＝0.973As=1.2Ｍc/γsh0fY=1.2×182070000/0.973×865×310=837.4mm2柱子翻身后起吊窄面实际配筋有６Ф２５（2944mm2）>837.4mm2,所以，柱子翻身后１点起吊是安全的．柱子翻身后起吊时，C截面的强度验算：αs=1.2ＭC/bh0fcm=1.2×212750000/500×5652×11=0.145查得：γs＝0.921As=1.2ＭD/γsh0fY=1.2×212750000/0.921×565×310=1583mm2上柱翻身后实际配筋有６Ф２５（2944mm2）>1583mm2,所以，可满足吊装要求．２）、裂缝宽度计计算Ｂ截面：бs=MB/0.877h0As0.877×865××2944=822N/mm22<200NN/mm2C截面：бs=MMC/0.877h0As=21277500000/0.877×565××2944=147NN/mm2<200NN/mm2所以该柱在翻身起起吊时，裂缝缝宽度方面亦亦可满足吊装装要求．5、吊装柱销的计算柱销计划长柱选用用d1=85mm，用45号铬钢经调调质处理后制制成的柱销，简简图如下：柱销验算柱销只考虑其抗剪剪强度，抗剪剪强度标准值值为fv=185NN/mm2，考虑两个个抗剪面，安安全系数K=10抗剪承载力N=22×3.144×852×185/（4×10）=2098850N>11870000N满足要求⑸钢丝绳选择：①预制柱吊装就位用用钢丝绳选择择仍以Z5e为例例，预制柱吊吊装时计算简简图如下：钢丝绳内力计算：：钢丝绳的容许拉力力按下式计算算：[Fg]=ααFg/K[Fg]——钢丝丝绳的容许拉拉力Fg——钢丝绳的钢丝破断断拉力总和α——考虑钢丝之之间荷载不均均匀系数，对对6×19、6×37、6×61钢丝绳，α分别取0.85、0.82、0.80；K——钢丝绳使用安全系系数，K取8预制柱自重Qmaax=18.7**10=1887KN钢丝绳绳内力：p=Q/2=1187/2==93.5KNN容许拉力［Fg］］=αFg/K>p=993.5KNNFg>93.5**8/0.885=8800KN起吊构件采用6××19，Φ46极限强度1400NN/MM2的钢丝绳，其其破断力总和和为1125KKN>8800KN。钢丝绳的长度由计计算简图计算算为7.5MM（两根）。②预制柱翻身用钢丝丝绳选择下柱的截面面积为为：0.455m2，上柱的柱柱的截面面积积为0.3mm2，自重力的动力系数数取1.5所以下柱的均布荷荷载q1=0..45×255×1.5==16.888KN/m上柱的均布荷载qq2=0..3×25××1.5=111.25KKN/mF1=[16..88*8..7*（8.7/22+4.799）+11.225*4.7792/2-111.25**4.3522/2]÷10.33=132.5133KNF2=16.888*8.7++11.255*9.144-RA=117.1688KN预制柱翻身时钢丝丝绳计算简图图如下：α=cos-1[((10.3//2)/7..5]=466.63°钢丝绳内力：p=F1/sinθ=132.5513/siin46.663o=182.33KN采用6×119、Φ46极限强度度为1400nn/mm2，长度为7..5米的钢丝绳，其其破断力总和和为1125KN容许拉力［Fg］］=αFg/K＞p=182..3KN得Fg＞182.33×6/0.855=12866.75KNN破断力总和为为1125KN<12886.75KKN所以需重新选择钢钢丝绳的长度度采用6×19、Φ466极限强度为1400nn/mm2，长度为100米的钢丝绳，其其破断力总和和为1125KNα=cos-1[((10.3//2)/100]=59°°钢丝绳内力：pp=F1/sinθ=132.5513/siin59o=154.66KN容许拉力［FFg］=αFg/K＞p=154..6KN得Fg＞154.66×6/0.855=10911.2KN破断力总和为为1125KN>10991.2KN（满足要求求）7、卡环的选择卡环拟选用M522卡环2个，每个卡卡环的安全荷荷重为：Qb=107..8KN>QQ/2=1887/2=993.5KNN，满足使用用要求。型号安全荷重DHLdd-1d-2重量（GD）（N）（MM）(KG)11.010780010028521645565212.038横吊梁（铁扁担）验验算对A-C截面进行强强度验算：M=1/4KQLL=0.25*1..5*18..7*10**0.8=56.1KN..M其中M-钢板横吊梁梁弯矩Q—构件重量K—动力系数，取1..5；L—两挂卡环孔之间的的距离。②计算重心：y1=∑AiiYi/A==(100**20*500+80*220*60++250*220*4755+80*220*5000)/(1000*20++80*20+2550*20++20*800)=3300mmI=[1/12**20*10003+20*1100*(3330-500)2]+[1//12*200*803+20*880*(3330-60))2)]+[11/12*220*25003+20*2250*(2270-1225)2]+[1//12*200*803+20*880*(2770-1000)2]=4542199998mm4W=I/y1=44542199998/3330=133764244mm3=M/W=56..1*1066/13766424=440.76NN/mm2τ=KQ/=1..