混凝土預製柱吊裝方案

2021-06-01 14:36:33 字數 5000 閱讀 4411

一、編制依據和編制目的

本工程圖紙和實際情況,本方案旨在指導重慶越盛機械軋輥廠房鋼筋混凝土預製柱吊裝。

二、工程概況

本工程位於重慶市涪陵區李渡工業園區,由一期煉鋼電渣車間廠房和鍛造車間廠房組成,排架結構。所有柱子均為鋼筋混凝土預製柱,煉鋼車間約146根柱子,最高預製柱高度為31.2公尺,最大柱重量約為72.

49噸(柱子體積為28.42574m,每立方取重量為2.55噸計算)。

設計上柱子支撐採用剪刀撐,剪刀撐位於-軸、-軸、-軸。

三、施工部署

根據現場的實際場地條件,柱間距遠小於柱高度,預製場地不足,所以採用疊層法進行預製混凝土柱施工,疊層為二層。本工程按廠房長向安排吊車走機路線,根據吊裝機械操作要求,預留施工道路≥11m,具體平面布置詳附圖。

四、施工工藝

(一)、施工準備

1、 確定吊裝方法:本工程最大柱高度為31.2公尺,柱自重最大為72.49噸,所以採用一台260噸履帶吊,一台150噸吊車吊裝施工。

2、 承臺四角預埋纜風繩地錨。

3、人員準備:吊裝人員具備專業資質,並且吊裝指揮。

4、 施工機具、材料:260噸履帶吊車1部、150噸汽車吊一部、纜風繩、千斤頂、撬棍、鋼板調節片、c40混凝土墊塊、木楔、軌道木、鋼管、切割不同厚度鋼板成40*40小墊塊等。

5、 場地準備:場地檢查包括比如起重機開行道路是否平整堅實,構件堆放場地是否平整堅實,起重機迴轉範圍內無障礙物,電源是否接通等等。

6、基礎準備:杯形基礎已澆築完成,在吊裝前要在基礎杯口面上彈出建築物的縱、橫定位線和柱的吊裝準線,作為柱對位、校正的依據。如吊裝時發生有不便於下道工序的較大誤差,應進行糾正。

基礎杯底標高,在吊裝前應根據柱子製作的實際長度(從牛腿面或柱頂至柱腳尺寸),進行一次調整。調整方法是測出杯底原有標高(小柱測中間一點,大柱測四個角點),再量出柱的實際長度,結合柱腳底面制的誤差情況,計算出標底標高調整值,並在杯口內標出,然後用不同厚度鋼板組成的墊塊焊到杯底鋼板(調整值大於20mm)將杯底墊平至標誌處。

7、柱子養護應滿足吊裝強度要求,一般要求養護28天後進行吊裝。

8、吊裝人員經過詳細的方案交底,做好安全措施保障。

(二)、鋼筋混凝土柱子吊裝驗算

2.1 鋼筋混凝土柱子的吊點位置和吊裝驗算在設計計算鋼筋混凝土柱子時一般都已確定和驗算過,施工吊裝時,不必重複驗算。只在情況變化時,為保證吊裝安全與柱子的質量,才需在吊裝前進行吊裝驗算。

吊裝驗算包括兩個內容: (1) 確定吊點位置; (2) 驗算柱子在吊裝時的強度和裂縫寬度是否符合要求。 設計吊點、吊環位置如下圖設定:

2.1.1 確定吊點位置

本工程預製柱翻身時採用三點起吊,吊點位置及吊環尺寸由設計院進行深化設計所得,高大柱吊環大樣如下:

本工程預製柱吊裝採用一點直吊,柱上預埋內徑為7.5cm鋼管,鋼管位置嚴格按圖紙設計埋設。

鋼筋混凝土柱子是按軸心受壓或偏心受壓構件設計的,一般均為對稱配筋。在運輸和吊裝過程中,柱子處於受彎狀態,為此,需確定合理的吊點位置,即柱子在此吊點吊裝時,由自重力產生的最大彎矩等於最大負彎矩。對整根柱子說來,這種情況下產生的彎矩絕對值最小。

經推導可知,對等截面柱,當一點起吊的吊點至柱頂距離為0.239l(l為柱子長度)時,柱身的最大正彎矩等於最大負彎矩,即柱子的起吊彎矩最小,當兩點起吊或平移時,此距離為0.207l。

柱子吊裝由自重產生的彎矩柱子的長度換算

(a) 一點直吊時; (b) 兩點起吊或平移時; (a) 柱子原有長度; (b) 柱子換算後長度;

對於非等截面柱,換算方法如下: =

式中 a—柱子換算斷面的截面面積(㎡)

a—柱子標準斷面的截面面積(㎡)

l1—柱子標準斷面的長度(m)

l2—柱子換算斷面的長度(m)

l2/—柱子換算斷面的換算長度(m)

k—考慮換算後力臂變化的係數

當<1時,k取1.10~1.30;當>1,k取0.90~0.70。(比值大時取較小值)

2.1.2強度驗算

吊點確定後,按受彎構件的計算方法驗算各控制截面的強度,控制截面取彎矩最大及柱子斷面改變處的截面。荷載為柱子自重力,並設吊裝動力係數為1.5。強度驗算近似按下式進行。

式中 —吊裝時柱子承受的彎矩(n.㎜)

—彎矩設計值(n.㎜)

—係數,當混凝土強度等級不超過c50時, =1.0,當混凝土強度等級為c80時, =0.94,其間按線性內插法確定

fc—混凝土軸心抗壓強度設計值(n/㎜2)

b—柱子截面寬度(㎜)

x—混凝土受壓區高度,近似取x =2 as/

h0—柱子截面有效高度(㎜)

fy/—鋼筋的抗壓強度設計值(n/㎜2)

as/—受壓區縱向鋼筋截面面積(㎜2)

as/—受壓區縱向鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離(㎜)

應當注意,當柱子從預製時的平臥位置不經翻身而直接吊裝時,則平臥柱子的截面及寬麵內的配筋均要滿足吊裝要求。

2.1.3 裂縫寬度驗算

柱子吊裝中的裂縫寬度應控制在0.2㎜內。柱子吊裝時裂縫寬度的驗算,可按下式計算柱內縱向受拉鋼筋的應力(n/㎜2),並由此近似判斷其是否滿足要求。

=式中 as—受拉區鋼筋的截面面積(㎜2)

按上式計算的鋼筋應力n/㎜2(光圓鋼筋),或n/㎜2(帶肋鋼筋)時,可認為滿足裂縫寬度要求。否則,應按《混凝土結構設計規範》gb50010—2002的規定詳細計算裂縫寬度,或採取措施,如改變吊點,增加吊點數量等,以減少吊裝時柱子承受的彎矩(mk)。

2.2 吊車的選擇

首先確認吊車中心點至柱子吊裝孔或柱對應承臺最大水平距離為20.163m,如下圖所示:

取預製柱重為73噸,吊車應選擇水平距離在14公尺內,撐桿公升高38公尺,能起吊80噸的吊車,所以選擇260噸履帶吊和150噸汽車吊吊車抬吊為宜。

2.3 纜風繩選擇驗算

以31.2m柱吊裝為例,柱子為雙支座柱,以計算柱短方向傾覆為主。纜風繩加固如下圖:

柱箍採用槽鋼焊接,並且在四角焊接翼板,翼板上開孔穿鋼絲繩。

本工程31.2m柱重取70t計算,求出單根纜風繩的拉力t=178.017 kn,查表(表附後)可選用選用φ16纖維芯鋼絲繩6×19-155,其破斷拉力為179kn,可滿足要求。

(三) 吊裝工藝

鋼筋混凝土預製柱吊裝前應進行試吊。

3.1 柱起吊翻身

a. 用於柱翻身的鋼絲繩應穿在柱身吊環上,並保證綁紮牢固可靠,扣上絲扣。

b. 柱翻身過程重要保證起吊的兩根鋼絲繩受力均勻,緩慢起吊,吊車司機必須服從指揮,如遇情況應緩慢將柱放下,重新調整鋼絲繩。

c.柱翻起後,由工人將軌道枕木墊於柱身下,特別是與吊點處在一條直線上的軌道枕木應墊牢靠,並做好柱身支撐後方可鬆開鋼絲繩。

d.柱翻身後應立即進行吊裝作業,鋼絲繩穿過吊裝孔並固定好,在柱子牛腿上固定好柱箍和纜風繩。

3.2 柱吊裝方法

本工程採用旋轉法起吊(起重機邊起鉤、邊旋轉,使柱身繞柱腳旋轉而逐漸吊起的方法稱為旋轉法)。其要點是保持柱腳位置不動,並使柱的吊點,柱腳中心和杯口中心三點共圓。其特點是柱吊公升中所受振動較小,但構件布置要求高,占地較大,對起重機的機動性要求高,要求能同時進行起公升與迴轉兩個動作,一般常採用自行式起重機,本工程採用300噸履帶吊。

旋轉法吊柱

a)旋轉過程;b)平面布置

1—柱子平臥時; 2—起吊中途;3—直立

根據本工程預製柱比較重又是雙支座的特點,為保證吊裝過程中柱腳部位不破損,在柱子直立過程中採用一台150噸吊車作為副機將柱腳抬起,鋼絲繩**於柱腳橫撐處,示意圖如下:

起吊柱時副機可配合主機起鉤,隨著主機的起吊,副機要行走或迴轉,在遞送過程中,副機承擔了一部分荷重,將預製柱腳遞送到柱基礎上面,副機摘鉤,卸掉荷載,此刻主機滿載,將預製柱就位。

3.3 對位與臨時固定

柱腳插入杯口後,並不立即降至杯底,而是停在離杯底30~50mm處進行對位,對位的方法,使用八隻木楔或鋼楔從柱的四邊放入杯口,並用撬棍或千斤頂撬動柱腳,使柱的安裝中心線對準杯基口上的安裝中心線,並使柱基本保持垂直。

對位後將八隻楔塊略打緊,放鬆吊鉤,讓柱靠自重沉至杯底,再檢查一下安裝中心線對準的情況,若已符合要求,即將楔塊打緊,將柱臨時固定。

當柱較高,杯口深度與柱長之比小於1/20時,或柱有較大的牛腿時,除採用八隻楔塊臨時固定外,必要時應增設纜風繩拉錨或用斜撐來加強臨時固定。

3.4 校正

柱的校正包括三方面的內容:即平面位置、標高及垂直度。柱的標高校正在杯基杯底抄平時已經完成,而柱平面位置的校正則在柱對位時也已完成。

因此,在柱臨時固定後,僅需對柱進行垂直度的校正。

對柱垂直偏差的檢驗方法,是用兩架經緯儀從柱相鄰的兩邊(視線應基本與柱面垂直)去檢查柱吊裝準線的垂直度,在沒有經緯儀的情況下,也可用垂球進行檢查。如偏差超過規定值則應對柱的垂直度進行校正。校正除常用的楔子配合鋼纖校正法外,還可採用撐桿校正法和螺旋千斤頂校正法。

3.5 最後固定

柱校正後,應立即進行最後固定。最後固定的方法,是在柱腳與杯口的空隙中灌注細石混凝土。所用混凝土的強度等級可比原構件的混凝土強度等級提高一級。

混凝土的灌注分兩次進行。

第一次:灌注混凝土至楔塊下端。

第二次:當第一次灌注的混凝土達到設計強度等級的25%時,即可拔除楔塊,將杯口灌滿混凝土。

第一次灌注後,柱可能出現新的偏差,其原因可能是搗混凝土時碰動了楔塊,或木楔因受潮變形膨脹程度不同引起的,故在第二次灌注前,必須對柱的垂直度進行複查。

3.6 纜風繩的拆除

柱最後固定完成後應進行吊車梁、柱間支撐的吊裝,待這部分工作完成後方可拆除纜風繩。

(四) 安全技術要求

4.1 吊裝作業人員必須持有特殊工種作業證。

4.2各種吊裝作業前,應預先在吊裝現場設定安全警戒標誌並設專人監護,非施工人員禁止入內。

4.3 吊裝作業中,夜間應有足夠的照明,室外作業遇到大雪、暴雨、大霧及六級以上大風時,應停止作業。

4.4吊裝作業人員必須佩帶安全帽,安全帽應符合gb 2811的規定,高處作業時必須遵守hg 23014的規定。

4.5 吊裝作業前,應對起重吊裝裝置、鋼絲繩、攬風繩、鏈條、吊鉤等各種機具進行檢查,必須保證安全可靠,不准帶病使用。

4.6 吊裝作業時,必須分工明確、堅守崗位,並按gb 5082規定的聯絡訊號,統一指揮。

4.7 嚴禁利用管道、管架、電桿、機電裝置等做吊裝錨點。未經機動、建築部門審查核算,不得將建築物、構築物做為錨點。

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第一節預製柱吊裝方案

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