钢筋笼吊装受力验算Word格式文档下载.docx

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L1，2L1+3L2=L（L为钢筋笼宽），可得L1=0.095L，L2=0.27L，故可知横向吊点按0.095L、0.365L、0.635L、0.905L位置为宜，按照设计图纸要求，钢筋笼沿纵向需设置桁架筋，吊点设在桁架筋上，钢筋笼受力更合理，确定横向吊点位置见表4-3：

表4-3不同幅宽副吊平幅横向吊点参数表

幅宽

L1

L2

L3

L4

7.5

0.7125

2.7375

4.7625

6.7875

6.4

0.608

2.336

4.064

792

6

0.57

2.19

3.81

43

063

0.4779

1.936

3.196

4.555

4.5

0.4275

1.6425

2.858

4.073

4.175

0.4

1.533

2.667

3.8

（2）平幅纵向吊点

图4-10平幅纵向吊点示意图

需要满足：

其中：

，-M=（1/8）qL2²

L1，2L1+4L2=H（H为钢筋笼高）

计算得：

L1=0.08H，L2=0.21H

下面以钢筋笼长44.43m为计算，可知L1=3.55m，L2=9.33m。

因此，选择B、C、D、E、F五点时钢筋笼起吊时弯矩最小。

但实际吊装过程中B、C中心是主吊位置，AB距离影响吊装钢筋笼。

根据技术数据和实际吊装经验，在主吊段，B点可向A点移动，即令A、B重合，BC=L1+L2=12.88m，再结合实际施工便利，BC段长13m，CD段取9m，DE段取9m，EF段取9m。

在起吊过程中，B、C为主吊位置，D、E、F为副吊位置。

吊点形式及平面布置详见下页图。

图4-11“一”字型钢筋笼吊点布置图1

图4-12“一”字型钢筋笼吊点布置图2

2.2“L”型钢筋笼吊点布置

由于“L”型幅钢筋笼横向吊点与“一”型幅笼布置有区别。

拐角幅钢筋笼除设置纵、横向起吊桁架、吊点及剪刀撑之外，另要增设钢筋笼内侧斜撑杆和外侧斜撑进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时发生变形。

拐角幅钢筋笼横向两点吊吊点和加强示意图：

图2-7“L”型钢筋笼加强示意图

“L”型钢筋笼吊装需根据实际钢筋笼尺寸确定吊点位置，主副吊吊点吊装前由专业人员计算，技术负责人复核后再进行吊装，吊点纵向间距按“一”字型钢筋笼计算。

“L”型钢筋笼横向吊点布置按照以下步骤进行计算设置：

第一步：

根据钢筋笼断面形式和尺寸计算出钢筋笼横向重心位置。

L型钢筋笼横断面计算模型可分为钢筋笼A部分和钢筋笼B部分，图中：

（x1，y1）和（x2，y2）分别是A部分和B部分的重心坐标，（x0，y0）是钢筋笼的重心坐标。

假设：

钢筋笼横断面总面积为S，A部分面积为

，B部分面积为

；

首先计算出钢筋笼横断面对X轴、Y轴的静矩：

则钢筋笼横断面重心为：

图2-8“L”型钢筋笼重心示意图

第二步：

计算钢筋笼横断面对形心轴x1、y1的惯性矩

、

与惯性积

图2-9“L”型钢筋笼惯性矩意图

第三步：

计算横断面形心主轴方向。

图2-10“L”型钢筋笼形心夹角示意图

第四步，对异形钢筋笼采用横向两点起吊时，结合结构的力学平衡原理可知：

①钢筋笼横断面重心应位于吊点之间；

②吊点外钢筋笼部分对吊点最大弯矩应尽量左右相等（图中，A部分对吊点1的最大弯矩应与B部分对吊点2的最大弯矩应尽量相等）；

③钢筋笼横向最大正弯矩与最大负弯矩应尽量相等（前提：

钢筋笼刚度满足变形要求）。

图2-11转角幅钢筋笼起吊后示意图

根据以上原则，应有：

根据以上计算和原则可确定吊点位置。

计算结果如下表：

表2-2各尺寸“L”型钢筋笼重心坐标及吊点穿重心角度

序号

“L”型尺寸

重心坐标（x，y）

穿重心与长边角度（°

）

1

3.5*3.2

1.2，1.56

336

2

3.2*2.547

1.17，1.34

24.08

3

3.2*2.3

1.18，1.25

39.39

由重心坐标点分别向两条直角边做垂线则为横向吊点分布位置。

根据实际吊装情况对吊点位置进行微调。

在吊装“L”型钢筋笼时可能会发生钢筋笼旋转现象。

在“L”型钢筋笼吊装离开地面时，需先将钢筋笼摆正减少晃动幅度在进行移动。

钢筋笼在沉槽之前需先将位置对齐，并将钢筋笼摆正减少晃动再下沉到槽中。

“L”型钢筋笼纵向吊点与“一”字型相同，详见2.1节。

图2-12“L”型钢筋笼吊点平面示意图

2.3“Z”字型钢筋笼

本标段“Z”字型钢筋笼结构形式只有一种，因此我们可以采用取巧的方式进行计算。

通过CAD面域工具计算“Z”型幅笼横向重心，并以重心为圆点建立坐标系。

图2-19“Z”型钢筋笼惯性矩、惯性积

将求得的数值代入公式：

表2-4“Z”型钢筋笼重心坐标及吊点穿重心角度

“Z”型尺寸

3.2*2.16*2

0.55，1.7

345

2*1.2*3.2

2.6，1.2

24.12

图2-20“Z”型钢筋笼横向吊点布置图

2.4局部玻璃纤维筋钢筋笼吊点设置

盾构机刀盘切削部位的钢筋笼钢筋采用玻璃纤维筋，由于玻璃纤维筋属于“脆性材料”，而且具有正交各向异性的特点，剪切强度不如钢筋，因此要求钢筋笼吊装的过程中，起吊点均需要放置在钢筋之上，严禁将起吊点放置在玻璃纤维筋上。

2.5吊钩拆除说明

1）在钢筋笼顶部设置4道吊攀，利用主吊吊钩起吊，在钢筋笼抬起及翻转过程中不受力，直到钢筋笼垂直后，主吊和辅吊其他吊点泄力，仅用吊攀处承载钢筋笼重量；

2）待钢筋笼垂直后，首先摘除辅吊底部四个吊点处吊钩；

3）然后下方钢筋笼入槽，到达辅吊上部四个吊点后，利用钢梁穿过搁置钢板将钢筋笼搁置于导墙上，摘除辅吊上部四个吊点处吊钩；

4）依次摘除主吊两处吊点，最后将钢筋笼利用钢梁搁置于导墙上。

5）“L”字型和“Z”字型钢筋笼与“一”字型类似，但是考虑到“L”字型和“Z”字型有较多的斜撑杆需要割除，因此搁置点需要多设置几道，最好控制在1.5m~2m一道。

3钢筋笼吊点验算

本工程设置五道共20个吊点吊装钢筋笼，其中受力最大的情况是，当钢筋笼下放到最后第一道吊点时，此时，笼顶8个主吊点承受整幅钢筋笼79t的重量。

吊点验算：

A40吊点HPB300钢筋最大抗拉强度f=3.14×

20mm×

270N/mm2（HPB300钢筋抗拉强度设计值）÷

9.8÷

1000＝34.6t；

81t/8=10t<

f，所以满足起吊要求。

4搁置钢筋验算

（1）搁置点钢筋规格与数量

为了在下放钢筋笼过程中，临时换钢丝绳时需要暂时将钢筋笼临时搁置在导墙上而必须要放的搁置点。

还有钢筋笼最终下放到设计标高后，也需要临时搁置点将钢筋笼固定在设计标高。

每幅钢筋笼需设置4个搁置点，搁置点采用A32圆钢与主筋单面焊接形成。

钢筋笼搁置钢板布置图见下图：

图4-1钢筋笼搁置点平面示意图

图4-2钢筋笼搁置点

（2）搁置钢筋验算

在下放钢筋笼过程中，每次临时换钢丝绳时4个搁置点共同受力，即每个搁置点要承受1/4钢筋笼重量。

计算如下：

fv＝3.14×

16mm×

10÷

1000＝21.7；

79T/4=19.75T<

fv，每次换钢丝绳时4个搁置点共同受力，所以满足起吊要求。

5搁置钢梁验算

（1）搁置钢梁规格与数量

钢筋笼下放过程中，为倒换钢丝绳利用6根Φ32螺纹钢焊接成横担，临时将钢筋笼担在导墙上方。

单根横扁担截面抗剪力为3.14×

140N/mm2×

6÷

9.8N/Kg÷

1000Kg/T＝68.9T，2根横扁担总抗剪力为137.8吨，大于钢筋笼总重，符合要求。

图5-1搁置钢筋梁示意图

6选用吊车验算

（1）主吊验算（中联重科QUY400履带起重机）

图6-1主吊碰臂计算示意图

钢筋笼吊起并垂直于地面后，钢筋笼旋转时不能碰触主臂，本标段最宽钢筋笼6.4米，如图4-8计算得a=12.8米，实际按13米考虑。

笼底距地面0.5m，笼长按44.43m考虑，笼顶距吊钩顶12.5m（扁担上钢丝绳高度2.0m+扁担下钢丝绳高度2.5m+吊机吊钩卷上允许高度2.0m+吊装铁扁担高度0.8m=7.3m<

13m，因此上部活动高度满足起吊要求高度），则起重机主臂顶需要高于地面0.5+44.43+13=57.73m，即主臂长度需＞57.73/sin76=59.78m，吊回转半径大于15米才能满足要求。

参考QUY400产品介绍，400t起重机作业半径取15m，主臂取60m长。

参考QUY400产品介绍，400t履带吊标准主臂工况载荷如表7-1所示。

作业半径15m，主臂长度60m的条件下，最大起重量为110t。

行走路面坡度小于0.5‰，行驶速度小于0.5km/h臂架位于行驶方向的正前方。

根据扁担尺寸计算得出扁担重量为：

7.85*60*16*0.7=1.7吨，履带吊上需计算重量的共计12根钢丝绳重量为0.3吨。

79（笼重）+2（吊索、吊具）=81t。

81/110=0.74<

0.8（双吊机安全系数）。

因此400t履带起重机满足要求。

（2）副吊验算（中联牌ZCC1800H履带起重机）

当主吊完全吊起钢筋笼时，副吊的垂直高度最小值由以下几项相加：

H=h1+h2+h3+b=0.5+（1.1+9*2）+3+6=28.6m

图6-2副吊碰臂计算示意图

副吊采用ZCC180，吊车臂杆接29m，作业半径8m，其最大起重能力可以达到128吨。

而180吨吊车最大受力出现在钢筋笼起吊到60度角的时候，最大受力约为钢筋笼重量的60％，即79T×

60%＝47.4T<

128T×

0.8=102.4T（双机抬吊安全系数为0.8）。

所以副吊车配置满足起吊要求。

（3）7.5米幅宽钢筋笼分割吊装主吊验算（中联重科QUY400履带起重机）

由于本幅钢筋笼幅宽过长决定将钢筋笼横向切割成两段。

上段分成12米下段分成32.43米。

将下端放入槽内用横担担住钢筋笼采用套筒进行连接再将钢筋笼整体放入槽内。

尺寸为钢筋笼吊起并垂直于地面后，钢筋笼旋转时不能碰触主臂，本标段最宽钢筋笼7.5米，计算得a=14.48米，实际按15米考虑。

笼底距地面0.5m，笼长按32.43m考虑，笼顶距吊钩顶12.5m（扁担上钢丝绳高度2.0m+扁担下钢丝绳高度2.5m+吊机吊钩卷上允许高度2.0m+吊装铁扁担高度0.8m=7.3m<

15m，因此上部活动高度满足起吊要求高度），则起重机主臂顶需要高于地面0.5+32.43+15=47.93m，即主臂长度需＞47.93/sin75=49.6m，回转半径大于14米才能满足要求。

参考QUY400产品介绍，400t起重机作业半径取14m，主臂取54m长。

作业半径14m，主臂长度54m的条件下，最大起重量为124t。

63（笼重）+2（吊索、吊具）=65t。

65/124=0.52<

7钢丝绳验算

钢丝绳采用6×

37+1，公称强度为1700MPa，安全系数K取6。

由《起重吊装常用数据手册》查得钢丝绳数据如下表：

表7-1钢丝绳性能参数表

钢丝绳型号（mm）

钢丝绳在公称抗拉强度1700MPa时破断拉力总和（kN）

28.0

500.5

30.0

580.5

32.5

666.5

4

34.5

758.0

5

36.5

856.0

39.0

959.5

7

43.0

1180

8

47.5

1430.0

9

52.0

1700

10

56.0

2000.0

11

60.5

2320.0

12

60

2660

（1）主吊钢丝绳验算：

本工程主吊采用直径为φ43、公称抗拉强度1700MPa的6股×

37钢丝绳，查资料得出破断拉力的总和为1185kN，安全系数K取6。

主吊钢丝绳允许拉力按下列公式计算

[Fg]=a×

Fg/K（建筑施工手册，第五版）

[Fg]——钢丝绳允许拉力（kN）

Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总合（1185kN，起重吊装常用计算手册查得）

a——换算系数，0.82（建筑施工手册，第五版）（根据6股×

37钢丝绳取值）

K——钢丝绳的安全系数，取6（建筑施工手册，第五版）（根据钢丝绳使用方法取值）

钢丝绳允许拉力[Fg]=0.82×

1185/6=162kN。

钢笼处于垂直状态时，主吊受力最大，由于钢筋笼吊装是采用吊具、滑轮等组合方式吊装（见下图）。

图7-1钢筋笼起吊扁担示意图

即单根钢丝绳所受的最大力为：

P/8=79*9.8/8=96.78KN<

Fg*0.7（行走系数）=113.4N。

因此，主吊钢丝绳满足要求。

（2）副吊钢丝绳验算：

副吊采用直径为φ39、公称抗拉强度1700MPa的6×

37钢丝绳，查资料得出破断拉力的总和为959.5kN。

其他数值与主吊钢丝绳相同。

959.5/6=131.13kN。

副吊同样采用吊具、滑轮等组合方式吊装，副吊的最大受力79×

60%＝46.8T，单根钢丝绳所受的最大力为：

P/6=46.8*9.8/12=38.22kN<

=Fg*0.7（行走系数）=91.8N。

因此，副吊钢丝绳满足要求。

8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。

（1）主吊卸扣选择

P1=（81）/（2sin60°

）=46.77t

主吊扁担上部选用高强卸扣50t：

4只。

卸扣受力计算：

P2=Q/4=81/4=20.25t；

主吊扁担下部选用4个40t卸扣；

换绳需要2个40t

卸扣。

（2）副吊卸扣选择

根据计算，副吊受力最大46.8t。

P3=46.8/（2sin60°

）=27t

副吊扁担上部选用40t卸扣4个。

副吊扁担下钢丝绳内力为46.8/4=11.7t；

副吊扁担下部选用4个30t卸扣。

9铁扁担上吊索验算

（1）主吊验算

主吊铁扁担上采用四支直径A65公称抗拉强度1700MPa的6股×

37钢丝绳作为吊索，吊索与铁扁担的水平夹角约为60°

。

每支吊索的允许拉力计算如下：

[F]——吊索所受拉力（kN）

G——钢筋笼总重量，为81t

β——吊索与垂直线的夹角，为30°

计算式：

F=G/4COSβ=81t/（4COS30°

）*10=233.33吊索钢丝绳允许拉力[Fg]=0.82×

2665/6=364.22kN（安全系数K取6）。

（根据钢丝绳使用方法K值取6。

根据钢丝绳型号系数取0.82）。

根据吊索钢丝绳验算结果，A65吊索钢丝绳允许拉力[Fg]*0.7（行走系数）=254kN＞F，所以满足要求。

（2）副吊验算

主吊铁扁担上采用四支直径A52公称抗拉强度1700MPa的6股×

F=G*0.6/4COSβ=81t*0.6/（4COS30°

）*10=140kN（副吊最大承受钢筋笼60%重量）。

吊索钢丝绳允许拉力[Fg]=0.82×

1705/6=233.2kN（安全系数K取6）（根据钢丝绳使用方法K值取6。

根据吊索钢丝绳验算结果，A52吊索钢丝绳允许拉力[Fg]*0.7（行走系数）=163.24kN＞F，所以满足要求。

10铁扁担验算

（1）铁扁担尺寸及材料参数

图10-1钢扁担尺寸图

铁扁担采用Q345B钢板加工制作而成。

GB/T699-2015标准规定Q345钢抗拉强度最低为490MPa，屈服强度为335MPa，抗剪强度为284MPa。

挤压强度为拉伸强度的2～2.5倍；

钢板厚度60mm。

上方A、B、C、D吊孔为履带吊吊钩卸扣卡点，下方E、F、G、H吊孔为滑轮卡扣点。

A1和A2两个吊孔为履带吊吊钩卸扣卡点，B1和B2两个吊孔为滑轮卡扣点。

（2）铁扁担抗力计算

①铁扁担横向最小横截面如图：

图11-2最小截面示意图

As=（60*5160-11*60*90）*10-6=0.2502m2

则竖向承受最大拉伸荷载为：

F=抗拉强度*As=490*106*0.2502=122.598*106（N）

换算质量为：

G=F/10=122.598*106/10=12298（t）

小结：

由竖向拉伸抗力计算可知，此种型号扁担竖向可承受12298t。

（2）竖向最小横截面积如图：

图11-3竖向最小截面示意图

A2=（60*700-50*90）*10-6=0.0375m2

则竖向截面承受最大剪力为：

Q=抗剪*A2=284*106*0.0375=10.65*106（N）

换算为质量为：

G=Q/10=10.65*106/10=1065（t）

（3）铁扁担孔周承载计算

计算面积为：

A3=60*180*10-6=0.0108（m2）

则单孔承受最大剪力为：

Q1=抗剪*A3=284*106*0.0108=30.67*105（N）

G1=Q1/10=30.67*105/10=306.7（t）

综上，从最大拉伸考虑，铁扁担可承受最大起吊质量为12259.8t；

从扁担最小截面承受最大剪力来考虑，铁扁担可起吊重量为1065t；

而从单孔周边最大承载来考虑，铁扁担可起吊最大重量为306.7×

2=613.4t。

故比较以上可知，此种型号铁扁担可起吊最大重量为613.4t，取安全系数为5，则此种型号扁担起吊重量应≤613.4/5=122.68。

笼重79t满足要求。