拱北隧道海域明挖钢筋笼吊装专项方案Word格式文档下载.docx
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1、危险源辨识及风险分析18
2、应急预案18
2.1、钢筋笼吊装过程中变形、散架18
2.2、钢筋笼吊放不到位20
2.3、履带吊倾覆20
2.4、钢筋笼脱落21
2.5、坠落、物体打击、机械伤害21
第一章 工程概况
1、工程简介
港珠澳大桥珠海连接线工程海域明挖段包含55个节段，其中围护结构型式为地下连续墙的节段有HJD-10～HJD-55，地下连续墙的厚度为：
1.2m、1.0m、0.8m、0.6m。
连续墙成槽深度约为11.9～43.2m，钢筋笼高11.6～42.9m，槽段有一字型、L型、T型三种型式，共计有380幅。
一字型幅362幅，L型幅16幅，T型幅2幅。
考虑单个钢筋笼单侧焊工字钢的情况，最大钢筋笼重量约78t。
2、工程气候情况
本区年盛行风向以东南偏东和东风为主，但季节变化明显，年平均风速3.6米/秒。
本区域雾天主要发生在每年的1～4月，其中以3月为最多，平均1.3天。
雷暴天气主要集中出现在4～9月，约占全年的89～93％，11月至翌年1月较少出现雷暴天气。
本区域的灾害性天气主要有热带气旋、暴雨、龙卷风、雷击、短时雷雨大风，热带气旋带来的狂风、暴雨和风暴潮对工程有一定影响。
本工程钢筋笼吊装工作发生在3～12月份，主要受到大风、台风气候的不利影响。
根据吊车作业标准，当风速≥6级时应停止作业。
3、钢筋笼主要信息
地下连续墙钢筋笼的起吊安装是本工程存在的重点项目之一。
钢筋笼最大长度为43.2m，最大重量为78t（雌雄槽段）。
本工程地下连续墙截面类型有一字型、L、T型三种。
本方案按照最重的地连墙钢筋笼验算校核吊装的安全性，其余类型在吊装时注意吊装平衡即可。
第二章 施工准备
1、组织机构
项目经理部组建东工区，下设一个地下连续墙施工队。
设工区长一名，主管工程师一名，质检工程师一名，专业工程师和技术员六名，试验工程师两名，专职安全员两名，各班组设专职安全员；
施工队设总指挥、副总指挥、技术负责人闫安民、安全负责人、吊装组组长，吊装信号员2名，400T履带吊驾驶员2名，280T履带吊驾驶员2名，安全防护人员6名，另有钢筋笼司索、起吊上扣、解扣人员10名，施工组织机构见图3。
2、机械设备
2.1、施工机械设备
施工机械设备见表1。
表1主要施工机械设备表
序号
工序及部位名称
机械名称
规格型号
单位
数量
1
地下连续墙
钢筋笼吊装
吊车
400t
台
2
280t
3
吊具
50mm厚A3钢板加工
个
4
钢丝绳
Φ60.5mm（35.25t）
根
8
5
Φ36.5mm（14.05t）
16
6
滑轮
50t
7
20t
12
2.2、吊车选型及性能参数
2.2.1、吊车选型
通过吊车双机抬吊系数（K=0.7）整体验算，确定吊车型号。
（1）、主吊
N索＝13tQ吊重＝92.1t
选择400t履带吊额定起重量228t，228*0.7=159.6t〉82+13=95t，满足施工要求。
注：
主机作业半径控制在12m以内。
（2）、副吊
N索=10tQ吊重=53.2t
选择280t吊车额定起重量98.8t，98.8*0.7=69.16t〉53.12+10=63.12t，满足施工要求。
副机作业半径控制在12m以内。
吊点选择：
吊点处节点加强，按吊装要求，钢筋笼进行局部加强。
起吊钢筋笼过程中主副吊起重半径及起重角度均需控制在额定的范围内。
图3 地下连续墙钢筋笼施工组织机构图
2.2.2、吊车性能参数
主吊选用：
中联QUY400型400t履带式起重机，主臂长度72m，主要性能见表2。
表2中联QUY400型履带式起重机主要性能参数
起重半径R（m）
有效起重量Q（t）
提升高度H（m）
角度（°
）
11
230
74.3
85
228
72.1
75
14
226
67.8
65
①、现场铺筑200mm厚C30钢筋（设单层双向钢筋网φ12@250×
250mm）砼道路，并于吊车行走线路上放置2cm厚钢板。
②、主机起吊配备铁扁担，铁扁担和料索具总重约13t。
副吊选用：
徐工QUY280型280t履带式起重机，主臂长度45m，主要性能见表3：
表3徐工QUY280型履带式起重机主要性能参数
10
125.4
47.3
98.8
46.0
81.1
40.8
①、副机起吊配备铁扁担，铁扁担和料索具总重约10t。
2.3、钢丝绳主要性能参数
钢丝绳采用6×
37+1,公称强度为2000MPa（直径小于45mm）和1870MPa（直径大于45mm），安全系数K取6。
具体见表4。
表4钢丝绳主要性能参数
钢丝绳型号（mm）
钢丝绳在公称抗拉强度1400MPa时破断拉力总和（kN）
K
容许拉力（t）
28
412
8.21
30
478
9.52
32.5
548.5
10.93
34.5
624.5
12.44
36.5
705
14.05
39
790
15.74
43
975.5
19.43
47.5
1180
21.78
9
52
1405
25.90
56
1645
30.36
60.5
1910
35.25
第三章 钢筋笼吊装方案
1、钢筋笼吊装方案综述
地下连续墙钢筋笼较长、较重，根据类似工程钢筋笼吊装经验：
钢筋笼采取上、下两节吊装对接，可以减少单次起吊重量，便于履带吊负重行走，但考虑对接钢筋笼耗时较长（对接钢筋根数多、直径大、间距小，可操作性差），槽壁有坍塌可能，为确保施工安全和工程质量，采用钢筋笼整体加工及吊装。
根据上述特点和以往地铁工程施工经验，由于钢筋笼整体吊装较长、较重，必须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。
钢筋笼采取双机抬吊、回直入槽。
以400t作为主吊，一台280t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。
主吊用21m、16m长的钢丝绳，副吊用16m和16m长的钢丝绳。
钢筋笼按以下七步进行吊装：
第一步：
指挥400t、280t两吊机转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸甲。
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，平稳后400t起钩，根据钢筋笼尾部距地面的距离，随时指挥副机配合起钩。
第四步：
钢筋笼水平吊起后，然后400t主吊原地提升主吊钩、280t副吊确保钢筋笼底部离地0.3m并移动至合适位置，将钢筋笼凌空吊直。
第五步：
指挥起重工卸钢筋笼上280t吊机的起吊点卸甲，然后远离起吊作业范围。
第六步：
指挥400t吊机吊钢筋笼向左旋转约270°
，行走至地下连续墙槽段附近（满足入槽距离）、入槽、定位，吊机走行时应平稳，钢筋笼上应拉牵引绳。
第七步：
钢筋笼缓缓下放到位测量精确抄平，钢筋笼吊装过程结束，进行下一道工序。
2、钢筋笼吊装验算
2.1、计算依据
在钢筋笼吊放时，拟采用两台大型起重设备，分别作为主吊、副吊同时作业，先将钢筋笼水平吊起，再在空中通过钢丝绳收放，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行走并入槽。
根据设计要求，钢筋笼布置五道竖向钢筋桁架，使得钢筋笼起吊时纵向均匀受力，同时使纵向保持良好的抗弯刚度，为了确保钢筋笼的吊装安全，根据类似工程施工经验增设吊装辅助加强筋。
本方案以最大起重量不大于吊车在各种实际情况下可能出现的最不利极限状态起吊量的0.7倍为原则。
计算依据：
《起重吊装常用数据手册》
《建筑施工计算手册》
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
2.2、吊点布置
1、钢筋笼吊点布置：
主吊设12个吊点，副吊设12个吊点；
每个吊点采用20mm厚钢板并按规范要求焊接牢固，主吊点位置上、中、下每排各4个吊点全部布设在钢筋桁架上，前后间距9.5和8m，为保证整幅笼均匀受力，副吊点位置距笼底部3.15m均匀布设在四榀桁架上。
吊点示意图见图4。
图4 钢筋笼吊点布置示意图
2、每个吊点对称焊接在钢筋笼纵向桁架筋上，吊点与纵向桁架主筋焊接时，采用单面焊，焊缝长度不小于10倍的钢筋直径。
吊环焊接位置周围2米范围内钢筋交叉点应全部焊接，吊点上下设置对拉钢筋。
3、异型钢筋笼在吊装时应增设斜拉杆C20@2000防止钢筋笼在吊搬过程中发生变形，T型钢筋笼采用5榀桁架，L型钢筋笼除设置纵、横向起吊桁架和吊点外，在每个吊点上下3米范围内另增设“人”字桁架和斜拉杆进行加强，以防钢筋笼在空中翻转时角度发生变形。
异型幅吊点及加强筋布置见图5。
4、异型幅重心按照以下步骤进行计算：
根据钢筋笼断面形式和尺寸计算出钢筋笼横向重心位置。
钢筋笼重心见图6、图7。
异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：
钢筋笼横断面质量均匀分布在钢筋笼横断面S内。
a、L型钢筋笼重心计算
钢筋笼横断面总面积为S，A部分面积为
，B部分面积为
；
图5 异型幅钢筋笼吊点及加强筋布置示意图
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：
代入钢筋笼尺寸a=3.075m，b=1.06m，c=2.86m计算得出：
=1.1655m（在钢筋笼内部，A部分右偏106mm）
=1.058m（在钢筋笼内部，A部分下偏2mm）
b、T型钢筋笼重心计算
代入钢筋笼尺寸a=3.06m，b=1.06m，c=1.07m计算得出：
=1.6m（在钢筋笼内部，A部分中间）
=1.249m（在钢筋笼内部，B部分上偏49mm）
图6 L型幅钢筋笼重心示意图
图7 T型幅钢筋笼重心示意图
2.3、钢筋笼受力分析
根据分析，主、副吊车选用均考虑整体钢筋笼的重量进行计算，吊机、吊具及钢筋笼等空间位置见图8。
主吊具体参数含义如下：
图8 吊机、吊具、钢筋笼空间位置示意图
L—标准主臂长60m；
h1—起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离7.5m；
h2—扁担吊索钢丝绳高度1.732m；
h3—扁担净高0.8m（扁担长度4.5m）；
h4—钢筋笼吊索高度5.5m；
h5—钢筋笼长度40.15m；
h6—吊装余裕高度1m；
α—主臂幅角75°
h—起重臂下轴距地面的高度3.013m；
H—标准吊臂最高点距地面高度；
R—吊机工作半径；
（1）钢筋笼横向吊点设置：
按钢筋笼宽度L，设置4点。
（2）钢筋笼纵向吊点设置：
钢筋笼纵向吊点设置六点。
（笼长40.15m，钢筋笼设计重76.5t）
1）钢筋笼重心计算：
钢筋笼重量80吨（含辅助加强筋），重心距笼顶i=17.5m
2）吊点位置为：
笼顶下1m+9.5m+8m+2.5m+8m+8m
根据起吊时钢筋笼平衡得：
4T1+4T2=80t ①
2T1+10.5T1+18.5T1+42T2+29T2+37T2=80×
17.5 ②
由以上①、②式得：
T1＝9.87t T2=10.13t
2.4、钢丝绳强度验算
a、主吊扁担上部钢丝绳验算（整体钢筋笼重量76.5吨）
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
吊重：
Q1＝Q+G主吊=76.5t+4t=80.5t
钢丝绳直径：
60mm，[T]=1870KN，4m长2根。
钢丝绳：
T=Q1/4sinb=80.5/（4×
sin60o）=23.2t=227.36KN＜[T]*0.82/6=255.6KN，满足要求。
b、主吊扁担下部钢丝绳验算（整体钢筋笼重量76.5吨）
Q=75t
34mm，[T]=689KN，21m和11m各4根。
T=Q/8=76.5/8=9.56t=93.7KN＜[T]*0.82/6=94.16KN,满足要求。
c、副吊扁担上部钢丝绳验算
通过钢筋笼在起吊受力分析，副吊最大作用力4T2=40.52t，副吊扁担2t。
40mm，[T]=954KN，4m长2根。
T=（4T2+2）/4sinb=（40.52+2）/（4×
sin60O）=12.3t=120.54KN＜[T]*0.82/6=130.38KN,满足要求。
d、副吊扁担下部钢丝绳验算
通过钢筋笼在起吊受力分析，副吊最大作用力4T2=40.52t
26mm，[T]=403KN，16m长4根，11m长4根。
T=4T2/8=5.1t=50KN＜[T]*0.82/6=55.1KN,满足要求。
2.5、主吊臂竿长度验算
扁担碰吊臂验算：
L=（7.5+1.732）/tg75O=2.47m＞4.5/2=2.25m,满足要求。
钢筋笼回卷碰吊臂验算：
L=（7.5+1.732+0.8+5.5）/tg75O=4.16m＞6/2=3m
提升高度=7.5+1.732+0.8+5.5+40.5+1=57m
吊臂长度L≥（57-3.013）/sin750=55.9m
钢筋笼主吊选用350t履带吊：
主臂长度60m,角度75度，提升高度61m，额定起重量133.3t。
2.6、吊点验算
钢筋笼重76.5T，则吊耳板荷载P=76.5/8*1000*9.8N/kg=93712.5N
吊耳板采用Q235钢板，板厚δ=20mm，吊耳板宽度B=300mm，吊耳孔半径r=35mm，R=B/2=150mm，孔顶至板顶距离a=100mm。
A、吊耳孔壁局部受压承载力
σcj=（αγgP）/（2rδ）=（1.1*1.35*93712.5）/（2*35*20）=99.4MPa≤fcj=205MPa
B、吊耳孔壁受拉承载力
σtj=σcj（R2+r2）/（R2-r2）=99.4*（1502+352）/（1502-352）=110.8MPa≤ftj=205MPa
C、孔壁处剪应力
τ=P/F=93712.5/（20*100）=46.9Mpa≤ft=120MPa
上式中σcj孔壁局部受压承载力；
σtj孔壁局部受拉承载力；
α为动力系数，吊立过程取1.1；
γg荷载分项系数，取1.35；
fcj为受压强度设计值，ftj为受拉强度设计值，取205Mpa（钢结构规范），ft为受剪强度设计值，取120Mpa（钢结构规范）。
根据计算结果，A项、B项和C项的安全系数分别为2.1、1.85和2.56，满足要求。
2.7、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竖起时（假设极限状态）。
a、主吊卸扣选择
P1=（76.5＋4）/4sin600=23t
主吊扁担上部选用高强卸扣4个33t。
卸扣受力计算：
P2=Q/4=76.5/4=19.2t，主吊选用4个30t、20个15t卸扣。
b、副吊卸扣选择
根据计算，副吊受力最大4T2＝40.52t。
P3=（40.52+2）/4sin600=12.3t
副吊高强卸扣4个20T。
P4=Q/4=40.52/4=10.13t，副吊选用20个15t。
2.8、滑轮验算
滑轮的选择按主、副吊钢丝绳最大受力时选择。
主吊滑轮最大受力在钢筋笼完全竖起时，副吊滑轮最大受力在钢筋笼平放竖起时（假设极限状态）。
a、主吊滑轮选择
P1=76.5/4=19t
主吊扁担下部选用滑轮4个30t。
b、副吊滑轮选择
根据分析计算，副吊受力最大4T2＝40.52t。
P3=40.52/4=10t，副吊滑轮选用8个15T。
2.9、吊环验算
吊环在钢筋笼最后一道吊点拆卸后及槽口定位时单独承受整个钢筋笼的重量（76.5t），此时，8个吊环承受75t的重量（根据规范，验算按6个点计算），每个吊环承受12.75t的重量，采用Φ40圆钢可以承受的重量：
P=2*2*3.14*2100/1000=26.4t〉12.75t，吊环与主筋焊接在一起，共同受力，满足要求。
3.0、扁担验算
（1）、钢扁担整体抗弯强度验算
钢筋笼起吊所用扁担为自制钢扁担，采用H型钢+5.2cm厚锰钢板焊接加工而成。
在钢筋笼重力荷载作用下，钢扁担类似于两端悬臂的简支梁在集中力作用下的受力状态，横向四点吊装情况下，支点分别位于1/4和3/4扁担长度的位置，对受力较大的主吊刚扁担弯矩验算如下：
Mmax=191.25kN·
m
钢扁担最大弯曲内力为
N/mm2<
205N/mm2，钢扁担整体抗弯能力满足要求。
（2）、吊耳抗剪验算
吊耳钢板为Q235级钢，厚度52mm，抗剪强度设计值
，底部吊环孔距离钢板底边缘最小距离200mm，孔径100mm，，上部吊孔距离钢板顶边缘最小距离200mm，孔径100mm。
a、底部吊耳验算：
整个钢筋笼分4个吊点，底部每个吊耳孔吊装重量为钢筋笼总重量的四分之一，则单孔吊装最大重量：
，吊耳满足要求。
b、顶部吊耳验算：
顶部四个吊耳孔，单孔吊装最大重量（含扁担等吊具重量）：
3.1、搁置钢板强度计算
A、搁置钢板规格与数量
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钢板。
还有钢筋笼最终下放到设计标高后，也需要临时搁置钢板将钢筋笼固定在设计标高。
每幅钢筋笼放置16块搁置钢板，搁置钢板厚20mm，高250mm，宽250mm。
B、搁置钢板计算
搁置板每块的破坏剪力至少为：
250mm×
20mm×
120N/mm2÷
9.8N/Kg÷
1000Kg/t＝61t>
9.5625t（76.5/8=9.5625吨，每次8块搁置板承受76.5吨钢筋笼的重量），满足要求。
3、吊车行走区域地基承载力验算
主吊单独吊住钢筋笼时对地压力最大，吊机自重300t，起吊重量80.5t，履带接地面积1.2×
8.76×
2=21.024m2，则对地压力为：
现场采用C25混凝土硬化路面，厚度200mm，底面铺单层双向Φ12@200×
200的钢筋网，C25混凝土抗压强度设计值11.9MPa，满足抗压要求；
C25混凝土抗拉强度设计值：
式中：
──受冲切承载力截面高度影响系数，当不大于800mm时，取1.0，当大于等于2000mm时，取0.9，其间线性内插，本处混凝土面板厚200mm，取
=1；
──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
───冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长，本处为履带宽1200mm；
───冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，
=（1200+1600）/2=1400mm；
──板厚，取
──最大压力设计值，取
=177.36kPa；
实际冲切力：
允许冲切力：
路面抗冲切满足要求。
路基土层为堆填的素填土层，主要土质为砖渣混凝土块，根据经验，其地基承载力为130～150kPa；
素填土层所受压力为混凝土路面扩散压力，混凝土扩散角为45º
，扩散面积：
素填土层所受压力：
满足要求。
第四章 安全质量措施
1、质量措施
（1）、钢筋笼按设计图准确下料。
（2）、钢筋笼的钢筋焊接时，保证焊接质量，尤其是吊环、吊点和担杠板的焊接。
（3）、预留预埋严格按设计和规范要求施做，确保预埋精度和质量。
（4）、现场铺筑200mm厚C25钢筋（设单层双向钢筋网φ12@200×
200mm）砼道路，并于吊车行走线路放置2cm厚A3钢板。
2、安全措施
2.1、安全保证措施
（1）、根据现场施工条件的实际情况，项目部对起重吊装作业人员将进行定期和不定期的安全技术培训和教育。
（2）、起重吊装作业前，应根据施工组织设计要求划定危险作业区域，设置醒目的警示标志，防止无关人员进入；
（3）、除设置标志外，还应视现场作业环境，专门设置防护人员，防止高处作业或交叉作业时造成的落物伤人事故。
（4）、所有作业人员作业时必须正确穿戴工作服，佩带安全帽，及各工种相关要求的防护用品。
（5）钢筋笼吊放过程中，如需要在高空拆换吊点钢丝绳，必须佩带好安全带。
（6）吊车司机不得酒后驾驶，作业时不得戴耳机，不得抽烟，必须持证上岗。
（7）、机械设备的维修保养
做好机械设备的使用、保养、维修工作，保证设备的正常运转，并提高其完好率、利用率，对常用易损的机械配件有足够的库存量。
（8）、坚决执行钢丝绳的安全使用及报废规定
a、为保证钢丝绳使用安全，必须在选用、操作维护方面做到下列几点：
①、选用钢丝绳要合理，不准超负荷使用；
②、经常保持钢丝绳清洁，定期涂抹无水防锈油或油脂。
钢丝绳使用完毕，应用钢丝刷将上面的铁锈、脏垢刷去，不用的钢丝绳应进行维护保养，按规格分类存放在干净的地方。
在露天存放的钢丝绳应在下面垫高，上面加盖防雨布罩；
③、钢丝绳在卷筒上缠绕时，要逐圈紧密地排列整齐，不应错叠或离缝。
b、钢丝绳出现下列情况时，必须报废和更新：
①、钢丝绳断丝现象严重，断丝数在一个节距中超过10％；
②、断丝的局部聚集；
③、当钢丝磨损或锈蚀严重
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