吊装施工方案0304.docx

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吊装施工方案0304

沃尔沃汽车（中国）研发中心项目钢结构

安

装

施

工

方

案

方案阶段：

　　　　施工投标　　　　

专项施工单位：

江苏鑫鹏钢结构工程有限公司

编制：

张加双工程师

审核：

李后军高级工程师

编制日期：

2017.03.04

沃尔沃汽车（中国）研发中心项目钢结构吊装方案

1..工程基本信息

1.1工程名称：

沃尔沃汽车（中国）研发中心项目钢结构

设计单位：

同济大学建设设计研究院（集团）有限公司

总包单位：

上海培建

投标单位：

江苏鑫鹏钢结构工程有限公司

2.吊装方案

2.1工程概况

沃尔沃汽车（中国）研发中心项目钢结构，主要由二到五层连廊结构，钢屋盖、幕墙钢结构、钢平台结构组成。

具体情况如下：

2.11刚连廊结构

钢结构连廊主要由两种结构形式，A区四层五层及其他区域单梁结构，A区二层三层为钢桁架结构，单梁结构主要材料如下

桁架结构刚连廊梁结构形式如下：

2.12屋面钢屋盖结构

钢屋盖平面布置图

主要构件

2.13钢平台结构

主要构件

2.14幕墙钢结构

幕墙钢结构主要是箱型梁钢框架，拉索不在施工范围该区站域主要难度在加工厂完成，安装现在该区域在吊车的站位区域吊装没有难度，主要现场弧形梁现场对接拼装放样要准确。

2.2单元吊装就位

2.2.1吊装单元划分

根据各区域的钢结构情况，去最大构件经常分析，钢连廊最大构件为，A区二层与三层中间钢连廊桁架ZHJ1（18.7吨）及ZHJ2（19吨）两种。

各榀主桁架的跨分别为27米及30米；

钢屋盖的最大构件为GL1口1200X600X20X30,长度37米重约16吨；

根据本工程中钢结构的特点，连廊钢结构桁架不建议采用单杆件现场拼装的做法，建议采用钢桁架构件分单元制作、运输、吊装，钢桁架跨度大，采用厂内分段制作，现场拼装成整体吊装；对于其它钢梁长度超过17米以上的均采用分段制作，现场拼装，整体吊装方案。

根据现场情况选择吊车站位如下图，吊车第一次撑杆工作半径为36米，基本满足现场主要构件吊装工作，小构件不做分析。

吊车站位图

2.2.2吊装单元吊点和重心

首选分析屋盖钢结构型钢梁，由于跨度较大，采用四点吊装法整体吊装。

对于次梁，由于吊装单元较小，这里仅就主梁GL1口1200X600X20X30进行研究。

本屋盖的主梁截面为GL1口1200X600X20X30，故而吊装单元采用四点吊装。

中间两根钢丝绳加装手拉葫芦（5T）。

主梁横截面对称，重心位于主梁的中心。

在竖直平面上，各榀吊装单元的吊点布置如下图所示：

主梁吊点位置（单位：

mm）

2.2.3.单元吊装分析

2.2.3.1单元吊装结果

单元吊装过程中的挠度、等效应力结果如下表所示：

单元吊装过程中内力、挠度表

吊装单元

跨向位移UX（mm）

竖向位移UZ（mm）

最大等效

应力（MPa）

钢丝绳1、4（kN）

钢丝绳2、3（kN）

起吊重量（kN）

最大值

最小值

最大值

最小值

GL1

0.46

-0.46

-6.98

-10.67

7.2

49.6

58.5

197.6

由上表数据可以得知：

吊装单元的最大跨向相对位移为0.92mm，最大竖向相对位移为3.69mm，均小于桁架挠度控制值l/400=37000/400=92.5mm，可知吊装过程中单元变形满足要求；单元构件的等效应力最大值为7.2MPa，满足构件的承载要求。

2.2.3.2单元吊装计算分析

本分析过程采用大型通用有限元软件ANSYS进行吊装过程模拟分析。

吊装单元的杆件均采用beam188单元、吊装钢丝绳采用link10单元。

对于约束的施加，钢丝绳的起吊顶点处采用UX、UY、UZ三向约束（UX为跨度方向，UY为垂直于跨度方向的水平方向，UZ为竖直方向）。

由于吊装过程是动态的，而本分析过程仍采用静态结构分析，故在对各榀吊装单元的内力分布分析时、需要采用将静荷载乘以1.2倍的动力放大系数后的载荷值，而变形分析仍采用静荷载作用下的变形。

各榀吊装单元吊装过程中位移和内力如下图所示：

GL1跨向位移UX图（单位：

mm）

GL1竖向位移UZ图（单位：

mm）

ZGL1等效应力图（单位：

MPa）

2.3吊机选取

2.3.1吊机选取信息

根据结构特点，知道吊装的最大起吊高度大约为27.55m+0.5m+1.2m+15m=

41.75m，最大起吊重量为24，故拟初步选取450吨汽车式起重机。

起重机工作示意图如下图所示：

起重机吊装示意图

2.3.2吊机臂长选取计算

根据现场的吊装情况，并结合履带式起重机的性能，拟初步选取格鲁夫GMK7450-450吨汽车吊。

在不同的起重角度下其中质量和高度如下表所示：

主臂35.33m塔臂49m塔况不同角度性能

由上表可知，选取主臂长为35.33m，倾角70度，塔臂长49m的超起塔式工况满足吊装要求。

汽车吊外形性能如下。

格鲁夫GMK7450-450吨汽车吊外形尺寸

汽车吊

2.4钢梁安装

钢梁安装顺序：

a．使用汽车吊从轴线

开始整榀吊装，此轴线上的钢梁作为第一榀吊装钢梁（吊装顺序同1.4.2）；

φ12钢丝绳缆风设置在钢梁两侧，各用两道A60松紧螺栓（花兰螺栓）共四道，在左右相邻轴线钢筋混凝土柱上或利用内爆膨胀螺丝固定于室内地坪，控制侧向失稳和定位。

b．吊装轴线

钢梁（吊装顺序及稳定措施同第一榀）；

c．分单元吊装轴线

、

、

上位于已吊装两榀钢梁之间的次梁，初步形成稳定体系后，可继续吊装轴线

钢桁架，同时可利用卷扬机或其他提升设备散拼其余单元；

余同，依次完成钢结构屋盖的安装。

2.5钢连廊的主梁桁架为平面桁架，故而单元的吊点布置在桁架的上弦，钢丝绳与桁架上弦节点相连接，各个单元均采用两点吊装，两根钢丝绳为独立绳段。

在竖直平面上，各榀吊装单元的重心位置近似位于跨中，因此吊点布置如下图所示：

2.5.1单元吊装分析

本分析过程采用大型通用有限元软件ANSYS进行吊装过程模拟分析。

吊装单元的杆件均采用beam188单元、吊装钢丝绳采用link10单元。

对于约束的施加，钢丝绳的起吊顶点处采用UX、UY、UZ三向约束（UX为跨度方向，UY为垂直于跨度方向的水平方向，UZ为竖直方向）。

由于吊装过程是动态的，而本分析过程仍采用静态结构分析，故在对各榀吊装单元的内力分布分析时、需要采用将静载荷乘以1.2倍的动力放大系数后的荷载值，而变形分析仍采用静荷载作用下的变形。

由于各榀吊装单元类似，且受力较小，以ZHJ2为例，吊装过程中位移和内力如下图所示：

ZHJ2榀UX图（单位：

mm）

ZHJ2榀UZ图（单位：

mm）

ZHJ2榀等效应力图（单位：

MPa）

由上述吊装单元变形及应力图可以看出吊装单元的位移和应力均处于较低状态，能够满足规范要求。

2.5.2吊机选取信息

根据结构特点，知道吊装的最大起吊高度大约为26.75m+0.5m+2.5m+15m=

41.75m，最大起吊重量为19t，故拟初步选取450吨汽车式起重机。

起重机工作示意图如下图所示：

起重机吊装示意图

2.3.2吊机臂长选取计算

根据现场的吊装情况，并结合履带式起重机的性能，拟初步选取格鲁夫GMK7450-450吨汽车吊。

在不同的起重角度下其中质量和高度如下表所示：

主臂35.33m塔臂49m塔况不同角度性能

由上表可知，选取主臂长为35.33m，倾角70度，塔臂长49m的超起塔式工况满足吊装要求。

汽车吊外形性能如下。

2.6吊装场地要求

现场道路及施工场地应保证畅通，平整满足运输车辆行驶。

汽车吊拆装场地应保证有长度60m，宽度20m，高空无管线。

（拼车位置在建筑东侧、拆车位置在建筑西侧）。

由于建筑楼群四周基础回填土多，对其道路应加强处理，汽车吊车行走道路应保证不小于宽度10m的通道。

450T汽车吊地面承载力计算：

吊装支腿压力图

当吊机工作时，单个支腿最大受力为86T；

吊机支腿（路基箱）面积为2.5m×2.5m=6.25m2，即地面基础对吊机的承载力需满足为86T÷6.25=13.76T/m2。

吊装前将吊车行走路面进行找平、碾压。

450T汽车吊站位吊装处要求平整、结实，对回填土处夯实，铺设不小于50mm毛石及碎石，并铺设重型路基箱，保证地面承载力。

在回填土上，根据吊装单位方案意见，在回填土上的基础应作处理。

挖深50cm后按以下层次处理：

3.钢丝绳验算

吊装用钢丝绳根据吊装重量，查表选用6*19+1型D=34mm钢丝绳。

其容许拉力验算如下：

由公式P=T*c/K得：

P=593*0.85/8=63kN≥钢丝绳最大拉力58.5kN，所以所选钢丝绳满足要求。

P----为容许拉力（kN）；

T----为钢丝绳的破断拉力总和（kN）（查表得T取593kN），C为换算系数查表取0.85；

K----为钢丝绳的安全系数（考虑捆绑吊索，查表得K取8）。

4.施工监测

1）监测管理措施

①成立施工监控小组。

②制定完善的施工方案，严格按设计及施工工艺规定的各项要求施工。

③在胎架拼装时，应严格保证精度，限制误差（按设计、监理要求）。

④计算、优化方案，实施时严格执行。

注意侧向稳定问题。

⑤及时完成吊装就位、次梁施工、屋面结构施工等各阶段的施工监测任务，提供准确、可靠的测试数据以作为施工控制的依据。

2）监测内容

钢结构的测量分为焊前测量和焊后测量，测量内容可分为垂直度测量、中心线偏差和标高测量。

3）位移监测仪器—全站仪

全站仪是目前在大型工程施工现场采用的主要的高精度测量仪器。

全站仪可以单机、远程、高精度快速放样或观测，并可结合现场情况灵活地地避开可能的各种干扰。

施工测量控制网是施工放样和施工中变形测试的基准，为了确保测量精度，一般需要在原有控制网的基础上进行网点加密，并对其进行严密平差及定期复测。

高程控制网的两端必须进行水准校测，以保证两端高程的统一。

高程控制网的布设应与平面控制网的布设同时进行，采用全站仪时放样用的主要平面控制点应纳入高程控制网，统一联测平差。

高程控制网的基本网和加密网精度保持一致，其精度根据规范确定。

复测精度与建网精度相同。

为保证施工放样或观测的精度和速度，对放样或观测的主要控制点应设强制对中固定观测墩座；对于其它控制点也应尽量设强制对中固定标志杆，以便于精确照准。

采用全站仪可直接由控制点进行三维放样，可达到很高的精度效果。

图7–2全站仪现场照片

5.钢结构校正与控制

1）初校

初校是钢梁、柱就位中心线的控制和调整，初校既要保证钢梁、柱底部安装尺寸的正确，又要考虑到调整钢梁、柱扭曲、垂直偏差、标高等综合安装尺寸的需要，保证钢梁、柱的就位尺寸。

2）重校

在某一区域框架形成后，应进行重校，对柱的垂直度、梁的水平度偏差进行全面的调整，使柱的垂直度、梁的水平度达到规定标准。

3）复校

在高强螺栓终拧后应进行复校。

4）垂直度控制

钢结构安装形成框架后，在未实现结构最终刚化之前，为了保证钢梁位置正确，必须对其垂直度进行测量。

以2台互成90的经纬仪测量柱顶和梁底的中心线，使上下两中心线差值在规范要求之内。

焊前的垂直度测量即为焊前钢柱校正，钢梁校正完成后才能进行最后刚化，然后开始焊接。

5）标高控制

（1）在施工前，根据甲方提供的水准点，在现场引测出三个水准点。

引测水准点时，采用水准仪进行闭合水准测量，然后进行平差，推出三点的高程，通过这三点来控制整个建筑的标高。

（2）钢结构安装时，在钢结构上设置4个标高点，用钢尺沿钢柱竖直量取，将高程传递至施工层。

通过校核认可其标高点后，以该点为基准继续向上沿钢柱进行高程传递。

将水平仪架设于柱顶，通过标高基准柱的基准，确认水平仪标高位置，通过水平尺对各钢柱柱顶的测量，实现标高测量。

7.质量保证体系

8.质量保证措施

（1）施工准备阶段的质量保证措施：

建立完善的质量保证体系，实施质量否决制度，在吊装期间做到各负其责，严格三检，层层把关，把质量事故消灭在萌芽阶段，对技术难点进行攻关。

（2）吊装前的质量保证措施：

吊装前，项目经理、安全员必须在现场进行监督，发现问题及时下令停止，配合总指挥的工作，最终达到“分工明确，有章可依”的目的。

（3）施工吊装阶段的质量保证措施：

配置专职的质量检查员，进行跟班跟点的质量检查和吊装工作检查验收，应遵守设计和施工质量验收规范的要求。

（4）土建施工负责：

建筑物及支架结构混凝土的强度应符合设计要求；轴线偏差、柱顶标高、外形尺寸不得超差；预埋件位置、平整度应符合设计要求。

（5）钢结构施工负责：

根据土建提供的现场实测位置尺寸，对施工现场与钢桁架吊装有关的构件进行分中、弹线、抄平，清理预埋件上的杂物，并将钢桁架吊装所使用的各种工具事先准备齐全。

保证钢桁架结构的几何尺寸，对钢桁架及零部件的型号尺寸进行复核。

保证钢桁架安装的垂直度，位移；桁架安装时焊接及紧固的质量。

钢桁架吊装前，质检人员对钢桁架构件进行检查，复核，检查合格后及时通知监理检查，经监理检查合格后方可进行吊装。

9.安全保证、文明施工措施

9.1安全文明施工管理体系

9.2履行安全教育义务

企业必须在劳动者上岗前对其进行劳动安全卫生教育，以防止劳动过程中发生事故。

（1）进行三级安全教育——上岗必须进行公司、工程项目部和作业班组三级安全教育。

安全教育应使劳动者了解将进行作业的环节和危险程度，熟悉操作规程，检查劳动保护用品是否完好并会正确使用。

（2）工人在上岗时要坚决拒绝“三违”

违章指挥、违章作业、违反劳动纪律。

（3）佩戴好个人防护用品

（4）运输作业安全管理措施

①运输车辆行驶途中经常检查封车情况，及时拉紧倒链。

②卸车时码放整齐，严禁钢桁架间相互碰撞。

（5）吊装作业安全管理措施

①吊车及塔吊司机上班前必须进行交接手续，检查机械履历书及交接班记录等的填写情况及记载事项。

②吊车及塔吊司机必须在信号工指挥下，严格按照指挥信号、旗语、手势进行操作。

信号工指挥可采用对讲机作业。

③吊装严格执行“十不吊”管理规定。

④起吊时，应先略微将钢桁架吊离地面停住，确认制动器是否灵敏可靠，钢管柱绑扎是否牢固可靠，吊索器具位置是否正确，确认无误后，方可指挥起升。

⑤在防护栏杆的部位进行检查、维修、加油保养时，必须系好安全带。

⑥吊装过程存在吊车或塔吊共同作业的情况，因此一定要保证塔吊作业的统一、协调。

传递要到位，指挥要准确。

⑦吊车及塔吊作业过程中，塔吊转臂、起落钩时要缓慢、平稳。

（6）支撑架、拼装胎架上施工人员操作层铺脚手板，周围立杆升至1.2m高挂安全防护网，现场安全防护措施（安全绳、安全网、吊索等），应设置专人进行巡回检查，不及格的及时矫正。

9.3安全保证措施

9.3.1防止起重机倾翻措施

（1）吊装现场道路必须平整坚实，回填土、松软土层要进行处理。

如土质松软，应单独铺设道路。

起重机不得停置在斜坡上工作，也不允许起重机两个边一高一低。

（2）严禁超载吊装。

（3）禁止斜吊。

斜吊会造成超负荷及钢丝绳出槽，甚至造成拉断绳索和翻车事故。

斜吊还会使重物在脱离地面后发生快速摆动，可能碰伤人或其他物体。

（4）绑扎构件的吊索须经过计算,所有起重工具,应定期进行检查,对损坏者作出鉴定,绑扎方法应正确牢固,以防吊装中吊索破断或从构件上滑脱，使起重机失重而倾翻。

（5）不吊重量不明的重大构件设备。

（6）禁止在六级风的情况下进行吊装作业。

（7）指挥人员应使用统一指挥信号，信号要鲜明、准确。

起重机驾驶人员应听从指挥。

9.3.2防止高空坠落措施

（1）操作人员在进行高空作业时，必须正确使用安全带。

安全带一般应高挂低用，即将安全带绳端的钩环挂于高处，而人在低处操作。

（2）在高空使用撬扛时，人要立稳，如附近有脚手架或已装好构件，应一手扶住，一手操作。

撬扛插进深度要适宜，如果撬动距离较大，则应逐步撬动，不宜急于求成。

（3）工人如需在高空作业时，应尽可能搭设临时操作台。

操作台为工具式，宽度为0.8～1.0m临时以角钢夹板固定在柱上部，低于安装位置1.0m～1.2m，工人在上面可进行屋架的校正与焊接工作.

（4）如需在悬高空的屋架上弦上行走时，应在其上设置安全栏杆。

（5）登高用的梯子必须牢固。

使用时必须用绳子与已固定的构件绑牢。

梯子与地面的夹角一般为65～70度为宜。

（6）操作人员在脚手板上通过时，应思想集中，防止踏上挑头板。

（7）安装有预留孔洞的楼板或屋面板时，应及时用木板盖严。

（8）操作人员不得穿硬底皮鞋上高空作业。

9.3.3防止高空落物伤人措施

（1）地面操作人员必须戴安全帽。

（2）高空操作人员使用的工具、零部件等，应放在随身佩带的工具袋内，不可随意向下丢掷。

（3）在高空用气割或电焊时，应采取措施，防止火花落下伤人。

（4）地面操作人员，应尽量避免在高空作业面的正下方停留或通过，也不得在起重机的起重臂或正在吊装的构件下停留或通过。

（5）构件安装后，必须检查连接质量，只有连接确实安全可靠边，才能松钩或拆除时固定工具。

（6）吊装现现场周围应设置临时栏杆，禁止非工作人员入内。

9.3.4防止触电、气瓶爆炸措施

（1）起重机从电线下行驶时，起重机司机要特别注意吊杆最高点与电线的临空高度，必要时设专人指挥。

（2）搬运氧气瓶时，必须采取防震措施，绝不可向地上猛摔。

氧气瓶不应放在阳光下曝晒，更不可接近火源。

还要防止机械油落到氧化瓶上。

（3）电焊机的电源长度不宜超过5m，并必须架高。

电焊机手把线的正常电压，在用交流电工作时为60～80V，要求手把线质量完好无损，如有破皮情况，必须及时用胶布严密包扎。

电焊机的外壳应该接地。

9.3.5其它安全措施

（１）明确各级施工人员安全生产责任，各级施工管理人员要确定自己的安全责任目标，实行项目经理责任制。

实行安全一票否决制。

（２）起吊工具应牢固可靠，做好试吊工作，经确认无问题后方准吊装。

进入工地必须戴安全帽，高处作业必须系安全带。

（３）吊装散状物品，必须捆绑牢固，并保持平衡，方可起吊。

（４）非机电人员严禁动用机电设备。

（５）坚持安全消防检查制度，发现隐患，及时消除，防止工伤，火灾事故发生。

10.钢结构吊装安全应急预案

为保证公司、社会及职工生命财产安全，在事故、事件发生时，能迅速做出响应，并能在事故发生后迅速有效控制、处理，最大限度地减少对人身伤害的程度或降低可能造成的经济损失，本着“预防为主、自救为主、统一指挥、分工负责”的原则，特制订本预案。

10.1应急组织机构

成立吊装应急救援指挥小组，负责应急救援工作的组织和指挥。

10.2职权分工

1）组长职责：

发生吊装安全事故时，发布和解除应急救援指令；组织指挥应急队伍实施救援行动；向上级汇报和公司通报事故情况，必要时向有关单位发出救援要求；组织事故调查，总结应急救援经验教育等。

2）副组长职责：

协助组长负责应急救援的具体指挥工作。

3）成员职责：

协助组长和副组长做好事故报警、情况通报及事故处置工作；负责、警戒、治安保卫、疏散、道路管制工作；负责事故现场通讯联系和对外联系；负责协助抢险机械设备的调转；负责现场医疗救护指挥、受伤人员分类抢救和护送转院工作，负责抢险救援物质的供应和运输工作。

负责事故现场的通讯联系和对外联系；负责与有关单位人员的紧急联络，在最短时间内，传达领导小组的抢险指令，做好与“110”“120”等单位的联系。

10.3应急预案的实施

1）施工现场设应急救援指挥小组，负责吊装过程中可能造成的人员伤亡事故的控制。

2）发生事故时，立即救人。

救人时应先排除危险，防止抢救时事故的再发生。

3）遇到安全事故较大或人员受伤时，现场人员在组织自救的同时，应及时拨打急救中心电话“120”或公安指挥中心电话“110”求的外部支援；支援时必须讲明地点、基本情况、联系电话等详细情况，并派人到路上接警。

4）将受伤人员及时转送医院进行紧急救护。

5）应急队伍到达现场后，应服从现场指挥人员统一指挥，按分工要求进行疏散人员，抢救物质，尽可能减少生命财产损失，防止事故蔓延；可能对区域内外人群安全构成威胁时，必须对与事故应急救援无关的人员进行紧急疏散。

6）事故处理完毕后，施工现场应保护好现场，接受事故调查并如实提供事故的情况。

10.4预防措施

1）强调吊装作业的危险性，加强对工人的教育。

2）凡患有高血压、低血压、严重心脏病、贫血症以及其他不适应高处作业的人员严禁进行吊装作业。

3）凡高处作业人员必须正确使用安全帽、安全带、安全网、穿软底鞋，严禁酒后登高，并应清除鞋底泥砂油垢。

4）吊装作业纵向移动要做好一切准备工作，要求一次到位，不允许中途停顿。

5）安装作业时，要经常注意安全检查，每安装一孔必须进行一次全面安全检查，发现问题要停止工作并及时处理后才能继续作业。

不允许机械电气带故障工作。

6）连接销子加工材质必须按设计图纸要求进行，不得用低钢号加工代替。

10.5处理和改进

在事故或事件发生后，应对发生的原因进行调查分析，针对事故或事件发生的原因，责成责任部门采取纠正措施，并组织对应急预案和相关程序进行评审及修订，使其不断完善，提高应急应变能力。