屋顶构架施工方案11.docx
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屋顶构架施工方案11
江苏移动通信业务支撑中心屋顶构架工程
施
工
方
案
编制：
审核：
审批：
江苏弘盛移动通信业务支撑中心项目部
2010年11月
目 录
第一章工程概况及特点
第一节 工程概况
江苏移动通信业务支撑中心屋顶构架的标高为51.150m，主要材料：
钢柱截面采用□300x300x16x16；GL13截面采用300x200x10x10；GL14截面采用400x200x12x12；ZCB截面采用200x200x6x6；ZCA截面采用30张紧圆钢；均采用Q235B级。
此构架的吊装是本次工程吊装的重点部分，工具采用自制轮胎式（5t）起重机。
第二节 工程特点
1、因本工项目位于本工程的3－4轴的中间，周边区域狭小，工程构件的进场和垂直运输难度较大。
2、本次所有吊装设在十层楼面上，其中最高构件标高为51.15m，安装高度较高，周边防护尤显重要。
3、吊车站位点均不合适内外吊装，构件吊装难度大，根据现场情况，安装钢构件需选用自制5T轮胎式起重机。
第二章 方案编制的依据
根据业主和总包的提供的钢结构图纸，按照国家有关标准及规范，结合本公司的实力与施工经验，进行方案的编制。
《钢结构工程施工及验收规范》 【GB50205—2001】
《钢结构工程质量检验标准》 【GB50221—95】
《钢结构设计规范》 【GBJ17-88】
《建筑钢结构焊接规范》【JGJ82-99】
《建筑施工计算手册》
《建筑结构荷载规范》【GB50009-2001】
《建筑材料规范大全》
《钢结构设计规范》【GB50017-2003】
《建筑结构荷载规范》【GB50009-2001】
《建筑钢结构焊接技术规程》【JGJ81-2002】
《建筑施工安全检查标准》【GJ59-99】
《施工现场临时用电安全技术规范》【JGJ46-8829】
《建筑施工高处作业安全技术规范》【JGJ80-91】
《建筑施工安全检查标准》【JGJ59—99】
《钢丝绳》 【GB/T8918-1996】
第三章 吊装机具的选择
本工程的的钢梁最重的为1.2t,且本工程的安装高度的最高点为51.15m，加上现场场地不理想，不适宜汽车式或履带式起重机吊装，而自制轮胎式起重机到是本工程的最佳吊装机具。
第一节 起重机说明
本自制轮胎式起重机是由主吊臂杆、转向盘和2台卷扬机等几部分组成。
吊臂杆主用于吊装，它铰接于转向盘，长度为12m；截面为400x400，主材质采用5x5的角铁焊接而成。
吊臂杆可以上下收放利用卷扬机传动。
吊臂杆组成的整体可以围绕底盘转动，从而通过转动控制吊装的回转半径。
本起重机移位是用轮胎传动，起吊时四只支腿受力，轮胎架空。
轮胎大梁采用32号工字钢，长3.76m，宽2.0m，四只腿采用250*100方钢，两侧伸1.3M，支好腿宽度为4.6m，转向底盘采用￠310轴承，它是由轴、轴承、轴套等几部分组成。
起重机起吊时采用2t的卷扬机传动，钢丝绳走3～5道，吊臂收放时采用1t卷扬机，钢丝绳走6道，本起重机的最大起重量15度为5吨，30度为3吨，吊车自重为1.8吨。
见以下自制轮胎式起重机外观图。
自制轮胎式起重机外形图
第二节 技术数据
工作速度
吊钩起长速度（m/min）
8
全程变幅时间（s）
臂长12m
起臂
55
落臂
35
回转速度（r/min）
手动
支腿收放时间（s）
收支腿
手动
放支腿
手动
吊臂抬放时间（s）
抬臂
115
放臂
85
最高行驶速度（km/h）
5
其它数据
起重机转台尾部回转半径（m）
1.85
最小转弯半径（m）
按起重臂轨迹计
8.98
按前轮轨迹计
8.25
工作电压（V）
380
吊钩钢丝绳规格
主绳￠12.5（6*19）、副绳￠11（6*19）
吊钩钢丝绳长度（m）
120
起重机总重（t）
3.8
第三节 起重性能表
臂长（m）
幅度（m）
1
2
3
4
5
6
7
8
10
起重量（t）
—
—
—
—
—
—
—
—
起升高度（m）
—
—
—
—
—
—
—
—
12
起重量（t）
—
—
5.0
4.4
3.7
3.0
2.4
—
起升高度（m）
—
—
13.1
12.7
12.3
11.9
11.5
—
第四节 起重特性曲线
第四章 吊装机具计算
第一节 吊钩螺杆部分截面验算
一、吊钩螺杆部分截面验算
吊钩螺杆部分可按受拉构件由下式计算:
式中:
t──吊钩螺杆部分的拉应力；
F──吊钩所承担的起重力，取F=8000.00N；
A1──螺杆扣除螺纹后的净截面面积:
其中d1──螺杆扣除螺纹后的螺杆直径（mm），取d1=20.00mm；
[σt]──钢材容许受拉应力。
经计算得：
螺杆扣除螺纹后的净截面面积A1=3.14×20.002/4=314.16mm2；
螺杆部分的拉应力σt=8000.00/314.16=25.46N/mm2。
由于吊钩螺杆部分的拉应力25.46（N/mm2），不大于容许受拉应力50.00（N/mm2），所以满足要求！
二、吊钩水平截面验算
水平截面受到偏心荷载的作用，在截面内侧的K点产生最大拉应力σc,可按下式计算:
式中:
F──吊钩所承担的起重力，取F=8000.00N；
A2──验算2-2截面的截面积，
其中:
h──截面高度，取h=38.00mm；
b1,b2──分别为截面长边和短边的宽度，取b1=30.00mm,b2=25.00mm；
Mx──在2-2截面所产生的弯矩,
其中:
D──吊钩的弯曲部分内圆的直径（mm），取D=35.00mm；
e1──梯形截面重心到截面内侧长边的距离,
λx──截面塑性发展系数,取λx=1.00；
Wx──截面对x-x轴的抵抗矩,
其中:
Ix──水平梯形截面的惯性矩,
[σc]──钢材容许受压应力,取[σc]=70.00N/mm2；
2-2截面的截面积A2=38.00×（30.00+25.00）/2=1045.00mm2；
解得:
梯形截面重心到截面内侧长边的距离e1=18.42mm；
在2-2截面所产生的弯矩 Mx=8000.00×（35.00/2+18.42）=287393.94N.mm；
解得:
水平梯形截面的惯性矩Ix=125401.92mm4；
截面对x-x轴的抵抗矩Wx=125401.92/18.42=6806.35mm3；
经过计算得 σc=8000.00/1045.00+287393.94/6806.35=49.88N/mm2。
由于吊钩2－2截面部分的压应力49.88（N/mm2），不大于容许受压应力70.00（N/mm2），所以满足要求！
三、吊钩垂直截面验算
垂直截面的应力计算与水平截面验算相同：
h──截面高度，取h=38.00mm；
b1,b2──分别为截面长边和短边的宽度，取b1=30.00mm,b2=25.00mm；
3-3截面的截面积A3=38.00×（30.00+30.00）/2=1045.00mm2；
解得:
梯形截面重心到截面内侧长边的距离e1=18.42mm；
在2-2截面所产生的弯矩 Mx=8000.00×（35.00/2+18.42）=287393.94N.mm；
解得:
水平梯形截面的惯性矩Ix=2125401.92mm4；
截面对x-x轴的抵抗矩Wx=125401.92/18.42=6806.35mm3；
经过计算得 σc=8000.00/1045.00+287393.94/6806.35=49.88N/mm2。
垂直截面的剪应力τ按下式计算：
式中:
F──吊钩所承担的起重力，取F=8000.00N；
A3──3-3截面的竖截面面积，取A3=1045.00mm2。
经过计算得 τ=8000.00/（2×1045.00）=3.83N/mm2。
根据强度强度理论公式按下式验算：
经过计算得σ=（49.882+3×3.832）1/2=50.32N/mm2。
由于吊钩3－3截面部分的压应力50.32（N/mm2），不大于钢材的容许综合应力140.00（N/mm2），所以满足要求！
四、圆形吊环计算
圆环的弯曲应力σo按下式验算:
式中:
P──作用于圆环上的荷载，取P=8000.00N；
Ro──环的中心圆半径，取R0=70.00mm；
d──圆环截面圆的直径，取d=30.00mm；
[σo]──圆环容许应力，取[σ0]=80.00N/mm2。
经过计算得 σ0=3.24×8000.00×70.00/30.003=67.20N/mm2。
由于圆环的弯曲应力67.20（N/mm2），不大于圆环容许应力80.00（N/mm2），所以满足要求！
五、整体吊环计算
1、在横杆中点截面的弯矩M1和拉力P1按下式验算:
其中:
式中:
P──作用于整体吊环上的荷截P=8000.00N；
l──横杆跨度，取l=100.00mm；
x──转角处到横杆中线的距离，取x=40.00mm；
α──吊环两斜杆间的夹角,取α=15.00度；
经过计算得P1=8000.00×tg（15.00/2）/2=526.61N；
M1=8000.00×100.00/6+526.61×40.00=154397.73N.mm。
2、在吊环转角处截面中（A点）的弯矩M2按下式计算：
经过计算得M2=8000.00×100.00/13=61538.46N.mm。
3、在斜杆中的拉力P2按下式计算:
经过计算得P2=8000.00/（2×cos（15.00/2））=4034.52N；
4、横杆中点截面的最大拉应力σ1按下式计算:
式中:
F1──横杆中点截面面积F1=400.00N；
W──横杆中点抗弯截面抵抗矩W=2500.00mm3；
经过计算得到σ1=154397.73/2500.00+526.61/400.00=63.08N/mm2；
由于横杆中点截面的最大拉应力63.08（N/mm2）,不大于容许应拉力80.00（N/mm2）,所以满足要求！
5、斜杆中点截面的拉应力σ2按下式计算：
式中:
F2──斜杆中点截面面积F2=300.00N；
经过计算得到σ2=4034.52/300.00=13.45N/mm2。
由于斜杆中点截面的拉应力13.45（N/mm2）,不大于容许应拉力80.00（N/mm2）,所以满足要求！
六、绳卡计算
1、马鞍式，抱合式绳卡数量可按下式计算:
其中:
n1──马鞍式，抱合式绳卡需用数量（个）；
P──钢丝绳上所受综合计算荷载，取P=25.00（N）；
T──栓紧绳卡螺帽时，螺栓所受的力，取T=15.19（N）。
经计算得n1=1.667×25.00/（2×15.19）=2个；
2、骑马式绳卡数量可按下式计算:
其中:
n2──骑马式绳卡需用数量（个）；
经计算得n2=2.5×25.00/15.19=5个。
第二节 滑车及滑车组计算
一、滑车计算
对起重力不明滑车的安全起重力,可按以下经验公式计算:
其中:
F──滑车安全起重力（N）；
D──滑轮直径（mm），取D=180.00mm。
经计算得F=180.002/2=16200.00N≈16kN。
二、滑车组绕出绳头的拉力计算
绕出绳从动滑车绕出，其滑车组绕出绳头的拉力可按下式计算:
其中:
S──滑车组绕出绳头（跑头）的拉力；
f──单个滑车的转动阻力系数，取f=1.04；
Q──构件重力（即吊装荷载）,取Q=50.00kN；
n──滑车组的工作绳数,取n=5；
k──导向滑车个数,取k=3。
经计算得S=1.04（5-1）×（1.04-1）×1.043×50.00/（1.045-1）=12.15kN。
第三节 钢丝绳计算
一、钢丝绳容许拉力计算
钢丝绳容许拉力可按下式计算:
其中:
[Fg]──钢丝绳的容许拉力（kN）；
Fg──钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）,取Fg=140.00（kN）；
α──考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，=0.85；
K──钢丝绳使用安全系数，取K=7.00；
经计算得[Fg]=140.00×0.85/7.00=17.00（kN）。
二、钢丝绳的复合应力计算
钢丝绳在承受拉伸和弯曲时的复合应力按下式计算:
其中:
σ──钢丝绳承受拉伸和弯曲的复合应力（N/mm2）；
F──钢丝绳承受的综合计算荷载,取F=151.50（kN）；
A──钢丝绳钢丝截面面积总和,取A=111.53（mm2）；
d0──单根钢丝的直径（mm），取d0=0.50（mm）；
D──滑轮或卷筒槽底的直径,取D=50.00（mm）；
E0──钢丝绳的弹性模量，取E0=78400.00（N/mm2）。
经计算得：
σ=151.50/111.53+0.50×78400.00/50.00=785.36（N/mm2）。
三、钢丝绳的冲击荷载计算
钢丝绳的冲击荷载可按下式计算:
其中:
Fs──冲击荷载（N）
Q──静荷载（N），取Q=20.50（N）；
E──钢丝绳的弹性模量，取E=78400.00（N/mm2）；
A──钢丝绳截面面积，取A=111.53（mm2）；
h──钢丝绳落下高度,取h=250.00（mm）；
L──钢丝绳的悬挂长度，取L=5000.00（mm）。
经计算得σ=20.50×（1+（1+2×78400.00×111.53×250.00/20.50/5000.00）1/2）=155945.01（N）。
≈156kN
第四节 电动卷扬机计算
一、电动卷扬机牵引力计算
电动卷扬机牵引力,可按下式计算:
其中:
S──作用于卷筒上钢丝绳的牵引力（N）；
PH──电动机的功率（kW），取PH=22.00（kW）；
η──卷扬机传动机构总效率,按下式计算：
解得 η=0.94×0.93×0.93×0.93=0.76；
V──钢丝绳速度（m/s），由下式计算：
D′──缠有钢丝绳的卷筒的计算直径（m）
D──卷筒直径，取D=0.3500（m）；
d──钢丝绳的直径，取d=0.017（m）；
m──钢丝绳在卷筒上的缠绕层数，取m=1；
解得D′=0.350+（2×1-1）×0.017=0.367
nn──卷筒转速（r/s）：
nh──电动机转速（r/min）,取nh=960（r/min）；
i──传动比:
Te──所有主动齿轮的乘积:
Te=30×22×16=10560.00；
Tp──所有被动齿轮的乘积:
Tp=120×66×64=506880.00；
解得 i=10560.00/506880.00=0.021；
nn=960×0.02/60=0.33；
V=3.14×0.37×0.33=0.38（m/s）；
经计算得S=1020×22.00×0.76/0.38=44147.37N。
二、卷扬机卷筒容绳量计算
卷扬机卷筒容绳量,可按下式计算:
其中:
L──卷筒容绳量（m）；
Z──卷筒每层能缠绕钢丝绳的圈数，取Z=30；
m──卷筒上缠绕钢丝绳的层数，取m=8；
D──卷筒直径，取D=0.35（m）；
d──钢丝绳直径，取d=0.017（m）。
经计算得L=30×8×3.14×（0.35+0.017×8）=366.44M。
三、卷扬机底座固定压重计算
卷扬机受斜拉力作用，先设不考虑在底座前加重物Q2，仅在后面压重物Q1，为防止绕A点倾覆,需满足下式:
如上式条件得不到满足，则需要在底座前面压上重物Q2,此时防止绕B点倾覆,需满足下式:
卷扬机底座抗水平滑移应满足下列条件:
其中:
Q1──卷扬机后压重力（kN）；
Q2──卷扬机前压重力（kN）；
K──安全系数，取K=1.50；
S──钢丝绳的水平拉力，取S=40.00（kN）；
G──卷扬机自重力，取G=8.00（kN）；
μ1──重物与土的摩擦系数，取μ1=0.50；
μ2──卷扬机与土的摩擦系数，取μ2=0.50；
h──A点与水平拉力作用线的距离，取h=0.45（m）；
a──A点到卷扬机重心线的距离，取a=1.50（m）；
b──A点到压重物重心线的距离，取b=2.50（m）。
e1──B点到拉力的垂直分力作用线的距离，取e1=1.80（m）。
d1──B点到Q2作用线的距离d1，取d1=2.30（m）。
a1──B点到卷扬机重力线的距离，取a1=1.30（m）。
b1──B点到Q1作用线的距离b1，取b1=0.30（m）。
防止绕A点倾覆,计算得Q1=1.50×（40.00×cos（45.000）×0.45+40.00×sin（45.000）×1.00-8.00×1.50）/2.50=17.41kN。
防止绕B点倾覆,计算得Q2=1.50×（40.00×cos（40.000）×1.80-40.00×cos（45.000）×0.45-8.00×1.30-17.41×0.30）/2.30=14.71kN。
由水平滑动需要的压重,计算得Q1+Q2=（40.00×Cos（45.000）-（8.00-40.00×sin（40.000））×0.50）/0.50=76.85（kN）。
第五章 起重机安全操作规程
一、自制轮胎式起重机的卷扬机应符合JGJ33－2001第4.7节的规定。
二、该起重机仅在作业楼面作小范围的的移动，行动慢且安全可靠。
三、起重机的安装和拆卸应划出警戒区，清除周围的障碍物，在专人统一指挥下，按照出厂说明书或制定的拆装技术方案进行。
四、安装起重机的地基应平整，底座楼地面之间应垫两层枕木，并应采用木块揳紧缝隙。
五、钢丝绳的规格、数量及钢丝绳的拉力等，应按照起重机性能经过计算确定，钢丝绳与主吊臂的夹角应在30°～45°之间，钢丝绳与主吊臂杆的连接应牢固，采用法兰螺丝。
六、缆风绳的架设应避开架空电线。
在靠近电线的附近，应装有绝缘材料制作的护线架。
七、提升重物时，吊钩钢丝绳应垂直，操作应平稳，当重物吊起刚离开支承面时，应检查并确认各部无异常时，方可继续起吊。
八、在起吊满载重物前，应有专人检查各地锚的牢固程度。
各缆风绳都应均匀受力，主杆应保持直立状态。
九、作业时，起重机的回转钢丝绳应处于拉紧状态。
回转装置应有安全制动控制器。
十、起重机作业前的注意事项。
1、检查各安全保护装置和指示仪表应齐全。
2、润滑油应添加充足，再检查刹车性能。
3、在吊装前，先试吊低速运转一段时间。
4、检查钢丝绳及连接部位应符合规定。
5、检查电压是否正常。
6、检查轮胎气压及各连接件应无松动。
7、调节支腿，务必按规定顺序打好守全伸出的支腿，使起重呈水状态，调整机体使回转支承面的倾斜度在无载荷时不大于1/1000（可采用水平尺测量）。
8、充分检查工作地点的地面条件。
工作地点地面必须具备能将起重机呈水平状态，并能充分承受作用于支腿的力矩条件。
9、注意地基是否松软，如较松软，必须给支腿垫好能承载的木板或铁 板块。
10、应预先进进行调查地下埋设物，在埋设物附近放置安全标牌，以引起注意。
11、确认所吊重物的重量和重心位置，以防超载。
12、根据起重作业曲线，确定工作台半径和额定总起重量即调整臂杆长度和臂杆的角度，使之安全作业。
13、应确认提升高度。
根据起重机的机型，能把吊钩提升的高度都有具体规定。
应预先估计绑绳套用钢丝绳的高度和起吊货物的高度所需的余量，否则不能把货物提升到所需的高度。
应留出臂杆底面与叫货之间的空隙。
十一、起重机起吊作业注意事项
1、起升或下降
（1）严格按载荷表的规定，禁止超载，禁止超过额定力矩。
（2）操纵中不准猛力推拉操纵杆，开始起升前，检查离合器杆必须处于断开位置上。
（3）自由降落作业只能在下降吊钩时或所吊载荷小于许用荷的30%时使用，禁止在自由下落中紧急制动。
（4）当起吊载荷要悬挂停留校长时间时，应该锁住卷筒鼓轮。
但在下降货物时禁止锁住鼓轮。
（5）在起重作业时要注意鸣号警告。
（6）在起重作业范围内除信号员外其他人不得进入。
（7）在起重作业时，要避免触电事故，臂杆顶部与线路中心的安全距离为：
a、6.6KV为3m
b、66KV为5m
c、275KV为10m。
（8）若两台起重机共同起吊一货物时，必须有专人统一指挥，两台起重机性能、速度应相同，各自分担的载荷值，应小于一台起重机的额定总起量的80%；其重物的重量不得超过两机起重总和的75%。
2、回转
（1）回转作业时，不要紧急停转，以防吊物剧烈摆动发生危险。
（2）回转中操作司机要注意机上是否有人或后边有无障碍危险。
（3）不回转时将回转制动锁住。
3、起重臂收放臂杆。
（1）不得带载收臂杆。
（2）收放臂杆时，应保持吊臂前滑轮组与吊钩之间有一定距离。
起重外臂外冲时，吊钩应尽量低。
（3）主吊臂杆的臂角不得小于使用本起重机说明书规定的最小角度，否则整机将倾覆。
十二、起吊作业停止后注意事项
1、完全收回起重臂，并锁好起重臂，将吊钩按规定固定好，制动回转台，同时考虑空中有无可碰撞的障碍物。
2、应接规定顺序收回支腿并固定好。
3、将起重机牵引回停车场位置上。
第六章 吊装准备工作
第一节 机具材料
序号
设备名称
规格型号
数量
用途
1
汽车吊
QY25
1台
卸货
2
自制吊
5T
2台
吊钢柱、梁
3
拖车
10T
1台
运构件
4
钢丝绳
φ6x19-140
4付
吊构件
5
麻绳
30米/付
2付
溜绳
6
卡环
3.3T
8个
吊构件
7
倒链
2T
8个
封车
8
电焊机
BX3-500
8台
焊接
9
氧气、乙炔
各4套
气割
10
水准仪
1台
测量
11
经纬仪
1台
测量
12
水平尺
2把
检查水平
13
割枪
2把
切割
14
磁性铅坠
2个
校正
15
对讲机
1套
联络
16
自制卡具
两种
吊装
第二节 劳动力
工种
人数
备注
铆工
9
焊工
8
持证上岗
电工
1
持证上岗
起重工
2
持证上岗
挂钩工
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