昆明市轨道交通4号线12标联大街站地下连续墙钢筋笼吊装方案0310.docx
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昆明市轨道交通4号线12标联大街站地下连续墙钢筋笼吊装方案0310
中国中铁昆明市轨道交通4号线
联大街站地下连续墙钢筋笼吊装专项施工方案
编制：
复核：
审核：
批准：
昆明市轨道交通4号线12标段经理部
二○一六年二月
一、编制说明及依据-1-
二、工程概况-1-
三、吊装设备选型及方法-2-
3.1总重量的确定-2-
3.2起吊垂直高度计算-2-
3.3起重机选型确定-2-
3.4主副吊点的确定-5-
3.5钢筋笼吊装加固-5-
3.6钢筋焊接和槽口焊接-6-
四、吊装方案-6-
五、吊装验算-8-
5.1路基承载力计算-8-
5.2钢丝绳强度验算-9-
5.3主副吊扁担梁验算-10-
5.4吊筋强度验算-11-
5.5吊点处焊接受力验算-11-
5.6卸扣强度计算-12-
5.7滑车计算-12-
六、资源配备-12-
6.1劳动力计划-12-
6.2主要施工机械配备计划-13-
七、常见问题原因分析及处理方法-13-
7.1钢筋笼吊放不下-13-
7.2钢筋笼吊装过程变形、散架-14-
八、技术保证措施-14-
九、安全保证措施-15-
9.1防高空坠落保措施-15-
9.2防起重伤害保证措施-16-
9.3防吊车侵覆保证措施-17-
9.4其他保证措施-18-
十、应急预案-18-
10.1应急预案领导机构-18-
10.2资源配置-20-
10.3应急响应-20-
10.4应急预案-22-
10.5事故报告-24-
10.6善后处理-25-
10.7事故调查与处理-25-
一、编制说明及依据
为安全高效地建设好4号线12标项目，我项目部按照总体施工方案的要求，响应《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，同时根据中国中铁股份有限公司的相关管理标准及要求，编制了《昆明市轨道交通4号线12标联大街站地下连续墙钢筋笼吊装安全专项方案》，以实现吊装作业操作标准化，施工过程安全可控。
（1）《联大街站主体围护结构》施工图设计；
（2）《昆明市轨道交通4号线12标实施性施工组织设计》；
（3）《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-2003）；
（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
（5）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）；
（6）《地下连续墙结构设计规程》（DBJ/T15-13-95）；
（7）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80—91）；
（8）《起重吊装常用数据手册》；
（9）大型起重机械设备安全管理规定；
（10）起重吊装技术与常用数据速查；
（11）机具设备选用计算和安全作业操作技术规范手册；
（12）其它有关国冢、云南省、昆明市现行技术标准、施工规范和规定等；
二、工程概况
昆明市轨道交通4号线12标联大街站位于彩云南路和联大街交叉口，站位大致呈东西方向，横跨彩云南路沿联大街方向布设，如图2-1。
联大街站为中间换乘车站，与轨道1号线换乘，为地下三层岛式站，总长115.8m。
车站有效站台中心里程顶板现状覆土约3.2m，标准段基坑深24m，宽度为20.9m。
车站采用明挖顺做法施工，围护结构形式为1m厚地下连续墙+内支撑模式，支撑为二道混凝土支撑加三道钢支撑加一道倒撑。
三、吊装设备选型及方法
3.1总重量的确定
钢筋笼吊装按照本工程最重的钢筋笼配置吊车和索具，根据设计图纸，本工程由于地质差异较大，钢筋笼长度为44.5m~50m不等，重量约为46~60吨不等。
加上吊钩及钢丝绳锁具等重量约为2t，所以吊装总重量约48~62t。
根据现场条件钢筋笼采用分段吊装，分段接头位置设在基坑底3m以下，基坑开挖深度24m，故钢筋笼吊装长度最大按30m考虑，最大重量按42t计，吊车型号及吊具的选用以此为据。
3.2起吊垂直高度计算
当钢筋笼完全由主吊吊起时，起重垂直高度由以下几项相加：
起吊后钢筋笼垂直离地距离按0.5m考虑；
最长钢筋笼长度30m；
扁担梁下钢丝绳到钢筋笼顶3m；
扁担梁高度0.8m；
扁担梁上钢丝绳垂直高度2m；
吊钩底到扒杆顶距离5m考虑；
H=L2=0.5+30+3+0.8+2+5=41.3m
3.3起重机选型确定
（1）设备配置
地下连续墙钢筋笼拟采用250t主吊配180t副吊吊装。
经查CKE2500-250t液压履带起重机性能参数相关资料如下：
工作半径
（m）
主臂长度（m）
15.2
18.3
21.3
24.4
27.4
30.5
33.5
36.6
39.6
42.7
45.7
48.5
51.8
4.0
250.0
208.5
5.0
199.7
199.7
188.4
176.4
6.0
166.7
167.7
167.7
167.7
159.9
148.1
7.0
144.2
144.2
144.2
144.2
143.2
139.4
130.3
8.0
127.2
127.2
127.2
126.2
126.2
126.2
124.4
124.3
122.9
109.2
9.0
112.2
112.2
113.2
112.2
112.2
111.2
111.0
110.8
109.0
105.9
103.0
95.1
88.0
10.0
101.3
101.3
101.2
101.2
101.2
100.2
100.0
99.8
97.3
94.7
92.3
90.0
87.6
12.0
83.7
83.7
83.7
83.7
83.7
83.7
83.4
81.7
79.7
77.8
76.0
74.4
72.5
14.0
69.7
69.7
69.7
69.7
69.7
69.7
69.7
68.8
67.3
65.8
64.3
63.0
61.6
16.0
65.7
60.7
59.7
59.2
59.2
59.2
59.0
59.0
58.0
56.7
55.5
54.5
53.2
18.0
54.1
50.7
50.7
50.7
50.7
50.3
50.3
50.0
49.7
48.6
47.8
46.7
20.0
45.0
44.7
44.3
44.0
43.6
43.6
43.0
43.0
42.8
42.4
41.4
22.0
44.7
39.5
39.1
38.8
38.4
38.4
38.1
37.8
37.5
37.3
37.0
24.0
37.9
34.9
34.6
34.1
34.1
34.1
33.5
33.2
33.1
32.7
26.0
32.5
31.1
30.7
30.7
33.8
30.0
29.7
29.6
29.2
28.0
28.2
27.8
27.7
27.4
27.1
26.8
26.2
26.3
30.0
25.3
25.3
24.9
24.6
24.3
24.1
23.8
32.0
24.6
23.1
22.8
22.4
22.1
22.0
21.6
34.0
22.0
20.9
20.6
20.3
20.1
19.7
36.0
19.4
19.0
18.7
18.5
18.1
38.0
17.6
17.2
17.1
16.7
40.0
17.2
16.0
15.8
15.4
42.0
15.3
14.7
14.3
44.0
13.7
13.2
46.0
12.3
48.0
12.1
工作半径
主臂长度（m）
54.9
57.9
61.0
64.0
67.1
70.1
73.2
76.2
79.2
82.3
85.3
88.4
91.4
10.0
82.7
77.1
72.0
67.6
12.0
71.0
69.3
68.0
66.4
63.5
59.8
56.4
53.5
14.0
60.4
59.0
57.9
56.6
55.4
54.3
53.2
52.2
50.4
47.7
45.2
38.9
16.0
52.2
51.0
50.2
49.1
48.1
47.2
46.3
45.4
44.5
43.5
42.6
38.2
34.9
18.0
45.8
44.8
44.1
43.1
42.2
41.4
40.7
39.9
39.1
38.2
37.5
34.8
31.9
20.0
40.6
39.7
39.1
38.3
37.4
36.8
36.1
35.4
34.7
33.9
33.2
31.8
29.1
22.0
36.4
35.5
35.0
34.2
33.5
32.9
32.2
31.7
31.0
30.2
29.6
28.9
26.6
24.0
32.5
32.0
31.6
30.8
30.1
29.6
29.0
28.5
27.8
27.1
26.6
25.9
24.5
26.0
29.0
28.7
28.6
27.9
27.3
26.7
26.2
25.8
25.1
24.5
24.0
23.3
22.5
28.0
26.1
25.7
25.7
25.3
24.8
24.3
24.3
23.4
22.8
22.2
21.7
21.1
20.5
30.0
23.6
23.2
23.1
22.8
22.5
22.2
21.7
21.3
20.8
20.2
19.7
19.1
18.6
32.0
21.4
21.0
21.0
20.6
20.3
20.1
19.9
19.5
18.9
18.4
17.9
17.4
16.9
经查中联QUY180t液压履带起重机性能参数相关资料如下：
（2）选用250吨履带吊，主臂61m时，工作半径12m，最大起重量为68吨。
吊车带载行走安全系数0.7，68T×0.7=47.6T>42T，所以主吊臂长取61m，在安全起吊范围。
（3）选用180t履带吊作为副吊，吊车臂杆按47m，回转半径12m时，起重为67.6t，考虑安全起重系数0.8，起重量为54t。
副吊按承担钢筋笼最大负荷的70%考虑，即42t×70%=29.4t〈54t。
故本工程地下连续墙钢筋笼主吊采用250t履带吊，臂长取61m，回转半径12m；副吊采用180t履带吊，臂长取47m，回转半径12m。
（4）其他机具配置
拟配备其他机具如下：
起吊用钢丝绳为φ56直径的钢丝绳1根，φ43直径的钢丝绳1根，φ39直径的钢丝绳4根，φ32.5直径的钢丝绳2根。
起吊用卸扣：
250吨主机选用30吨节的卸扣6只、180吨副机选用20吨节的卸扣6只。
起吊用单门滑轮：
250吨主机选用35吨节的单门滑轮2只、20吨节的单门滑轮2只、180吨副机选用20吨节的滑轮2只。
起吊用铁扁担由50mm厚的铁板整体取材制作而成，另在重要部位另加40mm厚的铁板、角钢进行加固制作而成（铁扁担见图，）。
3.4主副吊点的确定
本工程设置两道共8个吊点吊装钢筋笼，主、副吊各4个吊点，吊点处水平筋采用Φ32圆钢，中间搁置箍采用18的槽钢。
主吊2点设于钢筋笼距离笼顶0.95m，顺向朝下间距8m布置；副吊吊点设2点，分布位置为：
笼底以上2.5m处，顺向朝上8m布置。
主吊钢筋笼吊装滑轮组安装布置如下图所示：
图3-1钢筋笼吊装示意图
3.5钢筋笼吊装加固
本工程钢筋笼均分段制作，分段吊装。
考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度，需对钢筋笼进行加固。
（1）骨架筋加固：
钢筋笼内的纵向桁架数量设置4榀，其余不规则槽段按1.2～1.5m间距视具体形式布置，横向桁架按不大于1榀/3m布置。
（2）剪刀撑加固
剪刀撑设置采用Φ28钢筋，布置在迎土面、开挖面两侧，通长布置。
3.6钢筋焊接和槽口焊接
钢筋要有质保书，并经复检合格后才能使用。
主筋采用焊接或机械连接。
搭接错位及接头检验应满足钢筋混凝土规范要求。
钢筋保证平直，表面洁净无油渍，钢筋笼成型用铁丝绑扎，然后点焊牢固，内部交点50%点焊，钢筋笼四周的纵向钢筋与水平分布筋必须满足100%点焊。
施工时严格按照《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003进行操作。
四、吊装方案
250t吊机置于第一根水平筋位置，吊机中心与钢筋笼中心相距12m。
180t吊机置于笼底以上3m处。
吊机中心与钢筋笼中心相距12m。
该期间吊机的工况为：
250t吊机与180t吊机进行抬吊，先缓缓将钢筋笼抬离钢筋笼平台，然后250t主吊和180t副吊继续提升，提升过程中根据现场吊车指挥人员信号，保证副吊钢筋笼一端不会碰地，当钢筋笼提成到一定高度后，180t副吊停止提升动作，同时对250t吊机进行喂送，直至钢筋笼完全直立。
直立后，卸掉副吊吊钩，用主吊缓缓将钢筋笼吊至吊放槽段，慢慢将钢筋笼放入槽段，当钢筋笼下放至副吊每层吊点时，用扁担放在临时搁置钢筋笼使其立于导墙上，逐层卸掉吊点卸扣，钢筋笼继续由主吊下放，最终将钢丝绳与吊筋用卸扣连接，缓缓起吊抽出槽钢，钢筋笼完全由吊筋4个吊点共同承担受力，再由主吊缓慢将钢筋笼送放到位。
钢筋笼分段吊装时，先起吊下半段，上下两段采用焊接方式在槽段内进行连接，接头错开布置。
连接好后由250t履带吊独自完成钢筋笼的就位。
（1）“一”字型钢筋笼吊装
图4-1一字型钢筋笼吊装示意图
图4-2吊筋焊接大样图
（2）“L”型钢筋笼吊装
图4-3L型钢筋笼吊装剖面图
图4-4250T吊车钢筋笼沉放示意图（）
注意：
对于拐角幅钢筋笼除设置纵、横向起吊桁架和吊点之外，另要增设斜拉钢筋进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时以生变形。
斜撑筋的间隔距离为200mm一档。
五、吊装验算
起吊过程中，分别对钢筋笼平直状态和垂直状态进行受力检算，其余状态的受力在这两种状态之间。
计算时，取最重钢筋笼进行受力检算。
经计算，6m宽钢筋笼为42t。
计算包括以下几方面的内容：
路基承载力计算、钢丝绳强度验算；主吊扁担梁强度验算；吊筋强度验算；吊点处焊接受力验算；卸扣强度验算；滑车验算。
5.1路基承载力计算
施工便道为新修建的联大街混凝土路面，路面承载力按30MPa考虑（做实验确定）。
当钢筋笼完全竖立完全由主吊受力时，为最不理想工况，此时路基受力最大。
N1（起重机自重）=253T、N2（钢筋笼自重）=42T；
履带面积21.55m2
P=（N1+N2）/S=295T/21.55=13.69MPa<30MPa
所以路面满足钢筋吊装承载力要求。
5.2钢丝绳强度验算
本工程使用的钢丝绳均为6×37+1，钢丝绳强度极限以1700Mpa计，安全系数取K=6，换算系数为0.82（见《GB1102-91》）。
则钢丝绳各规格额定拉力见下表。
表5-1钢丝绳机械性能
序号
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）
额定重量
（t）
1
24.0
358.0
4.89
2
26.0
426.5
5.83
3
28.0
500.5
6.84
4
30.0
580.5
7.93
5
32.5
666.5
9.10
6
34.5
758.0
10.36
7
36.5
856.0
11.70
8
39.0
959.5
13.11
9
43.0
1185.0
16.20
10
47.5
1430.0
19.54
11
52.0
1705.0
23.30
12
56.0
2000.0
27.33
13
60.5
2320.0
31.71
14
65.0
2665.0
36.42
（1）主吊扁担上部钢丝绳验算
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
主吊为250T、辅吊为180T检算。
吊重：
Q=42t
钢丝绳直径：
56mm，[T]=27.33t
钢丝绳：
T=Q/2sinb＝42/（2sin60°）=25.4t＜[T]满足要求。
（2）主吊扁担下部钢丝绳验算
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
主吊为250T、辅吊为180T时；
吊重：
Q=42t
钢丝绳直径：
39mm，[T]=13.11t；
钢丝绳受到的拉力：
=42/4=10.5t＜[T]满足要求。
（3）副吊扁担上部钢丝绳验算
主吊为250T、辅吊为180T时；
副吊按承担钢筋笼最大负荷的70%考虑，则最大作用力R2max=42*0.7=29.4t。
钢丝绳直径：
47.5mm，Fg=1430kN，[T]=19.54t
钢丝绳受到的拉力：
=29.4/（2*sin60）=16.97t＜[T]满足要求。
（4）副吊扁担下部钢丝绳验算
主吊为250T、辅吊为180T时；
副吊按承担钢筋笼最大负荷的70%考虑，则最大作用力T2max=42*0.7=29.4t。
钢丝绳直径：
32.5mm，[T]=9.1t；
钢丝绳受到的拉力：
T=T2max/4=29.4/4=7.35t＜[T]满足要求。
5.3主副吊扁担梁验算
主吊与副吊起吊用铁扁担均采用50mm厚Q235钢板整体取材自制而成，具体形状详见下图：
图5-1钢筋笼起吊扁担示意图
板厚δ=50mm，吊点孔半径r=50mm，R=140mm，孔顶至板顶距离a=100mm。
钢笼重42T，则吊耳板荷载P=42/4*1000*9.8N/kg=102900N
（1）吊点孔壁局部受压承载力
σcj=（αγgP）/（2rδ）=（1.1*1.35*102900）/（2*50*50）=30.06MPa≤fcj=205MPa
（2）吊点孔壁受拉承载力
σtj=σcj（R2+r2）/（R2-r2）=30.06*（1402+402）/（1402-402）=35.4MPa≤ftj=205MPa
（3）孔壁处剪应力
τ=P/F=102900/（50*100）=20.58Mpa≤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，三项的安全系数皆大于4，满足要求。
5.4吊筋强度验算
当钢筋笼完全竖直起来时，吊点受力为最不利工况。
南、北段地下连续墙钢筋笼主、副吊各吊点及笼头吊点均采用
32圆钢。
同理主吊吊点每根钢筋允许抗拉力：
N=πr2×270=217KN，而217KN×4=868KN＞440KN，所以主吊点吊筋满足强度要求。
（270Mpa为HPB300圆钢抗拉强度设计值）
5.5吊点处焊接受力验算
根据《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）中规定：
在焊接接头中，荷载施加于接头的力不是由与钢筋等截面的焊缝金属抗拉力所承受，而是由焊接金属抗剪力承受。
焊缝金属抗剪力等于焊缝剪切面积乘以抗剪强度。
熔敷金属的抗剪强度为钢筋抗拉强度的0.85倍，焊缝金属的抗剪强度为熔敷金属抗拉强度的0.6倍。
考虑主吊承受整个钢筋笼的重量，所以计算主吊各吊点焊接金属受力情况，若主吊焊接金属强度能够满足要求，则副吊亦能满足要求。
主吊各吊点采用HPB300
32圆钢，焊接采用单面搭接焊。
钢筋抗拉力：
π×162×420=337.6kN（420为HPB300钢筋破断强度）
焊缝剪切面积：
长按10d计，320mm；厚0.3d，9.6mm；两条焊缝面积：
2×320×9.6=6144mm2
焊缝金属的抗剪强度为熔敷金属抗拉强度的0.6倍，0.6×420×0.85=214.2N/mm2
焊接金属抗剪力：
6144×214.2=1316kN
焊接金属抗剪力与钢筋抗拉力之比为：
1316/337.6=3.9
由于Φ32圆钢受力满足要求，焊接金属抗剪力也能完全满足要求，所以是安全的。
5.6卸扣强度计算
（1）钢笼处于垂直状态时，主吊受力最大，此时采用四点悬吊钢笼，用30t的卸扣，4个卸扣同时受力，总起重量为30t×4=120t＞42t，满足要求。
（2）副吊卸扣验算：
副吊采用20t卸扣，副吊在承受最大起重量时，有4个卸扣同时受力，总起重量为20t×4=80t＞副吊的最大受力29.4t，满足要求。
5.7滑车计算
主吊主滑轮采用两个规格为35t的滑轮，其余为20t的滑轮。
当钢筋笼垂直拎起之后，第一道的2个35t滑轮承受整个钢筋笼的重量42t，2×35t＝70t＞42t，主滑轮满足要求。
主吊两个20t滑轮承受最大力时为垂直起吊后，承受钢筋笼重量42÷2=21t，2×20t=40t＞21t，主吊两个20t滑轮满足要求。
副吊两个20t滑轮承受最大力为钢筋笼重量的70%，为42t×70%=29.4t，2×20t=40t＞29.4t，副吊两个20t滑轮满足要求。
六、资源配备
6.1劳动力计划
本分项工程劳动力计划详见下表6-1劳动力计划表。
表6-1劳动力计划表
序号
工种
主要工作内容
人数
1
司机
成槽机司机、起重司机、挖机、土方车等
16
2
起重工
起重吊放作业、钢筋笼就位等
2
3
泥浆工
泥浆系统安装、泥浆生产循环全部内容
6
4
混凝土工
接拆混凝土导管、浇筑混凝土的全部工作、清理现场
18
5
钢筋工
钢筋加工、成型等
20
6
电焊工
焊接加工钢筋笼、工字钢等
20
7
机电工
现场电器设备安装、维修等
2
8
杂工
场地保洁、清理等工作
18
11
导墙制作
导墙模板、钢筋
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