083XX二局地连墙钢筋笼吊装专项方案SZZX01235P.docx
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083XX二局地连墙钢筋笼吊装专项方案SZZX01235P
苏州中心广场项目基坑围护工程
（二标段）
地连墙钢筋笼吊装专项方案
编制单位：
中国建筑第二工程局有限公司
编制人：
审核人：
审批人：
编制时间：
2012年10月7日
A3.1
施工组织设计/方案申报表
工程名称：
苏州中心广场项目基坑围护工程（二标段）编号：
A3.13–WH-012
致：
上海市建设工程监理有限公司 （监理单位）
兹报验：
□1单位工程施工组织设计
□2 分部（子分部）/分项工程施工方案
□3地连墙钢筋笼吊装专项方案特殊工程专项施工方案
□4施工用大型机械设备
□5
本次申报内容系第1次申报，申报内容项目经理部/公司技术负责人已批准。
附件：
施工组织设计/方案。
承包单位项目经理部（章）：
项目经理：
时间：
项目监理机构签
收人姓名及时间
承包单位签收
人姓名及时间
专业监理工程师审查意见:
专业监理工程师：
时间：
总监理工程师审核意见：
项目监理机构（章）：
总监理工程师：
时间：
注：
施工项目经理部应提前7日提出本申报表。
江苏省建设厅监制
施工组织设计、施工方案审批表TJ1.4
工程名称
苏州中心广场项目基坑围护工程（二标段）
日期
2012年10月5日
现报上下表中的技术管理文件，请予以审批。
类别
编制人
册数
页数
施工组织设计
施工方案
内容附后
申报简述：
本工程根据设计要求钢筋笼采用整体制作、整体吊装、空中整体回直、一次入槽的施工方法，特编制此钢筋笼吊装施工方案，计算满足要求、吊装方案满足安全施工要求。
申报部门（分包单位）：
中国建筑第二工程局有限公司申报人：
日期：
年月日
审核意见：
□有□无附页
总承包单位名称：
中国建筑第二工程局有限公司审核人：
审核日期：
年月日
审批意见：
审批结论：
□同意□修改后报□重新编制
审批部门（单位）：
中国建筑第二工程局有限公司审批人：
日期：
年月日
注：
附施工组织设计、施工方案。
1工程概况
苏州中心广场项目位于苏州园区星港街与苏绣路交叉口，基坑由南区和北区组成，运行中的轨道1#线从中间穿过，基坑边线最近距离轨道交通1号线约9.5m。
我局承担的围护工程二标段项目基坑面积约6.6万m2，地下3-4层，开挖深度约15m至22m（局部深坑达24米）。
总开挖土方量约70万m3，为超大型超深基坑工程。
基坑工程安全等级为一级。
图1苏州中心项目平面图
苏州中心基坑围护结构采用地下连续墙，墙厚分为1000mm和800mm两类，共计350幅：
其中800mm厚墙体共199幅，1000mm厚墙体共151幅。
本工程钢筋笼长度最长及重量最重为49.4m（地铁侧）和36.9m（非地铁侧）；本工程钢筋笼分别有“—”、“L”，“T”，特别是L型钢筋笼除了横向桁架筋，剪刀撑外还必须设置相当数量的斜支撑。
2吊装施工方案
本工程根据设计要求钢筋笼采用整体制作、整体吊装、空中整体回直、一次入槽的施工方法，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。
结合本工程的实际特点：
钢筋笼主要验算以下两种即可：
（1）靠近地铁侧最长为49.4m，最重为59.5吨（试成槽钢筋笼重量相对较轻），对此我方考虑到合理机械的充分利用，以吊重59.5t和笼长49.4m作为吊装机械的选择依据；根据以上钢筋笼重量及长度本吊装机械选择为：
吊装钢筋笼采用主吊为280T，副吊为150T，起吊高度约为49.4米长钢筋笼进行计算。
（2）非地铁侧钢筋笼最长为36.9m，最重为52吨（试成槽钢筋笼重量相对较轻），对此我方考虑到合理机械的充分利用，以吊重52t和笼长36.9m作为吊装机械的选择依据；根据以上钢筋笼重量及长度本吊装机械选择为：
吊装钢筋笼采用主吊为200T，副吊为100T，起吊高度约为36.9米长钢筋笼进行计算。
其计算依据如下：
&《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）
根据上述特点和以往地铁工程施工经验，我单位采取双机抬吊四点吊装、整体回直入槽的吊装方案。
主机选用型280T履带吊车，副机选用150T履带吊车。
2.1钢筋笼吊装方法
钢筋笼吊放采用双机抬吊，空中回直。
以280t（非地铁侧200t）作为主吊，一台150t（非地铁侧100t）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。
地铁侧钢丝绳长度：
主吊机用24m（起吊绳）+14.5m（连接绳）长的钢丝绳，副吊机用18m（起吊绳）+12（起吊绳）长的钢丝绳；非地铁侧钢丝绳长度：
主吊机用18m（起吊绳）+12m（连接绳），副吊机用15.9m（起吊绳）+10.6m（起吊绳）。
钢筋笼吊放具体分六步走：
第一步：
指挥主吊和副吊两吊机转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣。
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，后主吊起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副机配合起钩。
第四步：
钢筋笼吊起后，主吊机向左（或向右）侧旋转，副吊机顺转至合适位置，让钢筋笼垂直于地面。
第五步：
指挥起重工卸除钢筋笼上副吊机起吊点的卸甲，然后远离起吊作业范围。
第六步：
指挥主吊机吊笼入槽、定位，吊机走行应平稳，钢筋笼上应拉牵引绳。
下放时不得强行入槽。
2.2施工要点
钢筋笼制作前应核对单元槽段实际宽度与成型钢筋笼尺寸，无差异才能上平台制作。
对于闭合幅槽段，应提前复测槽段宽度，根据实际宽度调整钢筋笼宽度。
钢筋笼必须严格按设计图进行焊接，保证其焊接焊缝长度、焊缝质量。
钢筋焊接质量应符合设计要求，吊攀、吊点加强处须满焊，主筋与水平筋采用点焊连接，钢筋笼四周及吊点位置上下1米范围内必须100%的点焊，其余位置可采用50%的点焊，并严格控制焊接质量。
钢筋笼制作后须经过三级检验,符合质量标准要求后方能起吊入槽。
根据规范要求，导墙墙顶面平整度为5mm，在钢筋笼吊放前要再次复核导墙上4个支点的标高，精确计算吊筋长度，确保误差在允许范围内。
在钢筋笼下放到位后，由于吊点位置与测点不完全一致，吊筋会拉长等，会影响钢筋笼的标高，为确保支撑加密区域的标高，应立即用水准仪测量钢筋笼的笼顶标高，根据实际情况进行调整，将笼顶标高调整至设计标高。
钢筋笼吊放入槽时，不允许强行冲击入槽，同时注意钢筋笼基坑面与迎土面，严禁放反。
搁置点槽钢必须根据实测导墙标高焊接。
钢筋笼上设置纵、横向起吊桁架和吊点，使钢筋笼起吊时有足够的刚度防止钢筋笼产生不可复原的变形。
为了防止钢筋笼在起吊、拼装过程中产生不可复原的变形，各种形状钢筋笼均设置纵、横向桁架，包括每幅钢筋笼设置两榀起吊主桁架和加强桁架。
起吊桁架前端由三级28“X”型钢筋交错密布构成。
横向桁架每5m布置一道，吊点处加强。
对于异形钢筋笼的起吊，应合理布置吊点的设置，避免扰度的产生，并在过程中加强焊接质量的检查，避免遗漏焊点。
当钢筋笼刚吊离平台后，应停止起吊，注意观察是否有异常现象发生，若有则可立即予以电焊加固。
2.3吊装滑轮布置
本项目钢筋笼吊装滑轮组安装布置如下图所示：
图2钢筋笼吊装滑轮组布置示意图
3地铁侧钢筋笼吊装验算
3.1钢筋笼纵向吊点验算
根据弯矩平衡原理，正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理，上部钢筋笼吊点位置计算如下：
图3钢筋笼双机平吊时弯矩图
+M=－M
其中+M=（1/2）ql12;
－M=（1/8）ql22-（1/2）ql12；
q为分布荷载，M为弯矩。
故L2=2√2L1,又2L1+3L2=49.4米;得L1=4.1米，L2=11.6米。
因此选取B、C、D、E四点，钢筋笼起吊时弯矩最小，但实际过程中B、C、D中心为主吊位置，AB距离影响吊装钢筋笼。
根据实际吊装经验以及本工程钢筋笼钢筋分布以及预埋件等特点，对各吊点位置进行调整：
笼顶下：
0.75m＋15.5m＋11.65m＋8.5m+8.5m＋4.5m
（1）钢筋笼横向吊点设置：
按钢筋笼宽度L，吊点按0.207L、0.586L、0.207L位置为宜。
（2）钢筋笼纵向吊点设置：
钢筋笼纵向吊点设置五点。
（单幅钢筋笼重:
59.5T，另加铁扁担2.5T，总重约为62T，笼长49.4m）
1）重心计算：
M总=1258486.065Kg.m（计算过程略）、G总=59.5T，重心距笼顶i=M总/G总=21.15m
2）吊点位置为：
笼顶下0.75m＋15.5m＋11.65m＋8.5m+8.5m＋4.5m
吊点布置图见下图：
图4钢筋笼（49.4m）吊点布置
根据起吊时钢筋笼平衡得：
2TI＇+2T2＇=59.5t①
T1＇×0.75+T1＇×16.25+T2′×27.9+T2＇×44.9=62×21.25②
由以上①、②式得：
T1＇＝16.1tT2＇=13.65t
则T1＝16.1/sin500＝21.01tT2=13.65/sin450＝19.30t
平抬钢筋笼时主吊起吊重量为2T1＇=32.2t
平抬钢筋笼时副吊起吊重量为2T2＇=27.3t
主吊机在钢筋笼回直过程中随着角度的增大受力也越大，故考虑主机的最大受力为Q=59.5t。
计算钢筋笼重量最大在自重荷载作用下的最大挠度值。
如此段挠度值在允许范围内，则各段钢筋笼在自重作用下的挠度值均在允许范围内。
钢筋笼挠度计算示意图如下图所示：
图5挠度计算示意图
根据设计图纸钢筋笼全长配筋并不一致，但为了计算上的方便，将钢筋的重量假定为均匀分布，而将钢筋笼刚度考虑因配筋不同而引起的差异。
根据设计图纸，令钢筋笼顶到其下5.45m处为A断面，其断面钢筋布置图如下图所示，其抗弯刚度为0.41×10－3m4。
图6A断面钢筋分布图
令5.45m处到10.50m处为B断面，其断面钢筋布置图如下图所示，其抗弯刚度为0.72×10－3m4。
图7B断面钢筋分布图
令10.45m处到49.40m处为C断面，其断面钢筋布置图如下图所示，其抗弯刚度为0.84×10－2m4。
图8C断面钢筋分布图
取钢筋的弹性模量为2.1×1011Pa。
采用ABAQUS建模，求得在自重荷载作用下的挠度图如下图所示。
图9自重荷载作用下挠度图
在自重荷载作用下其最大挠度为2.49cm。
变形在控制范围。
3.1.1钢筋笼横向吊点验算
根据弯矩平衡原理，正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理，钢筋笼横向受力弯矩图如下：
图10钢筋笼竖向吊起时弯矩图
+M=－M
其中+M=（1/2）q112
－M=（1/8）ql22-（1/2）ql12,
q为分布荷载，M为弯矩
故
又2L1+L2=5m;得L1=1.0米，L2=3.0米，根据本工程钢筋笼主筋分布，吊点位置调整至0.9m+3.2m+0.9m。
3.1.2转角幅钢筋笼吊点设计和验算
转角幅钢筋笼纵向吊点和一字幅相同在这里就不在累述。
转角幅钢筋笼横向吊点设计
先将钢筋笼在横向分成4个部分，分别求解各部分重心位置既A、B、C、D四点，并以B点为原点建立直角坐标系，求解整个钢筋笼的重心坐标。
图11转角幅重心及吊点计算图
求解钢筋笼重心E坐标
X=（GA×1259+GC×158+GD×158）÷（GA+GB+GC+GD）=417
Y=（GA×159+GC×1359+GD×2018）÷（GA+GB+GC+GD）=716
求解钢筋笼横向吊点坐标F（159，y1）H（x1，158）
68×417=34×x1+34×159则x1=675
68×716=34×y1+34×158则y1=1274
所以F吊点设置为距钢筋笼端头距离为：
2150-675-382=1143mm
所以H吊点设置为距钢筋笼端头距离为：
2400-1274-382=744mm
图12转角幅吊点设置图
3.2机械选用
3.2.1280T履带式起重机
280履带式起重机，拔杆接67m，主要性能见表：
表1280t履带吊主要性能表
起重半径R（m）
有效起重量Q（t）
角度（度）
10
76.4
78
11
71.2
78
12
67.3
78
13
64.0
78
注：
①、吊机配备7cm厚铁扁担，铁扁担及料索具总重约2.5t。
3.2.2150T履带式起重机
150t履带式起重机，拔杆接45m，主要性能见表：
表2150t履带吊主要性能表
起重半径R（m）
有效起重量Q（t）
角度（度）
10
56.2
78
12
50.7
78
14
40.9
78
16
34.0
78
注：
①、吊机配备小铁扁担，铁扁担及料索具总重约1.5t。
3.2.3安全系数的验算
1、双机抬吊系数（K）计算
1）、主吊
N主机＝32.2tN索＝2.5tQ吊重＝76.4t
K主＝（32.2+2.5）/76.4=0.454
注：
主机作业半径控制在10m以内。
2）、副吊
N副机=27.3tN索=1.5tQ吊重=56.2t
K副=（27.3+1.5）/56.2=0.51
注：
副机作业半径控制在10m以内。
2、主吊独立作业
N主机＝59.5tN索＝2.5tQ吊重＝76.4t
K主＝（59.5+2.5）/76.4=0.79
注：
主机作业半径控制在10m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。
折线型钢筋笼吊装：
为了使本钢筋笼回直后基本垂直，必须根据重心位置合理选择吊点位置。
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。
3.3吊环验算
钢筋笼上的吊环根据节点大样图，地下连续墙钢筋笼加强筋布置图中的吊筋设置如下：
地连墙设置φ36。
该吊环数量可根据钢筋笼重量按比例调整以满足本工程施工需要。
3.4钢丝绳强度验算
钢丝绳采用6×37+1,公称强度为1550MPa，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3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1400MPa时
破断拉力总和（kN）
K
容许拉力
t
1
24
295
6
7.02
2
26
351
6
8.36
3
28
412
6
9.81
4
30
478
6
11.38
5
32.5
548.5
6
13.06
6
34.5
624.5
6
14.87
7
36.5
705
6
16.79
8
39
790
6
18.81
9
43
975.5
6
23.23
10
47.5
1180
6
28.10
11
52
1405
6
33.45
12
56
1645
6
39.17
13
60.5
1910
6
45.48
14
65
2195
6
52.26
15
66.5
2315
6
53.99
16
72
2715
6
63.32
3.4.1、主吊机扁担上部（吊钩与铁扁担之间）钢丝绳验算
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
吊重：
Q1=Q+G吊=59.5t+2.5t=62T
钢丝绳直径：
52mm，[T]=33.45t
钢丝绳走双根：
T=Q1/4sin600=24.65t＜[T]满足要求
3.4.2、主吊扁担下部（铁扁担与钢筋之间）钢丝绳验算
钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。
吊重：
Q=62t
钢丝绳直径：
39mm，[T]=18.81t；
钢丝绳：
T=Q/6=62/6=10.33t＜[T]满足要求。
3.4.3、副吊扁担上部（吊钩与铁扁担之间）钢丝绳验算
通过钢筋笼在起吊过程中的受力分析，知副吊最大作用力Q1=２T2 +G吊＝28.7。
钢丝绳直径：
43mm，[T]=23.23t
钢丝绳走双根：
T=Q1/4sin600=10.74t＜[T]满足要求
3.4.4、副吊扁担下部（铁扁担与钢筋之间）钢丝绳验算
通过钢筋笼在起吊过程中的受力分析，知钢丝绳最大内力为2T2=27.2t。
钢丝绳直径：
39mm，[T]=18.81t。
钢丝绳：
T=T2/2=13.6t＜[T]满足要求。
3.5钢筋笼碰主臂验算
主吊把竿长度验算
钢筋笼长度49.4m
扁担下钢丝绳高度4.5m
扁担上钢丝绳高度3.5m
吊机吊钩卷上允许高度4.5m
其它扁担高度等约1.0m
吊装余裕高度1.0m
扁担碰吊臂验算：
L=4.5+3.5=8m＞1.8×tg75.8°=7.11m满足要求
钢筋笼回卷碰吊臂验算：
L=4.5+3.5+4.5+1.0=13.5m＞3×tg75.8°=11.86m
提升高度=4.5+3.5+4.5+1+49.4+1.0=63.9m
机高2.5m
吊臂长度L≥（63.9-2.5）/sin75.80=63.34m
主吊选用280T履带吊：
主臂长度67m,角度75.8度，额定起重量76.4T，满足要求。
3.6吊攀验算
钢筋笼上共设置12个吊攀，其中，主吊下设6个吊攀，副吊下设6个吊攀，分析钢筋笼起吊状态，当钢筋笼在垂直方向时，吊攀数量最少（只有主吊6个吊攀受力），受力最大。
吊攀使用φ36钢筋，每根钢筋的允许抗拉力：
N=πr2×210=213.6kN
如果6根吊攀同时受力，则213.6×6=1281.6kN＞812.4kN
吊攀强度满足要求。
3.7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平放吊起时。
、主吊卸扣选择
P1=62/4sin600=22.65t
主吊高强卸扣35t：
2只。
主吊扁担下钢丝绳内力：
P2=13.82t
主吊笼子卸扣35t：
4只。
、副吊卸扣选择
P1=28.7/4sin600=8.65t
副吊高强卸扣25T：
2只。
副吊扁担下钢丝绳内力：
P2=9.54t
副吊笼子卸扣20T：
6只
3.8主、副吊扁担验算
主副铁扁担均采用70mm钢板加工，扁担长4m，扁担上部吊点孔位间距2.5m。
3.8.1钢扁担尺寸以及材料参数
图13钢扁担尺寸示意图
钢扁担采用45号钢板加工制作而成。
GB/T699-1999标准规定45号钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，抗剪强度为410MPa。
挤压强度为拉伸强度的2～2.5倍；
钢扁担的尺寸见上图（图中标注单位均为mm）所示，钢扁担厚度为70mm，孔径均为90mm。
3.8.2建立钢扁担分析模型
钢扁担分析模型如下图所示。
图14钢扁担分析模型
3.8.3钢扁担抗力计算
（1）扁担横向最小横截面如下图所示
图15最小截面示意图
则竖向承受最大拉伸荷载为
换算质量为：
小结：
由竖向拉伸抗力计算可知，此种型号扁担竖向可承受14900t。
（2）竖向最小横截面如下图所示
图16竖向最小横截面示意图
则竖向截面承受最大剪力为：
换算为质量为：
（3）钢扁担孔周承载计算
图17孔周最小截面计算示意图
计算面积为：
上部：
下部：
则单孔承受最大剪力为：
上部：
下部：
换算为质量为：
上部：
下部：
综上，从最大拉伸考虑，钢扁担可承受最大起吊质量为14900t；从扁担最小截面承受最大剪力来考虑，钢扁担可起吊重量为1463.7t；而从单孔周边最大承载来考虑，钢扁担可起吊最大重量为
t和
t（横向三点吊）或
t（横向两点吊）。
故比较以上可知，此种型号钢扁担可起吊最大重量为688.8t（横向三点吊）或574t（横向两点吊），取安全系数为5，则此种型号扁担起吊重量应
t或
t。
满足要求；
4非地铁侧钢筋笼吊装验算
4.1吊点设置
4.1.1钢筋笼纵向吊点验算
根据弯矩平衡原理，正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理，上部钢筋笼吊点位置计算如下：
图18钢筋笼双机平吊时弯矩图
+M=－M
其中+M=（1/2）ql12;
－M=（1/8）ql22-（1/2）ql12；
q为分布荷载，M为弯矩。
故L2=2√2L1,又2L1+3L2=36.9米;得L1=3.8米，L2=10.9米。
因此选取B、C、D、E四点，钢筋笼起吊时弯矩最小，但实际过程中B、C、D中心为主吊位置，AB距离影响吊装钢筋笼。
根据实际吊装经验以及本工程钢筋笼钢筋分布以及预埋件等特点，对各吊点位置进行调整：
笼顶下：
0.75m＋12.5m＋6.65m＋7.5m+7.5m＋2.0m
（1）钢筋笼横向吊点设置：
按钢筋笼宽度L，吊点按0.207L、0.586L、0.207L位置为宜。
（2）钢筋笼纵向吊点设置：
钢筋笼纵向吊点设置五点。
（单幅钢筋笼重:
52T，另加铁扁担2.5T，总重约为54.5T，笼长36.9m）
1）重心计算：
M总=969.8.065Kg.m（计算过程略）、G总=52T，重心距笼顶i=M总/G总=18.65m
2）吊点位置为：
笼顶下0.75m＋12.5m＋6.65m＋7.5m+7.5m＋2m
吊点布置图见下图：
图19钢筋笼（36.9m）吊点布置
根据起吊时钢筋笼平衡得：
2TI＇+2T2＇=52t①
T1＇×0.75+T1＇×13.25+T2′×19.9+T2＇×34.9=54.5×18.65②
由以上①、②式得：
T1＇＝13.5tT2＇=12.5t
则T1＝13.5/sin450＝19.089tT2=12.5/sin450＝17.675t
平抬钢筋笼时主吊起吊重量为2T1＇=27t
平抬钢筋笼时副吊起吊重量为2T2＇=25t
主吊机在钢筋笼回直过程中随着角度的增大受力也越大，故考虑主机的最大受力为Q=52t。
计算钢筋笼重量最大在自重荷载作用下的最大挠度值。
如此段挠度值在允许范围内，则各段钢筋笼在自重作用下的挠度值均在允许范围内。
钢筋笼挠度计算示意图如下图所示
图20挠度计算示意图
根据设计图纸钢筋笼全长配筋并不一致，但为了计算上的方便，将钢筋的重量假定为均匀分布，而将钢筋笼刚度考虑因配筋不同而引起的差异。
根据设计图纸，令钢筋笼顶到其下5.45m处为A断面，其断面钢筋布置图如下图所示，其抗弯刚度为0.40×10－3m4。
图21A断面钢筋分布图
令5.45m处到10.50m处为B断面，其断面钢筋布置图如下图所示，其抗弯刚度为0.69×10－3m4。
图22B断面钢筋分布图
令10.45m处到36.90m处为C断面，其断面钢筋布置图如下图所示，其抗弯刚度为0.64×10－2m
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