单层钢筋混凝土排架结构仓库结构吊装施工方案.docx

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单层钢筋混凝土排架结构仓库结构吊装施工方案

第一节:

工程概况

国家物资储备综合仓库XXX处安全改造工程的新建C库房为单层钢筋砼排架结构，新建库房采用杯口基础、预制工字型钢筋砼柱、预制钢筋砼T型吊车梁、预应力钢筋砼梯形屋架、预应力大型屋面板。

1、预制钢筋砼柱

新建库房采用钢筋砼工字型截面柱。

柱长13.81m，柱顶标高+12.41m，共72根。

边柱断面为400×900mm、中柱断面400×1000mm，预制柱最大体积为4.32m3，最大重量为10.8t

2、预制钢筋砼吊车梁

新建库房吊车梁采用T型钢筋砼吊车梁DL-10Z，长5.95m，断面为500×1200mm，重为4.08t，共48根；露天跨采用钢吊车梁，断面为550×900mm，重为1.7t，牛腿标高+7.90m，轨顶标高+9.30m。

3、预应力钢筋砼梯形屋架

新建库房工程采用预应力钢筋砼梯形屋架，最大屋架跨度30m，端部高1.65m，脊高3.70m，砼体积为5.69m3，重14.24t，共26榀。

4、预应力钢筋砼屋面板

新建库房工程采用6m预应力大型屋面板，单板砼体积为0.511m3，单块板重为1.28t。

第二节：

编制依据

1、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001

2、质量管理体系标准GB/T19000-2008

3、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204－2002

4、钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003

5、混凝土强度检验评定标准GBJ107-87

6、北京中铁工建筑工程设计院设计的有效施工图

第三节:

排架结构吊装施工顺序

1、施工工艺流程

本工程采用分三次吊装的方案进行施工。

第一次进行柱子的吊装；第二次进行吊车梁的吊装；第三次在跨内进行屋盖系统的吊装。

排架结构的吊装顺序如下：

吊装前准备工作

柱子吊装

吊车梁吊装

屋盖水平、垂直支撑安装

屋面板灌缝

屋架吊装

吊装行车道路铺填

屋架翻身就位

柱间支撑安装

屋面板安装

2、施工工期：

本工程拟从2009年11月20日开始到12月15日进行吊装

第四节：

排架结构吊装起重机的选择

1、排架结构的构件条件

1.1、柱子长为13.81m，重为10.8t，安装高度为-0.50m；

1.2、吊车梁长5.95m，重为4.08t，安装高度为7.90m；

1.3、预应力屋架长为30.0m，重为14.24t，安装高度为12.41m；

1.4、大型屋面板长为6.0m，重为1.28t，安装高度为16.11m。

2、起重机的选择计算

2.1、柱、吊车梁吊装机械的选择计算

根据汽车起重机性能表,QY32型汽车起重机起升高度达17m以上,故完全能满足柱、吊车梁的吊装。

但是，由于QY32型汽车起重机受场地以及预制构件摆放位置限制较大，又由于其台班费与50t履带吊车相比较反而更高，且50t履带吊每台班产量为汽车吊的两倍以上，故本工程预制柱及吊车梁均采用50t履带吊进行吊装施工。

柱子及吊车梁吊装时考虑其回转半径R≥6m

柱子：

Q=Q1+Q2=8.3+0.25=8.55t

吊车梁：

Q=Q1+Q2=4.08+0.25=4.33t

Q1为构件自身重量，Q2为钢丝绳等吊具的重量

查履带起重机性能表，选择50t履带吊能满足使用要求。

国内生产的几种履带起重机主要技术性能表1

QU系列履带起重机额定起重量（t）见附表2

2.2、屋架吊装机械的选择计算

2.2.1、如图1所示对于屋架，起重机起升高度为：

H=h1+h2+h3+h4+h5=11.80+0.50+2.85+6.15+3.75=25.05m

2.2.2、吊装机械的吊臂长度计算：

设吊臂与水平方向的夹角为A，吊臂长度为l

A=arctg√25.66/3=63.94o

那么：

L=25.66/sinA=28.6m

起重臂支点离地高为1.7m，那么l=28.6-1.7=26.9m

2.2.3、屋架重Q=Q1+Q2=14.24+0.982=15.222t

注：

滑轮（14.4+19）×2=66.8㎏,

扁担22.63×15+0.1×0.12×0.01×32×7800+0.3×0.2×0.04×7800=389㎏,

钢丝绳79.4×6.63=526.4

屋架吊装时考虑其回转半径R≥8m

查履带起重机性能表，选择QU50型履带起重机能满足使用要求。

3、起重机的选型

根据上述构件的已知条件，经计算起重机的选择为：

柱子（柱间支撑）、吊车梁、预应力屋架及屋面板屋盖系统吊装都采用QU50履带起重机进行吊装。

第五节：

预制排架结构吊装

1、预制构件吊装路线

预制构件吊装路线见附后平面布置图

2、吊车通道

见附后平面布置图

3、预制柱实施性吊装方法

3.1、准备工作

（1）、检查库房轴线、跨距。

（2）、在柱身上弹出中心线，并在牛腿上弹出十字中心线,为以后控制吊车梁的位置作好准备。

柱身上的中心线可弹三面，两个小面，一个大面，且必须依据牛腿上的十字中心线控制。

（3）、基础弹线：

在杯口的上面、内壁、底面弹出设计轴线（杯底弹线在找平后进行），并在杯口内壁弹出杯底找平基准线。

（4）、杯底找平：

根据柱子牛腿面至柱脚底实际长度和设计标高要求，用C30细石混凝土抹杯底，使柱安装后各牛腿面标高一致。

（5）、将杯口内壁及柱脚埋入杯口部分表面凿毛，并清除杯底垃圾。

3.2、准备吊装索具：

最大预制柱重约10.8t（换算成重力为10.8×9.8=105.8KN，由于是用两根钢丝绳起吊，那么每根钢丝绳的允许拉力只要大于52.9KN即可）,钢丝绳允许拉力（按30mm考虑）

[Fg]=αFg/K

=0.82×580.5/8

=59.5KN>52.9KN

上式中，换算系数查表取0.82;钢丝绳安全系数取8,

通过计算预制柱吊装用钢丝绳可选用6×37，公称抗拉强度为1700N/mm2直径为30mm的即可满足要求。

（1）预制柱翻身钢丝绳与预制柱水平夹角为60°，如计算简图2：

F

F1F2

F1sina+F2sina=F

F1=F2

2F1sina=F

F1=F/2sina=105.8/1.73=61.2KN

再根据公式：

[Fg]=αFg/K

那么：

0．82×Fg/8≥61.2KN

Fg≥597KN

[Fg]——钢丝绳的允许拉力（kN）；

Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；

α——换算系数；

K——钢丝绳的安全系数。

查表预制柱翻身选用两根6*37钢丝绳，直经32.5mm、抗拉强度等级为1700（N/mm2），的钢丝绳即可满足要求。

（2）预制柱起吊卡环采用2个14.0型，其销子直径为59mm,吊点活络卡环采用一个25.0型。

（3）预制柱起吊钢丝绳采用6*37钢丝绳，直经43mm、抗拉强度等级为1700（N/mm2），长度30m。

（4）钢楔准备160个，长400mm，宽90mm，厚度一头为50mm，另一头为120mm。

（5）枕木（2m）准备40根。

3.3、钢吊梁选择:

用横吊梁吊柱容易使柱身保持垂直，便于安装。

（1）钢板横吊梁

钢板横吊梁制作如图3所示：

钢板横吊梁中的两个挂卡环孔的距离应比柱的厚度大20cm，以便柱“进档”,故本工程l值为600mm。

钢板横吊梁的设计，应根据经验初步确定截面尺寸，再进行强度验算和对吊钩孔壁、卡环孔壁进行局部承压验算。

计算荷载按构件重力乘以动力系数1.5计算。

（1）中部截面强度验算

中部A-C截面的弯矩M按下式计算：

M=1/4KQl

M钢板横吊梁弯矩

Q构件重力

K动力系数，取K=1.5

l两挂卡环孔间距离

横吊梁为受弯构件，根据求出的M，按下面公式验算强度：

δ1=M/W1≤f

δ2=M/W2≤f

δ1、δ2分别为钢板横吊梁上下部分的应力

W1、W2分别为上下两部分的截面抵抗矩

W1=I/y1；W2=I/y2

I截面的惯性矩

y1、y2分别为截面的重心轴到上下边缘的距离

f横吊梁受弯强度设计值

根据以上公式求得δ1、δ2，取其较大值作为验算值。

A-B截面剪应力按下式验算：

τ=KQ/AAB

AAB吊钩孔以上钢板A-B截面面积

其他符号意义同前

用以上计算求得的δ、τ值，再按强度理论公式验算强度：

[σ]——钢材的容许应力，对Q235钢，取140N/mm2

如满足，表示安全，否则应加强

（2）吊钩孔壁局部承压验算

吊钩孔壁局部承压强度按下式验算：

（14-7）

式中σcd——孔壁计算承压应力；

b——吊钩厚度；

Σδ1——挂吊钩孔壁钢板厚度总和；

[σcd]——钢材端面承压容许应力，对Q235钢取0.9f（f为钢材的强度设计值）；

K、Q——符号意义同前。

（3）卡环孔壁局部承压验算

卡环孔壁局部承压强度按下式验算：

（14-8）

式中d——卡环直径；

Σδ2——挂卡环孔壁钢板厚度总和；

[σcd]、K、Q符号意义同前。

（4）计算书

预制柱重力为105.8KN；l=0.6m

根据公式：

M=1/4KQl=1/4×1.5×105.8×0.6=23.8KN.m

设柱重心轴至受拉边缘的距离为x

X=

70×20×35+60×20×40+150×20×325+50×20×325

70×20+60×20+150×20+50×20

=212mm

I=（1/12×20×1503+20×150×1132）+（1/12×20×503+20×50×1132）

+【1/12×20×703+20×70×（212-35）2】+【1/12×20×603+20×60×（212-40）2】

=137202400mm4

那么：

W1=I/y1=137202400mm4/212=647181.13mm3

W2=I/y2=137202400mm4/188=729800mm3

δ1=M/W1=23.8×106/647181.13=36.8N/mm2

δ2=M/W2=23.8×106/729800=32.6N/mm2

故取δ1

根据公式：

τ=KQ/AAB=1.5×105800/70×20+60×20

=61N/mm2

再根据公式：

√δ2+3τ2=√36.82+3×612

=111.9N/mm2≤[σ]=140N/mm2

满足要求

对吊钩孔壁进行局部承压验算

取吊钩宽度b=80mm则：

=1.5×105800/80×（20+20）

=49.6N/mm2＜[δcd]=215×0.9=193.5N/mm2

满足要求

对卡环孔壁进行局部承压验算

=1.5×105800/2×50×（20+20）

=39.7N/mm2＜[δcd]=215×0.9=193.5N/mm2

满足要求

通过计算验算本钢板横吊梁满足要求。

4、预制柱起吊

4.1、预制柱安装前，复查基础砼强度达到100%方可安装预制柱。

预制柱起吊前，在柱脚堆放300mm厚细砂，防止起吊过程中，柱脚被蹭坏。

4.2、预制柱起吊时，让持证上岗专业起重工对所吊牛腿柱进行绑扎。

绑扎部位在牛腿下部。

吊车就位后，边起钩边回转，使柱子绕柱脚旋转而直立。

（如下图4）为提高吊装效率，在预柱翻身堆放时，使柱的绑扎点、柱脚中心和基础杯口中心三点共圆弧，圆心为吊装停机点，半径为停机点至绑扎点的距离。

4.3、预制柱就位

4.3.1、预制柱就位

（1）预制柱吊至杯口上空后，操作人员稳住柱脚，并将其插入杯口。

（2）当柱脚接近杯底时，刹住车，插入8个钢楔（每面两个）。

此时指挥人员应目测柱的两个面的垂直度，并通过起重机的操作，使柱身大致垂直。

（3）用大锤敲打楔子，使柱身中线对准杯底中线。

对线时，应先对两个小面，后平移柱对准大面。

（4）落钩，将柱放到杯底，并复查对线。

此时必须注意将柱脚确实落至杯底。

否则，校正时柱容易倾倒。

（5）打紧四周楔子。

柱两侧应同时对打，如果不能同时对打，则应转圈分两次或三次逐步打紧，以防由于楔子对柱产生的推力使柱脚走动。

（6）先落吊杆，吊索松弛后再落钩，并拉出活络卡环的销子，使吊索散开。

（7）用坚硬的石块将柱脚卡死，每边卡两点并卡到杯底，不可卡在中部,如图5所示。

4.4、预制柱校正

4.4.1、柱子垂直度校正方法：

柱子的平面位置在临时固定前大多已校正好，此后主要是校正柱子的垂直度，本工程采用敲打

钢楔子法进行校正，必要时采用千斤顶进行补充校正。

4.4.2、校正柱子垂直度的操作要点：

1）柱子的垂直度一般在纵横两个方向都有偏差。

校正时应先校正偏差大的，后校正偏差小的；如两个方向偏差值相近，则先校正小面，后校正大面。

校正中只允许松动一边钢楔子，严禁将楔子取出，以防发生柱子倾倒事故。

2）柱子垂直度校正后，需将楔子都打紧，松紧程度应基本一致，以防在风力作用下，柱子向楔子松的方向偏斜，并需注意复查柱子的平面位置。

柱子校正好后宜用坚硬石块将柱脚卡死。

3）观测柱子垂直度应同时采用两台经纬仪，一台设在横向轴线上，一台设在与纵向轴线呈15°角的位置上，应使柱子两面所弹中心线从顶部到底部呈垂直线，同时柱子下口两面中心线与杯口上所画十字中心线对准，就是柱子的准确位置。

4.5、预制柱二次浇灌

预制柱最后固定是在柱与杯口孔隙内浇灌C30无收缩细石混凝土。

灌缝工作应在柱校正后立即进行。

灌缝前，应先将杯口孔隙内的垃圾清除干净，并用水湿润柱脚和杯壁。

灌缝工作分两次进行。

第一次灌至楔块底面，振捣混凝土时，不要碰动楔子。

如果灌捣细石混凝土时发现碰动了楔子，可能影响柱子的垂直，必须及地对柱的垂直度进行复查。

待混凝土强度达到设计强度等级的25%后，拔出楔子，进行二次灌缝。

5、吊车梁的吊装方法

吊车梁的吊装必须在基础杯口二次灌浆的混凝土强度达到设计强度的70%以上才能进行。

吊车梁绑扎时，两根吊索要等长，绑扎点要对称设置，以使吊车梁在起吊后能基本保持水平。

由于吊车梁的重量远小于预制柱，安装高度亦不大，故用吊柱的钢丝绳完全能满足其吊装要求。

吊车梁两头需用溜绳控制。

吊车梁就位时必须在专职指挥人员的指挥下缓慢落钩，争取一次对好纵轴线，避免在纵轴线方向撬动吊车梁而导致柱偏斜。

就位时，如果由于牛腿面标高不一致时，可直接采用垫铁垫平的方式即可。

平面位置的准确性可用经纬仪在各个柱侧面放一条与吊车梁中线距离相等的校正基准线。

校正基准线至吊车梁中线距离a值，只需视现场具体情况取一个定值即可。

校正时，凡是吊车梁中线至其柱侧基准线的距离不等于a值者，用撬杠拨正（图7）。

图7仪器放线法校正吊车梁的平面位置

1-校正基准线；2-吊车梁中线；3-经纬仪；4-经纬仪视线；5-木尺

5-已吊装、校正的吊车梁；6-正吊装、校正的吊车梁；7-经纬仪

吊车梁的最后固定，是在吊车梁校正完毕后，用连接钢板与吊车梁顶端的预埋铁件相焊接，并在接头处支模，浇灌细石混凝土。

6、屋架的吊装方法

6.1、屋架平卧扶直

屋盖结构是以节间为单位进行综合吊装，即每安装好一榀屋架，随即将这一节间的其它构件全部安装上去，再进行下一节间的安装。

屋架吊装的施工顺序是：

绑扎、扶直就位、吊升、对位、临时固定、校正和最后固定。

扶直、起吊、堆放前应将场地压实，堆放前屋架下弦两端底应用枕木支垫。

屋架开始扶直时，孔道灌浆的水泥浆强度不得低于20MPa。

屋架扶直时，采用滑轮装置以保证每点受力均匀。

扶直和吊装时，为了增强屋架侧向刚度，沿屋架高度方向每隔1m设置一道杉杆横杆临时加固上弦。

起吊必须平稳，以免使屋架受扭或歪曲，更不得急速冲击起吊。

由于本工程屋架都是平卧生产，所以吊装时必须先翻身。

由于屋架平面刚度差，翻身中易损坏，为此，应注意下列各项：

6.1.1、翻身时，应在屋架两端用方木搭设井字架，其高度与下一榀屋架上平面同，以便屋架扶直后搁置其上。

本工程采用6点翻身6点起吊的方式进行屋架吊装。

如下图所示：

6.1.2、翻身时，先将起重机吊钩基本上对准屋架平面的中心，然后起吊杆使屋架脱模，并松开转向刹车，让车身自由回转，接着起钩，同时配合起落吊杆，争取一次将屋架扶直。

做不到一次扶直时，应将屋架转到与地面成70°后再刹车。

在屋架接近立直时，应调整吊钩，使对准屋架下弦中点，以防屋架吊起后摆动太大。

6.1.3、如遇屋架间有粘结现象，先用撬杠撬动，必要时用倒链或千斤顶脱模。

6.1.4、加在屋架表面的杉杆横杆，用以加强屋架平面刚度，如上图所示。

同时也能使操作人员站在屋架上安装屋面板、支撑及拆除吊点绑扎的卡环等。

横杆的设置间距为横向通长，纵向每间隔1m设置一道，且横杆与屋架上弦及腹杆的交点必须使用铁丝绑扎；由于腹杆的截面尺寸比屋架上弦小，故腹杆与横杆间有一定的空隙，该空隙可用木枋消除，在绑扎铁丝时，必须使腹杆、木枋及横杆绑扎牢固，使之形成一整体。

绑扎铁丝前，应用千斤顶先略为顶起叠浇屋架的上弦，使铅丝能穿过构件间与横杆扎牢。

6.2、屋架翻身验算

6.2.1、屋架几何尺寸及配筋表；

杆件

截面面积A（mm2）

长度l（mm）

纵向配筋

上弦杆

S1

S2

S3

S4

S5

240×320

240×320

240×320

240×320

240×320

2906

3059

4589

2261

2160

6Φ14；4Φ12；2Φ14

6Φ14；4Φ12；2Φ14

6Φ14；4Φ16

6Φ14；4Φ16

6Φ14；4Φ16

下弦杆

X1

X2

X3

X4

240×220

240×220

240×220

240×220

4350

3000

3000

4500

4Φ14

腹杆

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

140×140

140×140

140×140

120×120

140×140

140×140

120×120

2245

2320

3780

2755

3575

3365

3230

4Φ10

4Φ10

4Φ10

4Φ12

4Φ14

4Φ12

4Φ14

6.2.2、强度验算

上弦杆自重：

qs=ArK动=0.0768×25×1.5=2.88KN/m

考虑腹杆自重的1/2为集中荷载集中于上弦杆节点处：

FA=1/2×0.0288×1.18×25×1.5=0.64KN

FB=1/2×（0.0576×3.344+0.0121×2.305）×25×1.5=4.13KN

FC=1/2×（0.0196×2.788+0.0196×2.788）×25×1.5=2.05KN

FD=1/2×（0.0196×4.423+0.0196×3.25）×25×1.5=2.82KN

FE=1/2×（0.0196×4.14+0.0196×3.891）×25×1.5=2.95KN

FF=1/2×（0.0144×3.712×2）×25×1.5=2.0KN

根据力平衡原理：

P1=0.64+2.906×2.88+4.13+2.88×3.059/2=17.54KN

P2=2.88×3.059/2+2.05++2.88/2=22.79KN

P3=（4.589+2.261）×2.88/2+2.82/2+2.95+2.16×2.88+2.0/2=19.39KN

根据以上受力分析，滑轮的选定采用额定负荷不小于80KN

由于本工程吊装采用滑轮装置，故：

P=（P1+P2+P3）/4=14.93KN

取钢丝绳与水平方向的夹角分别为45o；75o；60o

那么：

PB=sin45P=0.707P=0.707×14.93=10.56KN

PC=2sin75P=1.932P=1.932×14.93=28.84（此点为两根吊绳）

PE=sin60P=0.866P=0.866×14.93=12.93KN

根据∑Y=0可得：

（PB+PC+PE+P支）×2=30.15×2.88+（0.64+4.13+2.05+2.82+2.95+2）×2

P支=5.68KN

根据上图，取B截面算弯矩

2.88×2.906×2.906/2-5.68×2.906+0.64×2.906+MB=0

MB=2.49KN

取C截面算弯矩

2.88×（2.906+3.059）×（2.906+3.059）/2+0.64×（2.906+3.059）+4.13×3.059-10.56×3.059-5.68×（2.906+3.059）+MC=0

MC=-1.51KN

取E截面算弯矩

2.88×（2.906+3.059+4.589+2.261）×（2.906+3.059+4.589+2.261）/2+2.82×2.261+（2.261+4.589）×2.05+4.13×（4.589+2.261+3.059）+0.64×（2.906+3.059+4.589+2.261）-28.84×（4.589+2.261）-10.56×（4.589+2.261+3.059）-5.68×（4.589+2.261+3.059+2.906）+ME=0

ME=68.8KN

E截面弯矩最大

本工程混凝土强度为C55，故取系数a1=0.97

X=fy×As/a1×fc×b=300×1727/（0.97×25.3×240）=87.97

代如公式ME＜a1×fc×b×X（ho-X/2）

=0.97×25.3×240×87.97×（270-87.97/2）

=11.7×107N.mm

ME=1.2×68.8×106=8.26×107＜11.7×107满足要求

6.2.3、裂缝宽度验算

δ=ME/（0.87×ho×As）=8.26×107/（0.87×270×1727）=20.36KN/mm2＜200KN/mm2

满足要求

6.3、起吊

6.3.1、屋架起吊前，应在屋架上弦自中央向两边分别弹出屋面板的安装位置线和在屋架下弦两端弹出屋架中线，以便与柱顶十字中心线对应。

柱顶十字中心线必须在柱子吊装前就先弹好，且该十字线必须与牛腿上对应一侧的中心线相吻合。

6.3.2、先将屋架吊离地面50cm左右，使屋架中心对准安装位置中心，然后徐徐升钩，将屋架吊至柱顶以上，再用溜绳旋转屋架使其对准柱顶，以便落钩就位（图10）；落钩时，必须在专职指挥人员的指挥下缓慢进行，并在屋架刚接触柱顶时即刹车进行对线工作，对好线后，即做临时固定，并同时进行垂直度校正和最后固定工作。

图10升钩时屋架对准跨度中心

1-已吊好的屋架；2-正吊装的屋架；3-正吊装屋架的安装位置；4-吊车梁

6.3.3、屋架吊装索具的选择：

（1）屋架最大重量为14.24t（换算成重力为14.24×9.8=140KN）查下表可知：

卡环应选用17.5mm型方可满足要求，故在屋架翻身时采用6个17.5mm型卡环，起吊时采用4个17.5mm型卡环，其销子直径为66mm。

D形卡环规格见下表：

常用卡环规格（GB559）表3

型号

使用负荷

D

H

H1

L

d

d1

d2

B

重量

（N）

（kg）

（mm）

（kg）

0.2

2450

250

16

49

35

34

6

8.5

M8

12

0.04

0.4

3920

400

20

63

45

44

8

10.5

M10

18

0.09

0.6

5880

600

24

72

50

53

10

12.5

M12

20

0.16

0.9

8820

900

30

87

60