塔吊附着工程施工组织设计.docx

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塔吊附着工程施工组织设计

塔吊附着工程施工组织设计

一.编制依据

1.1土建单位提供的施工图及结构平面图和立面图

1.2土建单位提供的塔吊平面布置实际尺寸及平面图

1.3钢结构专业设计规范

1.4钢结构施工质量验收规范

1.5塔式起重机安全操作规程

1.6工业建筑工程强制性标准有关条文

1.7其他有关规定

二,工程概况

2.1该工程位于宁波奉化市溪口风景名胜区雪窦山弥勒佛寺院东侧,南邻拟建的佛教协会服务设施工程；北面背靠雪窦山；东面是一片空旷山坳,面南背北。

三,工程设计特点

3．1该工程底部为钢筋混凝土框架结构圆台型基座（主体工程已基本结束）,高度14.64米；接上去是由钢结构骨架和外装饰组成的莲花台（该工作内容正在施工中）,高度6.5米。

上部是该建筑物主要项目------雪窦山弥勒大佛铜像,高度35.5米。

该工程为超高型无固定大难度支撑工程,整个钢构构架本身要在自身保持稳定的情况下，将其外来荷载作用力分别在各个不用的杆件中化解为零，并确保整个施工过程顺利进行。

3．2钢结构构架

该工程附着于建筑物与塔吊之间的钢梁，采用Q235级20a型工字钢，钢柱采用Q235级20a型工字钢，用Ф20化学锚栓固定于基座，钢板采用400*400，厚度10mm。

平面内使用的横向水平支撑采用Q235级16a型工字钢，立面范围内使用的斜向支撑采用Q235级角钢，规格为75X5；连接板采用Q235级扁钢，规格为-20MM。

连接采用M-22X80高强螺栓；焊接采用J422中碳，低碳焊条；所有钢材材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A的规定。

3．3脚手架

脚手架使用的钢管采用Q235级Φ48mm，壁厚3.5mm钢管；横向水平杆最大长度从3.4---17.4米，其它杆最大长度33000mm，且每根钢管最大质量不应大于25kg。

3．4扣件

1，扣件式钢管脚手架使用的对接接头，十字接口头，旋转接头均采用可锻铸铁制作的马钢扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。

2，脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭矩达6.5N.M时,不得发生破坏。

3．5钢结构构件的吊装使用原土建施工使用的Q60型塔式起重机。

四，承载力设计计算

4．1塔吊附着计算

4.1.1钢结构构架平面图

4.1.2钢结构立面:

4.1.3该钢结构工程为多跨连续布置，故可以按多跨连续梁计算其抗剪，抗扭及承载力。

经设计计算，在非荷载及起重不超过塔吊允许荷载作用下构架处于稳定状态，故在这里不再进行计算。

塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。

主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。

4.2

4.2.1、支座力计算

附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:

风荷载取值q=0.009kN/m

塔吊的最大倾覆力矩M=500.00kN.m

计算简图：

经过连续梁的计算：

第2道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据以此道附着的拉力（压力）为:

Nw=80.96kN

4.2.2、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元的平衡方程为:

4.2.3、第一种工况的计算

塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。

将上面的方程组求解，其中θ从0-360循环，分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：

杆1的最大轴向压力为：

172.42kN

杆2的最大轴向压力为：

41.39kN

杆3的最大轴向压力为：

0.00kN

杆1的最大轴向拉力为：

80.68kN

杆2的最大轴向拉力为：

84.27kN

杆3的最大轴向拉力为：

48.60kN

4.2.4、第二种工况的计算

塔机非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响将上面的方程组求解，其中θ=45,135,225,315，Mw=0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。

杆1的最大轴向压力为：

80.96kN

杆2的最大轴向压力为：

152.76kN

杆3的最大轴向压力为：

24.00kN

杆1的最大轴向拉力为：

250.19kN

杆2的最大轴向拉力为：

0.00kN

杆3的最大轴向拉力为：

2.32kN

4.2.5、附着杆强度验算

1．杆件轴心受拉强度验算

验算公式:

σ=N/An≤f

其中N──为杆件的最大轴向拉力,取N=250.19kN；

σ──为杆件的受拉应力；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是20a型工字钢,查表可知An=1894.05mm2经计算，杆件的最大受拉应σ=250.19/1430=174.956N/mm2。

最大拉力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求!

2．杆件轴心受压强度验算

验算公式:

σ=N/ΦAn≤f

其中σ──为杆件的受压应力；

N──为杆件的轴向压力,杆1:

取N=172.42kN；杆2:

取N=152.76kN；杆3:

取N=24.00kN；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是20a工字钢,查表可知:

An=1894。

05mm2；

λ──杆件长细比,杆1:

取λ=102.48,杆2:

取λ=162.03,杆3:

取λ=102.48。

Φ──为杆件的受压稳定系数,是根据

查钢结构规范GB50017-2003附录C的表计算得,

杆1:

取Φ=0.539,杆2:

取Φ=0.270,杆3:

取Φ=0.539；

经计算，杆件的最大受压应力σ=197N/mm2。

最大压应力不大于拉杆的允许压应力215N/mm2,满足要求!

4.2.6、附着支座连接的计算

附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。

预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：

1．后植螺栓必须为Q235钢制作；

2．附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；

3．后植螺栓的直径大于或等于22mm；

4．后植螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：

其中n为后植螺栓数量；d为后植螺栓直径；l为后植螺栓埋入长度；f为后植螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm2，C30为3.0N/mm2）；N为附着杆的轴向力。

5．后植螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；后植螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入后待强度达到设计或应力要求的80—90%应作拉力试验。

拉力数据应能满足要求。

4.2.7、附着设计与施工的注意事项

锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则：

1．附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；

2．对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；

3．在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；

4．附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。

五，脚手架承载力计算

5．1因该工程脚手架（大部分）是设在建筑物之上，故对其基础承载力不再计算。

5．2落地式扣件钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

该工程计算的脚手架为满堂脚手架，搭设高度42.360米，立杆底部采用双立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.20米，立杆的横距1.05米，横杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为Φ48×3.5，施工均布荷载按2.00kN/m2，

5.2.1、大横杆的计算:

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05/3=0.053kN/m

活荷载标准值Q=2.00×1.05/3=0.700kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.053=0.109kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×0.700=0.980kN/m

大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度计算:

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为:

M1=（0.08×0.109+0.10×0.980）×1.202=0.154kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×0.109+0.117×0.980）×1.202=-0.181kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.181×106/5080.000=35.593N/mm2

大横杆的计算强度小于205N/mm2,满足要求!

3.挠度计算:

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

静荷载标准值:

q1=0.038+0.053=0.091kN/m

活荷载标准值q2=0.700kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.091+0.990×0.700）×12004/（100×2.06×105×121900）=0.623mm

大横杆的最大挠度小于1200/150与10mm,满足要求!

5.2.2、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

大横杆的自重标准值P1=0.038×1.20=0.046kN

脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05×1.20/3=0.063kN

活荷载标准值Q=2.00×1.05×1.20/3=0.840kN

荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×0.840=1.307kN

2.强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/3

M=（1.2×0.038）×1.052/8+1.307×1.05/3=0.464kN.m

=0.464×106/5080.000=91.287N/mm2

小横杆的计算强度小于205N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×10504/（384×2.060×105×121900）=0.024mm

集中荷载标准值：

P=0.046+0.063+0.840=0.949kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=（3-4/9）×949.033×10503/（72×2.06×105×121900）=1.553mm

最大挠度和

V=V1+V2=1.577mm

小横杆的最大挠度小于1050/150与10mm,满足要求!

5.2.3、扣件抗滑力的计算:

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×1.05=0.040kN

脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05×1.20/2=0.095kN

活荷载标准值Q=2.00×1.05×1.20/2=1.260kN

荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.095+1.4×1.260=1.926kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40~60N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可为8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

5.2.4、脚手架荷载标准值:

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.149

NG1=0.149×18.60=2.770kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.15

NG2=0.15×4×1.20×（1.05+0.30）/2=0.486kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.15×1.20×4/2=0.360kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.20×18.60=0.112kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.727kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值NQ=2.00×2×1.20×1.05/2=2.520kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

W0=0.35

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=$@Uz@$$

Us——风荷载体型系数：

Us=1.20

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.35×1.25×1.20=0.368kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载基本风压值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

5.2.5、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N──立杆的轴心压力设计值，N=8.001kN；

──轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.311；

　　i──计算立杆的截面回转半径，i=1.578cm；

　　l0──计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=2.356m；

　　k──计算长度附加系数，取1.155；

　　u──计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.7；

　　A──立杆净截面面积，A=4.893cm2；

　　W──立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3；

──钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=52.597

　　[f]──钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

小于[f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值（kN）；N=7.471

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.311；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.578

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定；l0=2.356

k——计算长度附加系数，取1.155；

u——计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=1.7

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.893cm2

W——立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）；W=5.080

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩（kN.m）；MW=0.066

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=62.14

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205N/mm2；

立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

5.2.6、最大搭设高度的计算:

不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K──构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=0.958kN；

　NQ──活荷载标准值，NQ=2.520kN；

　　gk──每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.149kN/m；

经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=148.34米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50米。

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力（kN）；NG2K=0.958kN

NQ——活荷载标准值（kN）；NQ=2.520kN

gk——每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；gk=0.149kN/m

Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩（kN.m）；Mwk=0.066

经计算得到，按照稳定性计算的搭设高度Hs=138.110米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.00米。

5.2.7、连接件的计算:

连接件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连接件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载基本风压值，Wk=0.368kN/m2；

Aw——每个连接件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积

Aw=2.4×2.4=5.76cm2；

No——连接件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5.000

经计算得到Nlw=2.965kN，连接件轴向力计算值Nl=7.965kN

连接件轴向力设计值Nf=

A[f]其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30/1.578的结果查表得到

=0.950；

A=4.893cm2；[f]=205N/mm2。

经过计算得到Nf=95.259kNNf>Nl，连接件的设计计算满足要求!

连接件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.965kN小于扣件的抗滑力8.0kN，满足要求!

6．塔式起重机的使用（安全）

6．1塔机司机应具备的条件

6．1．1年满18周岁，具有初中以上文化程度。

6．1．2、不能患有色盲，听觉障碍，娇正视力不能低于5.0（原标准1.0）

6．1．3、不能患有心脏病、高血压、癫痛、眩晕、断指等疾病，及妨碍起重机操作的生理缺陷。

6．1．4、经有关部门培训合格、持证上岗。

6．2、安全使用：

塔式起重机的安全使用应遵照国家和主管颁发的安全技术标准规范和规程，同时也要遵守使用说明书中的有关规定。

6．2．1、日常使用和日常检查前的检查：

（1）起重机的维修部分和部位与输电线路的距离应保持一定的距离。

（2）塔机的全部结构和外观结构是否正常。

（3）各安全装置和指示表是否安全有效。

（4）主要部位的连接锣栓是否有松动。

（5）钢丝绳磨损情况及各滑轮穿绕是否符合规定。

（6）塔机的接地电气设备外壳均应与机体的连接是否符合规范的要求。

（7）配电箱和电源开关设置应符合要求。

（8）塔身动臂式和尚未附着的自升式搭式起重机，塔身不能悬掛标语牌。

6．2．2、使用过程中应注意的事项：

（1）作业前应进行空载、空转检查.检查各工作机构、制动器安全装置等是否正常。

（2）塔机司机要与指挥人员紧密配合，司机对任何人发出的紧急停止信号均应服从。

（3）不能使用限位作为停止运行开关，提升重物，不能自由下落。

（4）严禁拔桩、斜接、斜吊和超负荷运转，严禁用吊钩直接掛吊物，用搭机运送人员。

（5）作业中任何安全装置都应查明原因，不能有意拆除安全装置。

（6）当风力超过6级时应停止使用。

（7）使用现场装2台或　2台塔式。

（8）作业完毕应将所有工作机构开关转至零位，切断总电源。

（9）在进行保养和维修时应切断塔式起重机的电源，并在开关箱悬掛警示牌。

6．3、附着锚固作业的安全技术

6．3．1、建筑物附着支座处的受力强度已给专业设计验算能满足塔式起重机工作和非工作时要求。

6．3．2、应根据建筑物的施工高度，建筑物特点以及施工进度要求情况确定附着方案。

6．3．3、在装设附着杆及附着框架时要通过调整附着物与塔机之间的距离，确保塔身的垂直度。

6．3．4、附着框架应尽可能设置在塔身标准节的节点连接处箍紧塔身，塔架对角处应设置斜撑加固。

6．3．5、随着接高增设的附着装置应及时附着扵钢构架保证附着装置的自由高度不超过。

6．3．6、拆卸塔式起重机时，应随着拆卸塔身的进程，拆除相应的附着物（装置）严禁在落塔之前拆除附着装置。

6．3．7、遇有6级及以上大风时，禁止拆除附着装置。

6．3．8、附着装置的安装、拆除、检查及调整均应由专人负责并遵守高度使用安全操作规程的有关规定。

七，脚手架搭设及拆除要求

7.1,脚手架的搭设

7.1.1脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步

7.1.2每搭完一步脚手架后，应校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

7.1.3底座安放应符合下列规定：

1底座、垫板均应准确地放在定位线上；

2垫板宜采用长度不小于2跨、厚度不小于500mm的木垫板，也可采用槽钢。

7.1.4立杆搭设应符合下列规定：

1严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用；

2立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其它各层各步接头必须采用对接扣件连接；相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，且应符合下列规定：

1）两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500MM；各接头中心至主接点的距离不宜大于步距的1/3；

2）搭接长度不应于1M，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100MM。

3开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳固后，方可根据情况拆除；

4当搭至有连墙件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件；

5立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。

7.1.5纵向水平杆搭设应符合下列规定：

1纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；

2纵向水平杆接长宜用对接扣件，也可采用搭接。

对接、搭接应符合下列规定：

1）纵向水平杆的对接扣件应交错布置各接头至最近主接点的距离不宜大于纵距的1/3。

2）搭接长度不应小于1M，应等间距设置3个