超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算.pdf

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超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算1 超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算2 超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算3 超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算4 超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算5

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・隧道/地下工程・超大超重地下连续墙钢筋笼吊装设计与验算汪俊(中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司北京】Olloo)摘要随着地下超深基坑工程的发展,地下连续墙的深度及厚度不断加大,地下连续墙钢筋笼的尺寸和重量也越来越大,如何确保超大超重地下连续墙钢筋笼吊装安全尤为重要。超大超重钢筋笼吊装设计不合理易造成吊装过程中钢筋笼变形或者散架,轻则造成工期延误及经济损失,重则酿成重大安全事故。以天津市某地铁工程地下连续墙施工为依托,从吊车选型、吊点设计、钢筋笼加固及吊装受力验算等方面对超大超重地下连续墙钢筋笼吊装相关问题进行分析,以期为类似工程提供参考:关键词超大超重地下连续墙钢筋笼吊装验算中图分类号u294.275;Tu476.3文献标识码B———文章编号10094539(2014)增10253051工程背景天津地铁5号线某车站基坑最大开挖深度29.887m,采用地下连续墙围护结构。地下连续墙标准幅宽5m,厚1.2m,钢筋笼最大长度53.5m,单幅重约100“”t,地连墙主要为一型,接头形式为“”H型钢接头,共计127幅。根据设计要求,该工程地下连续墙钢筋笼采用整体吊装,具体做法为双机抬吊(主、副),空中顺直,主吊吊笼人槽。地下连续墙钢筋笼配筋如图l所示。邋笋淘Q竺唑璺巾22(国5oool(霄】兰尘!!II尘!兰鱼!∥磊而藉。泵数向桁架筋巾32@l工字型二水钢板臼2吊装设备选型2.1主吊设备选型2.1.1总起重量的确定该工程地下连续墙钢筋笼重约100t,钢筋笼吊—收稿日期:2014一0401铁道建筑技术只A『LMyC0~S丁RUC丁『0~丁ECJH~OLOGy装扁担、吊钩及钢丝绳锁具等重量为5t,总起重量为105t。2.1.2起重垂直高度H及起重机臂长L计算选择计算主吊车垂直高度时,不仅要考虑主吊臂架仰角(按75。计算)和钢筋笼的最大尺寸、重量,还要考虑钢筋笼吊起后能旋转180。不碰撞主吊臂≥架,满足BC距离3.5m(见图2)。——I——星^图2主吊吊装示意起重垂直高度:日=九】+^2+^3+^4+^o=60.6m式中,^。为起吊扁担净高(0.5m);^。为扁担吊索钢丝绳高度(4m);^:为钢筋笼吊索高度(2.1m);^,2014I增11253万方数据・隧道/地下工程・为钢筋笼长度(53.5m);矗。为钢筋笼距地面高度(0.5m)。臂长£:L:堕掣:堕哮等P:67.4mSln血Sln,)。式中,6为起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离,6=BC・tan75。一JIl2一^o一矗l=6.5m(曰C=3.5m);C为起重臂下距地面的高度(2m)。2.1.3主吊的选择根据履带吊车技术性能表,选取主臂长72m,最大起吊重量165t,有效高度大于60.6m的450t履带吊作为主吊车。Ⅳ主饥=165t,Q吊重=105t,K主=165/105=1.57。(注:主机最大作业半径12m)根据吊车手册,带载行走时负荷率应降低30%,则吊车的最大负荷为:165×—(130%)=115.5t,大于钢筋笼重量105t。经验算,450t履带吊满足吊装要求。2.2副吊设备选型2.2.1副吊受力分析钢筋笼平抬起吊时按均布荷载计算,则每米为1.86t,如图3所示,副吊A支点的受力为6.79×1.86t=12.63t,B支点的受力为7.98×1.86t=14.843t,C支点的受力为7.98x1.86t=14.843t,D支点的受力为8.88×1.86t=16.517t,则副吊车的水平起吊重量为:12.63+14.843+14.843+16.517=58.833t。吊点位吊点位币点位币点位吊点位吊点位吊点位lG’FoEfDIClBA图3吊装受力分析2.2.2副吊的选择根据履带吊技术性能表,选取主臂长43.5m,最大起吊重量93.2t的200t履带吊作为副吊车。,v副机=93.2t,Q吊眼=58.833t,K副=93.2/58.833=1.59。(注:副机最大作业半径9m)双机抬吊时负荷率应降低20%,则副吊的最大负荷为:93.2×—(120%)=74.56t,大于58.833t,254铁道建筑技术辜吊点l辜吊点2辜吊点3辜吊.丰4—I篷燧龆誊州2寺qn2一寺qm2万方数据・隧道/地下工程・3.2钢筋笼加固该工程地下连续墙钢筋笼采用整幅起吊人槽,考虑起吊时的刚度和稳定性,需对钢筋笼进行加固。3.2.1骨架筋加固钢筋笼内设置4道纵向桁架筋,每5m设一道横向桁架筋,桁架筋均采用书28的钢筋。主筋采用机械连接,钢筋笼成型用点焊定位牢固,内部交点50%点焊,四周的纵向钢筋与水平分布筋必须满足100%点焊。3.2.2吊点加强(1)钢筋笼水平吊点此种吊点共28处,在吊点位置处,在幅宽方向上增加一根书28的钢筋与纵向钢筋焊接,同时布置一道书28的横向桁架筋,吊点加强如图7。主筋吊点横向加强筋巾28竖向桁架筋苇环钢筋j祈丽丽尹钢筋笼头方l向藤,图7水平吊点立面示意(2)钢筋笼笼顶吊点为确保钢筋笼垂直时吊点的稳定,在笼顶吊点位置处增设2道书22横向桁架筋作为吊点加强,详见图8。鲻端鲨鲻函攀瞧醒一习‘瓣蕊瓣弋蝗垄堡箜3.2.3吊点焊接吊点与主筋焊接均采用单面焊,加强筋焊接采用双面焊,吊筋焊接采用双面焊,焊缝长度单面焊为10d,双面焊为5d,焊缝高度满足规范要求。4吊装验算吊装验算包括以下几方面的内容:钢丝绳容受力验算、卸扣受力验算、滑轮受力验算以及吊筋强度验算。4.1钢丝绳受力验算及选用4.1.1钢丝绳容许拉力计算根据钢丝绳容许拉力计算公式得出钢丝绳数据表(见表1),再结合钢丝绳受力计算进行钢丝绳选择。表1钢丝绳额定起重量数据序钢丝绳客额起号型号/mm型号K公式重量/ll836×6l+l665.7’7=4780×0.8/6/lO277.56×61+l655.53r=4165×0.8/6/lO3726×6l+l647.87丁:3590×0.8/6/lO466.56×61+l640.8r=3060×0.8/6/lO561.06×6l+I634.2771=2570×0.8/6/10655.56×6l+l628.3371=2125×O.8/6/107506×6l+l622.93r=l720xO.8/6/108476×6l+1620.47’7=l535×O.8/6/lO941.56×6l+l615.93r=l195×0.8/6/101038.56×6l+1613.8771=l040×O.8/6/lO1l366×6l+l611.97’7=898x0.8/6/1012336×6l+l610.2’7=765×0.8/6/101330.56×6l+l68.573r=643×O.8/6/10◆逸塑铁道建笳技术RA『LwAyCO~S丁开UC丁『0~丁E-cH~OLOGy2074f增7J255万方数据・隧道/地下工程・(1)主吊钢丝绳受力验算及选用①主吊扁担上部钢丝绳所受拉力r=兰=43.49t。选用直径卵2mm的钢丝绳,[r]=47.87t>丁=43.49t,满足要求。②主吊扁担下部钢丝绳所受拉力丁=Q。/4=25t。选用直径书55.5mm的钢丝绳,[丁]=28.33t>丁=25t,满足要求。③主吊扁担至钢筋笼的钢丝绳(s1)所受拉力丁=Q,/8=12.5t。选用直径书38.5mm的钢丝绳,[丁]=13.87t>丁=12.5t,满足要求。④主吊扁担至钢筋笼的钢丝绳(s2)所受拉力r=去熹杀=11.82t。选用直径巾36mm的钢丝绳,[丁]=11.97t>丁=11.82t,满足要求。(2)副吊钢丝绳受力验算及选用①副吊扁担上部钢丝绳所受拉力丁=揣=25.4t。选用直径茚5.5mm的钢丝绳,[r]=28.33t>丁=25.4t,满足要求。②副吊扁担下部钢丝绳所受拉力r=Q:/4=14.71t。选用直径蝉1.5mm的钢丝绳,[F]=15.93t>r=14.71t,满足要求。③副吊扁担下方钢丝绳(s3)受拉力71=14.71/2sin450=10.4t。选用直径书36mm的钢丝绳,[r]=11.97t>r=10.4t,满足要求。④副吊扁担下方钢丝绳(s4、s5)所受拉力r=10.4/2sin450=7.35t。选用直径由30.5mm的钢丝绳,[丁]=8.573t>丁=7.35t,满足要求。4.2卸扣受力验算及选用(见图10、11)4.2。1主吊卸扣受力验算及选用(1)主吊卸扣l#~12#,承担最大受力为r=100/12=8.33t。选用国标32t,[丁]=32t>r=8.33t,满足要求。①(2)主吊卸扣,承担最大受力为r=105/(2sin45。+1)=43.49t。选用国标75t,[丁]=75t>丁=43.49t,满足要求。②(3)主吊卸扣,承担最大受力为r=100/4=25t。选用国标35t,[r]=35t>r=25t,满足要求。钢筋笼上主扁担卸扣为32上副扁担卸扣为25t■iiia。。。8。{s09O#l#2#吊点位吊点位吊点位吊点位吊点位吊点位吊点位●●●●●●●GFEDCBA图10钢筋笼卸扣编号示意图11主吊扁担卸扣编号示意4.2.2副吊卸扣受力验算及选用(1)副吊卸扣13}}~28}f,承担最大受力为r=58.833/16=3.68t。选用国标25t,[r]=25t>丁=3.68t,满足要求。③①(2)副吊卸扣(对应图11中),承担最大受力为P=58.833/(2sin45。+1)=24.37t。选用国标55t,[r]=55t>丁=24.37t,满足要求。④②(3)副吊卸扣(对应图11中),承担最大受力为P=58.833/4=14.7lt。选用国标25t,[r]=25t>r=14.71t,满足要求。4.3滑轮受力验算及选用(1)主吊扁担下滑轮受力£=G/4=105/4=26.25t,选用40t滑轮。(2)主吊钢筋笼上轮滑受力L=G/4=31.55/4=7.89t,选用35t滑轮。(3)副吊扁担下端滑轮受力L=G/4=58.833/4=14.7lt,选用40t滑轮。(4)副吊钢筋笼上端滑轮受力三=G/4=58.833/8=7.35t,选用25t滑轮。256铁道建筑技术RA『LWAyCONS丁尺UC丁fO~丁ECf_f ̄OLOGy2074f增7J万方数据・隧道/地下工程・4.4吊筋强度验算主吊点钢筋选取Q235妒0钢筋。主吊点全荷载吊环钢筋验算A,=K×G/(凡×2×尺。)×sind。其中:A。为吊点钢筋截面(mm2),K=1.5,G=1025000N,d=90。,凡=4(吊点个数),尺。=235N/mm2。由上式得:A。=640.63mm2根据计算得钢筋直径D=28.57mm,根据经验数据取蝉0mm的吊环,40mm>28.57mm,符合要求。主、副吊点吊钩均采用Q235研0圆钢能满足吊装受力要求。5.2钢筋笼吊装过程中的控制要点—(1)钢筋笼平吊起离地面0.30.5m时静停10①min,对钢筋笼进行全面检查,主要包括:整体②③刚度;变形情况;所有吊点、加固点、桁架、焊缝④⑤有无变化;吊点的放射处、焊缝有无问题;在检查所有吊索具及吊点受力情况无任何问题。在检查没有问题后方可起吊,递送顺直。(2)在钢筋笼空中顺直后,由主吊完全吊起钢筋笼时,应静停5min,待钢筋笼吊点无任何问题再卸除副吊的吊具。(3)主吊行驶必须缓慢,行走道路必须为钢筋混凝土硬化路面,满足承载力要求。5钢筋笼吊装方法及控制措施6结束语5.1钢筋笼吊装方法起吊前应对钢筋笼进行试吊,通过试吊采集数据,调整钢筋笼加固点、吊点、布置吊装过程和加工工艺。钢筋笼吊放具体分以下7步:(1)指挥450t、200t两吊车就位,起重工分别安装吊点的卸扣。(2)起吊前仔细检查钢筋笼焊缝,清除杂物,检查2吊车钢丝绳卸扣的安装情况及受力重心后,开始同时平吊。(3)钢筋笼吊至离地面0.3~O.5m,静停10rnjn,密切注意吊点、钢筋笼及加固点有无变化(若存在安全隐患应立即将钢筋笼放置地面,重新加固),待检查合格后主吊车起钩,同时指挥副吊车配合起钩,控制钢筋笼尾部距地面距离。(4)钢筋笼吊起后,主吊车向左(或向右)侧旋转、副吊车顺转至合适位置,让钢筋笼垂直于地面。(5)钢筋笼达到垂直状态后,静停5min,待钢筋笼完全静止后,指挥起重工卸除副吊车起吊点的卸扣,然后远离起吊作业范围。主吊车行走过程中钢筋笼底端距离地面不小于0.5m。(6)指挥主吊车吊笼人槽、定位,吊车走行应平稳,速度不得超过5km/h,钢筋笼上应拉牵引绳,防止摆动,下放时不得强行人槽。(7)钢筋笼下放到位后、狈0量高程,符合要求后进行下一道工序施工。铁道建笳技术RAfLI,怕yC0~S丁RUC丁『0~丁£-CH ̄oLOGy通过相关计算验算,较系统地分析了钢筋笼吊装过程中的一系列问题,通过分析及实践验证,在超大超重地连墙钢筋笼吊装中可以得出以下结论:(1)钢筋笼吊装必须选用与尺寸、重量相匹配的起吊设备,既要满足功能,也要合理节约成本;(2)钢筋笼吊点布置需保证起吊挠度最小,计算时按照弯矩平衡求出理论吊点位置,再根据起吊实际情况进行微调;(3)钢丝绳及各种吊具应经过受力验算;(4)起吊时主副吊应统一服从信号工指挥,配合得当,严格按操作规程执行。参考文献[1]中华人民共和国住房和城乡建设部,中国国家标准化管理委员会.JGJ—2762012建筑施工起重吊装安全技术规范[s].北京:中国建筑工业出版社,2叭2.[2]杨文渊.起重吊装常用数椐手册[M].北京:人民交通出版社,2001.[3]邓子才.地下连续墙钢筋笼吊装设计[J].山西建筑,2008,34(20):145一146.[4]张宏斌.地下连续墙施工中钢筋笼吊装技术[J].隧道建设,2010,30(增1):446.[5]车国喜.超深地连墙钢筋笼吊装方案设计与应用[J].—中华民居:下旬刊,2013(7):3234.[6]高必华,于澎涛,台德伟,等.穿黄工程超深地下连续墙施工技术[J].南水北调与水利科技,2008,6(1):—288290.[7]奥海波,范雄娃.地下连续墙钢筋笼、接头桩吊装技术—[J].隧道建设,2006,26(5):7678.2014《增1)万方数据
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