工程实录 Ｇｏｎｇ Ｃｈｅｎｇ Ｓｈ Ｊ Ｌｕ 建筑与发展 Ｊｉａｎ ＺｈｕＹｕ Ｆａ Ｚｈａｎ ・１２３・ 地下连续墙钢筋笼吊点设置和吊装设备安全性的验算 史如彬 上海浦东日角建筑有限公司 上海２００１２４ 【摘要】为了保证地下连续墙钢筋笼吊装过程中的安全，选择“一”字形、最深、最重、６米宽的ＥＬＯ８钢筋笼，对自行设置的钢筋笼纵横吊 占－的位置进行验算；同时对主吊的吊臂长度、起重量和是否碰臂，双机抬吊安全系数、以及主、副吊钢扁担上下的钢丝绳进行了验算。 【关键词】钢筋笼吊点位置主副吊机安全性验算 １ 工程概述 １．１图纸概况 武汉市轨道交通四号线一期工程园林路站基坑围护结构采用地下连 续墙，墙厚为８ ０ ０ ｍ ｍ；有“一”、“Ｌ”、“ｚ”三种形式，钢筋 保护层迎土面７Ｏｍｍ、背土面５０ｍｍ；共计ｌ ８４幅。 其中最深、最重的是东端头井的“一”形的首开幅（两侧Ｈ型 钢）６．０米幅宽的ＥＬＱ８，其配筋情况：迎土面纵向配筋２５中２８＠２５０， 背土面纵向配筋６１中３２＠１Ｏ０，横向水平向分布筋ｌ４６ １８＠２Ｏ０；背 土面纵向设置两排６块预埋铁。其深度２９．３１ｍ、重量３３．３５ｔ（钢筋 笼和单侧Ｈ型钢重２８．３７＋预埋钢板重４．９８）；在钢筋笼上端头设计 ２ ８的吊环。 １．２钢筋笼吊点的设置 在钢筋笼平吊过程中的吊点位置，要根据所选的吊机进行自行设 计。 （１）钢筋笼纵向设置四个吊点，具体尺寸见下图： 图１ 钢筋笼纵向吊点设置尺寸示意图（单位ｍｍ） （２）钢筋笼横向吊点设置按钢筋笼宽度Ｌ，考虑钢 筋笼横向弯矩最小取吊点０．２０７Ｌ、０．５８６Ｌ、０．２０７Ｌ位置 图２ 钢筋笼横向吊点设置尺寸示意图（单位ｍｍ） １．３起吊设备 钢筋笼起吊采用１５０Ｔ履带吊作主吊，５Ｏ吨履带作副吊。采用“钢 扁担”起吊架、双钩起吊。 （１）主吊１ ５ ０Ｙ履带吊的主要性能参数见下表： ２钢筋笼吊点设置的验算 ２．１纵向吊点设置的验算 可将钢筋笼简化为两端自由、中间铰接的不等跨连续梁计算。吊 装过程中仅有钢筋笼和预埋铁自重荷载，单位面积的荷载：３３３．５ＫＮ／ （６．０ｍ ｘ ２９．３ｌｍ）＝１．９０ＫＮ／ｍ 。 结合钢筋笼上预埋铁的具体位置，设置纵向的桁架筋，具体位置 见下图： 耍 图３ 钢筋笼纵向桁架筋设置尺寸示意图（单位ｍｍ） 每榀桁架筋所承受纵向线荷载ｑ．＝ｑ ＝１．９０ Ｘ（１．１＋１．５／２）＝３， ５ｌ ５ｋｎ／ｍ，ｑ ，＝ｑ ＝１，９０×（１．５／２＋Ｏ．８／２）＝２．９４５ｋｎ／ｍ；取最大值 ｑＭＡＸ＝３．５ １５ｋｎ／ｍ。 根据《混凝土结构设计规范》（ＧＢ ５００ １ ０—２ ００２）：在构件标 准值作用下，构件ｌｊ重荷载分项系数取为１．２；荷载的设计值ｑ＝１．２ Ｘ ３．５１ ５＝４．２１ ８ｋｎ／ｍ。采用 有限单元法”进行内力计算。计算简 图如下： 圜 ⅡＩＩ皿ｌ工Ⅱｉ鼬Ⅱ工８珊磁 盘 ＿ＩＩ —＿Ｉ 厂—Ｔ— —］——ｒ 』 —１』厂 ｒ＿ —『 —商 ｉ 面 Ｌ 一～— 一一 珊率Ｊ ———一——————— —一 塑————— ———————— —Ｊ 图４钢筋笼纵向计算简图（线载单位ｋｎ／ｍ） 经过计算：第～个支座的负弯矩为一２．１１ ｋｎ・ｍ；第二跨跨中最 大正弯矩为３６．５７ｋ ｒｌ・Ｉｎ（在离第一个支座４．１ ６４ｍ）；第二个支座的 负弯矩为一４２．５５ｋ１１・ｍ；第三跨跨中最大正弯矩为４．９３ｋｎ・１１１（在离 第二个支座４．８１９ｍ）；第三个支座的负弯矩为一１ １．０６ｋｎ・ｍ；第四跨 跨中最大正弯矩为８．５４ｋｎ・ｍ（离第三个支座３ｍ）；第四个支座的负 弯矩为一２４．３ ８ｋｎ・ｍ。具体弯矩见下图： 圈５钢筋笼纵向连续梁弯矩图（单位ｋｎ・ｍ） 从弯矩图看出钢筋笼平吊过程中（支座预埋铁面向上），迎土面 钢筋最大需要抵抗３６．５７ｋｎ・ｍ能弯矩，背土面钢筋最大需要抵抗４２． ５ ５ ｋ ｎ・ｍ的弯矩，方可保证钢筋笼的安全。根据《钢筋混凝土设计 规范》进行验算： Ａ Ｍ ÷ｆ ｏ 其中：Ａ 一钢： 截面面积（ｍ ｍ ｚ）； ，一，，ＨＲＢ级钢筋抗拉强度设汁值（取３１ ０ｎ／ｍｍ ２）； ｈ 一钢筋笼有效厚度６８０Ⅱ皿Ｉ（８０Ｏ－７０—５０）。 Ａ㈣＝［３６．５７×ｌ０。÷（３１０ Ｘ ６８０）］＝１７３．４８ｍｍ Ａ ＝［４２．５５×１Ｏ ０ ４－（３１０ Ｘ ６８０）］＝２０１．８５ｍｍ 按设计配筋图迎土面配筋单位延米为５根中２８，实配Ａ ＝３０７９＞ Ａｓ－ｌ７３．４８ｍｍ ；背土面配筋单位延米为ｌｌ根 ３２，实配Ａ。 ＝８８４６＞ Ａ￣－２０１．８５ｍｍ 。 ２．３横向吊点设置的验算 建筑与发展 ‘１２４’ ＪｉａｎＺｈｕＹｕ ＦａＺｈａｎ 工程实录 Ｇｏｎｇ Ｃｈｅｎｇ Ｓｈｉ ｔ．ｕ 横向设置两个吊点０．２０７Ｌ、０．５８６Ｌ、０．２０７Ｌ位置，此时支座负 弯矩和跨中弯矩刚好相等；结构简化为两端自由、中间铰接的三跨连 ２２ｍ＞３．０ｍ（钢筋笼的中心宽度） ３．２双机抬吊系数（Ｋ）验算 续梁计算，采用“静力平衡法”求解此静定结构。线载ｑ：１．２ｑ ＝１． ２×１．９０×（１．Ｏ＋１０．４１／２）＝１４．１４７ｋｎ／ｍ。计算简图如下： ０ 图５钢筋笼横向计算简图（单位ｋｎ／ｍ） 图６钢筋笼横向弯矩图（单位ｋｎ・ｍ） ＝ ＝１／２（１４．１４７×１．２５ ）＝ｌ１．０５２ｋｎ．ｍ 横向钢筋最大需要抵抗ｌ１．０５２ｋｎ・ｍ的弯矩 Ａ ＝［１１．０５２×１０ ÷（３ｌ０×６８０）］＝５２．４３ｍｍ 根据设计图纸水平向分布筋每米为６根０ ｌ ８，实配Ａ ：１ ５ ２ ７＞ Ａ：５２．４３ｍｍ 。 通过以上的验算得出：该钢筋笼横向两点吊、纵向四点吊的吊点 位置，均能满足钢筋笼纵、横方向的安全要求。 ３吊装设备的安全性验算 ３．１主吊害今干电的聆簋 图７钢筋笼吊机起吊验算图 （１）主吊臂长验算 钢筋笼长度ｈ，＝２９．３ｌｍ 扁担Ｆ钢丝绳高度ｈ．．＝３ｍ 扁担上钢丝绳高度ｈ ＝３．５ｍ 吊机吊钩卷上允许高度ｂ＝４．５ｍ 扁担高度等约ｈ 、＝１．０ｍ 吊装富余高度ｈ ＝２ｍ 主机机高Ｃ＝２．２ｍ 提升高度Ｈ：ｈｊ＋ｈ２＋ｈ１十ｂ＋ｈ（Ｊ＋ｈ１ ＝２９．３１＋３＋３．５＋４．５＋１＋２＝４３．３１ｍ 丰＿臂需要长度 （４３．３１—２．２）／Ｓｉｎ７５。＝４２．５６＜４８．０ｍ：Ｌ （２）重量验算 在施工中的最重３３．３５×１．２＝４０．０２ｔ＜ＩＴ］＝５４．０ｔ（其中半径 １ ０米以内）。 （３）钢筋笼碰臂验算 ＬＢ【 （ｈ２＋ｈ１＋ｈ＋ｈｏ）÷ｔｇ７５。 （３．０＋３．５＋４．５＋１．０）÷ｔｇ７５。 ３． （１）Ｎ｝ ＝５ ３．２ｔ（主机作业半径控制在ｌ ２ｍ以内） Ｎ ２．５ｔ Ｑ ３３．３５ｔ Ｋ± ５３．２／（３３．３５＋２．５） １．４８＞１．Ｏ０ （２）副吊所承担整个钢筋笼重量的百分比（７．５／２＋７．Ｏ＋３．４）÷ ２９．３１ ０・４８２７ ４８．２７％，Ｑ ４８．２７％×３３．３５ １６．１０ｔ Ｎ １９．５ｔ（副机作业半径控制在７ｍ以内）Ｎ １．５ｔ Ｋ １９．５／（１６．１０＋１．５） １．１２＞１．００ ３．３钢丝绳强度验算 钢丝绳采用６×３ ７＋１，公称强度为１ ５ ５０ＭＰａ，安全系数Ｋ取８。 由《起重吊装常用数据手册》查得钢丝绳数据表 Ｊｆ警 ＇『畦ｊ‘ｌ，佃蝴 曩争 Ｋ 囊建ｌｔ） ｌ 卫 ６ Ｉ ８ ３１１ 昭 ‘始Ｉ ８ ２１６ ３ ∞ ｄ迥 ｌ ８ ｌ＂ ¨ 嚣 ０ 涮 （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。 吊重：Ｑｌ Ｑ ＋Ｎ ３３．３５＋２．５ ３５．８５ｔ，钢丝绳直径：５２ｍｍ， ［Ｔ］＝３１．１ｔ，钢丝绳与钢扁担夹角为５ ９。 Ｔ＝Ｑ ／２ｓｉｎ５９。＝３５．８５／２Ｓｉｎ５９。＝２０．９ｌｔ＜［Ｔ］ （２）主吊扁担下部钢丝绳验算： 在钢筋笼竖立起来时吊重：Ｑ ，＝３ ３．３ ５ｔ；钢丝绳直径：３９ｍｍ， ＩＴ］＝１７．５ｔ： Ｔ＝Ｑ２／４＝３３．３５／４＝８．３４ｔ＜［Ｔ ｊ （３）副吊扁担上部钢丝绳验算 副吊扁担上部钢丝绳最大作用力为钢筋笼重的４８．２ ７％，即１６． １０ｔ。 吊重Ｑ ＝１６．１Ｏ＋１．５＝１７．６０ｔ 钢丝绳直径：４ ３ｍｍ，［Ｔ］＝２１．６ｔ Ｔ＝Ｏ ／２ｓｉｎ５９＝１７．６０／２ｓｉｎ５９。＝ｌ０．２７ｔ＜ＬＴｊ （４）副吊扁担下部钢丝绳验算 Ｑ ＝１６．１０／２＝８．０５Ｔ 钢丝绳直径：２ ８ｍｍ，ＩＴ］：８．２ ４ｔ； Ｔ＝Ｑ ／２Ｓｉｎ５９。：８．０５／２Ｓｉｎ５９。＝４．７０ｔ＜ＩＴｊ 通过以上验算得出：主吊选用主臂长度４ ８ｉｎ、角度７ ５度、额 定起重量５４Ｔ的１５０Ｔ履带吊均能满足要求，且吊装过程中钢筋笼不碰 臂；双机抬吊的系数、主副吊钢扁担上下的钢丝绳都能满足要求。从 而说明所选的ｌ ５ＯＴ主吊、５ＯＴ副吊安全性能满足要求。 结束语 钢筋笼竖立起来时的 ２８吊环是施工图纸中给出的，无需进行 抗剪强度的验算。 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；且吊点处节点的钢筋笼进行局部加强。 现场铺筑２００ｍｍ厚Ｃ２０钢筋砼场内道路，１５０Ｔ吊车在其行走路线 及作业点铺设钢板；主吊、副吊行车路线离槽边不小于３．５ ｍ。 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范 围内：主机作业半径控制在１２ｍ以内，副机作业半径控制在７ｍ以内； 且专人指挥。 参考文献： ［１］起重吊装常用数据手册》（２ ０ ０１北京人民交通出版社） ［２］混凝土结构设计规范》（ＧＢ５００１ ０—２００２）。