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桩基钢筋笼吊装计算书分解

基钢筋笼吊装计算书

1编制依据

《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011

《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004

《两阶段施工图设计》

《路桥施工计算手册》人民交通出版社

2施工部署

2.1为确保吊装工作顺利进行，应在安全、质量、进度等各方面都能达到理想状态，为此作如下部署：

2.1.1.编制吊装方案，并报相关单位审定批准。

2.1.2.对审定后的吊装方案，在方案实施的施工准备和吊装过程中，必须严格执行。

2.1.3.吊装前必须完成施工区域的场地清障工作。

2.1.4.吊装前准备好各类吊索具，并确认符合方案规定的要求。

2.2人员配备

本单项工程现场施工总负责人全面负责协调、监督和指导各部门班组落实吊装方案的各项技术要求。

相关部门班组配备必要的安全管理、作业人员等，总计管理人员4名，熟练工人10名。

人员配备情况一览表

序号

主要工种

计划数量

备注

1

管理人员

4

2

吊装指挥

1

3

吊车司机

1

4

测量

2

5

工人

10

3机械设备准备

机械设备准备情况一览表

序号

设备名称

型号

单位

数量

备注

1

吊车

50t

辆

1

2

吊车

25t

辆

1

3

吊车

16t

辆

1-2

4、施工准备

4.1.存放材料的场地应该平整，压实，排水通畅，临时道路应平整，并满足载重约40吨的货车或者吊车通行，保证不陷车。

4.2.卸货后，马上报验，待材料验收合格后进入下一步工序

4.3.吊装前，复测基础标高，轴线复测，并做出记录，对于轴线偏差过大的，要进行处理，具体处理方法：

用钢管套住地脚螺栓，向正确的方向扳，但不能用力过大。

4.4.做好吊机的进场检验工作，确保起重机械各项性能良好。

4.5清除吊机转臂空间范围内障碍物，并用警示彩带设定警戒区域，非吊装施工人员严禁靠近。

4.6吊装前将起重机械试运转一次，观察各部分及操作系统有无异常，并检查所有起重机具钢丝绳、卡环、吊钩等是否安全，符合要求后才使用。

5、机具选择

5.1、作业吊车

5.1.1、考虑工程量，而且安装地点较为分散，故拟选用汽车吊吊装施工。

5.1.2、作业吊车的选择

（1）起重高度计算

H≥H1+H2+H3

式中  H——起重机的起重高度（m），停机面至吊钩的距离；

H1——钢筋笼长度，取单节最长长度10.2m；

H2——安装间隙，视具体情况而定，取0.3m；

H3——索具高度（m），绑扎点至吊钩的距离，取0.9m；

选用起重机的起重高度H≥10.2米，起重高度取11.4m。

（2）起重臂长度计算：

l≥H/sinα

式中  l——起重臂长度（m）；

H——起重高度（m）；

α——起重臂仰角，一般取70°~77°，本工程取75°。

l≥（11.4）/sin（70°）=12.1米。

（3）吊装重量

钢筋笼单节最长长度为10.2米，重4吨，单根桩基最重为20吨

（4）吊车工作半径取6m，综合考虑

（1）、

（2）、（3）及起重机的工作幅度，参考吊车性能参数表，选用重型汽车起重机QY50K汽车吊满足施工要求。

（5）其他型号吊车选型见5.5

5.2孔口支架的计算

桩基孔口位置压实后，用两块3×1.2×0.14m的路基箱作为承重平台，其上搭设用40b工字钢做成的定位框架，及直径90mm实心圆钢棒做成的活动卡销，卡销长63cm，用20mm的钢板加固井字框。

用以定位钢筋笼进而进行钢筋笼的接长，具体图纸见主塔桩基施工方案附件5。

图4孔口定位吊挂支架

活动卡销计算：

如图4所示，全框最不利工况时为4个活动卡销承受整个钢筋笼重量，每个受力为20/4=5t。

考虑钢筋笼下放时担于孔口支架时的冲击力，取冲击系数为1.2，则卡销的受力简图及截面如图7所示；

卡销反力：

；

井框对卡销的支撑力：

kN；

方钢卡销受剪力：

。

故方钢卡销满足抗剪承载力要求。

活动卡销受力及截面图

支架井框：

井框主梁采用双拼40b工字钢，次梁采用单40b工字钢，对井框进行简化做保守计算，对井框的主梁和次梁分别按简支梁进行计算。

40b工字钢截面特性据《材料力学》查表得：

；

；

；

；

；65.6kg/m。

双拼工字钢视为360×276×12mm的方钢进行计算，其截面特性为：

；

；

；

；

。

卡销重量：

；

卡销承重：

；

井框主梁自重均布荷载为：

；

井框次梁自重均布荷载：

。

故井框计算简图如图6所示：

支架井框：

井框主梁采用40b工字钢加工制造，对井框进行简化做保守计算，对井框的主梁和次梁分别按简支梁进行计算。

40b工字钢截面特性数据：

；

；

；

；

；73.8kg/m。

卡销重量：

；

卡销承重：

；

井框主梁自重均布荷载为：

。

故井框计算简图如图8所示：

对于次梁：

最大弯矩：

，

最大应力：

满足设计强度；

最大挠度：

满足刚度。

图6井框计算简图

对于主梁：

对弯矩进行叠加，故最大弯矩：

最大应力：

；

视最大挠度叠加故：

（据《材料力学》）故主梁的刚度也满足要求。

结论：

孔口支架的强度及刚度均满足使用需要。

5.3、索具、卡环等工具的选择

（1）、钢筋笼重量计算

计算以单根φ2.5m桩基钢筋笼为验算对象。

以20吨钢筋计算得：

G=20000*10/1000=200KN

钢丝绳拉力计算

采用双支吊索起吊，吊索与钢筋笼水平夹角为45°。

式中：

S—每根钢丝绳索具的受拉力；

Q—钢筋笼重力；

n—吊索根数；

α—吊索钢丝绳与水平面夹角；

Sb—吊索钢丝绳的破断拉力总和；

K—吊索钢丝绳的安全系数，一般取6。

钢筋笼质量G=1900KN，α取45°

=141.4KN

拟选用6*37丝，钢丝绳φ47.5mm，公称抗拉强度1550N/mm2。

Sb=αPg

式中Sb—吊索钢丝绳的破断拉力；

α ——考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，对6×37绳，取0.82Ψ=0.82。

Pg ——钢丝绳的破断拉力总和，Pg=0.5d2=0.5*47.52=1128.1KN

Sb=0.82*1128.1=925.1KN

∵N=134KN

∴选用6*37丝，钢丝绳φ47.5mm，公称抗拉强度1550N/mm2，钢丝绳满足要求。

（3）、卡环的选择计算

吊装质量最大支撑时拉力S=134KN，卡环的允许荷载[FK]=40d2，拟选用17.5型卡环，查《路桥施工计算手册》15-15表得知d=66mm

[FK]=40*662=174.24KN>141.4KN满足要求。

因此，采用汽车吊时选用17.5型卡环。

5.4抗倾覆验算

为保证汽车吊在吊装过程中的稳定，需进行抗倾覆验算，即需使稳定力矩大于倾覆力矩。

以单根φ2.5m桩基钢筋笼为验算对象，查《起重机设计规范》可知：

KGMG+KQMQ+KWMW≥0

式中KG——自重加权系数，取1

KQ——起升荷载加权系数，取1.15

KW——风动载加权系数，取1

MG、MQ、MW为汽车吊自重、起升荷载、风动荷载对倾覆边的力矩，N·m；

汽车吊工作时受力简图

图中：

G——汽车吊自重，取40.4t；

Q——起升物重量，考虑单机抬吊，取20t；

W——风动载，按起升物重量的20%考虑；

a——汽车吊重心至支脚倾覆支点的距离，支腿全伸6.6m，故a取3.3m；

R——汽车吊工作半径，最大取6m；

h——风动载合力点高度。

KGMG+KQMQ+KWMW

=1×G×a-1.15×Q×（R-a）-1×W×h

=404000×3.3-1.15×200000×（6-3.3）-0.2×200000×（2+0.2+0.95/2）=605200N·m＞0

故稳定性满足要求。

16吨吊车稳定性计算（自重23t，汽车吊重心至支脚倾覆支点的距离，支腿全伸5.4m，故a取2.7m）

KGMG+KQMQ+KWMW

=1×G×a-1.15×Q×（R-a）-1×W×h

=230000×2.7-1.15×75000×（6-2.7）-0.2×75000×（2+0.2+0.95/2）=6296250N·m＞0

25吨吊车稳定性计算（自重30t，汽车吊重心至支脚倾覆支点的距离，支腿全伸6m，故a取3m）

KGMG+KQMQ+KWMW

=1×G×a-1.15×Q×（R-a）-1×W×h

=300000×3-1.15×122000×（6-3）-0.2×122000×（2+0.2+0.95/2）=413830N·m＞0

5.5地基承载力验算

汽车吊工作时最不利的情况是3点着地，也就是3个支腿支持着整台吊车的重量（包括自重和荷重），即：

式中：

G—汽车吊自重，取50t吊车验算，为40.4t

Q—汽车吊最大荷重（额定荷重），为20t。

汽车吊对路基的压强应为：

式中：

S—支腿着点面积

因此，50t汽车吊工作时地基承载力的要求为不小于3.36MPa，而处理后的路基地基承载力设计要求不小于30Mpa，故满足吊装要求。

5.6工地桩基吊车型号选配

（1）16吨吊车吊装计算

取工作半径6米，吊车臂长16.5米，查附表2得，最大吊装重量为7.5吨。

（2）20吨吊车吊装计算

取工作半径6米，吊车臂长14.97米，查附表3得，最大吊装重量为9吨。

（3）25吨吊车吊装计算

取工作半径6米，吊车臂长13.75米，查附表4得，最大吊装重量为12.2吨。

（4）30吨吊车吊装计算

取工作半径6米，吊车臂长17米，查附表5得，最大吊装重量为16吨。

（5）50吨吊车吊装计算

取工作半径6米，吊车臂长18米，查附表5得，最大吊装重量为22.2吨。

（6）吊车调配方案

根据

（1）、

（2）、（3）（4）、（5）、（6）选出吊车最优调配方案见附表1.

（7）优化吊车选型

根据附表1可知，20吨、25吨、30吨吊车使用率低，建议20吨、25吨吊车统一使用25吨吊车，30吨吊车统一使用50吨吊车。

附表2：

16吨汽车吊机额定性能表

回转半径（m）

主臂长度（m）

9.5

16.5

23.5

3.0

16

10

3.5

14.1

10

4.0

12.5

10

4.5

11.2

10

5.0

10

10

5.5

5.5

8.6

8.6

5.5

6.0

7.5

7.5

5.5

6.5

6.7

6.7

5.5

7.0

6

6

5.5

7.4

5.5

5.5

5.5

8.0

4.8

4.8

4.8

8.5

4.4

4.4

9.0

4

4

10.0

3.4

3.4

11.0

2.9

2.9

12.0

2.5

2.5

13.0

2.1

2.1

14.0

1.9

1.9

16.0

1.4

18.0

1.1

20.0

0.8

22.0

0.6

附表3：

20吨汽车吊机额定性能表

回转半径（m）

主臂长度（m）

主臂+付臂

10.2

12.58

14.97

17.35

19.73

22.12

24.5

24.5+7.5

3.0

20

——

——

——

——

——

——

——

3.5

17.2

15.9

——

——

——

——

——

——

4.0

14.6

14.6

12.6

——

——

——

——

——

4.5

12.75

12.7

11.7

10.5

——

——

——

——

5.0

11.6

11.3

11.3

9.7

——

——

——

——

5.5

10.45

10

10

9.1

8.1

——

——

——

6.0

9.3

9

9

8.5

7.6

6.9

——

——

7.0

7.24

7.3

7.41

7.2

6.7

6.1

5.5

——

8.0

5.99

6.1

6.17

6.22

5.9

5.4

5

——

9.0

——

5.13

5.21

5.25

5.3

4.8

4.5

——

10.0

——

4.35

4.43

4.48

4.52

4.4

4

2.1

12.0

——

——

3.26

3.32

3.36

3.39

3.41

1.7

14.0

——

——

——

2.49

2.53

2.56

2.58

1.4

16.0

——

——

——

——

1.9

1.94

1.96

1.2

18.0

——

——

——

——

——

1.45

1.47

1

20.0

——

——

——

——

——

——

1.08

0.88

22.0

——

——

——

——

——

——

0.76

0.75

24.0

——

——

——

——

——

——

——

0.63

27.0

——

——

——

——

——

——

——

0.5

附表4：

25吨汽车起重机起重性能表（主臂）

工作半径（m）

吊臂长度（m）

10.2

13.75

17.3

20.85

24.4

27.95

31.5

3

25

17.5

3.5

20.6

17.5

12.2

9.5

4

18

17.5

12.2

9.5

4.5

16.3

15.3

12.2

9.5

7.5

5

14.5

14.4

12.2

9.5

7.5

5.5

13.5

13.2

12.2

9.5

7.5

7

6

12.3

12.2

11.3

9.2

7.5

7

5.1

6.5

11.2

11

10.5

8.8

7.5

7

5.1

7

10.2

10

9.8

8.5

7.2

7

5.1

7.5

9.4

9.2

9.1

8.1

6.8

6.7

5.1

8

8.6

8.4

8.4

7.8

6.6

6.4

5.1

8.5

8

7.9

7.8

7.4

6.3

7.2

5

9

7.2

7

6.8

6

6.1

4.8

10

6

5.8

5.6

5.6

5.3

4.4

12

4

4.1

4.1

4.2

3.9

3.7

14

2.9

3

3.1

2.9

3

16

2.2

2.3

2.2

2.3

18

1.6

1.8

1.7

1.7

20

1.3

1.3

1.3

22

1

0.9

1

24

0.7

0.8

26

0.5

0.5

28

0.4

29

0.3

附表5：

30吨汽车起重机性能表

主要技术参数

主臂起重性能

工作半径（m）

支腿全伸

不用支腿

名称

参数

10.00m

17.00m

24.00m

31.00m

10.00m

全车总重

32.2t

3.00

30.00

20.00

8.00

最大爬坡能力

31%

3.35

30.00

20.00

7.00

最大提升高度

34.00m

3.50

28.10

20.00

6.40

吊臂全伸时长度

31.00m

4.00

24.20

20.00

5.10

吊臂全缩时长度

10.00m

4.50

21.40

20.00

13.00

4.20

最小转弯半径

11.50m

4.8

20.00

20.00

13.00

3.70

最大仰角

80°

5.0

19.20

19.20

13.00

3.40

30t吊钩重

0.35t

5.5

17.50

17.50

13.00

2.80

12t吊钩重

0.20t

6.0

16.00

16.00

13.00

2.30

4t吊钩重

0.10t

6.5

14.60

14.60

13.00

9.00

1.90

10m吊臂时钢丝绳数

8根

7.0

13.50

13.50

12.00

9.00

1.60

10-17m时钢丝绳数

5根

7.5

12.00

12.00

11.20

9.00

1.30

24m时钢丝绳数

4根

8.0

10.50

10.50

10.50

9.00

1.00

31m时钢丝绳数

3根

8.5

9.40

9.40

9.00

9.8

7.20

7.20

7.70

10.0

6.95

6.95

7.50

11.0

5.80

5.80

6.40

12.0

4.90

4.90

5.55

14.0

3.45

3.45

4.20

16.0

2.50

3.20

18.0

1.80

2.45

20.0

1.30

1.90

22.0

0.85

1.50

24.0

1.10

26.0

0.75

27.0

0.65

附表6：

50T吊车性能参数表

工作半径（m）

主臂长度（m）

10.70

18.00

25.40

32.75

40.10

3.0

50.00

3.5

43.00

4.0

38.00

4.5

34.00

5.0

30.00

24.70

5.5

28.00

23.50

6.0

24.00

22.20

16.30

6.5

21.00

20.00

15.00

7.0

18.50

18.00

14.10

10.20

8.0

14.50

14.00

12.40

9.20

7.50

9.0

11.50

11.20

11.10

8.30

6.50

10.0

9.20

10.00

7.50

6.00

12.0

6.40

7.50

6.80

5.20

14.0

5.10

5.70

4.60

16.0

4.00

4.70

3.90

18.0

3.10

3.70

3.30

20.0

2.20

2.90

2.90

22.0

1.60

2.30

2.40

24.0

1.80

2.00

26.0

1.40

1.50

28.0

1.20

30.0

0.90