建筑工程塔吊施工专项施工组织设计Word文档格式.docx
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4、最大起升高度220m,最大起吊重量为6t。
其余未尽事宜详见使用说明书
第四章工程地质情况
根据本工程地质勘查报告,本工程塔吊基础定位在本工程ZK10的位置(其钻孔柱状图附后)。
持力层为粉质粘土层,其地耐力满足基础承载力要求。
详细描述见本工程地址勘察报告。
第五章塔吊基础概况及验算
一、基础概况
塔吊基础设计采用整板钢筋混凝土基础:
平面尺寸6000×
6000mm,厚度1300mm,采用C35混凝土,内配Φ25@200双层双向钢筋,塔机基础顶面标高为-0.40,在塔吊基础施工时预埋基础节。
支腿固定式地基基础载荷(见图1.4.1-1、表1.4-1)
表1.4-1
载荷
工况
Fh
(kN)
Fv
M
(kN.m)
Mn
工作工况
18.3
511.2
1335
269.3
非工作工况
73.9
464.1
1552
0.0
注:
表1.4-1中Fh、Fv及弯矩M为基础最大弯矩工况载荷,扭矩Mn为基础最大扭矩工况
载荷。
图1.4-1固定基础载荷示意图
固定式塔式起重机的地基基础是保证塔机安全使用的必要条件,要求该基础分不同地质情况严格按照规定执行。
采用整体钢筋混凝土基础,对基础的基本要求如下:
基础下土质应坚固夯实,根据土质情况,可选用不同的基础(见图1.4-2)
混凝土强度等级不得低于c30,地耐力不小于表1.4-2的规定。
混凝土基础的深度应大于1350mm。
混凝土基础的四个固定支腿上表面应校水平,平面度误差小于1/500。
图1.4-2固定基础
表1.4-2
上层筋
下层筋
地耐力MPa
混凝土m3
重量
t
架立筋
5500
纵横向各30-φ25
0.16
25
60
φ12-150
6000
纵横向各33-φ25
0.11
30.25
72.6
二、基础验算
参数信息
塔吊型号:
TC5610塔吊起升高度H:
81m,
塔身宽度B:
1.80m,基础埋深d:
1.3m,
自重G:
511.2kN,基础承台厚度hc:
1.3m
最大起重荷载Q:
60kN,基础承台宽度Bc:
6.0m,
混凝土强度等级:
C35,钢筋级别:
HRB335,
基础底面配筋直径:
25mm
额定起重力矩Me:
800kN·
m,基础所受的水平力P:
30kN,
标准节长度b:
2.8m,
主弦杆材料:
角钢/方钢,宽度/直径c:
12mm,
所处城市:
湖南常德市,基本风压ω0:
0.45kN/m2,
按B类考虑,即田野、乡村……房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区,
风荷载高度变化系数μz:
1.45。
地基承载力特征值fak:
180kPa
基础宽度修正系数ηb:
基础埋深修正系数ηd:
1.4,
基础底面以下土重度γ:
18kN/m3
基础底面以上土加权平均重度γm:
18kN/m3。
塔吊对基础中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:
G=511.2kN;
塔吊最大起重荷载:
Q=60kN;
作用于塔吊的竖向力:
Fk=G+Q=511.2+60=571.2kN;
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
地处河南郑州市,基本风压为ω0=0.45kN/m2;
查表得:
风荷载高度变化系数μz=1.45;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×
1.80+2×
2.8+(4×
1.802+2.82)0.5)×
0.012]/(1.80×
2.8)=0.0370;
因为是角钢/方钢,体型系数μs=2.9;
高度z处的风振系数取:
βz=1.0;
所以风荷载设计值为:
ω=0.7×
βz×
μs×
μz×
ω0=0.7×
1.00×
2.9×
1.45×
0.45=1.325kN/m2;
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×
φ×
B×
H×
0.5=1.325×
0.037×
1.65×
140×
0.5=864.8kN·
m;
Mkmax=Me+Mω+P×
hc=800+864.8+30×
1.20=1700.8kN·
地基承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
地面压应力计算:
Pk=(Fk+Gk)/A
Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mk/W
式中:
Fk──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重和最大起重荷载,Fk=571.2kN;
Gk──基础自重,Gk=900kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=6.0m;
Mk──倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,Mk=1552kN·
W──基础底面的抵抗矩,W=0.118Bc3=0.118×
6.03=25.49m3;
不考虑附着基础设计值:
Pk=(571.2+900)/6.02=40.8kPa
Pkmax=(571.2+900)/6.02+1552/25.49=101.75kPa;
Pkmin=(571.2+900)/6.02-1552/25.49=-20.1kPa;
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2);
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定;
取180kN/m2;
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ--基础底面以上土的重度,地下水位以下取浮重度,取18.000kN/m3;
b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于5.5m按5.5m取值,取5.000m;
γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度,取18.000kN/m3;
d--基础埋置深度(m)取2.000m;
解得地基承载力设计值:
fa=180+1.4*18(2.0-0.5)=218kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=218kPa
地基承载力满足要求.
塔吊抗倾覆稳定性计算
塔式起重机使用的钢筋混凝土基础应满足抗倾覆稳定性,即
式中e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离;
Fk──作用在基础上的垂直载荷;
Fg──混凝土基础重力,Gk=25×
(25+14.5)×
1=987.5kN;
经计算,本工程中e=1.63,基础抗倾覆稳定性满足要求.
基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第8.2.7条。
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0.当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按线性内插法取用;
取βhp=0.97;
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值;
取ft=1.57MPa;
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度;
取ho=1.15m;
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;
am=(at+ab)/2;
am=[1。
46+(1.46+2×
1.15)]/2=2.8m;
at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽(即塔身宽度);
取at=1.46m;
ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内,计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;
ab=1.46+2×
1.15=3.95;
Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;
取Pj=97.65kPa;
Al--冲切验算时取用的部分基底面积;
Al=5×
(5-3.95)/2=5.28m2
Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
Fl=PjAl;
Fl=97.65×
6.15=600.55kN。
允许冲切力:
0.7×
0.97×
1.57×
2610.00×
1150.00=3199689.05N=3199.69kN>
Fl=467.26kN;
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求
第六章塔机的安装
1、立塔
立塔的顺序按图1.5-1进行。
1.1安装塔身节
1.1.1结构简述
塔身包括标准节B(支腿固定式有3个标准节B,其中含有一个安装有刀开关箱和塔机铭牌的叫固定基节B。
底架固定式有1个行走底架和1个标准节B)和数节标准节A。
标准节B主弦上下端面均为12个连接套,标准节A主弦上下端面均为8个连接套。
标准节是由方管组焊成的结构,各标准节内均设有供人上下的爬梯,并设有供人休息的平台。
图1.5.1-1塔身标准节
1.1.2吊装2个标准节
先将2个标准节组装好(支腿固定式组装2个标准节B,底架固定式组装1个标准节B和1个标准节A、标准节B在下方)
a.将吊具挂在组装好标准节上(严禁吊水平腹杆),将其吊起,将标准节组安装到已埋好在固定基础上的基节上(或底架的基节上),用12件10.9级高强度螺栓连接牢靠。
(塔身上有踏步的一面应位于准备安装平衡臂的下方)。
此时固定基础上已有1个固定基节B和2个标准节B(底架固定上则有两个基础节和1个标准节B和标准节A)。
a.M36高强度螺栓的预紧扭矩为2400N·
m,每根高强度螺栓均应拧入两个垫圈和两个螺母并拧紧防松(如右图所示)。
双螺母中防松螺母的预紧扭矩应稍大于2400N·
m。
c.用经纬仪或吊线法检查其垂直度,主弦杆四个侧面的垂直度误差应不大于1.5/1000。
1.2吊装爬升架
1.2.1结构简述(见图1.2-1)
爬升架主要由爬升架结构、平台、爬梯及液压顶升系统、标准节引进装置等组成,塔机的顶升运动主要靠此部件完成。
顶升油缸安装在爬升架后侧的横梁上(即预装平衡臂的一侧),液压泵站放在液压缸一侧的平台上,爬升架内侧有16个滚轮,顶升时滚轮支于塔身主弦杆外侧,起导向支承作用。
为了便于顶升安装和安全需要,在爬升架中部及上部位置设有平台,并在引进梁上也设有平台,顶升时,工作人员站在平台上,操纵液压系统,完成顶升、引入标准节和固定塔身螺栓的工作。
图1.2-1爬升架
1.2.2吊装爬升架
a.将爬升架按图要求组装完毕后,如图1.5.2-2所示,将吊具挂在爬升架上,拉紧钢丝绳吊起。
切记安装顶升油缸的位置必须与塔身踏步同侧。
b.将爬升架缓慢套装在三个标准节B外侧。
c.将爬升架上的爬爪放在一标准节的第二节上部(从下往上数)的踏步上,再调整好16个爬升导轮与标准节B的间隙(间隙为2~3mm)。
d.安装好顶升油缸,将液压泵站吊装到平台一角,接好油管,检查液压系统的运转情况,应保证油泵电机风扇叶片旋向为右旋,与外壳箭头标识一致,以避免烧坏油泵。
如有错误。
则应重新接好电机接线。
1.3安装回转支承总成
1.3.1结构简述
回转支承总成包括下支座、回转支承、上支座、回转机构共四部分。
见图1.5.3-1。
下支座为整体箱形结构,下支座下部分别与标准节B和套架相连,上部与回转支承外圈的下平面通过高强度螺栓连接。
上支座为板壳结构,其左右两侧焊有安装回转机构的法兰盘。
上支座的四方设有工作平台,右侧工作平台的前端,焊有司机室连接的支耳,后方设有安装回转限位器的支座及设有安装电笛的支板。
上支座的上平面通过8个10.9级的M36的高强度螺栓与回转塔身连接。
图1.5.3-1回转总成
1.3.2吊装回转支承总成
检查与回转支承、下支座、上支座连接用80件8.8级的M24高强螺栓的预紧扭矩是否达到了640N·
a.如图1.5.3-2所示,将吊具挂在上支座四个支柱耳套下,将回转支承总成吊起。
b.下支座的八个连接套对准标准节四根主弦杆的八个连接套缓慢落下,将回转支承总成放在塔身顶部。
切记下支座的斜腹杆方向应与标准节装爬梯斜腹杆方向一致;
下支座与套架连接时,应对好四角的标记。
c.用8件10.9级的M36高强度螺栓将下支座与标准节连接牢固(每个螺栓用双螺母拧紧防松,螺栓的预紧扭矩
2400N·
m)。
图1.5.3-2吊回转总成
d.操作顶升系统,将液压油缸伸长至第2节标准节的下踏步上,将爬升架顶升至与下支座的法兰盘接触,用16件M24的螺栓将爬升架与下支座连接牢固(每个螺栓用双螺母拧紧防松,螺栓的预紧扭矩为640N·
1.4安装回转塔身
1.4.1回转塔身总成简述
回转塔身总成包括回转塔身和起重量限制器(见图1.5.4-1)。
回转塔身为整体框架结构,上端面分别有用于安装起重臂和平衡臂耳板,上面用四根销轴与塔顶相连。
在回转塔身的横梁上安装有起重量限制器,用以限制最大起重量。
图1.5.4-1回转塔身
1.4.2吊装回转塔身
如图1.5.4-2所示,将吊具挂在回转塔身四根主弦杆处,拉紧吊索。
a.吊起回转塔身(安装时注意用于安装平衡臂和起重臂支耳的方向),使靠近起重量限制器一边的支耳与上支座的起重臂方向一致。
b.用8件10.9级的M36高强度螺栓和16件10级的M36高强度螺母(双螺母防松)将回转塔身与上支座紧固。
螺栓的预紧力矩为2400N·
图1.5.4-1吊回转塔身
1.5安装塔顶
1.5.1结构简述(图1.5.5-1)
塔顶为四棱锥形结构,顶部有拉板架和起重臂拉板,通过销轴分别与起重臂、平衡臂拉杆相连,为了安装方便,塔顶上部设有工作平台,工作平台通过螺栓与塔顶连接。
塔顶上部设有起重钢丝绳导向滑轮和安装起重臂拉杆用滑轮,塔顶后侧主弦下部设有力矩限制器,并设有带护圈的扶梯,塔顶下端有四个耳板,通过四根销轴与回转塔身连接。
图1.5.5-1塔顶
1.5.2吊装塔顶
吊装前在地面上先把塔顶上的平台、栏杆、扶梯及力矩限制器装好,为使安装平衡臂方便,在塔顶的后侧左右两边各装上两根平衡臂拉杆。
a.如图1.5.5-2所示,将吊具挂在塔顶上。
b.将塔顶吊到回转塔身上,应注意将塔顶垂直的一侧应对准上支座的起重臂方向。
c.用4件销轴将塔顶与回转塔身连接,穿好并充分张开开口销。
图1.5.5-2吊装塔顶
1.6安装平衡臂总成
1.6.1结构简述(图1.5.6-1)
图1.5.6-1平衡臂
平衡臂是槽钢及角钢组焊成的结构,分两节,用销轴连接。
平衡臂上设有栏杆及走道,还设置了工作平台,平衡臂的一端用两根销轴与回转塔身连接,另一端则用两根组合刚性拉杆同塔顶连接。
尾部装有平衡重、起升机构及电阻箱,电气控制箱布置在根部。
起升机构本身有其独立的底架,用螺栓固定在平衡臂上。
平衡重的重量随起重臂长度的改变而变化。
见表1.4-1中的值。
1.6.2吊装平衡臂总成
在地面上把两节平衡臂组装好,将起升机构、电控箱、电阻箱、平衡臂拉杆装在平衡臂上,并固接好。
回转机构接上临时电源,将回转支承以上部分回转到便于安装平衡臂的方位。
a.如图1.5.6-2所示,吊起平衡臂(平衡臂上设有4个安装吊耳)。
b.用定轴架和销轴将平衡臂与
回转塔身固定联接好。
图1.5.6-2吊平衡臂
c.平衡臂拉杆示意见图1.5.6-3所示,按图1.5.6-4将平衡臂逐渐抬高至适当的位置,使平衡臂上的拉杆与塔顶上平衡臂拉杆用销轴相接,穿好销轴并张开开口销。
图1.5.6-3平衡臂拉杆
图1.5.6-4安装平衡臂拉杆
d.缓慢地将平衡臂放下,再吊装一块2.40t重的平衡重安装在平衡臂最前面的安装位置上,如图1.5.6-5所示。
图1.5.6-5吊装一块平衡重
1.7安装司机室
1.7.1结构简述(见图1.5.7-1)
司机室为薄板结构,侧置于上支座右侧平台的前端,四周均有大面积的玻璃窗,前上窗可以开启,视野开阔。
司机室内壁用宝丽板装饰,美观舒适,内设有联动操纵台。
图1.5.7-1司机室
1.7.2吊装司机室
司机室内的电气设备安装齐全后
a.如图1.5.7-2所示,吊起司机室。
b.把司机室吊到上支座靠右平台的前端,对准耳板上孔的位置,然后用三根销轴联接并穿好开口销。
(也可在地下先将司机室与回转支承总成组装好后,作为一个整体,一次性吊装)。
图1.5.7-2吊装司机室
1.8安装起重臂总成
起重臂总成包括起重臂、起重臂拉杆、载重小车和变幅机构,起重臂拉杆安放在起重臂上弦杆的拉杆固定架上。
图1.5.8-1起重臂组成
1.8.1结构简述(见图1.5.8-1)
起重臂上下弦杆都是用两个角钢拼焊成的方管,整个起重臂为三角形截面,共分为十节。
节与节之间用销轴连接,拆装方便,为了提高起重性能,减轻起重臂的重量,起重臂采用双吊点、变截面空间桁架结构。
在起重臂第二节中装有牵引机构。
载重小车以起重臂的下弦杆为运行轨道,在牵引机构的牵引下,可沿起重臂前后运行。
载重小车一侧设有检修吊篮,便于塔机的安装与维修。
起重臂第一节根部与回转塔身用销轴连接。
为了保证起重臂水平,在第三节、第七节上分别设有一个吊点,通过这两点用起重臂拉杆与塔顶连接。
起重臂组装时,必须严格按照每节臂上的序号标记组装,不允许错位或随意组装。
根据施工要求可以将起重臂组装成56m、50m及44m臂长,50m臂是在56m臂基础上拆下第八节,44m臂是在56m臂基础上拆下第八、九节。
如图1.5.8-2所示。
图1.5.8-2起重臂
1.8.2吊装起重臂总成
a.在塔机附近平整的枕木(或支架,高约0.6m)上(图1.5.8-5a),拼装起重臂。
注意无论组装多长的起重臂,均应先将载重小车套在起重臂下弦杆的导轨上。
b.将维修吊篮紧固在载重小车上,并使载重小车尽量靠近起重臂根部最小幅度处。
c.安装好起重臂根部处的牵引机构,卷筒绕出两根钢丝绳,其中一根通过臂根导向滑轮固定于载重小车后部,另一根通过起重臂中间及头部导向滑轮,固定于载重小车前部,
图1.5.8-3牵引钢丝绳绕绳示意图
如图1.5.8-3所示。
在载重小车后部
设有3个绳卡,绳卡压板应在钢丝绳受力一边,绳卡间距为钢丝绳直径的6~9倍。
钢丝绳与载重小车的前端设有张紧装置,如果牵引钢丝绳松弛,调整张紧装置,即可将钢丝绳张紧。
在起重臂根部还有另一套牵引钢丝绳张紧装置,在使用过程中出现牵引钢丝绳松驰时,可用该装置将钢丝绳张紧。
d将起重臂拉杆按图1.5.8-4所示拼装好后与起重臂上的吊点用销轴铰接,穿好开口销,放在起重臂上弦杆的定位托架内。
图1.5.8-4起重臂拉杆组成示意图
e.检查起重臂上的电路是否完善。
使用回转机构的临时电源将塔机上部结构回转到便于安装起重臂的方位。
f.按图1.5.8-5a挂绳,试吊是否平衡,否则可适当移动挂绳位置,起吊起重臂总成至安装高度。
如图1.5.8-5b所示用定轴架和销轴将回转塔身与起重臂根部联接固定。
注意:
记录下吊装起重臂的吊点位置,以便拆塔时使用。
图1.5.8-5a吊起重臂
图1.5.8-5b吊装起重臂
e接通起升机构的电源,放出起升钢丝绳按图1.5.8-6缠绕好钢丝绳,用汽车吊逐渐抬高起重臂的同时开动起升机构收回起重钢丝绳,直至将起重臂拉杆拉近塔顶拉板,按图1.5.8-7将拉杆分别与塔顶拉板Ⅰ、Ⅱ用销轴铰接,并穿好开口销。
松驰起升机构钢丝绳把起重臂缓慢放下。
h使拉杆处于拉紧状态,这时起重臂约上翘度约为1/70,最后松脱滑轮组上的起升钢丝绳。
1.9配装平衡重
平衡重的重量随起重臂长度的改变而改变(表1.5-1),根据所使用的起重臂长度,按图1.5.9-1要求吊装平衡重。
起重臂三种臂长工况下平衡重的配置及安装位置严格按要求安装。
图1.5.9-1吊装平衡重
1.10起升机构绕绳系统
吊装完毕后,进行起升钢丝绳的穿绕。
如图1.6-1所示,起升钢丝绳由起升机构卷筒放出,绕过塔顶导向滑轮向下进入回转塔身上起重量限制器滑轮,向前再绕到载重小车和吊钩滑轮组,最后将绳头通过绳夹,用销轴固定在起重臂头部的防扭装置上。
图1.6-1起升钢丝绳绕绳示意图
1.11接电源及试运转
当整机按前面的步骤安装完毕后,在无风状态下,检查塔身轴线的垂直度,允差为4/1000;
再按电路图的要求接通所有电路的电源,试开动各机构进行运转,检查各机构运转是否正确(详见有关章节),同时检查各处钢丝绳是否处于正常工作状态,是否与结构件有摩擦,所有不正常情况均应予以排除。
如果安装完毕就要使用塔机,则必须按第三章的要求调整好安全装置。
1.12换倍率器的使用(见图1.8-1)
换倍率装置是一个带有活动滑轮的挂体,当其与吊钩连成一体时,起升钢丝绳系统为4倍率,当挂体与吊钩脱离并顶在载重小车底面时,起升钢丝绳系统则变为2倍率。
图1.8-1换倍率装置
1.12.1当需要用2倍率工作时,操纵起升机构,使吊钩向下运动并着地,拔出挂体销轴,然后开动起升机构,收紧钢丝绳,使挂体上升至与载重小车接触。
起升机构的排绳情况不得有乱绳情况出现。
这样起升钢丝绳系统就转换成2倍率。
1.12.2若要再将起升钢丝绳系统转换4倍率,则又操纵起升机构,放下吊钩至地面,并使挂体落回到吊钩的挂体槽内。
插上
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