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施工课程设计

学 院 工程技术学院
学生姓名
专 业_ 土 木 工 程
学 号_ 2220093222200XX
班 级_
指导教师
成 绩

2012 年 6 月

一、工程概况
某轻工机械厂金工车间，柱网尺寸6m,建筑总长108m,宽42m，设有一道伸缩缝，采用装配式钢筋混凝土排架结构，共两跨。低跨柱顶标高8.4m，跨度为18m；配有5T桁车，轨顶标高6m；高跨柱顶标高为11.10m，跨度为20m，配有10T桁车，轨顶标高8.40m，高跨设有天窗架。
1. 建筑平面及剖面见图1、图2。
2. 柱子采用预制钢筋混凝土I字形断面桩，混凝土为C30号。参见图3。
3. 采用T形断面钢筋混凝土吊车梁及预应力大型参面板。
4. 屋架采用预应力混凝土梯形屋架，混凝土为C40号。参见图3。
5. 采用普通钢筋混凝土地基
二、 施工条件
1. 施工现场已“三通一平”，基础工程已完；施工现场土质为粘土，其地基承载力为20T/m2
2. 施工单位有两台起重机设备供选用，一台为W1-100, 另一台为W1-200，其起重性能见附录1。
3. 结构构件的制作：要求柱、屋架在现场预制，其余构件如吊车梁、地基梁及大型屋面板等在距现场5km处的构件厂制作，采用汽车运至现场。
4. 施工现场所需人力、材料及设备均可按设计要求给予满足。
5. 工期：主体结构安装，其施工期间最热月平均气温29.3℃，极端最高温度为40℃。
6. 结构安装定额见附录2。
7. 混凝土强度见附录3。
三、 课程设计内容及要求
1. 施工方案的拟定和施工方法的选择。
2. 编制结构安装工程施工进度计划。表格形式如表3所示。
3. 确定结构安装工程施工平面图。包括：
1) 构件预制、就位平面布置图。
2) 起重机的起行路线及停机布置

四、课程设计步骤与方法：
1、计算工程量：按分部分项工程名称，依构件实体体积建立计算式。
工程量计算表如表：
序号
分部分项工程名称
单位
计算式
工程量
备注
一
二
三
四
五
六
1
牛腿柱的吊装
根
20*3
60
三种尺寸大小不同的柱,其中A、B、C三轴线类型相同
2
柱的校正、固定
根
20*3+20*3
120
校正60根，固定60根
3
屋架扶直就位
榀
20*2
40
高低两跨的屋架的跨度、尺寸不同
4
地基梁吊装
根
18*3+7*2
68
A、B、C、1、20轴线设地基梁
吊车梁吊装
根
18*4
72
高低跨的牛腿柱上各36根
5
屋盖综合安装
间
18*2
36
高低两跨的屋架的跨度、尺寸不同，且高跨屋架上设有天窗架
6
抗风柱吊装、校正、固定
根
5*2+5*2+5*2
30
吊装10根，校正10根，固定10根
7
吊车梁校正
根
18*4
72
高低跨的牛腿柱上各36根
8
地基梁固定
10根
（18*3+7*2）/10
6.8

吊车梁固定
10根
18*4/10
7.2

9
地基梁拆模
10根
(18*3+7*2)/10
6.8

吊车梁拆模
10根
18*4/10
7.2

2、选择构件预制、安装方案及施工方案,确定各施工过程的施工顺序。
（1）柱：
柱分为牛腿柱和抗风柱，都在现场预制。由于地基承载力为20T/m2 ，牛腿柱两根单浇，C轴线列柱跨外预制，A与B轴线列柱跨内预制；抗风柱采用2根或3根单浇，分别在1和20轴线列柱跨外预制。牛腿柱(自重在13t以下)采用一点绑扎；用三点共弧的原理采用旋转法吊装。抗风柱(自重在13t以下)采用一点绑扎；用两点共弧的原理采用滑行法吊装。各个柱子在对位后打紧楔子，使之临时固定；采用人工校正，并在柱脚与杯口的空隙中浇筑比柱子混凝土标号高一级的细石混凝土使之固定，浇筑应分两次进行，第一次浇筑至楔块底部，待混凝土强度达到25%时，即可拔去楔块，再将混凝土浇满杯口，进行养护，待第二次浇筑混凝土强度达到75%后，才能安装上部构件。
（2）屋架：
屋架在现场预制，在跨内平卧叠浇，四榀为一组。采用正向斜向布置，其中屋架下弦处的空间应至少大于L/2+3m(L为屋架跨度)，以便进行预应力筋的张拉。屋架均采用正向扶直，扶直后立即进行就位，采用同侧斜向就位。屋架有大小两种，对24m跨度的屋架采用四点绑扎起吊法，并加横吊架，对18m跨度的屋架，采用左右两点绑扎起吊法，二者起吊时吊索与水平线夹角均不小于45o 。
由于屋架侧向刚度差，容易造成损伤，故吊升时应缓慢放至柱顶，放手后用缆风绳或工具式支撑进行临时固定，再用经纬仪检查垂直度。校正后，用电焊最后固定。焊接时，应在屋架两端同时对角施焊，避免两端同侧施焊。
（3）梁：
梁分吊车梁与地基梁，均在构件厂制作，由汽车运至现场。吊车梁吊装时采用两点绑扎，对称起吊，并保持水平。吊车梁校正在屋盖吊装后进行，垂直度校正用锤球检查，如有偏差，用斜垫铁纠正；平面位置校正用平行移轴法。校正后，焊接牢固，梁接头处应浇筑细石混凝土最后固定，达一定强度后，再拆模。同样对地基梁吊装后需校正，并焊接固定，接头处应浇筑细石混凝土最后固定，达一定强度后，再拆模。
（4）大型屋面板：
大型屋面板也在构件厂制作，由汽车运至现场。采用两块或四块叠吊，吊装时应保证履带式起重机的起重量、起重半径以及最小起重杆的起重仰角。屋面板分节间吊装，当有两榀屋架安装好后，就可安装其间的屋面板。屋面板吊装顺序应自两边檐口左右对称逐块吊向屋脊，有利于屋架稳定，受力均匀，避免屋架承受半边荷载。屋面板就位校正后，立即与屋架上焊接牢固，除最后一块只能焊两点外，每块屋面板可焊三点。
（5）天窗架：
天窗架采用单独吊装法，吊装时需待两侧屋面板吊装后进行，并且绑扎圆木进行临时加固。
3、起重机械的选择验算。
（一）、构件的外形尺寸及重量表。（见下表：）
构件名称
混凝土（m3）
钢筋重（吨）
每根重（吨）
构件名称
外形尺寸
长*宽*高（米）
每根重（吨）
柱
A轴线
1.95
0.23
5.105
地基梁
5.95*0.3*0.46（5.95*0.2*0.46）
1.67
B轴线
3.40
0.29
8.79
吊车梁
5.95*0.3*1.2（5.95*0.2*1.2）
4.42
C轴线
2.80
0.27
7.27
大型屋面板
6*1.5*0.25
1.20
抗风柱
2.00
0.16
5.16
天窗架
9*0.3*3.72
（9*0.18*3.72）
2.43

屋架
18m跨
2.14
0.54
5.35
注：1、柱子主筋规格φ25
2、屋架顶应力筋2*4φ12
3、括号内数据为下部尺寸
24m跨
4.23
0.89
10.60

（二）、起重机的选择及工作参数计算：
起重机采用履带式起重机，根据分件吊装法的特点，计算工作参数，选择合适的起重机型号。
①：吊装柱子时起重机的选择
因为B轴线柱最重，以B轴线柱进行计算
(柱重=8.79t，柱高=11.1+1.3=12.4m)
起重量：
Q= +=8.79+0.2=8.99t
起重高度：
H=++=12.4+0.5+1.5=14.4m
现初选用W1—200型履带式起重机，起重杆长30m，依据线性内插法查该起重机的性能表可得，当Q=8.99t时，相应的起重半径R=13.84m，起重高度H=24.64>14.4m，满足吊装柱子的要求。
因此选用W1—200型履带式起重机，起重杆长30m，在起重半径不大于13.84m处吊装柱子。
②：吊装屋架时起重机的选择
24m预应力梯形屋架，屋架重=10.60t，屋架中间高度h3=3.55m
起重量 ：
Q=++=10.60+0.30=10.9t
起重高度：
H= +++
=11.1+0.5+3.55+3=18.15m
现初选用W1-200型履带式起重机，起重杆长30m，依据线性内插法查该起重机的性能表可得，当Q=10.9t时，起重高度H=25m>18.15m,满足吊装屋架的条件，相应起重半径R=13.4m。
因此选用W1-200型履带式起重机，起重杆长30m，在起重半径不大于13.4m处吊装屋架。
③：吊装屋面板时起重机的选择
屋架与屋面板采用同一台履带式起重机进行吊装作业，现吊装屋架选用W1-200型履带式起重机，起重杆长30m，下面验算吊装屋面板时，是否满足吊装条件：
大型屋面板重=1.2t,高=0.25m,
起重量：
Q=+=1.2+0.2=1.4t
起重高度：
H= ++++=11.1+3.55+0.5+0.25+2.0=17.4m
求最小起重杆时的起重仰角：
α=55.66取56o
求最小起重杆长度：
=h/sinα+(f+g)/cosα= 12.55/sin56o +4.0/cos56o =22.29m
现选用W1-200型履带式起重机，起重杆长度30m>22.29m,满足条件。当起重仰角α=56o时，可得起重半径：R=F+L*cosα=1.6+30*cos56o =18.38m
根据起重杆长L=30m，起重半径R=18.38m，依据线性内插法查起重机性能表可得：Q=5.83t>1.4t，H=22.03m>17.40m.
因此选用W1-200型履带式起重机，起重杆长30m,起重仰角α=56o，起重半径约为19m时，亦能吊装屋面板。
2、 主要技术组织措施。
牛腿柱吊柱、校正、固定。浇混凝土后，应达其强度的75%后才进行吊车梁及屋架的吊装。此时，在混凝土中掺入外加剂，在混凝土拌制时加入木质素磺酸钙（M型），可使混凝土两天强度提高82%，或在混凝土中掺入早强剂三乙醇胺N（C2H4OH）3 ，掺量占水泥重的0.05%，则3-5天可达设计强度的75%。这个期间安排屋架扶直就位工作，然后再进行吊车梁和屋架的吊装，避免出现窝工。
5、劳动量的计算。
某施工过程（或分项工程）劳动量=某施工过程（或分项工程）工程量/某施工过程（或分项工程）产量定额
（1）：柱吊装综合定额的计算
ABC轴吊装综合定额计算：
A轴线柱重 5.105t<8t PA=29根/台班
B轴线柱重 8.79t<11t PB =24根/台班
C轴线柱重 7.27t<8t PC =29根/台班
综合产量定额 P=60/（20/29 + 20/24 + 20/29）=27根/台班
劳动量（台班数）= 60/27=2.2台班
（2）：牛腿柱校正、固定、浇筑混凝土综合产量定额：
校正：A轴线柱重 5.105t<8t PA=24根/台班
B轴线柱重 8.79t<11t PB =17根/台班
C轴线柱重 7.27t<8t PC =24根/台班
固定、浇筑混凝土： =10*3.3=33根/台班
综合产量定额 P=120/（20/24 + 20/17 +20/24+60/33）=25.74根/台班
劳动量 = 120/25.74=4.66台班
（3）：屋架就位扶直综合定额：
AB跨： PAB=18榀/台班
BC跨： PBC=14榀/台班
综合产量定额 P=40/（20/18 +20/14）=15.75榀/台班
劳动量 = 40/15.75 = 2.54台班
（4）：吊车梁、基础梁吊装综合定额：
吊车梁： 4.42t<6t =32根/台班
基础梁： 1.67<2t =73根/台班
综合产量定额 =140/ (72/32+68/73)=44根/台班
劳动量=140/44=3.18台班
（5）：抗风柱吊装，校正，浇筑混凝土综合定额： （Q=5.16t>5t）
吊装： =29根/台班
校正： =24根/台班
浇混凝土： =10*3.3=33根/台班
综合产量定额：P=30*0.95/(10/29+10/24+10/33)=26.77根/台班
劳动量 = 30/26.77=1.12台班
（6）：屋盖综合安装定额：
PAB=3.9间/台班
PBC=2.3间/台班
综合产量定额P =36/（18/3.9 +18/2.3）=2.89间/台班
劳动量 =36/2.89=12.46台班
（7）：吊车梁校正综合定额：
综合产量定额 P=18根/台班
劳动量 =72/18=4台班
（8）：吊车梁、地基梁浇筑混凝土综合定额：
吊车梁：=10*5=50根/台班
地基梁：=10*9=90根/台班
综合产量定额 P=140/(70/50+68/90)=64.95根/台班
劳动量 =140/64.95=2.16台班
（9）：吊车梁、地基梁拆模综合定额：
吊车梁：P1=10*2.43=24.3根/台班
地基梁：P2=10*4.85=48.5根/台班
综合产量定额 P=140/（72/24.3+68/48.5）=32.07个/台班
劳动量 =140/32.07=4.37台班
编制劳动量计算表：
序号
分步分项工程名称
单位
工程量
产量定额
劳动量
备注
1
w-200起重机

2
牛腿柱吊装
根
60
27
2.1
三种柱产量定额合并
3
牛腿柱较正，固定，浇注
根
120
25.74
4.66
较正固定产量定额合并
4
屋架扶直，就位
榀
40
15.75
2.54
跨度不同两种屋架产量定额合并
5
抗风柱吊装、校正、固定
根
30
26.77
1.12
吊装、校正、固定产量定额合并
6
吊车梁较正
根
72
18
4

7
吊车梁，地基梁吊装
根
140
44
3.18
吊车梁，地基梁产量定额合并
8
屋盖综合吊装
间
36
2.89
12.46
天窗架，有窗屋盖定额合并
9
吊车梁，地基梁浇注
10根
14
64.95
2.16
采用10个工人一组
10
吊车梁，地基梁拆模
10根
14
32.07
4.37
吊车梁，地基梁拆模定额合并, 采用10个工人一组

⑴ 牛腿柱吊装 2.1班 2.5天
⑵ 牛腿柱校正、固定浇注 10个工人 5天
⑶ 屋架扶直就位 2.54班 3.0天
⑷ 抗风柱吊装、校正、固定 0.89班 1天
⑸ 吊车梁校正 10班 4天
⑹ 吊车梁、地基梁吊装 3.18班 3.5天
⑺ 屋盖综合吊装 12.46班 12.5天
⑻ 吊车梁、地基梁浇注 10个工人 2.5天
⑼ 吊车梁、地基梁拆模 10个工人 4.5天 6、预制构件的平面布置及起重机的开行路线。
(1)柱子的平面布置及吊装柱子时起重机的开行路线：
柱子的吊装采用旋转法。由于柱子是采用单浇，并且起重机开行路线到柱基中线的距离a的值不大于其中起重半径13.84m,也不宜太靠近基坑边，以免起重机产生失稳，故选起重机沿着跨边距杯口中心于7.5m处开行，起重机停放一点，吊装一根柱子。起重机的停机点应在柱子吊点、杯形基础中心点、柱脚中心点三点所形成的圆弧的圆心上，起重机的起重半径为8.5m。在构件平面布置图上，柱子采用斜向布置，起重机在低跨左的跨外首先沿着A轴线距离基础中心7.5m处开行，吊装A轴柱子，然后转入B轴线吊装柱子，最后转入C轴线吊装柱子。同时柱的临时固定、柱的校正、柱的最后固定等作业紧紧跟上，这样完成了第一次开行的吊装工作。
(2) 屋架的平面布置、扶直、就位及吊装开行路线：
由于混凝土达到设计强度的75%,故不能立即吊装吊车梁，因此先开行一次扶直、就位屋架，以便以后屋架吊装。屋架在车间跨内用４榀叠浇预制，屋架两端留有足够的抽管及穿筋所需场地。起重机在吊装完柱子之后，可利用柱与基础节点的养护期进行屋架扶直与就位。屋架扶直就位时起重机在跨中开行，就位是根据屋架吊装位置，低跨屋架就位采用沿柱边同侧斜向就位。这样可以减少屋架之间的临时支撑，稳定性好。屋架扶直为正向扶直。起重机可沿AB跨从20轴线开始屋架扶直就位，然后转向BC跨从1轴线向20轴线进行，这样完成了第二次开行。
(3) 吊车梁、地基梁平面布置及吊装时起重机的开行路线：
屋架扶直就位安装完成后，即可进行吊车梁、地基梁的吊装。吊装吊车梁、地基梁时，起重机在跨中开行。起重机可以从AB跨从20轴线吊装吊车梁、地基梁，然后转向BC跨从1轴线向20轴线方向进行，这样完成了第三次开行的吊装工作。
(4) 吊装屋架和大型屋面板时起重机的开行路线：
当吊车梁、地基梁吊装完后，用汽车式起重机将大型屋面板沿柱边纵向堆放。随后用W1-200型履带式起重机在BC跨中开行，从20轴线开始节间吊装屋架，屋面板及屋面支撑等，当BC跨屋架、屋面板等构件吊装完成后，随即转入AB跨仍在跨中开行，从1轴线开始一直到20轴线，这样起重机完成了第四次开行的吊装工作。
最后，履带式起重机在车间两端吊装10根挡风柱，这样就完成了整个车间的吊装任务。
综上：第一次开行，吊装全部牛腿柱，并校正和最后固定。
第二次开行，屋架扶直就位。
第三次开行，吊装吊车梁和地基梁。
第四次开行，分节间吊装屋架，抗风柱等。
7、吊装工程施工进度表见1#图1。
8、绘制施工平面图见1#图1。
（1）按比例尺寸绘制现场预制构件布置位置。
（2）绘制构件（柱、屋架）安装时的就位布置图。
（3）标出起重机的开行路线及停机点位置。
五、保证工程质量及安全的技术措施：
金工车间施工除应遵照《建筑施工验收规范》及《建筑工程安全操作工程》所规范的条例外，结合本工作，要注意以下几方面：
（一）：质量方面
1、基础杯口标高及全部轴线位置，在吊装柱必须作全面检查。
2、钢筋应符合设计要求，并有出厂合格证明，必须重新检查。
3、构件应安排专人负责养护工作。
4、本车间吊装工程柱轴线对定位轴线的允许偏差 5cm,柱垂直度允许偏差H/1000.
5、构件布置方式应满足吊装工艺要求，尽可能布置在起重机的起重机半径内，尽量减少起重机负重行驶的距离及起重臂的起伏次数。
6、构件布置的方式应便于支模及混凝土的浇筑工作，预应力构件尚应考虑有足够的抽管、穿筋和张拉的操作场地。
7、构件布置应力求占地最少，保证道路畅通，当起重机回转时不致与构件相碰。
8、建立质量交底制，隐蔽工程验收制。
（二）：安全方面
1、预应力张拉时两端严禁站人。
2、预应力张拉完毕后，在前两端应设置安全障碍物，并划出危险区。
3、起重机工作时，在重物下严禁站人，地面有足够的硬度，起重臂仰角>80o。
4、机械要有专人管理及操作，施工时配带安全帽。