混凝土预制柱吊装方案.doc

一、编制依据和编制目的
本工程图纸和实际情况，本方案旨在指导20万吨铝板带箔锭项目钢筋混凝土预制柱吊装。
二、工程概况
本工程位于濉溪经济开发区白杨西路北侧，由铸轧厂房和合金锭车间组成，单层排架结构。所有柱子均为钢筋混凝土预制柱，铸轧车间约97根柱子，最高预制柱高度为16.512米，最大柱重量约为15吨（柱子体积为5.867725m³，每立方取重量为2.55吨计算）。建筑面积为9088㎡。设计上柱子支撑采用剪刀撑，剪刀撑位于6-7轴、12-13轴、14-15轴、20-21轴、26-27轴。合金锭车间约60根柱子，最高预制柱高度为16.392米，最大柱重量约为72.49吨（柱子体积为28.42574m³，每立方取重量为2.55吨计算）。建筑面积为4403㎡。设计上柱子支撑采用剪刀撑，剪刀撑位于1-2轴、8-9轴、15-16轴。
幢 号
层 数
层 高（m）
建筑高度
铸轧车间
地上1层
12.9及9.9
15.35米
合金锭车间
地上1层
11.9
14.15
三、施工部署
根据现场的实际场地条件，柱间距远小于柱高度，预制场地局限性，所以采用叠层法进行预制混凝土柱施工，叠层为三层。本工程按厂房长向安排吊车走机路线，根据吊装机械操作规定，预留施工道路≥11m，具体平面布置详附图。
四、施工工艺
（一）、施工准备
1、 拟定吊装方法：（1）铸轧车间工程最大柱高度为14.4米，柱自重最大为15吨，所以采用一台260吨履带吊，一台150吨吊车吊装施工。
2、 承台四角预埋缆风绳地锚。
3、人员准备：吊装人员具有专业资质，并且吊装指挥。
4、 施工机具、材料：260吨履带吊车1部、150吨汽车吊一部、缆风绳、千斤顶、撬棍、钢板调节片、C40混凝土垫块、木楔、轨道木、钢管、切割不同厚度钢板成40*40小垫块等。
5、 场地准备：场地检查涉及比如起重机开行道路是否平整坚实，构件堆放场地是否平整坚实，起重机回转范围内无障碍物，电源是否接通等等。
6、基础准备：杯形基础已浇筑完毕，在吊装前要在基础杯口面上弹出建筑物的纵、横定位线和柱的吊装准线，作为柱对位、校正的依据。如吊装时发生有不便于下道工序的较大误差，应进行纠正。基础杯底标高，在吊装前应根据柱子制作的实际长度（从牛腿面或柱顶至柱脚尺寸），进行一次调整。调整方法是测出杯底原有标高（小柱测中间一点，大柱测四个角点），再量出柱的实际长度，结合柱脚底面制的误差情况，计算出标底标高调整值，并在杯口内标出，然后用细石混凝做找（调整值只能为负差）将杯底垫平至标志处。
7、柱子养护应满足吊装强度规定，一般规定养护28天后进行吊装。
8、吊装人员通过具体的方案交底，做好安全措施保障。
（二）、钢筋混凝土柱子吊装验算
2.1 钢筋混凝土柱子的吊点位置和吊装验算在设计计算钢筋混凝土柱子时一般都已拟定和验算过，施工吊装时，不必反复验算。只在情况变化时，为保证吊装安全与柱子的质量，才需在吊装前进行吊装验算。吊装验算涉及两个内容： (1) 拟定吊点位置； (2) 验算柱子在吊装时的强度和裂缝宽度是否符合规定。 设计吊点、吊环位置如下图设立：

2.1.1 拟定吊点位置
本工程预制柱翻身时采用两点起吊，吊点位置及吊环尺寸由设计院进行深化设计所得，高大柱吊环大样如下：

本工程预制柱吊装采用一点直吊，柱上预埋内径为7.5cm钢管，钢管位置严格按图纸设计埋设。
钢筋混凝土柱子是按轴心受压或偏心受压构件设计的，一般均为对称配筋。在运送和吊装过程中，柱子处在受弯状态，为此，需拟定合理的吊点位置，即柱子在此吊点吊装时，由自重力产生的最大弯矩等于最大负弯矩。对整根柱子说来，这种情况下产生的弯矩绝对值最小。
经推导可知，对等截面柱，当一点起吊的吊点至柱顶距离为0.239l（l为柱子长度）时，柱身的最大正弯矩等于最大负弯矩，即柱子的起吊弯矩最小，当两点起吊或平移时，此距离为0.207l。

柱子吊装由自重产生的弯矩 柱子的长度换算
(a) 一点直吊时； (b) 两点起吊或平移时； (a) 柱子原有长度； (b) 柱子换算后长度；
对于非等截面柱，换算方法如下: =
式中 a—柱子换算断面的截面面积（㎡）
A—柱子标准断面的截面面积（㎡）
l1—柱子标准断面的长度（m）
l2—柱子换算断面的长度（m）
l2/—柱子换算断面的换算长度（m）
K—考虑换算后力臂变化的系数
当＜1时，K取1.10～1.30；当＞1，K取0.90～0.70。（比值大时取较小值）
2.1.2强度验算
吊点拟定后，按受弯构件的计算方法验算各控制截面的强度，控制截面取弯矩最大及柱子断面改变处的截面。荷载为柱子自重力，并设吊装动力系数为1.5。强度验算近似按下式进行。

式中 —吊装时柱子承受的弯矩（N.㎜）
—弯矩设计值（N.㎜）
—系数，当混凝土强度等级不超过C50时，=1.0，当混凝土强度等级为C80时，=0.94，其间按线性内插法拟定
fc—混凝土轴心抗压强度设计值（N/㎜2）
b—柱子截面宽度（㎜）
x—混凝土受压区高度，近似取x =2 as/
h0—柱子截面有效高度（㎜）
fy/—钢筋的抗压强度设计值（N/㎜2）
AS/—受压区纵向钢筋截面面积（㎜2）
as/—受压区纵向钢筋合力点至截面受压边沿的距离（㎜）
应当注意，当柱子从预制时的平卧位置不经翻身而直接吊装时，则平卧柱子的截面及宽面内的配筋均要满足吊装规定。
2.1.3 裂缝宽度验算
柱子吊装中的裂缝宽度应控制在0.2㎜内。柱子吊装时裂缝宽度的验算，可按下式计算柱内纵向受拉钢筋的应力（N/㎜2），并由此近似判断其是否满足规定。
=
式中 AS—受拉区钢筋的截面面积（㎜2）
按上式计算的钢筋应力 N/㎜2（光圆钢筋），或 N/㎜2（带肋钢筋）时，可认为满足裂缝宽度规定。否则，应按《混凝土结构设计规范》GB50010—2023的规定具体计算裂缝宽度，或采用措施，如改变吊点，增长吊点数量等，以减少吊装时柱子承受的弯矩（MK）。
2.2 吊车的选择
一方面确认吊车中心点至柱子吊装孔或柱相应承台最大水平距离为20.163m，如下图所示：

取预制柱重为73吨，吊车应选择水平距离在14米内，撑杆升高38米，能起吊80吨的吊车，所以选择260吨履带吊和150吨汽车吊吊车抬吊为宜。
2.3 缆风绳选择验算
以31.2m柱吊装为例，柱子为双支座柱，以计算柱短方向倾覆为主。缆风绳加固如下图：

柱箍采用槽钢焊接，并且在四角焊接翼板，翼板上开孔穿钢丝绳。
本工程31.2m柱重取70T计算，求出单根缆风绳的拉力T=178.017 KN，查表（表附后）可选用选用Φ16纤维芯钢丝绳6×19-155，其破断拉力为179KN，可满足规定。

（三） 吊装工艺
钢筋混凝土预制柱吊装前应进行试吊。
3.1 柱起吊翻身
a. 用于柱翻身的钢丝绳应穿在柱身吊环上，并保证绑扎牢固可靠，扣上丝扣。
b. 柱翻身过程重要保证起吊的两根钢丝绳受力均匀，缓慢起吊，吊车司机必须服从指挥，如遇情况应缓慢将柱放下，重新调整钢丝绳。
c.柱翻起后，由工人将轨道枕木垫于柱身下，特别是与吊点处在一条直线上的轨道枕木应垫牢固，并做好柱身支撑后方可松开钢丝绳。
d.柱翻身后应立即进行吊装作业，钢丝绳穿过吊装孔并固定好，在柱子牛腿上固定好柱箍和缆风绳。
3.2 柱吊装方法
本工程采用旋转法起吊(起重机边起钩、边旋转，使柱身绕柱脚旋转而逐渐吊起的方法称为旋转法)。其要点是保持柱脚位置不动，并使柱的吊点，柱脚中心和杯口中心三点共圆。其特点是柱吊升中所受振动较小，但构件布置规定高，占地较大，对起重机的机动性规定高，规定能同时进行起升与回转两个动作，一般常采用自行式起重机，本工程采用300吨履带吊。

旋转法吊柱
a）旋转过程；b）平面布置
1—柱子平卧时； 2—起吊半途；3—直立
根据本工程预制柱比较重又是双支座的特点，为保证吊装过程中柱脚部位不破损，在柱子直立过程中采用一台150吨吊车作为副机将柱脚抬起，钢丝绳捆绑于柱脚横撑处，示意图如下：

柱

起吊柱时副机可配合主机起钩，随着主机的起吊，副机要行走或回转，在递送过程中，副机承担了一部分荷重，将预制柱脚递送到柱基础上面，副机摘钩，卸掉荷载，此刻主机满载，将预制柱就位。
3.3 对位与临时固定
柱脚插入杯口后，并不立即降至杯底，而是停在离杯底30~50mm处进行对位，对位的方法，使用八只木楔或钢楔从柱的四边放入杯口，并用撬棍或千斤顶撬动柱脚，使柱的安装中心线对准杯基口上的安装中心线，并使柱基本保持垂直。
对位后将八只楔块略打紧，放松吊钩，让柱靠自重沉至杯底，再检查一下安装中心线对准的情况，若已符合规定，即将楔块打紧，将柱临时固定。
当柱较高，杯口深度与柱长之比小于1/20时，或柱有较大的牛腿时，除采用八只楔块临时固定外，必要时应增设缆风绳拉锚或用斜撑来加强临时固定。
3.4 校正
柱的校正涉及三方面的内容：即平面位置、标高及垂直度。柱的标高校正在杯基杯底抄平时已经完毕，而柱平面位置的校正则在柱对位时也已完毕。因此，在柱临时固定后，仅需对柱进行垂直度的校正。
对柱垂直偏差的检查方法，是用两架经纬仪从柱相邻的两边（视线应基本与柱面垂直）去检查柱吊装准线的垂直度，在没有经纬仪的情况下，也可用垂球进行检查。如偏差超过规定值则应对柱的垂直度进行校正。校正除常用的楔子配合钢纤校正法外，还可采用撑杆校正法和螺旋千斤顶校正法。
3.5 最后固定
柱校正后，应立即进行最后固定。最后固定的方法，是在柱脚与杯口的空隙中灌注细石混凝土。所用混凝土的强度等级可比原构件的混凝土强度等级提高一级。
混凝土的灌注分两次进行。
第一次：灌注混凝土至楔块下端。
第二次：当第一次灌注的混凝土达成设计强度等级的25%时，即可拔除楔块，将杯口灌满混凝土。
第一次灌注后，柱也许出现新的偏差，其因素也许是捣混凝土时碰动了楔块，或木楔因受潮变形膨胀限度不同引起的，故在第二次灌注前，必须对柱的垂直度进行复查。
3.6 缆风绳的拆除
柱最后固定完毕后应进行吊车梁、柱间支撑的吊装，待这部分工作完毕后方可拆除缆风绳。
（四） 安全技术规定
4.1 吊装作业人员必须持有特殊工种作业证。
4.2 各种吊装作业前，应预先在吊装现场设立安全警戒标志并设专人监护，非施工人员严禁入内。
4.3 吊装作业中，夜间应有足够的照明，室外作业碰到大雪、暴雨、大雾及六级以上大风时，应停止作业。
4.4吊装作业人员必须佩带安全帽，安全帽应符合GB 2811的规定，高处作业时必须遵守HG 23014的规定。
4.5 吊装作业前，应对起重吊装设备、钢丝绳、揽风绳、链条、吊钩等各种机具进行检查，必须保证安全可靠，不准带病使用。
4.6 吊装作业时，必须分工明确、坚守岗位，并按GB 5082规定的联络信号，统一指挥。
4.7 严禁运用管道、管架、电杆、机电设备等做吊装锚点。未经机动、建筑部门审查核算，不得将建筑物、构筑物做为锚点。
4.8 吊装作业前必须对各种起重吊装机械的运营部位、安全装置以及吊具、索具进行具体的安全检查，吊装设备的安全装置要灵敏可靠。吊装前必须试吊，确认无误方可作业。
4.9 任何人不得随同吊装重物或吊装机械升降。在特殊情况下，必须随之升降的，应采用可靠的安全措施，并通过现场指挥人员批准。
4.10 吊装作业现场如须动火，应遵守HG 23011的规定。吊装作业现场的吊绳索、揽风绳、拖拉绳等要避免同带电线路接触，并保持安全距离。
4.11 用定型起重吊装机械（履带吊车、轮胎吊车、桥式吊车等）进行吊装作业时，除遵守本标准外，还应遵守该定型机械的操作规程。
4.12 吊装作业时，必须按规定负荷进行吊装，吊具、索具经计算选择使用，严禁超负荷运营。所吊重物接近或达成额定起重吊装能力时，应检查制动器，用低高度、短行程试吊后，再平稳吊起。
4.13 悬吊重物下方严禁站人、通行和工作。
4.14 在吊装作业中，有下列情况之一者不准吊装：
    a.指挥信号不明；
    b.超负荷或物体重量不明；
    c.斜拉重物；
    d.光线局限性、看不清重物；
    e.重物下站人；
    f.重物埋在地下；
    g.重物紧固不牢，绳打结、绳不齐；
    h.棱刃物体没有衬垫措施；
    i.重物越人头；
    j.安全装置失灵。
4.16 必须按《吊装安全作业证》上填报的内容进行作业，严禁涂改、转借《吊装安全作业证》，变更作业内容，扩大作业范围或转移作业部位
4.17 对吊装作业审批手续不全，安全措施不贯彻，作业环境不符合安全规定的，作业人员有权拒绝作业。
五、吊装工程安全应急预案
（一）、应急解决原则
1、发生重大事故后，抢救受伤人员是第一位的任务，现场指挥人员要冷静沉着地对事故和周边环境作出判断，并有效地指挥所有人员在第一时间内积极抢救伤员，安定人心，消除人员恐惊心理。
2、事故发生地要快速地采用一切措施防止事故蔓延和二次事故发生。
3、要按照不同的事故类型，采用不同的抢救方法，针对事故的性质，迅速作出判断，切断危险源头再进行积极抢救。
4、事故发生后，要尽最大努力保护好事故现场，使事故现场处在原始状态，为以后查找因素提供依据，这是现场应急处置的所有人员必须明白并严格遵守的重要原则。
5、发生事故单位要严格按照事故的性质及严重限度，遵循事故报告原则，用快速方法向有关部门报告。
（二）、应急反映组织机构
成立应急预案的独立领导小组，领导小组及其人员组成
组 长：刘元良
副组长：袁师恒
组 员：杨本洪、谭伟、金东 、薛张豪
（三）、危险源的拟定
3.1.吊装作业中忽然安全限位装置失控，发生撞击或坠物，或违反安全规程操作，导致重大事故（如倾倒、断臂）；
3.2.压力容器受外力作用或违反安全规程发生爆炸及由此引起的连锁反映事故（如火灾）。
3.3.自然灾害（如雷电、沙尘暴、地震强风、强降雨、暴风雪等）对设施的严重损坏。
3.4.运营中的电气设备故障或发生严重漏电。
3.5.食物中毒。
3.6.吊装作业也许发生的重大事故（高处坠落、物体打击、起重伤害、触电等）导致的人员伤亡、财产损失、环境破坏。
（四）、应急预案启动程序
4.1.应急预案的启动和响应
当事故发生时时，由应急总指挥发出启动应急反映预案令，启动应急反映行动组织， 按应急预案的规定和规定以及事故现场的特性，执行应急反映行动. 根据事态的发展需求，及时启动协议应急救援资源和社会应急救援公共资源，最大限度地减少事故带来的经济损失和减少人员伤亡。
4.2．应急救援的培训与演练
4.2.1培训
应急预案和应急计划确立后，按计划组织施工项目部的全体人员进行有效的培训，从而具有完毕其应急任务所需的知识和技能。
重要培训以下内容：
a、灭火器的使用以及灭火环节的训练；
b、施工安全防护、作业区内安全警示设立、个人的防护措施、施工用电常识、在建工程的交通安全、大型机械的安全使用；
c、对危险源的突显特性辩识；
d、事故报警；
e、紧急情况下人员的安全疏散；
f、现场抢救的基本知识。
4.2.2演练
应急预案和应急计划确立后，通过有效的培训，施工项目部在项目开工后演练一次，根据工程工期长短不定期举行演练，施工作业人员变动较大时增长演练次数。每次演练结束，及时作出总结，对存有一定差距的在日后的工作中加以提高。
4.3 应急预案的终止
对事故现场通过应急预案实行之后，引起事故的危险源得到有效控制、消除；所有现场人员均得到清点；并保证未授权人员不会进入事故现场；不存在其它影响应急预案终止的因素；应急救援行动已完全转化为社会公共救援；局面已无法控制和挽救的，场内相关人员已经所有撤离；应急总指挥根据事故的发展状态认为必须终止的，由应急总指挥下达应急反映终止令或授权事故现场操作副总指挥明确应急预案终止的决定。
（五）、各类事故的处置程序和抢险措施
5.1处置程序
施工现场一旦发生事故时，施工现场应急救援小组应根据当时的情况立即采用相应的应急处置措施或进行现场抢救，同时要以最快的速度进行报警，应急指挥领导小组接到报告后，要立即赶赴事故现场，组织、指挥抢救排险，并根据规定向上级有关部门报告，尽量把事故控制在最小范围内，并最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
项目部制定出本项目的安全消防通道及安全疏散道路路线图，并保证通道的畅通，遇突发紧急事故时，由专人指挥与事故应急救援无关人员的紧急疏散，根据不同的事故，明确疏散的方向、距离和集中地点。
5.2报警和联络方式
一旦发生事故时，施工现场应急救援小组在进行现场抢救、抢险的同时，要以最快的速度通过电话进行报警，如有人员伤亡的，要拨打“120”急救电话和公司报警电话；假如发生火灾，应拨打“119”火警电话和公司报警电话。

钢丝绳力学性能
钢丝绳结构：6×7+FC 6×7+IWS 6×9W+FC 6×9W+IWR
钢丝绳
公称直径

钢丝绳近似重量
钢 丝 绳 公 称 抗 拉 强 度，MPa
1470
1570
1670
1770
1870
钢 丝 绳 最 小 破 断 拉 力
D
允许偏差
天然纤维
芯钢丝绳
合成纤维
芯钢丝绳
钢芯
钢丝绳
纤维芯
钢丝绳
钢芯
钢丝绳
纤维芯
钢丝绳
钢芯
钢丝绳
纤维芯
钢丝绳
钢芯
钢丝绳
纤维芯
钢丝绳
钢芯
钢丝绳
纤维芯
钢丝绳
钢芯
钢丝绳
Mm
%
Kg/100m
KN
2
3
+8
0
1.40
3.16
1.38
3.10
1.55
3.18
1.95
4.39
2.11
4.74
2.08
4.69
2.25
5.07
2.21
4.98
2.39
5.39
2.35
5.28
2.54
5.71
2.48
5.58
2.68
6.04
4
5
+7
0
5.62
8.77
5.50
8.60
6.19
9.68
7.80
12.20
8.44
13.10
8.33
13.00
9.01
14.00
8.87
13.80
9.59
14.90
9.40
14.60
10.10
15.80
9.93
15.50
10.70
16.70
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
18
20
22
24
26
28
(30)
32
(34)
36

+6
0
12.60
17.20
22.50
28.40
35.10
42.50
50.50
59.30
68.80
89.90
114.00
140.00
170.00
202.00
237.00
275.00
316.00
359.00
406.00
455.00
12.40
16.90
22.00
27.90
34.40
41.60
49.50
58.10
67.40
88.10
111.00

138.00
166.00
198.00
233.00
270.00
310.00
352.00
398.00
446.00
14.90
19.00
24.80
31.30
38.70
46.80
55.70
65.40
75.90
99.10
125.00
155.00
187.00
223.00
262.00
303.00
348.00
396.00
447.00
502.00
17.50
23.90
31.20
39.50
48.80
59.00
70.20
82.40
95.60
124.00
158.00
195.00
236.00
281.00
329.00
382.00
439.00
499.00
564.00
632.00
18.90
25.80
33.70
42.70
52.70
63.80
75.90
89.10
103.00
135.00
170.00
211.00
255.00
303.00
356.00
413.00
474.00
540.00
610.00
683.00
18.70
25.50
33.30
42.20
52.10
63.00
75.00
88.00
102.00
133.00
168.00
208.00
252.00
300.00
352.00
408.00
469.00
533.00
602.00
675.00
20.20
27.60
36.00
45.60
56.30
68.10
81.10
95.20
110.00
144.00
182.00
225.00
272.00
324.00
381.00
441.00
507.00
577.00
651.00
730.00
19.90
27.10
35.40
44.90
55.40
67.00
79.80
93.70
108.00
141.00
179.00
221.00
268.00
319.00
374.00
434.00
498.00
567.00
640.00
718.00
21.50
29.30
38.30
48.50
59.90
72.50
86.30
101.00
117.00
153.00
194.00
239.00
290.00
345.00
405.00
470.00
539.00
613.00
693.00
776.00
21.10
28.70
37.60
47.50
58.70
71.10
84.60
99.30
115.00
150.00
190.00
235.00
284.00
338.00
397.00
460.00
528.00
601.00
679.00
761.00
22.80
31.10
40.60
51.40
63.50
76.80
91.50
107.00
124.00
162.00
205.00
254.00
307.00
366.00
429.00
498.00
571.00
650.00
734.00
823.00
22.30
30.40
39.70
50.20
62.00
75.10
89.40
104.00
12100
158.00
201.00
248.00
300.00
357.00
419.00
486.00
558.00
635.00
717.00
804.00
24.10
32.80
42.90
54.30
67.10
81.20
96.60
113.00
131.00
171.00
217.00
268.00
324.00
386.00
453.00
526.00
604.00
687.00
776.00
870.00
注：①最小钢丝破断拉力总各＝钢丝绳最小破断拉力×1.134(纤维芯)或1.214(钢芯)。②新设计设备不得选用括号内的钢丝绳直径。