销轴法吊装钢筋混凝土柱子.pdf

2 0 1 1 年 5 月 第 二 期 办 力全 4 1 销轴法 吊装钢筋混凝土柱子 俞利平 ( 杭州钢铁集团公司维检 中心杭 州 3 1 0 0 2 2 ) 摘要： 杭钢转炉铁水预处理厂房建筑工程， A B 跨共有 1 8 根混凝土柱子， 每根重量都超过 1 1 0吨， 最重的 达到 1 2 2吨 ， 若采用常规捆绑式吊装 ， 吊装难度会相 当大。经过反复讨论 ， 方案比较 ， 最终确定用销 轴法 吊装的施工方案 ， 顺利完成 了吊装任务。 关键词： 钢筋； 混凝土柱子； 销轴法； 吊装； 强度验算； 双机协同 U 日 IJ吾 杭钢转炉铁水预处理厂房建筑工程是当年集 团公 司的重点技改工程 ， 有 A B 、 B C 、 C D 、 D E四跨厂 房， 共计 4 7 根混凝土柱子。其中2 9 根 c 、 D 、 E线柱 子重量在 5 2吨以下。对于这样吨位的混凝土柱 子， 以前都采用捆绑式吊装， 吊装方案较为完善， 完 成这 2 9 根柱子的吊装任务是不成问题的。而 A B 跨 1 8 根柱子的重量都在 1 1 0吨以上 ， 其中最重 9根 柱子 的重量达 1 2 2吨 ， 高 2 9 0 4米。 图 1 混凝土柱子尺寸示意 这样大型的混凝土柱子吊装， 是第一次碰到， 完成吊装任务有一定难度。经过施工前方案的反 复讨论和六天现场紧张的施工 ， 最后还是安全顺 利 地完成了施工任务。现把方案进行总结， 以备今后 施工参考需要。 1 吊装方案的确定 接到任务后， 首先想到的是传统的捆绑式吊 装。所谓捆绑式吊装， 就是采用双点侧捆四股 钢丝绳受力扁担 吊装 。对于 1 2 2吨柱子 吊装 ， 每股钢丝绳受力达 3 O 吨， 要选择直径 6 0 m m以上的 钢丝绳才能符合安全要求。这么粗的钢丝绳， 钢丝 绳绳扣制作、 捆绑会相当困难。吊装时很容易损坏 混凝土柱子边角和钢丝绳本身 ， 而且很难实现柱子 垂直吊装， 柱子就位相当困难。这样的吊装方法虽 然可以完成 吊装任务 ， 但 吊装成本高 ， 施工进度缓 慢 ， 安全可靠性低 。 不采用捆绑式 吊装 ， 用别的方式吊装主要是要 解决 吊点 问题 。大型物件 吊装必须要有合适 的吊 耳或孔以实现吊装， 而混凝土柱子恰恰没有合适吊 耳或孔以便设置起重工具。为此 ， 设想利用柱子牛 腿下面本身的空间来设置 吊具穿一销轴 ， 四边 用钢板固定。这样的设想 ， 问题是工具拆卸非常 困 难 ， 单 件 吊装是 可以的 ， 柱 子多 了， 就体现不 出效 率。 通过钢板固定销轴吊装 的设想提示， 大胆提出 了可否在柱子牛腿处设预留孔 ， 在预留孔中穿销轴 吊装的设想 。最终定 出了销轴法 吊装的施工方法 ： 在柱子牛腿处预埋钢套管 ， 钢套管中间穿销轴 ， 8股 钢丝绳受力 。 2 工具受力计算 2 1 主吊钢丝绳受力计算 最重柱子重量 Q=1 2 2 t ， 8 股钢丝绳吊装， 单股 钢丝绳受力为： P=Q 8 =1 2 2 8 =1 5 2 5 t 动载荷系数 K 1 =1 1 不均衡载荷 系数 I ( 2：1 2 P 十： K 1 K 2 X P =1 1 1 21 5 2 5： 2 0 1 3 t 安全系数 n= 5 5 钢丝绳破断拉力 S =n x P 计 = 5 5 2 0 1 3 = 1 1 0 71 5 t = l 1 0 7 1 5 k W 查 安装起重工 ， 直径4 3 m m ， 公称抗拉强度为 1 7 0 0 MP a 钢丝绳的破断拉力为 1 1 8 5 0 k W， 接近计算 钢丝绳的破断拉力， 故选择 6 X 3 7 1 7 0 3钢 4 2 含 2 0 1 1 年5 月 第 二 期 丝绳。 2 2 销轴直径计算与选用 2 2 1 根据剪应力计算 销轴单边受力 F =Q 2=6 1 t 动载荷系数 K 1 =1 1 不均衡载荷系数 K 2=1 2 F计 ： K 1 K 2F =1 1 1 2 6 1 ：8 0 5 2 t 销轴材料选 4 5 钢， 剪切许用应力 r =1 0 0 M P a F计 ： t A 8 0 5 2 l O 4= 1 0 0 l O 63 1 4 4d 2 1 0 6 d=1 01 mm 2 2 2 根据弯曲应力计算 销轴材料选 4 5钢 ， a s =3 5 3 M P a ， 安全 系数 n= 1 8 d o s n ：1 9 6 M P a F计 =8 0 5 2吨 ：8 0 5 21 0 5 N M计 = F计 a ：8 0 5 21 0 50 1 =8 O 5 2 1 0 4N m o _ M计 w， M计 = D W， W =3 1 4 3 2 d 3 8 0 5 2 l o 4： 1 9 6 l o 63 1 4 3 2 d 01 0 9 得 d=1 6 1 ra m 根据上述计算 ， 取销轴直径 d =1 6 0 ra m 。 3 根据计算和相关参数 ， 确定吊装工 机具 1 ) 采用 2 5 0吨吊机主 吊， 1 7 0吨吊机辅助吊装。 2 ) 加工直径为 1 6 0 ra m、 长 1 8 0 0 m m的销轴一支 ， 一 边焊钢板、 一边拧螺母， 以防钢丝绳滑出。 3 ) 直径 4 3 m m、 长 4 8 0 0 0 m m的钢丝绳两根 ， 用作 主吊钢 丝绳 ； 直径 4 3 m m、 长 2 5 0 0 0 m m 的钢 丝绳 四 根， 用作起模和辅助吊装。 4 ) 铁扁担一支， 用来均分受力。用 5 0 m m厚钢 板制作长度为 5 0 0 m m、 宽 4 0 0 ra m拉板两块， 用作双 钩与铁扁担之间的过渡连接。 5 ) 六十三吨卸扣 6 只， 用作主吊工具； 三十二 吨卸扣两只 ， 用作辅助 吊装 。 6 ) 制作吊笼一只， 用作拆卸吊装工具。 7 ) 麻绳、 枕木、 小钢丝绳若干。 4 吊装实施 4 1 吊装前准备 1 ) 柱子浇注时， 每根柱子牛腿处重垂线位置预 埋 q o 1 9 6 l 6 1 0 0 0钢套管。 2 ) 柱子浇注单位根据吊装实施单位的要求 ， 按 次序浇注， 并把柱子根部朝向每根柱子的杯基。 3 ) 吊装 前 ， 杯 基 周 围要 用挡 渣垫 实 ， 并 铺 上 3 0 m m厚的钢板 。 4 2 柱子起模 为防止柱子起模时产生裂纹 ， 采用双机抬 吊起 模 ， 2 5 0 t 吊机 在牛腿处 主 吊， 采用 直径 4 3 m m钢丝 绳 ， 双点四股 ； 1 7 0 t 吊机在柱子尾部协 同起模 ， 采用 直径 4 3 m m钢丝绳 ， 单点两股 ； 钢丝绳绑扎采用侧绑 式。为防止柱子扭转， 损坏柱子， 钢丝绳与柱子棱 角处垫半 圆形厚钢 管。起模时两台 吊机起升动作 要缓慢， 速度要保持一致。柱子吊离地面约 6 0 0 ra m 后 ， 在柱子下面垫进枕木 ， 枕木要放平实 ， 使平卧的 柱子成侧卧状。 4 3 柱子吊装 1 ) 把两块过渡拉板分别放入 2 5 0 t 吊机 双钩 两 边 ， 用 四只 6 3 t 卸扣与铁扁担相连。铁扁担与主吊 钢丝绳之间用 6 3吨卸扣相连接 ， 钢 丝绳为单边 四 股， 两边合计八股( 参见图2 ) 。 图2 柱子吊装( 一) 2 ) 把专门加工制作而成 ， 直径 1 6 0 ra m的销轴穿 人牛腿处预先埋好 的钢套管 ， 并拧上防滑螺母。把 直径为 4 3 m m的主吊钢丝绳分别套进销轴两端( 参 见图 3 ) 。 3 ) 用 2 5 0 t 吊机在牛腿 销轴处 主吊， 1 7 0吨吊机 在柱子尾部协同吊装 ( 参见 图 4 ) 。 主副吊机 同时起升约 1 0 0 0 m m， 停止 辅助 吊机 起升， 主吊机继续起升， 辅助吊机做旋转递送动作， 待柱子直立后， 松开辅助吊机吊装钢丝绳。 2 0 1 1 年 5月 第二期 销轴法吊装钢筋混凝土柱子 4 3 图 3 柱子 吊装( 二) 图 4 柱子 吊装( 三) 4 ) 柱子直立后 ， 卸下辅 助 吊装钢丝绳 ， 由 2 5 0 t 吊机单独把柱子 吊装到杯基就位。找正后在柱子 与杯基之间放进契块 ， 以固定柱子。 5 ) 吊装工具拆 卸： 柱子起升前 ， 在 两根 主 吊钢 丝绳上分别绑扎麻绳， 柱子就位后， 松开主吊机， 拉 动麻绳就可以使主吊钢丝绳从销轴处脱出。在主 吊钢丝绳下面吊上专用吊笼， 用来拆卸销轴， 吊笼 下面用两根麻绳牵拉 ， 以防止吊笼晃动。 5效 果 从实际吊装情况来看 ， 销轴法 吊装 与捆绑式 吊 装相 比具有如下几个优点 。 1 ) 销轴法吊装主吊钢丝绳在吊装过程中始终 直立， 无弯折情况， 两根钢丝绳可以反复使用， 不易 损坏。捆绑式 吊装 ， 钢丝绳 围着柱子捆绑 ， 钢丝绳 存在 5 个折点， 容易损坏， 至少得准备 l 2 根主吊钢 丝绳。 2 ) 销轴法吊装可以实施单边四股， 双边八股吊 装， 钢丝绳直径可以相对较细。捆绑式吊装只能实 施单边二股 ， 双边 四股 吊装 ， 钢丝绳直径选择相对 较粗 ， 捆绑相当困难。 3 ) 销轴法吊装极易实现柱子直立， 就位十分容 易。捆绑式吊装 ， 钢丝绳容易滑动 ， 吊装重心容易 偏移 ， 不易实现柱子直立 ， 会 出现柱子 吊起后重新 放到地面绑扎钢丝绳的情况 ， 这对这么大型的混凝 土柱子的吊装来说是很危险的。 4 ) 销轴法吊装工具拆卸较为方便， 在钢丝绳上 拴麻绳 ， 松钩后拉动麻绳就可实现钢丝绳从销轴处 脱出。销轴只要单边两人一拉 ， 拉出近一半时， 用 一 吨葫芦一吊就可以出来。捆绑式吊装， 在空中拆 卸大吨位卸扣和粗的钢丝绳十分不易。 5 ) 销轴法吊装， 工人劳动强度不高， 只需把钢 丝绳套进销轴就可以吊装。捆绑式 吊装 ， 要把钢丝 绳沿柱子捆绑 ， 钢丝绳太粗绑扎十分不易。 6 ) 销轴法 吊装 ， 钢丝绳相互之 间不存在挤压情 况 ， 受力均匀 ， 安全可靠 ， 钢丝绳安全 系数可 以取得 相对较小。捆绑式吊装， 钢丝绳始终在弯折情况下 工作， 受力状态差， 受力不均匀， 吊一根柱子后再吊 另外柱子 ， 钢丝绳的安全性能就大大降低 。 7 ) 销轴法吊装， 钢丝绳不与柱子直接接触， 不 会损坏柱子本身。捆绑式吊装 ， 钢丝绳与柱子边角 存在挤压 ， 柱子边角要遭到损坏。 6 经验推广 由于转炉 铁水 预处理厂房建设工程采用 销轴 法 吊装混凝土柱子 ， 其 吊装方法从质量、 安全、 进度 等方面都明显优于捆绑式 吊装 ， 故在后来 1 号高炉 I R T厂房柱子和水渣池柱子安装 时， 都采用 了销轴 法吊装， 效果较为明显。1 号高炉 I T 厂房共有 1 2 根混凝土柱子， 每根重 2 4 t ， 仅用两天就完成了吊装 任务 。1 号高炉水渣池共有 1 4根混凝土柱子， 每根 重 1 8吨， 吊装场地较差 ， 也仅用两天半 时间完成了 吊装任务。从以后的趋势看， 都会推广采用销轴法 吊装混凝土柱子。 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 1 1 2 审稿 ： 管启曙 编辑： 魏海青