鋼筋籠吊裝計算書

1、籠吊裝計算書一計算說明豫園站圍護體系地下連續(xù)墻最大深度為29.5m,為節(jié)省施工時間并減少因分節(jié)制作帶來的不利影響，故決定對鋼筋籠采用一次吊裝入槽。在鋼筋籠吊放時，擬采用兩臺大型起重設(shè)備，分別作為主吊、副吊，同時作業(yè)，先將鋼筋籠 水平吊起，再在空中通過吊索收放，使鋼筋籠沿縱向保持豎直后，撤出副吊，利用主吊吊裝鋼筋 籠入槽。根據(jù)設(shè)計要求，擬沿鋼筋籠縱向布置四道桁架筋，使得鋼筋籠起吊時橫向均勻受力，同時使 縱向保持良好的抗彎剛度。計算依據(jù)：起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊建筑施工計算手冊鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003二吊裝步驟鋼筋籠吊裝過程進，雙機停置在鋼筋籠的一側(cè)的施工便道，主、副機雙機抬吊，主機吊

2、鉤吊 鋼筋籠的頂部范圍，副機吊鉤起吊鋼筋籠底部范圍，主、副機均采用鐵扁擔(dān)穿滑輪組進行工作。 主、副吊機同時工作，使鋼筋籠緩慢吊離地面，并逐漸改變籠子的角度使之垂直。拆下副吊鋼絲 純，由主機吊車將鋼筋籠移到已挖好槽段處，對準槽段中心按設(shè)計要求槽段位置緩慢入槽，并控 制其標高。鋼筋籠放置到設(shè)計標高后，利用鋼板制作的鐵扁擔(dān)擱置在導(dǎo)墻上。三 吊點布置1）鋼筋籠橫向吊點布置：按鋼筋籠寬度 L,布置4道；2）鋼筋籠縱向吊點布置：按鋼筋籠長度方向，布置7道，主吊吊機設(shè)四點，副吊吊機設(shè)五點。 具體布置參見附圖。四設(shè)備選用1）主吊選用：QYU型100t履帶式起重機，主臂長度17m63.0m,主要性能見下表：工作

3、半徑R （m）后效起重量Q （t）提升高度H （m）角度（度）12.975.064801469.564781657.763.5771848.963752）副吊選用：QYU型50t履帶式起重機，主臂長度54.85m主要性能見下表：工作半徑R （m） Q (t)提升高度H （m）角度（度）1243.556791440.355771635.855751834.354733）主要機具、材料一覽表序號名稱型號數(shù)量備注1主吊鐵扁擔(dān)2套2副吊鐵扁擔(dān)2套3鋼絲繩約200米4滑輪8個5卸扣30只6扳手八五雙機抬吊系數(shù)K驗算按標準幅6m,籠長29.5m進行驗算。主要計算內(nèi)容包括：鋼絲純強度驗算、主、副吊扁擔(dān)驗算、

4、主吊把桿長度驗算、吊攀驗算、 卸扣驗算。計算依據(jù)：起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊。（1）鋼絲純強度驗算鋼絲繩采用6X37+1,公稱強度為1700MPq安全系數(shù)K取6。序號鋼絲繩型號型號K額定T152mm6X 37+1623.30243mm6X 37+1616.10332.5mm6X 37+169.10428mm6X 37+166.841）主吊扁擔(dān)上部鋼絲繩驗算上海市軌道交通10號線（M1線）一期工程豫園站施工組織設(shè)計2鋼筋籠總重30.0T,鐵扁擔(dān)及索具總重約5.0T。Ix 總=72216cm4吊重：(30.0+5.0) =35.0T鋼絲繩直徑：43mm, T=161KN鋼絲純：T=P/2sin 爐275

5、/ (2X sin60 ) =159KN<T滿足要求。2)主吊扁擔(dān)下部鋼絲繩驗算Wx 總=3709cm3ix總二I x 1 =14.6 cmA總鋼絲繩在鋼筋籠立起時受力最大。1y 總=38461cm4Wy 總=2564cm3吊重：(50.0+5.0) =55.0T鋼絲繩直徑：43mm, T=161KN鋼絲純：T=P/2=137.5/2=69KN<T滿足要求。I y總Iy 總=10.7cmA3)副吊扁擔(dān)上部鋼絲繩驗算通過受力分析，鋼筋籠平放起吊進副吊受力最大，副吊作用力為 320KN 0吊重荷載：320KN鋼絲繩直徑：43mm, T=161KN鋼絲純：T=P/2=160/2sin 3

6、=160/ (2Xsin60 ) =92KN<T滿足要求。4)副吊扁擔(dān)下部鋼絲繩驗算根據(jù)力(矩)平衡，鋼絲繩內(nèi)力為 23KN。鋼絲繩直徑：28mm, T=68KN鋼絲純：T=P=23KN<T滿足要求。 L (2)主、副吊扁擔(dān)驗算一卜_主副鐵扁擔(dān)均采用H型鋼+鋼板組合加工，選用400b號H1型鋼，兩側(cè)加20mm厚鋼板。 I O)400b號H型鋼有關(guān)數(shù)據(jù)：J ",高度h=400mm,翼寬b=300mm,腹板厚t1=13.5mm,翼緣1,厚度 t2=24mm,截面面積 A= 197.8cm2 重量 g=1553N/m ,截面慣性矩 Ix=57678cm4, Iy=10817cm

7、4,扁擔(dān)的長細比核算&總=l/ix 總=360/14.6=24.6 (< 1=150),滿足要求:y總=l0/iy總=360/10.7=33.6 (<2=150),滿足要求鐵扁擔(dān)的內(nèi)力計算考慮附加動力系數(shù)1.2g總=(1553+7.85X 2X35.2X 2) X 1.2=3190N/m-3.19N/mm鐵扁擔(dān)自重產(chǎn)生的跨中彎矩：Mx=1/8 Xg 總 Xl0Xl0 =1/8 X3.19X 360OX 3600=5167800 N- mm側(cè)向彎矩：My=1/10 X Mx =516780 N mm吊重對鐵扁擔(dān)的軸向壓力NN=1.5Q/tg(=1.5X (500/2) /tg

8、60 ° =216KN鐵扁擔(dān)的穩(wěn)定性驗算如總=24.6,查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范得小x=0.955, 0y=1.0,忝=1.0Nex=扇EA/ 片=113758460NN/ (&XA) + xMx/W1x(1-QN/ N ex) + 3yMy/W1y2160000.955 33860截面抵抗矩 Wx=2883cm3, Wy=721cm3;截面回轉(zhuǎn)半徑ix=17.1cm, iy=7.40cm,截面形心至腹板外 側(cè)的距離Z0=200mm。1.0 516780021600037090001 0.955 -1137584601.0 5167802564000鐵扁擔(dān)組合截面的截面面積、慣性矩及

9、回轉(zhuǎn)半徑:A 總=197.8+140.8=338.6cm=6.7+1.4+0.2=8.3N/mm 2 < f =215N/mm 2(3)主吊把桿長度驗算鋼筋籠長度45.5m上海市軌道交通10號線(M1線)一期工程豫園站施工組織設(shè)計5扁擔(dān)下鋼絲繩高度4.5m扁擔(dān)上鋼絲繩長高3.6m吊機吊釣卷上允許高度6.0m其它扁擔(dān)高度等約1.0m吊裝余裕高度0.5m扁擔(dān)碰吊臂驗算：L=6.0+3.6=9.6m>2.0Xtg78° =9.4m滿足要求鋼筋籠回轉(zhuǎn)碰吊臂驗算：L=6.0+3.6+1.0+4.5=15.2m>3.2Xtg78° =15.0m起升高度=6.0+3.6

10、+4.5+1.0+45.5+0.5=61.1m機高2.235m吊臂長度 L(61.1-2.235)/sin78 =60.1m主吊選用CCH2500型履帶吊：主臂長度63.0m,角度78度，起升高度65m,額定起重量69.5T。(4)吊攀驗算吊攀采用32鋼筋，鋼筋允許拉應(yīng)力170MPa鋼筋允許抗拉力：N=兀 >322X 170/1000=136KNEN=136 X 16=2186KN >650KN 滿足要求。(5)卸扣驗算卸扣的選擇按主副吊鋼絲繩最大受力選擇。主吊卸扣最大受力在鋼筋籠完全豎起時，副吊卸 扣最大受力在鋼筋籠平放吊起時。1主吊卸扣選擇P1=275/sin60 =318KN

11、主吊高強卸扣100T: 2只。P2=137.5KN主吊滑輪卸扣50T: 4只主吊籠子卸扣25T: 8只。2副吊卸扣選擇P1=160/sin60 =184KN副吊高強卸扣35T: 2只P2=160KN扁擔(dān)連接滑輪卸扣35T: 4只副吊扁擔(dān)下鋼絲純內(nèi)力：P3=23KN卸扣25T: 10只(6)雙機抬吊系數(shù)(K)整體驗算主吊：N主吊=69.5T N索具=5T Q吊重=50TK 主吊=69.5/ (50+5) =1.26>1.15副吊：N副吊=43.5T N索具=5T Q吊重=32TK 主吊=43.5/ (32+5) =1.18>1.15六鋼筋籠桁架穩(wěn)定性驗算鋼筋籠標準幅最大總重為50.0

12、t,起吊時，鋼筋籠受力沿縱向中軸線呈對稱分布，故進行標準 幅的驗算時可取其中一半進行分析。根據(jù)鋼筋籠配筋量的不同，半幅鋼筋籠沿縱向線性密度分布 可分成兩部分：上端30.0m,總重20.2t,平均線性密度0.67t/m ;下端15.5m,總重4.8t,平均線性 密度 0.31t/m。下面將重點驗算標準幅鋼筋籠的起吊穩(wěn)定問題。(1)桁架筋的設(shè)置按設(shè)計要求，迎土面主筋直徑為 25mm,開挖面主筋直徑為28mm。除去混凝土保護層厚度， 則兩排主筋之間的凈間距約為820mm?？紤]到鋼筋籠的長度和重量，桁架筋暫按20計，若經(jīng)驗算剛度不夠，則可再適當(dāng)加粗。桁 架筋呈“V”字型沿主筋方向布置，與主筋夾角按 6

13、0。計，則相鄰兩節(jié)點間的主筋、桁架筋長度 均約為947mm,施工中按950mm計。(2)計算方法水平吊起后，先以鋼筋籠為一整體，計算其在主吊、副吊及其自重作用下內(nèi)部產(chǎn)生的最大 彎矩，再驗算在該位置處鋼筋的穩(wěn)定性。.將主筋、桁架筋組成的體系看成一桁架結(jié)構(gòu)，先計算出該桁架結(jié)構(gòu)在外力(主吊、副吊) 及其自重作用下各桿件的內(nèi)力，再進行穩(wěn)定性驗算。(3)標準幅鋼筋籠所受彎矩及穩(wěn)定性驗算取半幅鋼筋籠，總長L = 45.5m,上半部分Li = 30m,重Wi = 20.2t,線密度尸0.67t/m ;下半 部分L2= 15.5m,重W2 = 4.8t,線密度2=0.31t/m。設(shè)主勾提供的拉力為 Ta,副勾

14、提供的拉力為 Tb,主勾鋼索上的力為Ta,副勾鋼索上的力為 Tb,鋼筋籠上各個吊點間距及鋼索與主筋夾角見鋼筋籠起吊計算結(jié)構(gòu)簡化圖，為方便計算，以下力（夕!）的計算暫以t或t-m為單位。上海市軌道交通10號線（M1線）一期工程豫園站施工組織設(shè)計8根據(jù)力(矩)的平衡可得：IY=02Mo=0即Ta+Tb = 2Th sin45o + (2Tb+2 2Tb sin63.4S +2Tb sin45o) =W1+WWi - Li/2+W2 (L2/2+L 1) Ta 9/2Tb (9+7+12) =0將上兩式聯(lián)立，可得主、副勾作用力分別為 Ta = 9.0441 TB=16.004t主勾、副勾鋼索內(nèi)力分別

15、為 Ta=6.395t, Tb= 2.289b起吊過程中，當(dāng)鋼筋籠縱向水平時其內(nèi)部產(chǎn)生的彎矩最大，故須驗算水平起吊時鋼筋籠所承受的最大彎矩?，F(xiàn)以鋼筋籠頂部上側(cè)為原點，以連接各吊點的主筋所在直線為X軸（見下頁圖），計算其彎矩值：當(dāng)00X<9 （單位為m）時，MI（X）=Ta - X - sin46 1/2 “ X2=-0.350 X2 + 4.730 X當(dāng) X = 6.757時，I Mi (X) maxi =15.98代 m (上部受壓)；當(dāng) 90X<16時，Mi(X)=Ta - X - sin45 + Ta (X-9) sin4S1/2 ° X2=-0.350 X2 +

16、9.460 X - 42.570當(dāng) X= 13.514時，I Mi (X) maxi =21.353t m (上部受壓)；當(dāng) 16<X<22 時，Mi(X)=Ta - X - sin46 + Ta - (X-9) - sin45) + Tb - (X-16) - sin45) -1/2 1 X2=-0.350 X2 + 11.153 X - 69.658當(dāng)X= 15.933時，M i (X)取極大值；當(dāng) X= 16.000時， Mi (X) =19.189 t- m (上部受壓)；當(dāng) X = 22.000時， Mi (X) =6.308 t- m (上部受壓)；當(dāng) 220X<

17、28 時，Mi(X)=TaXsin45o+Ta (X-9) sin46+Tb (X-16) sin45o +2Tb (X-22) sin63.43 1/2 gX2=-0.350 X2 + 15.436 X - 163.879當(dāng) X = 22.051 時，Mi (X) =6.314 t- m (上部受壓)；當(dāng) X = 28.000時，Mi (X) =-6.071 t- m (下部受壓)；當(dāng) 280X<30時，Mi(X)=TaXsin45o+Ta (X-9) sin45o+Tb (X-16) sin45o +2Tb (X-22) sin63.43+2 Tb (X-28) -1/2 1X2=-

18、0.350 X2 + 20.224 X - 297.957當(dāng) X = 28.891 時，Mi (X) =-5.807 t- m (下部受壓)；故當(dāng) X = 30.000時，Mi (X) =-6.237 t- m (下部受壓)；當(dāng) 30<X<34時，Mi(X)= TaXsin4S+Ta (X-9) sin4S+Tb (X-16) sin4S +2Tb (X-22) sin63.43+2 Tb (X-28) 130(X-30/2) -1/2 (X-30)2=-0.170 X2 + 9.424 X - 135.957當(dāng)X = 27.718時，Mi (X)取極大值;故當(dāng) X = 34.00

19、0時，Mi (X) =-12.061 t- m (下部受壓)；當(dāng) 34<X<40時，Mi(X)=Ta - X - sin4S+Ta - (X-9) - sin4S+Tb - (X-16) - sin4S +2Tb(X-22) - sin63.43+2Tb (X-28)+2Tb - (X-34) - sin63.43 - g - 30(X-30/2) -1/2 做(X-30)2=-0.170 X2 + 13.707 X - 281.571當(dāng)X = 40.314時，Mi (X)取極大值；故當(dāng) X = 34.000時，Mi (X) =-12.053 t- m (下部受壓)；(該結(jié)果與31

20、0XV34時得出的最大值12.061近似相等)當(dāng) 40< X0 45.5時，Mi(X)=Ta - X - sin4S+Ta - (X-9) - sin4S+Tb - (X-16) - sin45 +2Tb (X-22) - sin63.43+2 Tb (X-28)+2Tb - (X-34) - sin63.43 + Tb (X-40) sin46e - 30(X-30/2)- 1/2 人(X-30)2=Ta (X-9/2)+T b - (X-28)-3 30(X-30/2)-1/2 - . (X-30)2=-0.170 X2 + 15.458 X - 349.29當(dāng)X = 45.46異4

21、5.5時，Mi(X)取極大值；故當(dāng) X = 40.000時，Mi (X) =-2.970 t- m (下部受壓)。綜上所得，當(dāng) X = 13.514時，I Mi (X) maxi =21.353 t- m (上部受壓)當(dāng) X = 34.000時，I Mi (X) maxi =12.061 t- m (下部受壓)按設(shè)計，鋼筋籠主筋均采用32尺寸；兩排主筋中心間距為850nlm計，水平筋間距為300mm, 故相鄰接點間主筋長度取300 mm 0保守計算，假設(shè)吊裝時鋼筋籠內(nèi)產(chǎn)生力矩均由主筋承受，即主筋承受最大內(nèi)力為上部：N 開挖=21.353/0.85= 25.121t=246.188 kN下部：N

22、 迎土 = 12.061/0.85= 14.189t=139.056 kN根據(jù)細長桿件受壓穩(wěn)定公式凡 2 /'j得：(E 取 2.06X 105MPa, I= d4/64=3.14X 324/64 =51446mm4,)當(dāng)鋼筋直徑為32 nlm時，Pcr=2616.235 kN (僅按錢接)。Pcr遠大于N,故主筋受壓穩(wěn)定性滿足要求。(4)標準幅桁架筋內(nèi)力及穩(wěn)定性驗算現(xiàn)將主筋與桁架筋相接的節(jié)點依次編號，見鋼筋籠起吊計算結(jié)構(gòu)簡化圖，假設(shè)鋼筋籠自重桁架筋桁架筋桁架筋14./現(xiàn)將計算結(jié)果列表如下:節(jié)點 編R 自重 何載附力口荷載 節(jié)點i-i+1間桿件內(nèi)力ai(t)節(jié)點i-i+2間桿件內(nèi)力 b

23、i(t)外力作用后 附加力t'節(jié)點 i+1-i+2 間桿件內(nèi)力ci(t)節(jié)點 i+1-i+3間桿件內(nèi)力di(t)10.154-0.1330.0670.133-0.13330.308-0.4890.3780.489-0.62250.308-0.8441.0440.844-1.46670.308-1.2002.0661.200-2.66690.308-1.5563.4441.556-4.221110.308-1.9115.1781.911-6.133Tb=2.289, 0=135°a13=(Tb . sin45° -t13-c11 - sin60° )/sin

24、60 ° b13=b11+c11 - cos60° -a13- cos60° -Tb - cos45°130.308-0.3984.7140.398-6.531150.308-0.7545.2890.754-7.284170.308-1.1096.2211.109-8.393190.308-1.4657.5081.465-9.858210.308-1.8219.1501.821-11.679230.308-2.17611.1492.176-13.8552Tb=4.577, 0=116.57°a25=(2Tb sin63.43° -t2

25、5-c23 - sin60° )/sin60 ° b25=b23+c23 - cos60° -a25 cos60° -2Tb cos63.43°250.3082.1959.092-2.195-11.660270.3081.8407.075-1.840-9.820290.3081.4845.413-1.484-8.336310.3081.1284.107-1.128-7.208330.3080.7733.157-0.773-6.436350.6350.0392.751-0.039-6.396370.6351.9491.7562.394-1.949

26、-4.4472Tb=4.577, o=90°a37=(Tb-t37-c35 - sin60° )/sin60 °a39=(Tb-t39-c37 - sin60° )/sin60 °390.6353.859-1.1482.394-3.859-0.588410.6353.126-4.640-3.1262.538430.6352.393-7.399-2.3934.930450.6351.659-9.425-1.6596.590470.6350.926-10.718-0.9267.516490.6350.193-11.278-0.1937.7092Tb

27、=4.577, 0=63.43°a51=(2Tb sin63.43° -t51-c49 - sin60° )/sin60 ° b51=b49+c49 - cos60° -a51 cos60° +2Tb - cos63.43°510.6354.187-11.420-4.18711.895530.6353.453-15.240-3.45315.349550.6352.720-18.327-2.72018.069570.6351.987-20.680-1.98720.056590.6351.254-22.301-1.25421.3

28、09610.6350.520-23.188-0.52021.83CTb=2.289, o=45°a63=(Tb - sin45° -t63-c61 sin60° )/sin60 ° b63=b61+c61 - cos60° -a63 - cos60° +Tb - cos45°630.6351.656-22.658-1.65623.486產(chǎn)生的力集中作用于各個節(jié)點上，則根據(jù)線密度的不同有：當(dāng) 0 0 X < 30 時，ti = 0.635(t) (i=35,37,41 95),t97=0.635/2=0.318(t);當(dāng)

29、 30 < X < 45.5 時,ti=0.308(t) (i=3,5,7,33),ti=0.308/2=0.154(t)o桁架計算結(jié)構(gòu)單元為簡化計算，現(xiàn)將由主筋與桁架筋共同構(gòu)成的吊裝體系看成 一桁架結(jié)構(gòu)體系，各個節(jié)點之間采用較接相連的方式。下面將逐 一計算各桿件的內(nèi)力，當(dāng)桿件受壓時內(nèi)力為負值，受拉時內(nèi)力為正值當(dāng)i=1時，ti=0.154,根據(jù)力的平衡有，a1=-t1/sin60o, b1 = a1*cos60, c1 = a1, d1= c1*cos60 +a1*cos60即 a1=0.133,b1=0.067,c1=0.133,d1= 0.133當(dāng)i為大于1小于97的奇數(shù)且桿件

30、僅受自重作用時，有ai= (ti+ci-2*sin60o)/sin60o = ti/sin600 ci-2,bi=bi-2+ci-2*cos60o ai*cos60 =bi-2+(ci-2 ai)/2,ci= ai,di=di-2+ai*cos600 ci*cos60 =di-2+ai當(dāng)i為大于1小于97的奇數(shù)且節(jié)點除受桿件自重作用還受鋼索作用時，內(nèi)力計算公式與僅受 自重作用時相似，但節(jié)點上應(yīng)考慮附加的作用力。具體方法為：將外力沿軸向和法向分解，再根 據(jù)力矩平衡，把由法向分力引起的作用于桿件兩端節(jié)點的附加力求出，再進行桿件內(nèi)力計算。(如鋼索作用點靠近節(jié)點，則直接將鋼索作用力計入節(jié)點平衡條件，并計算出各桿件內(nèi)力。)上海市軌道交通10號線(M1線)一期工程豫園站施工組織設(shè)計10650.6350.923-23.947-0.92324.409670.6350.190-24.503-0.19024.599690.635-0.544-24.3260.54424.055710.635-1.277-23.4161.27722.778730.635-2.010-21.7732.01020.768750.635-2.743-19.396