混凝土预制柱吊装方案

一、编制依据和编制目的

本工程图纸和实际情况，本案旨在指导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。

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，预制场地不足，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，根据吊装机械操作要求，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、确定吊装法：（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：吊装人员具备专业资质，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：场地检查包括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，起重机回转围无障碍物，电源是否接通等等。

6、基础准备：杯形基础已浇筑完成，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，并在杯口标出，然后用细混凝做找（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要求，一般要求养护28天后进行吊装。

8、吊装人员经过详细的案交底，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确定和验算过，施工吊装时，不必重复验算。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。吊装验算包括两个容：(1) 确定吊点位置；(2) 验

2.1.1 确定吊点位置

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，柱上预埋径为7.5cm钢管，钢管位置格按图纸设计埋设。

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。在运输和吊装过程中，柱子处于受弯状态，为此，需确定合理的吊点位置，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，换算法如下: '

2l = 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

K

l A a

??2

当A a ＜1时，K 取1.10～1.30；当A a ＞1，K 取0.90～0.70。（A a

比值大时取较小值）

2.1.2强度验算

吊点确定后，按受弯构件的计算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。

()

/0//012s s y c K a h A f x h bx f M M -+??? ??-=≤α 式中 K M —吊装时柱子承受的弯矩（N.㎜）

M —弯矩设计值（N.㎜）

1α—系数，当混凝土强度等级不超过C50时，1α=1.0，当混凝土强度等级为C80时，1α=0.94，其间按线性插法确定

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缘的距离（㎜）

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的配筋均要满足吊装要求。

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㎜。柱子吊装时裂缝宽度的验算，可按下式计算柱纵向受拉钢筋的应力sk σ（N/㎜2），并由此近似判断其是否满足要求。

sk σ= 式中 AS —受拉区钢筋的截面面积（㎜2）

按上式计算的钢筋应力160≤sk σ N/㎜2（光圆钢筋），或200≤ N/㎜2（带肋钢筋）时，可认为满足裂缝宽度要求。否则，应按《混凝土结构设计规》GB50010—2002的规定详细计算裂缝宽度，或采取措施，如改变吊点，增加吊点数量等，以减少吊装时柱子承受的弯矩（MK ）。

2.2 吊车的选择

首先确认吊车中心点至柱子吊装或柱对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，撑杆升高38米，能起吊80吨S

K

A h M ??087.

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=.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，可满足要求。

（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靠，并做好柱身支撑后可松开钢丝绳。

d.柱翻身后应立即进行吊装作业，钢丝绳穿过吊装并固定好，在柱子牛腿上固定好柱箍和缆风绳。

3.2 柱吊装法

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，但构件布置要求高，占地较大，对起重机的机动性要求高，要求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—起吊中途；3—直立