起重吊装作业专项工程施工设计方案

沉箱吊装专项施工方案

1.工程概况

承建的渤海船舶制造舾装码头工程由3个部分组成，包括50000t 和5000t船台前的码头部分（AB段）、1个70000t和1个50000t舾装码头（BC和CD段）。码头泊位总长度为602.22m，码头结构形式为沉箱重力式。沉箱设计安装顶标高为+1.5m和+0.3m，施工中预留5cm沉降量和5cm向倒坡，沉箱安装缝宽60mm工程共有不同型号沉箱131个。

施工用沉箱已经由业主单位预制完成。目前摆放在BC段码头后方的预制场地上。沉箱数量多、起吊重量大、吊距远是工程施工过程中需要解决和特别注意的问题。

2.沉箱吊装施工工艺

2.1沉箱吊装采用200t起重船、2000t方驳和拖轮等配合施工。施工中首先将起重船和吊装架以及操作平台连接好。主钢丝绳通过吊装架和吊装插销将起重船和沉箱连接好。起重船将沉箱从陆地上起吊后放在等待的2000t方驳上，由方驳负责运输到安装沉箱位置。利用拖轮和起锚艇将起重船和方驳就位后，起重船再从方驳上将沉箱起吊并安装在码头基础上。

沉箱、操作平台及吊装架重量表：

2.2 吊装施工设备

根据施工工艺，沉箱吊装主要设备有：①200t起重船；②2000t 方驳；③600匹马力拖轮。

以上设备的具体技术参数，详见各种型号设备的使用说明书，并严格遵照其要求使用。

2.3吊装计算（取最大沉箱188t）

2.3.1 吊装插销计算

（1）沉箱自重为188t，考虑结构分项系数γG=1.30，则结构自重设计值G=188×1.3×9.8=2395.12KN；每个沉箱设4个吊孔，穿4个销子，销子呈纯剪切状态，共有8个剪切面，每个剪切面的剪力V=2395.12/6=399KN

（2）销子选用Q345钢，其抗剪强度设计值fv=145N/mm2，A=399×103/145=2752mm2，d=60mm，根据钢板型号及安全储备考虑，初步选取D=100mm

2.3.2 主钢丝绳计算

（1）沉箱自重标准值G=188t，操作平台2t。取结构自重设计值

为2000KN

（2）每个吊点考虑2根钢丝绳受力，共计8根，则每根钢丝绳设计拉力P1=2000/8=250KN

（3）主钢丝绳安全系数K取6，选用公称抗拉强度为1700MPa 的6×61钢丝绳，钢丝绳允许拉力T应大于设计拉力P1，其中T=P/K。

由T＞P1得P＞K×P1=6×250=1500KN

查《港口工程施工手册》得，直径φ=55.5mm的钢丝绳满足要求。

2.3.3 副钢丝绳计算

（1）副钢丝绳设4个吊点，每个吊点考虑1根钢丝绳受力，共计4根，共同承受起吊架重量及主钢丝绳拉力之外的竖向力。吊架重量为3t，操作平台重2t，取设计值50KN；副钢丝绳与吊架间夹角为70°。

则每根钢丝绳设计拉力P2=2P1- 2P1sin70°+50/4 sin70°=44KN （2）副钢丝绳安全系数K取5，选用公称抗拉强度为1700MPa 的6×61钢丝绳，钢丝绳允许拉力T应大于设计拉力P2，其中T=P/K。

由T＞P2得P＞K×P2=5×44=220KN

查《港口工程施工手册》得，直径φ=26.5mm的钢丝绳满足要求。

2.3.4 吊装架和平台间钢丝绳计算

（1）钢丝绳设4个吊点，每个吊点考虑1根钢丝绳受力，共计4根，共同承受起吊架重量及主钢丝绳拉力之外的竖向力。操作平台重2t，取设计值20KN。主钢丝绳与操作平台夹角为70°。

则每根钢丝绳设计拉力P3=5/sin70°= 6KN

2）钢丝绳安全系数K取5，选用公称抗拉强度为1700MPa的6×61钢丝绳，钢丝绳允许拉力T应大于设计拉力P3，其中T=P/K。

由T＞P2得P＞K×P3=5×6=30KN

查《港口工程施工手册》得，直径φ=11.0mm的钢丝绳满足要求。

2.3.5 吊装架计算

吊架采用［20对扣立放焊接而成，长5.65m，宽2.5m，仅验算5.65m长杆。

沉箱自重主要由主钢丝绳承担，因主钢丝绳与吊架间夹角为70°，主钢丝绳拉力的水平分力使吊架受压，验算长细杆件的受压承载力。

吊架受力N=P1×cos70°=85.5KN ；杆件长细比λ=l/i，其中l=5.65m，查《钢结构》附表四i=0.076m ，得λ=74.3；截面属于b 类，经查表得ψ=0.745 ，应验算σ=N/A≤ψf ；σ=N/A=85.5KN/65.66cm2=13N/mm2≤ψf=0.745×210N/mm2=156N/mm2，吊架长杆件满足构件受压稳定条件。

2.3.6吊点和卡环计算

（1）吊装架和副钢丝绳

根据2.3.3副钢丝绳受力计算，得出单根钢丝绳荷载为44KN。

A=3F/2nf y=3×44×4/（2×3×205）=429mm2

吊环选用厚度为20mm钢板，吊孔外钢板宽度取30mm，A=600 mm2＞429 mm2。

卡环计算

参照《港口工程施工手册》

卡环选用6.8，d=42mm，容许荷载68KN。

（1）吊装架和操作平台

根据2.3.4副钢丝绳受力计算，得出单根钢丝绳荷载为6KN。

A=3F/2nf y=3×6×4/（2×3×215）=56mm2

吊环选用直径为16mm钢筋，A=200 mm2＞56 mm2。

卡环计算

参照《港口工程施工手册》

卡环选用2.1，d=20mm，容许荷载21KN。

3.安全环保和文明施工保证措施

3.1 安全施工保证措施

（1）参加施工的工人（包括学徒工、实习生和民工），要熟知本工种的技术操作规程。在操作中，应坚守工作岗位，严禁酒后操作或工作态度散漫。作业人员必须严格按照安全技术操作规程施工，进入施工现场必须戴安全帽，水上作业必须穿救生衣，穿绝缘防滑鞋。所有人员不得下海洗澡。高空作业必须系安全带。安全帽、安全带要定期检查，不符合要求的严禁使用。

（2）吊机司机和指挥人员必须经过专门训练，考试合格发给操作证，方准独立操作。

（3）吊机不得带病运转和超负荷作业。发现不正常情况应停机检查，不得在运转中修理。

（4）起重指挥应由技术熟练、懂得起重机械性能的人员担任，