地下连续墙钢筋笼起重吊装方案.docx

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地下连续墙钢筋笼起重吊装方案

一、编制依据及原则

1.1编制依据

1、×××××××××项目围护结构施工图;

2、《建筑施工起重吊装安全技术规范》(JGJ276-2012);

3、《起重吊装常用数据手册》;

4、《起重机械安全规程》(GB6067.1-2010);

5、《钢筋焊接及验收规范》(JGJ18-2003);

6、《起重机钢丝绳保养、维护、安装、检验和报废》GB/T5972-2009;

7、《×××××××××项目施工组织设计》;

8、建质[2009]87号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》:

 

9、×××市在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定;

10、现场调查资料及我公司在类似工程的施工经验和技术储备。

1.2编制原则

根据被吊装的构件的结构情况,配备足够的起吊设备,保证被吊装构件在吊装过程中自身的稳定性,安全地将其吊装到预定位置。

二、工程概况

2.1工程概况

×××××××××××××××××××××××××××××××××××××

基坑围护结构共分为41幅,其中异形幅5幅。

如下图所示:

图2-1地下连续墙平面图

表2-1钢筋笼各幅尺寸及重量统计

钢筋笼各幅型号

钢筋笼长度m

钢筋笼宽度m

钢筋笼重t

幅数

Q1

48.8

6

43.27

23

Q2

35.5

6

48.57

7

Q3

48.8

6

41.19

7

Q1A

44.635

4.5

32.46

1

Q1B

44.635

7.2

51.92

1

Q1C

44.635

8.7

62.74

1

Q2A

44.635

4.4

35.62

1

2.2施工场地布置

见后附图1。

三、施工计划

3.1工期计划

连续墙主要的施工工艺包括单元槽段成槽、泥浆护壁、吊装钢筋笼,灌注水下砼,从而形成整体连续的钢筋混凝土防护帷幕。

本工程地下连续墙钢筋笼设计最大幅宽为8.7米,最大长度为48.8米,重量最大为62.74T(按双雌槽段(双工字钢接头)计算),因此吊装长、大、重负荷的钢筋笼成了连续墙施工的一个重要环节,为保证起吊的安全性、可靠性,使钢筋笼不发生弹性变形和降低抗弯强度,就要选择好起吊设备及确定最佳吊装方法。

地下连续墙共41幅,安排两台成槽机、两台旋挖钻、四台冲击锤施工,地连墙施工总体安排时间为100天,考虑入岩深度较深,平均按3天2幅地下连续墙考虑。

地下连续墙计划2017年5月20日开始进场,8月1日完成。

3.2劳动力及设备安排计划

表3-1劳动力计划表

序号

工种

人数

备注

1

电焊工

30

持证上岗

2

钢筋工

25

持证上岗

3

电工

3

持证上岗

4

专职安全员

2

持证上岗

5

吊装指挥员

2

持证上岗

6

吊车司机

4

持证上岗

7

挂钩司索工

2

持证上岗

8

挖掘机司机

2

持证上岗

9

成槽机司机

6

持证上岗

10

杂工

10

连续墙施工使用主要机械设备见表3-2:

表3-2主要机械设备进场计划表

序号

名称

型号

单位

数量

进场时间

备注

1

履带吊车

300t

1

2017.5

2

履带吊车

150t

2

2017.5

3

挖掘机

PC200

1

2017.5

4

成槽机

金泰SG60

2

2017.5

5

旋挖机

 BG280

2

2017.5

6

冲击钻

1

2017.5

7

卸土车

12m3

6

2017.5

8

电焊机

ZXE-400

20

2017.5

9

车丝机

HGS-40B

4

2017.5

10

切割机

GQ40

2

2017.5

11

弯曲机

GW40

2

2017.5

12

调直机

GT6/12

2

2017.5

3.3材料计划

地下连续墙采用C35水下混凝土。

水下及泥浆中灌注混凝土,应采取有效措施保证水下混凝土标号不小于设计要求砼等级。

导墙采用C25混凝土。

钢筋:

受力钢筋及构造钢筋以采用HRB400级钢筋为主,箍筋采用HRB400级钢筋。

钢结构构件一般采用Q345钢。

地下连续墙水下混凝土12050.2m³,地下连续墙型钢接头240.6t,地下连续墙钢筋笼制安1806.27t。

四、施工工艺技术

4.1施工工艺

地下连续墙钢筋笼吊装施工工艺见图4-1《地下连续墙筋笼吊装施工工艺框图》。

 

4.2钢筋笼吊装方法

图4-2钢筋笼吊装过程示意图

1、指挥300t、150t两吊机转移到起吊位置,起重工分别安装吊点的卸甲。

2、检查两吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后,开始同时平吊。

3、下部钢筋笼吊至离地面0.3m~0.5m后,应检查下部钢筋笼是否平稳后300t起钩,根据下部钢筋笼尾部距地面的距离,随时指挥副机配合起钩。

4、钢筋笼吊起后,300t吊机向左(或向右)侧旋转、150t吊机顺转至合适位置,让钢筋笼垂直于地面。

5、指挥起重工指挥卸下钢筋笼上150t吊机的起吊点卸甲,然后远离起吊作业范围。

6、指挥300t吊机将钢筋笼入槽、定位,吊机走行应平稳,钢筋笼上拉牵引绳。

钢筋笼放置于槽段口并保持水平,下放钢筋笼时不得强行入槽。

7、钢筋笼整体下放到位后抄平,钢筋笼下放过程结束,进行下一道工序。

4.3主幅吊验算

钢筋笼采用整体吊装,吊装钢筋笼选用两台起重设备起吊(一台主吊机和一台副吊机),先水平吊起离开地面,再缓慢、平稳使之处于垂直状态,通过主吊车移动、调整放入挖好的槽段中。

按设计图纸技术数据要求,在制作平台上,采用不同型号的螺纹钢进行焊接,加工制作成网状的钢筋笼结构件,本设计以现场实际标准长方体结构形式为例,钢筋笼最大尺寸:

长×宽×高为48.8m×8.7m×1m,拟采用300t履带吊、150t履带吊进行起重吊装,通过以下验算确定。

4.3.1主副吊机起吊能力验算

⒈钢筋笼水平起吊时,主、副机所承受的实际重量

双机水平抬吊时,按最不利因素考虑,各自承受钢筋笼2/3重量考虑即62.74*2/3=41.83t

主吊机:

41.83+1.5(扁担与钢丝绳重)=43.33t<140.4t

起重半径r=10m,满足要求。

副吊机:

43.33+1(扁担与钢丝绳重)=43.33t<67.2t

起重半径r=8m,满足要求。

⒉钢筋笼竖直状态时,主吊机承受的实际重量

主吊机:

62.74+1.5(主、副扁担与总钢丝绳重)=64.24t<140.4t

3.安全系数取0.8,单机吊装负载比为:

64.24T/140.4T=0.46<0.8;双机吊装负载比为:

65.24/(140.4+67.2)=0.31<0.8。

4.3.2主吊机垂直高度H计算

选择计算主吊机垂直高度时,不仅要考虑主吊臂架最大仰角75°和钢筋笼的最大尺寸、重量,而且要考虑钢筋笼吊起后能旋转180°,且不碰撞主吊臂架,满足BC距离大于3.1m的条件。

由于加工制作的吊具尺寸为h1=2.6m,h0=0.5m,因此:

AC=BC·tg75°=13.062m(BC=3.5m)

h2=AC-h1-b-h0=13.062-2.6-2.0-0.5=7.962m

故H=h1+h2+h3+h4+h0=2.6+7.962+45+0.5+0.5=56.562m

b—起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离,b=2m

h0—起吊扁担净高

h1—扁担吊索钢丝绳高度

h2—钢筋笼吊索高度

h3—钢筋笼长度

h4—起吊时钢筋笼距地面高度,h4=0.5m

图4-3钢筋笼吊装起吊验算图

4.3.3主吊机起重臂长度L

L=(H+b-C)/sina=(56.562+2-2)/sin75°=58.5(m)

注:

C为起重臂下轴距地面的高度2m

4.3.4选择主、副吊起吊重量

根据300t履带吊车技术性能表,查对符合起重量超过62.74t,起吊高度超过58.5m的履带吊车性能表的参数区域为如下表。

根据现场施工场地实际情况选择300t履带吊主臂长60m,起吊重量最大为140.4t,仰角75°时,有效高度大于58.5m,可满足现场安全吊装的需要。

表4-4QUY300t履带起重机主臂作业性能表

副吊根据以上起吊能力验算,并根据以下参数表,符合起重量超过63.8t,选用150t履带式吊车,作业半径在8m,臂长41.1m满足钢筋笼水平起吊要求。

表4-5150t履带式吊车主臂作业性能表

4.4主副吊机负荷的分配及吊点位置的确定

4.4.1钢筋笼吊点布置

主吊吊点设6个,且钢筋笼顶端吊点采用钢板加固,以备钢筋笼标高定位时支撑;副吊吊点设6个,使用钢筋加强。

每幅钢筋笼各水平吊点均设置在主筋上,以标准幅槽段为例说明,槽段钢筋笼每个吊点各用2根倒立的“U”型Φ40钢筋予以加固,并增加桁架筋及中间位置沿垂直方向焊接两根加固筋,其形式如图所示。

图4-6吊点加固图

吊筋强度验算:

吊筋采用4根Φ40钢筋。

σ=nT/[σ]/=1.2*627400N/235N/mm2=2670mm2

Φ40横截面积1256.6mm2,则1256.6*4=5026.4mm2>2670mm2

吊筋焊缝验算:

每根吊筋均采用双面焊,焊缝长度一面不小于20cm。

f=

f——按焊缝有效截面(

)计算,垂直于焊缝长度方向的应力;

he——角焊缝的有效厚度,对直角焊缝等于0.7hf;

hf——为较小焊接尺寸;

lw——角焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去10mm;

N——通过焊缝形心的拉力、压力或剪力设计值;

——角焊缝的强度设计值,取185N/mm2(MPa)

βf——正面角焊缝的强度设计值增大系数,对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,βf=1.22;对直接承受动力荷载的结构,βf=1.0。

MPa

βf

=1.0×185=185MPa>98.2MPa

焊缝强度满足要求。

4.4.2主、副吊机负荷分配

(1)重心计算:

M总=2454100Kg.m(计算过程略)、G总=62.74t,重心距笼顶i=M总/G总=25.3m,重心位置取25.3m。

(2)钢筋笼纵向吊点设置

图4-8钢筋笼吊点分布图

根据弯矩平衡原理,正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理,钢筋笼吊点位置计算如下:

+M=-M其中+M=(1/2)ql12-M=(1/8)ql12-(1/2)ql12

Q为分布荷载,M为弯矩。

故L2=2√2L1,有2L1+4L2=44.635m,得L1=3.35m,L2=9.47m.

因此选取B、C、D、E、F五点,钢筋笼起吊时弯矩最小,但实际中B、C、D中心为主吊位置AB距离影响吊装钢筋笼。

根据实际吊装经验、钢筋笼扁担的情况及钢筋笼钢筋分部情况,对吊点位置调正如下:

0.9m+7m+10m+5m+10m+10m+2.5m

(3)钢筋笼横向吊点设置

根据弯矩平衡原理,正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理,钢筋笼横向受力弯矩见图4.7-6如示:

图4-9钢筋笼横向受力弯矩图

+M=-M

其中+M=(1/2)qL12;

-M=(1/8)qL22-(1/2)qL12;

q为分布荷载,M为弯矩。

又2L1+L2=6m;得L1=1.242米,L2=3.516米。

图4-10钢筋笼横向吊点布置图

因此选取B、C二点为横向吊点位置,横向1.14m+3.26m+1.14m。

(4)转角幅吊点设置

本工程的“Z”型幅由于施工难度较大,特改成两幅“L”型来施工,由于“L”型幅钢筋笼横向吊点与“一”型幅笼布置有区别,“L”型幅笼垂心计算如下。

1、举一例尺寸为:

2.8米+2.8米。

2、设置直角坐标系,AB,BC为钢筋笼水平筋

所以它们的坐标是F{(0+0)/2,(2.8+0)/2}=(0,1.4)

E{(0+2.8)/2,(2.8+0)/2}=(1.4,1.4)

D{(2.8+0)/2,(0+0)/2,}=(1.4,0)

由于中心的连线交与一点,设该点为P(X,Y),由于P是三角形的重心,则有

AP:

PD=2BP:

PE=2CP:

PF=2

由此可得:

γ=2

所以三角形的重心坐标为:

X=【0+2×(1.4+1.4)/2】/(1+2)=(0+1.4+1.4)/3=0.93

Y=【1.4+2×(1.4+0)/2】/(1+2)=(1.4+0+1.4)/3=0.93

4.4.3起吊位置

由于副机起吊采用6点,即B1*2、B*2与B2*2点,B1点距底部约2.5米,B2点距底部约22.5米,B1与B2间隔20米。

主机起吊采用6点,同一轴线横向布置。

300t主吊

如下6米幅宽时起重吊装示意图:

图4-11槽段起重吊装示意图

4.4.4主吊带载行走系数(K)计算

N=62.74tN索=2.5tQ吊重=65.24t

K=62.74/140.4=0.448<0.7(安全)

注:

主机带载行走作业半径按10米。

4.4.5地基承载力计算

根据集中受力情况和实际施工经验,地面承受压力最大时为主吊下放整幅连续墙时。

此时最大钢筋笼重量为62.74t,吊车自重为300t,地面最大承重为F合=62.74+300=362.74t,

吊车运行区域场地均使用C30钢筋混凝土进行硬化,将吊车底部区域做为一个整体,吊车底部受力面积为S=10m×8m=80m2,

地面单位负荷q=F/S=362.74t/80m2=45.3kpa,考虑偏心影响,q1=45.3*1.3=58.89kpa,

根据勘察报告,fak=75kpa,考虑深度修整后满足承载力要求。

4.5卸扣、钢丝绳、扁担承载力验算

4.5.1卸扣

卸扣的选择按主副吊钢丝绳最大受力选择。

主吊卸扣最大受力在钢筋笼完全竖起时,副吊卸扣最大受力在钢筋笼平放吊起时。

主吊卸扣:

扁担下部:

下部采用6个30t高强卸扣。

当钢筋笼成竖直状态时,卸扣所承受的重量最大6×30=180t>65.24t,满足要求。

上部采用4个40t高强卸扣,4×40=160t>65.24t,满足要求.

扁担上部采用4个40t高强卸扣。

副吊卸扣:

扁担下部:

下部采用6个25t高强卸扣。

当平吊时,为6×25=150t>65.24t,满足要求。

上部采用4个30t高强卸扣,4×30=120t>65.24t,满足要求.

扁担上部采用4个30t高强卸扣。

4.5.2钢丝绳

钢丝绳采用6×37+1,公称强度为2000MPa,根据标准,机动起重设备安全系数K取7~8,故本项目取K=8。

钢丝绳主要性能见表:

表钢丝绳主要性能表

序号

钢丝绳型号(mm)

钢丝绳在公称抗拉强度2000MPa时

破断拉力总和(kN)

K

容许拉力t

1

43

1394.9

8

19.02

2

47.5

1687.4

8

23.06

3

52

2009.2

8

27.46

4

56

2352.4

8

32.15

5

60.5

2731.3

8

37.28

(1)主吊扁担上部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。

吊重:

Q1=Q+G吊=62.74t+2.5t=65.24t

钢丝绳直径:

60.5mm,[T]=37.28t

钢丝绳:

T=Q1/4sin52°=30.67t<[T]

考虑到钢丝绳荷载不均匀影响需乘上一个安全系数C,换算系数C取0.85,考虑换算系数后满足要求。

(2)主吊扁担下部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。

吊重:

Q=62.74t

钢丝绳直径:

52mm,[T]=27.46t;

钢丝绳:

T=Q/6/C=94.2/6/0.85=18.5t<[T]满足要求。

(3)副吊扁担上部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼平吊时受力最大。

吊重:

Q1=Q+G吊=57.5t

钢丝绳直径:

52mm,[T]=27.46t

钢丝绳:

T=Q1/4sin52°/C=21.5t<[T]满足要求

(4)副吊扁担下部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼平吊时受力最大。

吊重:

Q=57.5t

钢丝绳直径:

43mm,[T]=19;

钢丝绳:

T=Q/6/C=11.3t<[T]满足要求。

4.5.3临时搁置扁担

下放钢筋笼过程中,需在导墙顶设置搁置扁担,搁置扁担采用20槽钢加焊20mm钢板组成,每次临时搁置钢扁担为4个,扁担采用12mm厚方钢,方钢长2m,高200mm,宽100mm。

截面特性参数如下图:

图4-12扁担特性参数表

图4-13扁担受力模型

P1=P2=942KN/4/2=117.75KN

Fa=Fb=P1=P2=117.75KN

M=Fa*0.4m=47.1KN.M

弯曲正应力σ=M/(γ*Wx)=47100000N.mm/(1.05*321390mm3)=128N/mm2<215N/mm2抗弯满足

支点剪应力τ=Fa*Sx/(Ix*tw)=117750N*205730mm3/(32138800mm4*12mm)=63N/mm2<120N/mm2抗剪满足

4.5.4起吊扁担

采用δ=20mm钢板加工成尺寸为6000×500mm,将钢板焊成方管,两端设防滑装置,与吊机吊钩连接的2点用300*260mm厚为30mmQ235钢板焊接固定。

需对扁担上吊钩钢板中部截面强度与孔壁局部承压验算。

1.根据《建筑施工起重吊装安全技术规范》(JGJ276-2012)附录B:

进行扁担上吊钩钢板中部截面强度验算

中部截面一般只验算受拉区AB部分的强度,中部截面AB部分的强度按下列公式验算:

=256.6/2=128.3<140N/mm2

K为动力系数(取1.5),L为两卡环孔之间的距离,W为AB截面的抵抗矩;

t——AB截面的剪应力,t=KQ/A,其中,A为AB截面面积,K、Q符号意义同前;

2.根据《建筑施工起重吊装安全技术规范》(JGJ276-2012)附录B:

进行扁担上吊钩钢板孔壁局部承压验算

=1.5*325000N/(43mm*60mm)=188.95<194N/mm2

3.焊缝强度验算

f=

f——按焊缝有效截面(

)计算,垂直于焊缝长度方向的应力;

he——角焊缝的有效厚度,对直角焊缝等于0.7hf;

hf——为较小焊接尺寸;

lw——角焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去10mm;

N——通过焊缝形心的拉力、压力或剪力设计值;

——角焊缝的强度设计值,取185N/mm2(MPa)

βf——正面角焊缝的强度设计值增大系数,对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,βf=1.22;对直接承受动力荷载的结构,βf=1.0。

MPa

βf

=1.22×185=225MPa

MPa<βf

=225MPa

焊缝强度满足要求。

4.本工程使用的钢筋型号为HRB400和HPB300,焊条以最大型号的选取,则为E50型号的焊条。

焊缝长度≧10d。

 

钢筋焊接质量应符合设计要求,吊攀、吊点加强处须满焊(3次满焊且敲掉焊渣),主筋与水平筋采用点焊连接,钢筋笼四周及吊点位置上下1米范围内必须100%的点焊,其余位置可采用50%的点焊,并严格控制焊接质量。

五、钢筋笼起重吊装程序

5.1钢筋笼起重吊装程序

5.1.1起重吊装前质量检查

在钢筋笼制作完成后,由制作负责人向技术部报检,质检工程师应立即前往检查,重点检查部位应包括如下几点是否达到技术交底的要求:

⒈指定的导管位置处不得布梅花筋、支撑筋等,应确保导管位置的空间。

⒉主吊环位置处两根主筋与分布筋交叉处应双面焊接。

⒊由吊环位置起,前九道分布筋与主筋交叉位置处应双面焊接,分布筋收口处应满焊。

⒋吊点位置处三根分布筋与主筋交叉位置处应双面焊接,收口筋应满焊。

⒌非吊点位置处的分布筋收口处应确保焊缝长度不低于搭接长度50%。

⒍在钢筋笼制作流程中应先行制作桁架筋,并应将桁架筋满焊于上下主筋之间。

⒎在布置主筋与分布筋时应确保间距均匀顺直。

⒏在钢筋笼起吊前应确保所有焊点已焊接,严禁钢筋笼在起吊过程中发生因缺焊、漏焊而导致钢筋脱落。

⒐在钢筋笼制作过程中应确保预埋钢板位置及副吊环标高与交底一致。

10.吊车限位器、钢丝绳、卸扣应定期检查,防止发生疲劳损坏;钢扁担上的吊耳焊缝应经无损检测合格后方可使用。

11.吊车应具年检合格证,起重吊装作业人员应持证上岗。

5.1.2清理场地

起重安装作业前,先对场地进行规划,清除工地起吊过程所经道路的障碍物,保证道路的平整度,并且组织人员对作业场地清扫,确保道路畅通、整洁。

同时,吊装协助人员应将成品钢筋笼里面夹杂的短钢筋头、遗留焊条等清理,避免钢筋笼在吊起后落下硬质物件伤人。

5.1.3吊车就位、安放吊具

吊机就位前,由协助人员将主、副扁担挂在相对应的主、副吊机吊钩上。

待300t主吊机与150t副吊机就位后,由指挥长检查就位情况,确保正确就位。

就位结束后,指挥吊机将扁担缓缓落至钢筋笼面层分布筋上面,然后由协助人员将扁担上钢丝绳用卸扣与吊环连接锁紧。

5.1.4起吊

经质检工程师与安全员对钢筋笼焊接质量、吊具安全性能以及钢丝绳与吊环、吊点连接情况检查合格后,方可起吊。

起吊作业中,吊机所有动作由指挥长统一安排和指挥。

试吊:

在指挥长的指挥下,主、副吊机同时缓缓起吊,将钢筋笼平吊起身离地面约0.5m,将钢筋笼悬空约10~15分钟,以检验焊接质量。

同时,由安全员再次检查吊环、吊点处与卸扣、钢丝绳的连接是否完好,钢筋笼的是否存在变形过大的问题。

经检验无误后,由指挥长统一指挥主、副吊机将钢筋笼缓缓提升吊起,在吊起过程中,副吊机不需过大提升扒杆,只需将钢筋笼尾部控制在离地面1~2m的距离即可;主吊机应缓缓提升扒杆,直至钢筋笼由水平状态转换为竖直状态。

5.2起重吊装工作顺序

5.2.1钢筋笼制作

1.制作平台设计

由于连续墙特殊的工艺和精度要求,钢筋笼制作精度必须满足设计和施工要求,因此将钢筋笼在平整度≤5mm的工字钢平台上制作加工,在现场拟计划制作一个平面尺寸6.2×44.635m(C20砼,厚20mm)的钢筋加工平台。

2、钢筋笼加工方法

(1)钢筋笼主筋保护层厚度70mm;

(2)为保证砼灌注导管顺利插入,纵向主筋放在内侧,横向钢筋放在外侧;剪刀筋安放在钢筋笼横向钢筋上。

(3)纵向钢筋的底端根据设计距离槽底500mm,钢筋底端稍向内弯折;

(4)纵向钢筋搭接采用直螺纹套筒连接;同一截面的接头不能超过50%,且间隔布置。

(5)钢筋笼成型后,临时绑扎铁丝全部拆除,以免下槽时,挂伤槽壁;

(6)制作钢筋笼时,在制作平台上预安定位钢筋桩,以提高工效和保证制作质量;制作出的钢筋笼须满足设计和现规范要求。

(7)施工前准备好电焊焊机、钢筋切断机、钢筋弯曲机等;且钢筋经过复核合格。

(8)主筋间距误差±10mm,箍筋间距误差±20mm,钢筋笼厚度0~-10mm,宽度±20mm,长度±50mm。

预埋件中心位置≤15㎜。

(9)接头工字钢采用现场加工焊接,制作专门的加工平台,保证工字钢不扭曲、变形,不漏焊、虚焊。

3、钢筋网制作要

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