塔吊安装施工方案已审批.docx

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塔吊安装施工方案已审批

五华区经济适用住房配建廉租房

建设项目施工一标段

塔吊安装

专项施工方案

编制：

审核：

审批：

江西省抚州建设集团有限公司

第一节工程概况

五华区经济适用住房配套廉租房建设项目一标段工程，工程建设地点：

羊仙坡北路；地上32层；地下2层；建筑高度：

93.1m；标准层层高：

2.9m；总建筑面积：

34623平方米；总工期：

370天。

第二节塔吊平面布置

考虑方便施工，充分发挥设备利用率，提高工作效率，兼顾工地全面工作，考虑塔机作业时，起重臂最大限度全回转的空间无障碍物，塔机安拆时起重臂与平衡臂所经过的空间不应有空中障碍物，经分析研究，我公司处承建范围内设置一台塔吊，位于1栋与2栋之间。

见“附图1”《塔吊总平面布置图》所示。

第三节塔吊选型及其基本参数

1、塔吊高度的确定

塔身高度计算简图

H吊=H1+H2+H3+H4+H房

式中：

H1——最短吊索高度。

一般取1～1.5m；

H2——构件高度。

钢筋混凝土结构按3m计算；

H3——安全操作距离。

按2m计；

H4——脚手架或其它设施高度。

若有出屋楼梯间或电梯机房，按5.2米计；

H房——建筑物总高加筏板至±0.000

则塔吊的安装高度为：

H吊=1.5+3+2+5.2+102.1=113.8m，取H吊=120m。

2、塔吊型号的选择

根据上述情况，选择1台C5613（QTZ80）塔吊能满足施工要求。

3、塔吊主要技术参数

塔吊型号：

C5613（QTZ80），塔吊起升高度H：

120.000m，

塔身宽度B：

1.6m，基础埋深D：

1.350m，

自重F1：

620kN，基础承台厚度Hc：

1.350m，最大起重荷载F2：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.300m，

钢筋级别:

HRB400管桩直径：

0.500m，

桩间距a：

4.0m，承台钢筋间距S：

32φ20@165

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，基础承台混凝土强度：

C40商品砼空心桩的空心直径：

0.30m。

额定起重力矩是：

800kN·m，基础所受的水平力：

30kN标准节长度：

2.5m

主弦杆材料：

角钢/方钢宽度/直径c：

12mm，

所处城市：

云南昆明市基本风压ω0：

0.3kN/m2，

地面粗糙度类别为：

B类田野乡村风荷载高度变化系数μz：

2.09。

第四节塔吊基础设计计算书

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。

一、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=620.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=816kN，

1、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：

地处云南昆明市，基本风压为ω0=0.30kN/m2；

查表得：

荷载高度变化系数μz=2.09；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.6+2×2.65+（4×1.62+2.652）0.5）×0.012]/（1.6×2.65）=0.053；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.9；

高度z处的风振系数取：

βz=1.0；

所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.9×2.38×0.3=1.449kN/m2；

2、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.449×0.053×1.6×120×120×0.5=777.243kN·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝800＋777.243＋30×1.35＝1617.743kN·m；

3、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e=（M+Fh.H）/（Fv+Fg）≤b/3

式中e——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

M——作用在基础上的弯矩；

Fv——作用在基础上的垂直载荷；

Fg——混凝土基础重力，Gk=25×5.3×5.3×1.35=948.1KN；

b——为基础的底面宽度；

计算得：

e=1617.143/（751.2+948.1）=0.925<5.3/3=1.767M;

基础抗倾覆稳定性满足要求！

二、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Ni=（F+G）/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2

其中n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=751.2kN；

G──桩基承台的自重：

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.3×5.3×1.35）=948.04kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1437.98kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.12m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

Nmax=（751.2+948.04）/4+1917.03×1.20/（2×1.202）=763.95kN。

最小压力：

Nmin=（751.2+948.04）/4-1917.03×1.20/（2×1.202）=85.67kN。

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.1条。

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.70m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=515.94kN；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×515.94×0.70=722.31kN·m。

三、承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

ho──承台的计算高度：

Hc-50.00=1280.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360.00N/mm2；

经过计算得：

αs=722.31×106/（1.00×16.70×5300.00×1280.002）=0.005；

ξ=1-（1-2×0.004）0.5=0.505；

γs=1-0.005/2=0.998

Asx=Asy=722.31×106/（0.998×1280.00×360.00）=1570.65mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5300.00×1350.00×0.15%=10732.5mm2。

配筋值：

HRB400钢筋，20@165。

承台底面单向根数32根。

四、承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条，斜截面受剪承载力满足下面公式：

γ0V≤βfcb0h0

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5300mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1280mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=（4000.00-1600.00）/2=1200.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.938；

β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），得β=0.15；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

则，1.00×1231.87=1231.871kN≤0.15×16.70×5300×1280/1000=16993.92kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

五、桩竖向极限承载力验算

依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc

Qsk=u∑qsikli

Qpk=qpkAp

Qck=qckAc/n

其中R──单桩的竖向承载力设计值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk──单桩总极限端阻力标准值；

Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值；

qck──承台底1/2承台宽度深度范围（≤5.3m）内地基土极限阻力标准值，qck=200.000kPa；

Ac──承台底地基土净面积，Ac=5.300×5.300-4×0.283=26.958m2；

n──桩数量，n=4；

ηc──承台底土阻力群桩效应系数，ηc=ηciAci/Ac+ηceAce/Ac

ηs,ηp,ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；

γs,γp,γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk──极限端阻力标准值；

u──桩身的周长，u=1.571m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2；

li──第i层土层的厚度；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称

12.5025.00825.000.80粘性土

216.00127.003150.000.70全风化玄武岩

由于桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第

2层土层。

单桩竖向承载力验算:

R=1.57×（2.50×25.00×0.84+9.50×127.00×1.15）/1.65+1.30×3150.00×0.283/1.65+0.60×（250.000×23.869/4）/1.700=2.29×103kN>N=763.95kN；

上式计算的R的值大于最大压力763.95kN,所以满足要求!

第五节塔吊附着设计计算书

塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必须进行附着计算。

主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。

参数信息：

塔吊高度：

按本工程安装最高的为120米；

附着塔吊边长：

1.60米

附着杆件选用：

［16a槽钢

附着塔吊最大倾覆力距：

500kN·m；

附着节点位置分别为每隔20米即：

30.0m，50m，70m，90m

一、支座力计算

塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。

附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:

风荷载标准值应按照以下公式计算：

ωk=ω0×μz×μs×βz=0.390×1.170×1.660×0.700=0.530kN/m2；

其中ω0──基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：

ω0=0.390kN/m2；

μz──风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：

μz=1.660；

μs──风荷载体型系数：

μs=1.170；

βz──高度Z处的风振系数，βz=0.700；

风荷载的水平作用力：

q=Wk×B×Ks=0.530×1.600×0.200=0.170kN/m；

其中Wk──风荷载水平压力，Wk=0.530kN/m2；

B──塔吊作用宽度，B=1.600m；

Ks──迎风面积折减系数，Ks=0.200；

实际取风荷载的水平作用力q=0.170kN/m；

塔吊的最大倾覆力矩：

M=500.000kN·m；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果:

Nw=40.6437kN；

二、附着杆内力计算

计算简图:

计算单元的平衡方程:

ΣFx=0

T1cosα1+T2cosα2-T3cosα3=-Nwcosθ

ΣFy=0

T1sinα1+T2sinα2+T3sinα3=-Nwsinθ

ΣM0=0

T1[（b1+c/2）cosα1-（α1+c/2）sinα1]+T2[（b1+c/2）cosα2-（α1+c/2）sinα2]+T3[-（b1+c/2）cosα3+（α2-α1-c/2）sinα3]=Mw

其中:

α1=arctan[b1/a1]α2=arctan[b1/（a1+c）]α3=arctan[b1/（a2-a1-c）]

2.1第一种工况的计算:

塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。

将上面的方程组求解，其中θ从0-360循环,分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压力和轴拉力。

杆1的最大轴向压力为:

62.55kN；

杆2的最大轴向压力为:

0.00kN；

杆3的最大轴向压力为:

35.20kN；

杆1的最大轴向拉力为:

13.16kN；

杆2的最大轴向拉力为:

32.08kN；

杆3的最大轴向拉力为:

45.59kN；

2.2第二种工况的计算:

塔机非工作状态，风向顺着着起重臂,不考虑扭矩的影响。

将上面的方程组求解，其中θ=45，135，225，315，Mw=0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。

杆1的最大轴向压力为:

37.85kN；

杆2的最大轴向压力为:

7.46kN；

杆3的最大轴向压力为:

40.32kN；

杆1的最大轴向拉力为:

37.85kN；

杆2的最大轴向拉力为:

7.46kN；

杆3的最大轴向拉力为:

40.32kN；

三、附着杆强度验算

1．杆件轴心受拉强度验算

验算公式:

σ=N/An≤f

其中σ--为杆件的受拉应力；

N--为杆件的最大轴向拉力,取N=45.595kN；

An--为杆件的截面面积，本工程选取的是16a号槽钢；

查表可知An=2195.00mm2。

经计算，杆件的最大受拉应力σ=45594.981/2195.00=20.772N/mm2，

最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求。

2．杆件轴心受压强度验算

验算公式:

σ=N/φAn≤f

其中σ--为杆件的受压应力；

N--为杆件的轴向压力，杆1:

取N=62.547kN；

杆2:

取N=7.458kN；

杆3:

取N=40.323kN；

An--为杆件的截面面积,本工程选取的是16a号槽钢；

查表可知An=2195.00mm2。

λ--杆件长细比，杆1:

取λ=73，杆2:

取λ=92，杆3:

取λ=68

φ--为杆件的受压稳定系数，是根据λ查表计算得：

杆1:

取φ=0.732，杆2:

取φ=0.608，杆3:

取φ=0.763；

经计算，杆件的最大受压应力σ=38.928N/mm2，

最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2，满足要求。

四、附着支座连接的计算

附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。

预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：

1．预埋螺栓必须用Q235钢制作；

2．附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；

3．预埋螺栓的直径大于24mm；

4．预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：

0.75nπdlf=N

其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm2，C30为3.0N/mm2）；N为附着杆的轴向力。

5．预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。

五、附着设计与施工的注意事项

锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则:

1．附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；

2．对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；

3．在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；

4．附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。

第六节塔吊的安装

一、塔机安装

1、塔机概况

根据工程情况,选择自升、附着式塔式起重机型号为C5613（QTZ80）该塔机独立高度为40米，最大附着高度为32米，（根据工程建筑的高度，塔机实际安装高度120米），平衡臂长度为56米，起重臂长56米，最大幅度起重量为1.3吨，最大起重量为6吨，最大起重力矩为800KN.m.

2、工程概况：

附塔机施工平面图1张（由施工单位提供）。

安装塔机的准备工作（安塔时附基础施工图1张）。

3．1现场协助工作：

3.1.1在安装塔机人员进场前，现场应将塔机附近的障碍物清除；塔机运输车和汽车起重机的进出场通道应保证畅通并保证通道地面不会发生沉陷；具体作业区及线路参照施工平面图。

3.1.2在安装塔机过程中，现场应有一名专职安全员在场，防止其他人员进入作业区，并负责与出租方（或安装方）工作联系。

3.1.3现场应指派2-4名辅助工协助安装塔机（不参与高空作业）。

3.1.4现场为保证安装顺利进行，根据塔机安装小组的要求提供必要的辅助材料及工具、设施。

3.1.5现场应向出租方（或安装方）提供施工平面图。

3.1.6现场根据塔机安装进度，协助塔机安装小组提前解决好夜间作业的照明问题。

3.2塔机安装小组准备工作：

3.2.1塔机安装前，由安装小组负责人对参与安装的有关人员进行安全与技术交底，使所有参与安装塔机的人员做到心中有数，熟知自己的工作职责和工作内容，技术交底后要让塔机安装小组每一位人员在本方案（或交底卡）上签字。

3.2.2配备安拆塔机的工具，由安装小组负责人负责按如下清单准备必要的工具：

（1）10磅大大锤一把

（2）3磅大大锤一把

（3）地脚螺栓专用扳手一把（4）标准节专用扳手两把

（5）撬棍一根（6）6寸、12寸、18寸活动扳手各一把

（7）调节钢（垫）板若干（8）揽风绳一根（长度按实际需求定）

（9）卸扣若干（10）常用电工工具

3.2.3安装塔机人员，在安装塔机期间的后勤由安装公司小组负责人负责。

4、塔机现场平面示意图（见施工平面图）

5、塔机安装日期定于2010年9月12日。

6、塔机在安装顶升过程中，必须严格按照《塔机使用说明书》和《塔机安全操作规程》的规定进行操作。

6.1塔机的安装、顶升程序如下：

1）将基础节在砼基础上安装就位后，紧固地脚螺栓，并校平（用水平仪检测中，必须保证基础节（与标准节的）4个结合面的高度差小于1.6mm）；

2）安装套架（标准节）；

3）安装回转支承（上支座）；

4）安装塔帽（及爬梯、平台、栏杆）；

5）安装司机室（及平台、栏杆）；

6）安装平衡臂（及平台、栏杆）；

7）安装2块重量为3600公斤的平衡重；

8）安装起重臂；

9）安装剩余的其它配重；

10）接通所有电气控制线路、所有安全限位（制）开关；

11）按《塔机说明书》穿绕并紧固好钢丝绳；

12）空载试车；

13）按《说明书》调试好所有安全限位（制）开关、制动器等；

14）带载试车；

15）顶升。

6.2塔机安装注意事项：

6.2.1在吊装平衡臂时，应先把平衡臂上的拉杆及平台、拉杆、起升机构安装、接好起升机构的动力线，再将平衡吊起，用两根销轴与上支座连接。

继续吊起平衡臂，将两根平衡臂拉杆连接在一起，上好销轴，穿好开口销，然后将平衡臂下降放平，先在平衡臂尾部一侧安装2块3.6吨平衡重。

6.2.2在吊装起重臂时，搭好支架或用枕木垫平，依秩序在地面拼装起重臂各节，同时检查起重臂上的变幅机构、小车是否安好，穿好变幅绳；在起重臂上拼装好长短拉杆、拉板（并将拉杆卡在夹板中）；检查各销轴连接及开口销是否按要求穿好；整体起吊起重臂（起重臂的起吊重心参见《塔机说明书》；将起重臂根部铰座与上支座铰座用销轴连接，穿好开口销；让起重臂沿饺座向前翘起；将起升钢丝绳沿塔帽顶部滑轮放出，并按说明书要求牵引拉索组，将拉索组上端通过销轴固定在塔顶上；检查、确认所有销轴及其开口销都连接可靠后将上翘的起重臂放下到规定位置。

6.2.3调试好各安全防护装置；接好接地零线，测试接地电阻，接地电组≦4Ω。

6.2.4标准节连接螺栓和回转支承连接螺栓等是高强螺栓的连接必须按《塔机说明书》规定的预紧力矩柠紧。

6.2.5在起吊起重臂、平衡臂等较长的部件时，部件的端部应用揽风绳固定，防止部件在空中摆动。

6.3安装塔机完毕后进行全面检查，检查完毕后分别对各机构进行试车，各机构试车完毕后，做升塔预备工作；

6.4塔机顶升注意事项：

6.4.1顶升加标准节前，用起重吊钩将一节标准节吊至套架上的引进小车（或挂钩）上；再用吊钩吊起一节用于平衡的另一节标准节（或与标准节重量相等的重物）移到《塔机说明书》指定的位置，并将起重臂旋转至标准节引进方向；松开套架（下支座）与塔身标准节与套架（下支座）刚刚分离；观察标准节与套架（下支座）接口处剩余4个角上标准节螺栓与螺栓套内孔间的间隙，通过微动起重小车将塔机上部配平衡（即直到剩余4个角上标准节螺栓都能轻松地从螺栓中抽出为止），并牢记此时起重小车在起重臂上的准确位置。

6.4.2顶升过程中必须利用回转机构制动器将回转制动，不允许在升塔过程中塔机发生旋转；严禁在顶升过程中运行回转机构、变幅机构和起升机构，保证塔机上部的平衡和起重臂方向与引入塔身标准节的方向一致。

6.4.3严格按《塔机说明书》规定的每一个升塔步骤进行操作。

6.4.4若要连续加标准节，则每加完一节后，在用塔机准备起吊下一标准节塔身节前与套架（下支座）必须用标准节螺栓可靠连接。

6.4.5在标准节与套架（下支座）可靠地连接固定好以前，严禁移动吊钩位置，严禁起吊任何重物。

6.4.6顶升过程中，如发现故障必须立即停车检查，故障未排除前不得继续工作。

6.4.7严禁在顶升作业过程中，拆修液压系统的管路、零件。

6.5塔机安装、顶升必须具备的条件；

6.5.1进入施工现场前，必须清除安拆塔位置的障碍物，保证塔机的安装、拆卸有足够空间位置和安全通道。

6.5.2参与塔机安装的操作