塔吊安装方案文档格式.docx

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3.1.2塔式起重机天然基础计算书

一、参数信息

塔吊型号：

QZT63A（5510），塔吊起升高度H：

107.00m，

塔身宽度B：

1.6m，基础埋深d：

1.50m，

自重G：

945.312kN，基础承台厚度hc：

1.45m，

最大起重荷载Q：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.00m，

混凝土强度等级：

C30，钢筋级别：

HPB235，

基础底面配筋直径：

20mm

额定起重力矩Me：

630kN·

m，基础所受的水平力P：

20kN，

标准节长度b：

2.8m，

主弦杆材料：

圆钢,宽度/直径c：

80mm，

所处城市：

福建福州市，基本风压ω0：

0.7kN/m2，

地面粗糙度类别：

C类有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数μz：

1.7。

二、塔吊对承台中心作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=945.312kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝945.312＋60＝1005.312kN；

2、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：

地处福建福州市，基本风压为ω0=0.7kN/m2；

查表得：

风荷载高度变化系数μz=1.7；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×

1.6+2×

2.8+（4×

1.62+2.82）0.5）×

0.08]/（1.6×

2.8）=0.262；

因为是圆钢，体型系数μs=1.509；

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×

1.509×

1.7×

0.7=1.257kN/m2；

3、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×

0.5=1.257×

0.262×

1.6×

107×

0.5=2478.963kN·

m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×

hc＝630＋2478.963＋20×

1.45＝3137.96kN·

三、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×

5×

1.45=906.25kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=3137.96/（1005.312+906.25）=1.642m<

5/3=1.667m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

四、地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。

计算简图:

基础底面边缘的最大压力值计算：

当偏心距e>

b/6时，e=1.642m>

5/6=0.833m

Pkmax＝2×

（Fk＋Gk）/（3×

a×

Bc）

式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力；

a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：

a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝5/20.5-3137.96/（1005.312+906.25）=1.894m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m；

不考虑附着基础设计值：

Pkmax=2×

（1005.312+906.25）/（3×

1.894×

5）=134.572kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=223.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=76.463kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×

fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=134.572kPa，满足要求！

五、基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；

取βhp=0.95；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；

取ft=1.43MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；

取ho=1.40m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；

am=（at+ab）/2；

am=[1.60+（1.60+2×

1.40）]/2=3.00m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；

取at＝1.6m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；

ab=1.60+2×

1.40=4.40；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；

取Pj=161.49kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；

Al=5.00×

（5.00-4.40）/2=1.50m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=161.49×

1.50=242.23kN。

允许冲切力：

0.7×

0.95×

1.43×

3000.00×

1400.00=3993990.00N=3993.99kN>

Fl=242.23kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

六、承台配筋计算

1.抗弯计算

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'

）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12

式中：

MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；

取a1=（Bc-B）/2＝（5.00-1.60）/2=1.70m；

Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取161.49kN/m2；

P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×

（3×

0.858-al）/3×

0.858＝161.49×

0.86-1.7）/（3×

0.86）=54.886kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×

25×

Bc×

hc=1.35×

5.00×

1.45=1223.44kN/m2；

l--基础宽度，取l=5.00m；

a--合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，取a=0.86m；

a'

--截面I-I在基底的投影长度,取a'

=1.60m。

经过计算得MI=1.702×

[（2×

5.00+1.60）×

（161.49+54.89-2×

1223.44/5.002）+（161.49-54.89）×

5.00]/12=459.41kN·

m。

2.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl--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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=14.30kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=1.40m。

经过计算得：

αs=459.41×

106/（1.00×

14.30×

103×

（1.40×

103）2）=0.003；

ξ=1-（1-2×

0.003）0.5=0.003；

γs=1-0.003/2=0.998；

As=459.41×

106/（0.998×

1.40×

210.00）=1565.18mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

5000.00×

1450.00×

0.15%=10875.00mm2。

故取As=10875.00mm2。

建议配筋值：

HPB235钢筋，20@140mm。

承台底面单向根数35根。

实际配筋值10997mm2。

3

、配筋率计算

钢筋配筋面积计算：

102×

3.14×

132＝42704mm2。

经计算钢筋配筋满足要求。

3.1.3塔机附着计算书

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。

（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:

风荷载取值：

Q=0.22kN；

塔吊的最大倾覆力矩：

M=600.00kN；

弯矩图

变形图

剪力图

计算结果:

Nw=47.6875kN；

（二）、附着杆内力计算

计算单元的平衡方程:

其中:

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合风荷载扭矩。

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。

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合。

杆1的最大轴向压力为:

65.59kN；

杆2的最大轴向压力为:

0.00kN；

杆3的最大轴向压力为:

43.08kN；

杆1的最大轴向拉力为:

18.71kN；

杆2的最大轴向拉力为:

32.12kN；

杆3的最大轴向拉力为:

52.95kN；

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和轴拉力。

42.15kN；

6.76kN；

47.70kN；

（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=52.951kN；

An---为杆件的截面面积，本工程选取的是10号工字钢；

查表可知An=1430.00mm2。

经计算，杆件的最大受拉应力σ=52950.858/1430.00=37.029N/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

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=65.588kN；

杆2:

取N=6.762kN；

杆3:

取N=47.696kN；

An---为杆件的截面面积,本工程选取的是10号工字钢；

查表可知An=1430.00mm2。

λ---杆件长细比，杆1:

取λ=121，杆2:

取λ=147，杆3:

取λ=121

φ---为杆件的受压稳定系数，是根据λ查表计算得：

杆1:

取φ=0.432，杆2:

取φ=0.318，杆3:

取φ=0.432；

经计算，杆件的最大受压应力σ=106.170N/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：

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/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；

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。

3.1.4塔机安装拆卸过程

（一）、安装准备

安装前，由项目部和监理单位与塔机安装单位等有关人员进行一次全面检查，以防止隐患的存在，确保安全作业。

按塔吊说明书及基础设计资料的要求、核对基础施工质量的关键部位。

1、四个基脚预埋件的几何位置尺寸误差，应在允许范围内；

测定高度误差的大小，以便准备垫铁。

核对砼试验报告单，砼实际达到的强度等级应满足设计要求。

2、详细了解安装用员、车的技术状况，技术负责人应向吊车司机交代塔机安装过程及吊装主要大件的尺寸、重量、高度，共同商定吊车停放位置，臂杆长度及仰角等主要技术参数。

3、安装负责人召集安装作业人员、吊车机组人员及吊装指挥人员开会，共同讨论落实安全技术措施，专项明确吊车支脚承作业负责人员，支脚撑必须达到坚实牢固。

（二）、资源配置

（1）配置25T汽车吊1台，以及各类吊具、吊索。

（2）人员配置：

指挥1名，塔机司机1名，电工1名，安装人员数名。

（三）、安装程序

1、安装基础节。

把第一节基础节吊装在中间四根锚柱上，标准节有踏步的一面在进出面，除应与建筑物垂直外，还需注意塔身的安装方向应能同自升预定的方位吻合。

安装底座前应先放好调整垫板、底座及基础节就位后，调整底座水平度，控制基础节的垂直度在1‰以内，拧紧四周的连接螺栓。

2、安装爬升导向架。

按照塔机爬升方位的要求，确定顶升油缸组合件，在爬升导向架上的安装方位。

并将其按此方位准确地装配到爬升导向架上，然后用吊车将其套入基础节上。

3、安装回转支撑总成件。

在地面上先将上、下支座以及回转机构、回转支承、平台等装成一体，然后将这一部件吊起，安装在塔身上，用销轴和高强度螺栓将下支座与爬升架和塔身标准节相连。

4、安装塔帽。

在塔顶上连好一平臂拉杆（左右各一根），然后吊起塔顶用四个销轴固定在上支座上，塔帽的倾斜面与吊臂在同一侧。

5、安装平衡臂。

用销轴与上支座连接，按说明书要求，吊一块2吨的平衡重放在规定的位置上。

6、驾驶室的安装。

在地面上先将司机室的电气设备检查好后，将司机室吊起至上支座的平台上，然后用销轴与上支座平台连接好。

7、安装起重臂。

在地面按说明书要求用相应的销轴把大臂组装在一起，同时安装起重小车、检修笼，并将小跑车临时捆扎固定在靠近起重臂根部处。

再将拉杆与起重拉杆与起重臂架连接。

随后起吊起重臂。

将根部插进回转平台的对接接头处。

用销轴作可靠销接。

继续吊起起重臂前端，直至其端部，离水平约2米高时，将已连结好的起重臂放低，拉杆安装在塔帽的连接板孔上，并予以调整，直至起重臂放低，使拉杆处于张紧状态。

8、安装平衡配重。

按说明书规定放置平衡重6块，重12吨。

9、电工接线。

10、穿绕起升钢丝绳。

将钢丝绳从卷筒引出，经塔顶导向滑轮后，绕过起重量限制器滑轮，再引向小车滑轮与吊钩滑轮，最后将绳端固定在臂头上，张紧变幅小车钢丝绳。

（四）、升塔（液压顶升机构）

1、将起重臂转到引入塔身标准节的方向（即引进横梁的正方向）。

2、调整好爬升架导轮与塔身立柱之间的间隙，以3-5mm为宜，当标准节放到安装上、下支座下部的引进小车后，用吊钩在吊一个标准节上升到高处，移动小车的位置（小车约在距

回转中心10m处），具体位置可根据平衡状况确定，使塔机套架以上部分的中心落在顶升油缸上铰点的位置，然后卸下支座与标准节相连的8个高强度连接螺栓。

3、将塔机套架顶升，使塔身上方恰好出现一个能装一标准节的空间。

4、拉动引进小车，把标准节引到塔身的正上方，对准连结螺栓孔，缩回油缸使之与下部标准节压紧，并用螺栓连接起来。

5、以上为一次顶升加节过程，当需连续加节时，可重复上述步骤，但在安装完3个标准节后，必须安装下部4根加强斜撑，并调整使4根撑杆均匀受力，方可继续升塔和吊装。

6、在加节过程中，严禁起重臂回转，塔机下支座与标准节之间的螺栓应连结，但可不拧紧，有异常情况应立即停止顶升。

（五）、调试

待升塔完毕后，调试好塔机小车限位、吊钩高度限位、力矩限位、起重限位、回转限位，保证各限位灵敏、可靠，具体由电工负责调试。

（六）、拆除

（1）调整爬升架导轮与塔身立柱的间隙为3-5mm为宜，吊一节标准节移动小车位置至大约离塔机中心10m处，使塔吊的重心落在项升油缸上的铰点位置，然后卸下支座与塔身连接的8个高强度螺栓。

（2）将活塞杆全部伸出，当顶升横梁挂在塔身的下一级踏步上，卸下塔身与塔身的连接螺栓，稍升活塞杆，使上、下支座与塔身脱离，推出标准节至引进横梁外端，接着缩会全部活塞杆，使爬爪搁在塔身的踏步上，然后再伸出全部活塞杆，重新将顶升横梁挂在塔身的上一级踏步上，缩回全部活塞，使上、下支座与塔身连接，并插上螺栓。

（3）以上为一次塔身下降过程，连续降塔时，重复以上过程。

（4）拆除时，必须按先降后拆附墙的原则进行拆除。

（5）当塔机降至地面（基本高度）时，用汽车吊辅助拆除，具体步骤如下：

配重吊离（留一块配重，即平衡从尾部数起的第三个位置）平衡臂—拆除起重臂（整体）至地面—吊离最后一块配重—拆除平衡臂—拆除塔帽—上、下支座拆除（包括拆除电源和司机室）—爬升套、斜撑杆拆除—拆除第三节标准节。

（七）、附墙装置的安拆原则：

当塔机高度超过独立高度时，附墙装置及时附着于建筑物，布设附着支座处必须加配钢筋并适当提高混凝土的强度等级。

拆卸塔吊时，应随着降落塔身的进程拆除相应的附着装置。

严禁在落塔之前先拆除附着装置。

3.1.5塔机沉降、垂直度测定及偏差校正

（1）塔机沉降观测应定期进行，一般为半月一次，垂直度的测定当塔机在独立高度以内时应半月一次，当安装附墙后，应每月观测一次。

（安装附墙时就要观测垂直度状况，以便于附墙的调节）

（2）当塔机出现沉降不均，垂直度偏差超过塔高的1/1000时，应对塔机进行偏差校正，在附墙未设之前，在最低节与塔机基脚螺栓间加垫钢片校正，校正过程中，用高吨位的千斤顶顶起塔身，为保证安全，塔身用大缆绳四面、缆紧，且不能将基脚螺栓拆下来，只能松动螺栓上的螺母，具体长度根据加垫钢片的厚度确定，当有多道附墙架设后，塔机的垂直度校正，在保证安全的前提下，可通过调节附墙拉杆的长度来实现。

3.1.6塔机的操作及维护

1、机操人员必须持证上岗，熟悉机械的保养和安全操作规程，无关人员未经许可不得攀登塔机。

2、塔机的正常工作气温为-20~+40℃，风速低于13m/s。

3、塔机每次转场安装使用都必须进行空载、静载实验，动载实验。

静载实验吊重为额定荷载的125%，动在实验吊重为额定载荷的110%。

4、夜间工作时，除塔机本身自有的照明外，施工现场应有充足的照明设备。

5、塔吊的操作必须落实三顶制度，司机的操作按塔机操作规程严格执行。

处理电气故障时，须有维修人员两人以上。

6、司机应高度集中注意力，避免塔机相互碰撞，注意塔机周围的建筑物。

7、塔机应当经常检查、维护、保养，传动部件应有足够的润滑油，对易损件应经常检查、维修或更换，对连接螺栓，特别是经常振动的零件，应检查是否松动，如有松动则必须及时拧紧。

8、检查和调整制动瓦和制动轮的间隙，保证制动灵敏可靠，其间隙在0.5~1mm之间，摩擦面上不应有油污等污物。

9、钢丝绳的维护和保养严格按GB5144-85规定执行，发现有超过有关规定，必须立即换新。

10、塔机的各结构、焊缝及有关构件是否有损坏、变形、松动、锈蚀、裂缝，如有问题应及时修复。

11、各电器线路也应及时修复和保养。

3.1.7安全措施

1、上岗前对上岗人员进行安全教育，戴好安全帽，严禁酒后操作。

2、塔机的安拆工作时，风速超过13m/s和雨雪天，应严禁操作。

3、操作人员应戴好必要的安全装置，保证安全生产。

4、服从统一指挥，禁止高空抛物