钢结构塔吊施工方案.doc
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深圳北站钢结构工程东广场塔吊施工方案
广深港客运专线
羊台山隧道出口至新深圳站段综合工程ZH-3标段
（DK97+172～DK104+500）
深圳北站钢结构工程
东广场塔吊施工方案
编制：
复核：
审核：
中铁二局广深港客运专线ZH-3标项目部钢构分部
二0一0年一月
中铁二局广深港客运专线ZH-3标项目部钢构分部第23页
目录
1.1 工程概况 1
1.2 方案编制依据 2
1.3 塔吊布置情况 3
1.4 塔吊基础设计 3
1.4.1、1#塔吊基础设计 4
1.4.2、2#塔吊基础设计 10
1.5 塔吊施工准备 16
1.6 塔吊施工顺序 18
1.7 安装及调试标准 18
1.8 塔吊的验收 19
1.9 塔吊的操作使用 19
1.10 塔吊的维护保养 20
1.11 塔吊安全措施 20
深圳北站钢结构工程东广场塔吊施工方案
1.1工程概况
本标段深圳北站工程建筑总面积181035㎡，分为主站房和无站台柱雨棚两部分，主站房建筑面积85492㎡。
主站房东西长409m，南北宽208m，建筑高度43.602m。
站房钢结构最大跨度约86m，最大悬挑约65m。
钢结构用钢量约6万吨。
钢结构整体效果图
本工程主要选用两台中联中科产TC7052塔吊，应用于东广场Y柱区域及悬挑部分的次构件施工。
两台塔吊塔身截面2.5×2.5米，起重臂有效长度均为70米，塔吊间距约117米，东侧Y柱区域及悬挑建筑最高点约46米，其中1#塔吊自由高度约66米，2#塔吊自由高度约60米，不使用附着。
塔吊采用独立基础，基础承台砼强度C35，配置Ⅱ级钢筋，承台顶面标高76.1米（绝对标高）。
TC7052的技术参数如下示意：
1.2方案编制依据
1、厂家提供的《TC7052塔式起重机使用说明书》；
2、塔式起重机安全规程GB5144-94；
3、混凝土结构设计规范GB50010-2002；
4、建筑地基基础设计规范GB50007-2002；
5、地勘报告（1/OA交1-2及1/OA交1-6）；
6、工程施工图纸（09年7月送审稿）；
7、施工组织设计及现场实际条件。
1.3塔吊布置情况
两台塔吊布置于东悬挑结构区间内，1#塔吊中心从1/OA轴向东36米，从1-2轴向南5.25米；2#塔吊中心从1/OA轴向东36米，从1-6轴向北4.5米。
具体见后附件。
塔身距离桁架边距离最小为2.2米，塔吊安装区间内的次杆件暂不安装，待塔吊拆除后用汽车吊补齐。
1.4塔吊基础设计
塔吊原始受力数据（说明书提供）
1.4.1、1#塔吊基础设计
1、因场地为杂填土，原图地基承载力小，需进行地基处理，根据相近位置的地质勘查资料，塔吊采用冲孔桩基础，桩径1米，持力层为花岗岩层，基础承台顶标高76.1米，承台底面标高74.3米，详见附图。
2、1#塔吊土质情况见下表（塔吊基础土质取1/OA交1-2基础土质资料）
3、1#塔吊基础验算：
1）、参数信息
塔吊型号:
TC7052,自重（包括压重）F1=1,960.00kN,最大起重荷载F2=250.00kN
塔吊倾覆力距M=6950.00kN.m,塔吊起重高度H=70.00m,塔身宽度B=2.5m
混凝土强度:
C35,钢筋级别:
Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=6.50m
桩直径或方桩边长d=1.00m,桩间距a=4.50m,承台厚度Hc=1.80m
基础埋深D=1.80m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:
50mm
2）、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=1960.00kN
塔吊最大起重荷载F2=250.00kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=2652.00kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×6950.00=9730.00kN.m
3）、矩形承台弯矩的计算
计算简图：
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
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）
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=1.2×2210.00=2652.00kN；
G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=4106.70kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）。
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=（2652.00+4106.70）/4+9730.00×（4.50×1.414/2）/[2×（4.50×1.414/2）2]=3218.83kN
没有抗拔力!
2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条）
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
N=（2652.00+4106.70）/4+9730.00×（4.50/2）/[4×（4.50/2）2]=2770.79kN
Mx1=My1=2×（2770.79-4106.70/4）×（2.25-1.25）=3488.22kN.m
4）、矩形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。
式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
经过计算得s=3488.22×106/（1.00×16.70×6500.00×1750.002）=0.010
=1-（1-2×0.010）0.5=0.011
s=1-0.011/2=0.995
Asx=Asy=3488.22×106/（0.995×1750.00×300.00）=6679.46mm2。
5）、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=3218.83kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：
其中0──建筑桩基重要性系数，取1.0；
──剪切系数,=0.20；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=6500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1750mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
6）、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=3218.83kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中0──建筑桩基重要性系数，取1.0；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
A──桩的截面面积，A=0.785m2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!
7）、桩竖向极限承载力验算及桩长计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=3218.83kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
s,p──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；
s,p──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=3.142m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.79m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称
11.400素填土
29.7513800粉质黏土
39.81005000全风化花岗岩
42.451507000强风化花岗岩
由于桩的入土深度为12m,所以桩端是在第3层土层。
最大压力验算:
R=3.14×（1.4×0×1.17+9.75×13×1.075+.85×100×1.12875）/1.65+1.33×5000.00×0.79/1.65=3609.58kN
上式计算的R的值大于最大压力3218.83kN,所以满足要求!
1.4.2、2#塔吊基础设计
1、基础承台顶标高76.1米，承台底面标高74.3米，根据相近位置的地质勘查资料，塔吊基础底已位于全风化闪长岩层，因此塔吊拟采用扩大天然基础，详见附图。
2、2#塔吊土质情况见下表（塔吊基础土质取1/OA交1-6基础土质资料）
3、2#塔吊基础验算：
1）、参数信息
塔吊型号:
TC7052,自重（包括压重）F1=1,960.00kN，最大起重荷载F2=250.00kN，
塔吊倾覆力距M=6,950.00kN.m，塔吊起重高度H=70.00m，塔身宽度B=2.50m，
混凝土强度等级:
C35，基础埋深D=1.60m，基础最小厚度h=1.60m，基础最小宽度Bc=8.00m，
2）、基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取:
H=1.60m
基础的最小宽度取:
Bc=8.00m
3）、塔吊基础承载力计算
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:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式：
当考虑附着时的基础设计值计算公式：
当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：
式中F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=1.2×2210=2652.00kN；
G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=5529.60kN；
Bc──基础底面的宽度，取Bc=8.00m；
W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=85.33m3；
M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×6950.00=9730.00kN.m；
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=8.00/2-9730.00/（2652.00+5529.60）=2.81m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值：
Pmax=（2652.00+5529.60）/8.002+9730.00/85.33=241.86kPa
无附着的最小压力设计值：
Pmin=（2652.00+5529.60）/8.002-9730.00/85.33=13.81kPa
有附着的压力设计值：
P=（2652.00+5529.60）/8.002=127.84kPa
偏心距较大时压力设计值：
Pkmax=2×（2652.00+5529.60）/（3×8.00×2.81）=242.57kPa
4）、地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
其中fa──修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；
fak──地基承载力特征值，取250.00kN/m2；
b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.30；
d──基础埋深地基承载力修正系数，取1.60；
──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3；
γm──基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3；
b──基础底面宽度，取8.50m；
d──基础埋深度,取1.60m。
解得地基承载力设计值fa=318.20kPa
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=318.20kPa
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=241.86kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=242.57kPa，满足要求！
5）、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:
式中hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取hp=0.93；
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kPa；
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[2.50+（2.50+2×1.60）]/2=4.10m；
h0──承台的有效高度，取h0=1.55m；
Pj──最大压力设计值，取Pj=242.57kPa；
Fl──实际冲切承载力：
Fl=242.57×（8.00+5.70）×1.15/2=1910.84kN。
允许冲切力：
0.7×0.93×1.57×4100×1550=6495254.85N=6495.25kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
6）、承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1.抗弯计算，计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=2.75m；
P──截面I-I处的基底反力:
P=242.57×（3×2.50-2.75）/（3×2.50）=153.63kPa；
a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.50m。
经过计算得M=2.752×[（2×8.00+2.50）×（242.57+153.63-2×5529.60/8.002）+（242.57-153.63）×8.00]/12=3052.96kN.m。
2.配筋面积计算,公式如下:
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第7.2条。
式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
经过计算得s=3052.96×106/（1.00×16.70×8.00×103×15502）=0.010
=1-（1-2×0.010）0.5=0.010
s=1-0.010/2=0.995
As=3052.96×106/（0.995×1550×300.00）=6597.03mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
19200mm2。
故取As=19200mm2。
备注：
塔吊基础采用相邻位置的地质报告进行检算，实际施工过程中若有偏差，将及时进行调整。
1.5塔吊施工准备
1、在塔基周围，按下图所示，清理出场地，要求平整，无障碍物。
1#塔吊安装场地布置
2#塔吊安装场地布置
2、留出塔吊进出场地及吊车、汽车进出道路，路基必须压实、平整；
3、塔吊安装范围内上空所有临时施工电线拆除或改迁；
4、安装机械设备：
每台塔吊安装时采用50吨汽车吊一台，150吨汽车吊或履带吊一台，汽车二辆。
5、安装人员配置（每台）：
起重指挥
吊车司机
安装工
塔吊司机
电工
2人
2
4
1
1
测量校正
普工
2
8
1.6塔吊施工顺序
基底处理→基础承台施工→塔吊底脚预埋（含基础节，仪器校准）→套架安装（含部分标准节）→回转安装→驾驶室及塔头安装→平衡臂安装（带配重一块）→起重臂安装→剩余配重安装→塔吊爬升→调试→验收合格→正式投入使用
1.7安装及调试标准
1、安装要求：
严格按照塔吊说明书操作。
塔吊安装高度60~70米，基脚螺丝及塔身连接螺丝必须拧紧，垂直度误差必须控制在2‰以内。
2、安装注意事项：
安装人员必须带好安全帽，系好安全带，严禁酒后操作，非安装人员不得进入安装区域内；安装时必须注意吊物的重心位置，必须按顺序进行安装，钢丝绳要栓牢，除扣要拧紧，作业工具要抓牢，摆放要平稳，防止跌落伤人。
吊物上面或下面都不准站人。
3、顶升加节过程中的注意事项
1）、自顶升横梁挂在塔身的踏步上到油缸的活塞杆全部伸出，套架上的爬爪搁在踏步上这段过程中，必须认真观察套架相对顶升横梁和塔身的运动情况，有异常情况立即停止顶升。
2）、自准备加节，拆除下支座与塔身相连的高强螺栓，至加节完毕、联结好下支座与塔身之间的高强螺栓，在这一过程中严禁起重臂回转作业。
3）、连续加节每加一个标准节后，用塔吊自身起吊下一个标准节之前，塔机下支座与塔身之间的高强度螺栓应连接上，但可不拧紧。
4）、所加标准节有踏步的一面必须对准。
5）、塔机加节完毕，应使套架上所有导轮压紧塔身主杆外表面，并检查塔身标准节之间各接头的高强螺栓拧紧情况。
6）、在进行顶升作业过程中，必须有专人指挥，专人照管电源，专人操作爬升机构，专人紧固螺栓。
非有关操作人员，不得登上爬升架的操作平台，更不能擅自启动泵阀开关并和其他电气设备。
7）、顶升操作必须在白天进行。
8）、只许在风速低于4级时进行顶升作业，如在顶升过程中突然遇到风力加大，必须停止顶升作业，紧固各连接螺栓，使上下塔身联身结成一体。
9）、顶升前必须放松电缆，使电缆放松长度略大于总的爬升高度并做好电缆的坚固工作。
10）、在顶升过程中，应把回转机构紧紧刹住，严禁回转及其他作业，如发现故障，必须立即停车检查，未查明原因，未将故障排除，不得进行爬升动作。
4、调试标准：
必须按塔吊性能表中的进行重量限位及力矩限位，各限开关调好后，必须动作灵敏，试用三次，每次必须合格。
连接好接地线，接地电阻不大于4Ω。
1.8塔吊的验收
1、塔吊必须有限位和保险装置，并符合有关标准要求。
即超高限位、变幅限位、力矩限位、升降限位、吊钩保险、断绳限位、绳筒保险、手制制动保险。
2、塔吊司机和指挥人员必须经培训考试合格，领取操作证后，方能上岗操作。
3、塔吊由专业安装公司安装完成，经相关质检安检部门验收合格后方能挂牌使用。
1.9塔吊的操作使用
1、塔吊的操作人员必须经过训练，持证上岗，了解机械的构造和使用方法，必须熟知机械的保养和安全操作规程，非安装维护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6级。
3、在夜间工作时，除塔机本身备有照明外，施工现场应有充足的照明设备。
4、在司机室内禁止存放润滑油、油棉纱及其他易燃易爆物品。
5、塔吊必须定机、定人，专人负责，非机组人员不进入司机室擅自进行操作。
在处理电气故障时，须有维修人员2人以上。
6、司机操作必须严格按“十个不准吊”原则执行。
1.10塔吊的维护保养
1、机械的制动器应经常进行检查和调整制动瓦和制动轮的间隙，保证制动的灵活可靠，其间隙在0.5-1mm之间，在摩擦面上不应有污物存在，遇有异物即用汽油洗净。
2、减速箱、变速箱、处啮合齿等部分的润滑按照润滑指标进行添加或更换。
3、要注意检查各部钢丝绳有无断股和松股现象，如超过有关规定，必须立即更换。
4、经常检查各部位的联结情况，如有松动，应予拧紧，塔身联结螺栓应在塔身受压时检查松紧度，所有联结销轴必须带有带口箱，并需张开。
5、安装、拆除和调整回转机械时，要注意保证回转机械和行程减速器的中心线与回转大齿圈的中心线平行，回转小齿轮与大齿圈的啮合面不小于70%，啮合间隙要合适。
6、在运输中尽量设法防止构件变形及碰撞损坏，必须定期检修和保养，经常检查结构联结螺栓、焊缝以及构件是否损坏、变形和松动。
1.11塔吊安全措施
1、塔吊自身安全措施
1）、首先确保所立塔吊相互之间不打塔身，在塔的旋转半径以内无障碍物。
2）、应对塔吊自身做好防雷接地工作，预防受雷电击伤。
3）、超过六级大风以上坚决不吊，确保塔吊安全操作。
4）、严格执行塔吊施工安全规定，坚决做到十不吊。
5）、塔吊电源线应顺塔吊理直理顺，电柜必须上锁。
6）、塔吊应安装警示器，以及限位装置系统。
7）、塔吊自身做到三保险五限位。
2、塔吊使用安全措施
1）、塔吊操作人员在施工中，必须听从塔吊指挥的指令，在无指令的情况下不得随意起吊任何东西。
2）、塔吊在吊装大型构件时，都应该先进行试吊，确准在满足要求的情况下再进行吊装。
3）、塔吊在吊零碎物、部件时，须用预制吊篮装好。
3、塔吊的安全运行技术措施
1）、司机必须按照所驾驶塔式起重机的起重性能进行作业。
2）、机上各种安全保护装置运转中发生装置运转发生故障、失效或不准确时必须立即停机修复，严禁带病作业和在运转中进行维修保养。
3）、司机必须在配有专业人员指挥下严格按照指挥信号进行操作，对指挥信号辨不清时不得盲目操作。
对指挥错误有权拒绝执行或主动采取防范或应急措施。
4）、起重量、起升高度、变幅等安全装置显示或接近临界警报值时，司机必须严密注视，严禁强行操作。
5）、严禁重物自由下落，当重物下降接近就位点时，必须采取慢速就位，重物就位时，可有用制动器使之缓慢下降。
4、群塔作业措施
由于与东广场四局安装的塔吊有交叉，随着施工使用的要求，多台塔吊将同时作业，塔吊大臂
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