钢柱吊装专项方案 - 图文

国家电网许继特高压直流试验中心 【钢结构吊装专项方案】

目 录

第一章 编制说明 ......................................................................................................................................... 1

1.1 编制说明 .......................................................................................................................... 1 1.2 钢管柱概况 ...................................................................................................................... 1 第二章 钢管柱施工准备 .............................................................................................................................. 3

2.1土建提供作业面 ............................................................................................................... 3 2.2构件的运输与堆放 ........................................................................................................... 3 2.3划出安装纵横十字线 ....................................................................................................... 3 2.4柱脚垫板与契铁的放置 ................................................................................................... 3 2.5钢柱吊耳的设计 ............................................................................................................... 4 2.6钢柱吊具吊绳的选用 ....................................................................................................... 7 2.7锚点的选择 ....................................................................................................................... 7 2.8大型吊机设备进场 ........................................................................................................... 8 第三章 钢管柱吊装施工 ............................................................................................................................ 13

3.1钢管柱施工顺序 ............................................................................................................. 13 3.2钢管柱吊装方案 ............................................................................................................. 13 3.3钢柱的校正 ..................................................................................................................... 14 3.4柱间支撑的配套安装 ..................................................................................................... 15 3.5钢柱安装技术措施 ......................................................................................................... 15 3.6吊装注意事项 ................................................................................................................. 16

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第一章 编制说明

1.1 编制说明 ? 编制目的：

为了保证钢柱的顺利施工，加强现场施工质量管理，落实各项质量、安全控制措施，保证钢管格构柱安装质量满足设计及相关规范要求，特编制此专项方案。同时，此专项方案可作为现场施工作业指导书，指导班组现场施工。 ? 编制依据：

《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205-2001）； 《建筑施工高处作业安全技术规范》 （JGJ80-91） 《施工现场临时用电安全技术规范》 （JGJ46-2005） 《建设工程施工现场供电安全规范》 （JGJ50194-93） 《建筑机械使用安全技术规程》 （JGJ33-2001） 1.2 工程概况

国家电网许继集团有限公司许继特高压直流试验中心钢结构工程是为了推进交、直流特高压输电工程的建设，进一步开展特高压试验研究工作，并为运行中的特高压输电设备提供技术、检修服务。特高压直流试验中心的最终目标是建成以特高压试验、研究为核心的国家工程实验室，并满足特高压输电设备的检修及检修后的试验工作。

基地的建设立足于实用、经济合理为原则，相关的试验、检修功能满足业主试验电压等级1000KV建筑使用功能要求；我公司承建的建设内容主要有（特高压）试验大厅、准备厅的结构施工及其围护系统施工。

本工程位于河南省许昌经济技术开发区，阳光大道以北、瑞祥路以南、朝阳路以东、灞陵路以西，由A、B、C三部份组成，A区高压试验大厅为单层网架结构，长81米、跨度55米、建筑总高度61米，试验电压等级1000KV，电磁屏蔽≤80dB。B区准备厅为单层门式刚架钢结构，长55米、跨度21米、建筑总高度28.8米。C区辅楼为2层现浇钢筋砼结构，长101.76米、跨度9米，建筑总高度9.3米。各区之间设伸缩缝。

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总体模型图

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第二章 钢管柱施工准备

2.1土建提供作业面

（1）总包或基础施工单位完成1~14轴/A~J轴所有桩基施工，同时完成1~14轴/A~J轴的承台施工。柱脚承台要求完成承台和地梁的拆模和回填，具备钢柱吊装条件。

（2）建议1~14轴交E~G轴位置的基础暂不开挖；整个场地铺设碎石面层，方便履带吊进场吊装。

（3）总包提供的定位轴线。我部会同总包单位、监理单位、及其他有关单位一起对定位轴线进行交接验线，做好记录，对定位轴线进行标记，并做好保护。

（4）针对本工程的特点，着重对承台顶标高进行复测；同时，对承台的平面尺寸及轴线定位也应进行复测，保证格构柱柱脚定位准确。 2.2构件的运输与堆放

(1)、运输的构件必须按照整体安装顺序进行发运，并尽量考虑构件配套供应，确保现场顺利吊装。

（2）构件应对称放置在运输车辆上，装卸车时应对称操作，确保车身和车上构件的固定。在装卸、运输过程应尽量保护构件，避免构件在运输过程中受到损坏。

（3）构件运输过程中应放置垫木，在用钢丝绳固定时应做好构件四角保护工作，防止构件变形和刻断钢丝绳，对不稳定构件应采用支架稳定。

（4）构件堆放场地应平整，场基坚实，无杂草，无积水。构件堆放应使用垫木，垫木必须上下对齐，尤其是钢柱柱脚处应垫好枕木。

(5)构件编号宜放置在两端醒目处，以便于吊装时构件的查找，针对本工程的整段在卸货时应考虑钢柱安装的位置进行卸货，构件直接卸到相应柱脚承台附近。 2.3划出安装纵横十字线

为了在安装钢柱时钢柱的轴线位置，应此在基础上划出每根钢柱的纵横十字线，并将十字线引伸到承台面上，以便钢柱的中心线与纵横十字线对齐。

2.4柱脚垫板与契铁的放置

标高定位：钢结构采用柱脚垫板来调整钢柱安装时的标高，应在钢结构吊装前统一测量，根据土建提供的图纸，柱脚底混凝土面标高为-1.20m，低于钢柱设计标高部分放置6mm~10mm厚柱脚垫板进行调节标高的偏差。

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平面定位：柱顶槽宽为626mm，宽出直径426mm的钢管柱200mm，方便柱脚混凝土的浇注和定位。为了保证柱脚的定位准确，选择25mm板厚的三角形契铁固定柱脚。

2.5钢柱吊点的设计

钢柱吊装的吊点方式，第一安装段（下段）和第二安装段（中间段）钢柱均采用主吊点吊装耳板的方式，辅助吊点采用捆绑的方式，在辅助吊点吊点处使用板带绑扎出吊环，然后与吊机的钢丝绳吊索连接。第二节钢柱的主吊点均采用吊装耳板的方式，辅助吊点采用捆绑的方式，辅助吊点捆绑采用吊装板带的柔性吊具。

（1）第一安装段吊装耳板设置及计算

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吊装耳板按照起吊初始和钢柱树立完成两个对吊装耳板受力影响最大的状况进行吊装耳板的验算。

钢柱树立的初始状态吊装耳板的最不利受力位置在与钢柱焊接处，要抵抗耳板宽度造成的弯矩，验算连接处的焊缝强度大于弯矩产生的应力即可认为满足要求。

小于Q345B的强度设计值f=295N/mm2，吊装耳板与钢柱连接焊缝可以抵抗弯矩，不用设置加劲板（焊缝须全熔透焊接，达到焊缝与母材等强）

吊装耳板在钢柱树立完成后的受力最大的为抵抗构件自重产生的拉力，构件自重约30吨，由4块耳板共同承担。

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得出F=46.0kN（每块吊装耳板受到的竖向拉力）

验算耳板在F作用下的自身强度，分析得出耳板的自身强度验算为板孔受剪影响最不利。

=46.0/（22*103） =20.3N/mm2

剪力小于钢板的抗剪强度设计值，通过弯矩和剪力的验算，吊装耳板符合吊装要求。 （2）第二安装段吊装耳板设置及计算

第二安装段的吊装耳板尺寸及焊缝要求同第一安装段，吊装耳板设置的位置如下图所示：

第二安装段吊耳位置平面图

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第二安装段吊耳位置立面图

2.6钢柱钢丝绳的选用

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吊装钢丝绳的规格选择按照最重钢柱且适当取安全放大系数考虑，计算重量为40吨，主吊点用2根钢丝绳吊装。

吊装钢丝绳承受拉力202kN，吊装时计划采用6×37钢丝绳作为吊索，钢丝绳容许接力计算式如下：

?Fg?Fg??K

?F?——钢丝绳的容许拉力（kN）

；

gFg——钢丝绳的破断力总和；

?——考虑钢丝绳的之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳，?分

K——钢丝绳安全系数，用作吊索，有绕曲时取6~8（绕曲半径不小于20倍的钢丝绳直径），无绕曲时取5~6；

则所需要的吊索钢丝绳破断力总和计算如下：

Fg?F??K?g?=

202?7=1724kN 0.82钢丝绳直径与破断力总和近似计算公式如下：

Fg?0.5d2，则d?2Fg?2?1724?58mm。

故选用的钢丝绳直径选择65mm，钢丝绳与水平面的夹角不小于82°。 2.7钢柱安装缆风绳设置及计算

第一段钢柱揽风绳拉设立面图

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第二段钢柱揽风绳拉设立面图

通过缆风绳布置的锚点位置平面图可以知道，锚点的处理方法有两种，一种是能够利用现有的钢柱基础承台、另一种是在土层锚入抗拔锚杆。

（1）缆风绳受力的要求

缆风绳的作用是使钢柱保持稳定，钢柱安装过程中对稳定性影响最大的为风荷载，考虑风作用影响的重要程度，取广州地区50年一遇的基本风压0.4kN/m2进行计算。

钢柱在风作用下产生的推力为：

双肢格构柱的体型系数，经计算得风荷载标准值，得0.431kN/m2，钢柱顶端最大受风作用产生的推力P=0.43124得出为10.5kN，经过角度的换算，每根缆风绳为抵抗风作用要承担拉力8.5kN。拟定抗拔锚杆能抵抗20kN的竖向力为设计依据。

（2）锚入钢筋混凝土基础的锚点

锚点处在钢筋混凝土基础部位的缆风绳拉设处采用值筋的方法进行处理，使用直径20mm的二级钢筋，锚入深度310mm。

验算其抗拔力：

值筋计算根据《混凝土结构设计加固规范》GB50367—2006进行，施工要求详见该规范相关章节。

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，算出得310mm。

选择的锚筋及锚入深度符合要求。 （3）锚点位置在自然地面位置的处理

锚点位置处在自然地面位置的处理采用敲入锚杆，靠土层对锚杆杆身的摩擦阻力进行抵抗缆风绳的抗拔力（该方式处理的锚点共27处）。

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锚杆埋入方式构造图

锚杆采用φ54×5个钢管，根据地质勘探报告已知土层对桩的侧向阻力位10kPa，8根锚杆能产生的摩擦阻力位：

10×3.14×0.054×1.5×8=20.34kPa，混凝土自重0.325×1.024×0.616×2.45=0.5吨 该锚点处理方式能够满足缆风绳使用要求。 2.8大型吊机设备进场

根据对本工程的吊装性能分析，钢柱采用150T履带吊进行吊装。吊机进场前应做好吊机行走线路规划和地面硬化，规划好吊机进场时间。吊机进场后应对吊车司机和吊装工进行安全技术交底，保证整个吊装的技术措施和安全落实到位。

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第三章 钢管柱吊装施工

3.1钢管柱施工顺序

钢柱吊装遵循由纵向轴线由一端向另一端施工，首先完成F轴上1-17轴钢柱的吊装；然后转入E轴线17~1轴。第一节钢柱吊装部分完成后及时进行柱脚混凝土浇注和钢管柱内混凝土的顶升，待达到一定强度后进行上一节钢柱吊装。上一节钢柱仍按照F/1轴，然后转向E/171轴，便于后续屋面桁架的吊装。 17

总装试车车间施工平面布置图

3.2格构柱吊装方案

钢柱的吊装采用单机回转法，起重机边起钩边回转边使柱子绕柱脚旋转而将整根钢柱吊起。钢柱通过卡环将钢丝绳固定到柱顶焊接的吊耳上，为了保证吊装的安全应对首节柱进行试吊，以保证钢柱起吊过程中的各项控制措施到位。 (注：起吊时应在柱脚下面放置垫木，以防止与地面发生摩擦；同时保证吊点、柱脚基础同在起重机吊杆回旋的圆弧上)。

ⅠⅢⅡ

a)旋转过程b）平面布置单机回转吊装示意图 第一节钢柱重42t，柱高25.74m，采用150t履带吊进行吊装；第二节柱重10.2t，柱高8.56m，采用80t履带吊吊装。钢柱吊装半径选取10m，查吊装性能表如下：

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150t履带吊，45m臂吊装能力（10m，66.4t），满足要求； 80t履带吊，49m臂吊装内力为（11m，18.13t），满足要求。 3.3钢柱的校正 1、柱基标高调整

根据钢柱的实际长度、柱底的平整度、柱顶标高，及吊车梁牛腿顶部标高值，来决定基础标高的调整数值。

吊装前先测量牛腿顶面到钢柱底板的距离，然后根据此距离确定钢柱柱脚垫板的放置厚度，双层吊车梁的钢柱应以上层吊车梁为准，同时兼顾下层吊车梁的标高。 2、纵横十字线的对准

在钢柱安装前，要求用经纬仪在基础上面划出纵横十字线，同时在四个柱身也标出钢管柱的中心线

在钢柱安装时，起重机不脱钩的情况下，慢慢下落钢柱，柱脚入槽时可通过长枕木及撬杠帮助柱脚落位，使在钢柱上标注的四个面中心线与基础上划出的纵横十字线对准，尽量做到线线相交。 3、柱身垂直度的校正

在钢柱的纵横十字线的延长线上或稍偏的位置架设两台经纬仪，进行垂直度测量，经纬仪与纵横十字线的夹角应小于15°。先将钢柱上的螺母适当松开，采用钢锲块和缆风绳上的手拉葫芦进行调整。校正完毕后，松开缆风绳不受力，在柱脚混凝土浇注前再进行复校调整，调整时可加入钢楔块已加强柱脚固定。

基础标高控制线柱脚小牛腿千斤顶或工字钢基础标高控制线中心线钢楔铁垫板

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3.4柱间支撑的配套安装

钢柱纵向E轴有一道水平支撑，F轴有两道水平支撑，分别位于上、下柱标高；同时在5~6轴，9~10轴，13~14轴间设有斜向支撑。所有支撑应随钢柱一道安装，安装中可采用25t汽车吊配套进行施工。

装配车间施工步骤

3.5钢柱安装技术措施 （1）缆风绳设置

第一节钢柱吊装前在柱顶吊车梁上部设置四根缆风绳，重点控制短轴方向（即纵轴方向），保证整个钢柱四个方向的垂直度。第二节钢柱缆风绳设置在柱顶水平支撑劲板上，方便安装完成后的拆除。 （2）钢爬梯设置

钢柱吊装前设置钢爬梯焊接固定在钢柱上，爬梯采用L30×3的角钢和φ10的圆钢组合而成，角钢作为梯子的两边，踏步间距300mm。钢柱吊装就位后操作人员通过爬梯至钢柱顶板上，后进行解钩和临时固定。 （3）钢柱对接防护缆绳的设置

上下柱对接在22.74m标高高空进行，为了保证焊接操作的绝对安全，由安装工在钢柱之间拉设两道安全绳，四周焊接角钢悬挑固定安全网。上节柱四个柱脚焊接时人坐在牛腿顶板上，配安全带扣在安全绳上。

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钢索或麻绳垫块花篮螺栓

4000

防护缆绳的设置示意图

3.6吊装注意事项 （1）吊车运至现场组装后应对各部件进行性能测试，并报珠海市特种设备检测中心进行检测，验收合格后方可用于实际吊装。 （2）信号工、吊车司机等各相关人员必须持证上岗。吊车司机与信号工必须语言统一，如有语言差异必须经过培训，确保各种指令能准确无误地得到执行。 （3）严禁超负荷吊装，严格执行起重机械“十不吊”规定。每次吊装前应严格检查吊索具、卡环、钢丝绳等，要做好验收记录，对于不符合吊装要求的吊索具需及时更换。 （4）大型构件起吊后应停滞低空一段时间，待构件稳定、吊索充分张紧后再继续提升、旋转等其他吊装动作。 （5）钢柱等大型构件吊装时设置吊装禁区和警戒线，设安全旁站人员，禁止与吊装作业无关的人员入内。在安全交底或吊装交底中要明确吊装就位辅助工人的站位，要为此类操作工人留有避让的空间。

（6）履带吊的行驶道路，必须坚实可靠。起重机不得停置在坡度大于5度的斜坡上工作，也不允许履带吊两个履带一高一低。

（7）要尽量避免满负荷行驶，构件摆动越大，超负荷就越多，就可能发生翻车事故。短距离行驶，只能将构件离地30cm左右，且要慢行，并将构件转至起重机的前方。拉好溜绳，控制构件摆动。

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钢梁上行走设置

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