钢筋笼吊点计算

1 概况

起重作业在国家基础设施建设中非常普遍，也至关重要，科学、合理地应用起吊技术是确保施工生产顺利完成、杜绝安全事故的根本保障。南京许府巷、玄武门地铁站设计为地下连续墙围护结构，具有承重、挡土、截水、抗渗及整体性能好的特点，可以保证基坑开挖的安全，同时也可作为地下基础结构工程的一个组成部分。连续墙主要的施工工艺包括单元槽段成槽、泥浆护壁、吊装接头桩和钢筋笼，灌注水下混凝土，从而形成整体连续的钢筋混凝土防护帷幕。其中吊装长、大、重负荷钢筋笼、接头桩时，为保证起吊的安全性、可靠性，使被吊物体不发生弹性变形和降低抗弯强度，既要正确选择起重设备的额定负荷及臂架长度，精确计算吊点位置，按国家起吊安全标准选用合格吊具，又要组织协调好操作司机与装吊人员的配合，因此整个吊装过程有较大的施工技术难度。通过科学、严谨地检算，利用切实可行的组织措施和实践经验成功地起吊了170个钢筋笼和接头桩，为优质、高效、安全的完成地铁车站施工奠定了基础。

2 钢筋笼、接头桩的结构型式

2.1 钢筋笼结构

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长方体的网状钢筋笼结构件，最大尺寸长×宽×高为28.5m×6m×0.6m。

2.2 接头桩结构

根据设计尺寸，在专用平台上灌注钢筋混凝土桩，断面型式为“工”字型，最大长度28.5 m。

3 起重设备选型

吊装钢筋笼、接头桩必须选用两台起重设备抬吊，先水平吊起离开地面，再缓慢、平稳使之处于垂直状态，通过吊车移动、调整放人挖好的槽段中。

3.1 主吊机垂直高度日的确定

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。，不碰撞主吊臂架(见图1)，满足．BC距离大于3 m的条件。由于加工制作的吊具尺寸为h1=1.75m，h0=0.48m，因此：

AC=BC·tan 75°=11.00 m(BC=3 m)

H2=AC-h1-b=11-1.75—2.0=7.25 m

H=h2+h1+h3+h4+h0=7.25+1.75+28.5+0.5+0.48=38.48m

式中：b为起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离，取2m；h0为起吊扁担净高；h1为扁担吊索钢丝绳高度；h2为 钢筋笼吊索高度；h3为钢筋笼长度；h4为起吊时钢筋笼距地面高度。

图1 钢筋笼吊装示意图

3.2 主吊机起重臂长度L

L=(H+6－C)/sinα= (38.48+2—2)/sin75°=39.83(m)

式中：C为起重臂下轴距地面的高度，2 m。

3.3 选择主、副吊起重吨位

根据91t或100 t履带吊车技术性能表，查对符合起重量超过18 t，起吊高度超过36 m的履带吊车。91t履带吊安装39.62 m的臂架，起吊重量24 t，仰角75°时，有效高度38.48 m，就可满足现场安全吊装的需要，故主吊选择91t或100 t履带吊车，副吊选30 t履带吊。

4 吊点位置的确定

如果吊点位置计算不准确，钢筋笼会产生较大挠曲变形，使焊缝开裂，整体结构散架，无法起吊；对接头桩会导致混凝土的裂纹，影响结构的耐久性，严重时会导致桩体断裂。因此吊点位置的确定是吊装过程的一个关键步骤，现以接头桩为例作以下阐述。

根据弯矩平衡定律，正负弯矩相等时所受弯矩变形最小的原理，计算如下(如图2)。

图2 接头桩弯矩计算图

+M=一M

其中：+M=(1／2)qL21；

一M=(1／8)qL22一(1／2) qL21；

q为均布载荷；M为弯矩。

故：

计算得：L1=2.7 m；L 2=7.67 m

因此选取B、C、D、E四点，接头桩起吊时弯矩最小，但实际吊装过程中B、C中心

是主吊位置，AB距离影响吊装钢筋笼。根据设计院提供的技术数据和实际吊装经验，B点可向A点移动2.7m，即A、B重合，其它各点位置调整如图3。

图3 接头桩吊点图(单位：m)

在起吊过程中，A(B)C为主吊位置，D、E为副吊位置。

实践证明，挠度只发生了1～4mm的变化，在允许范围内，符合安全起吊标准，深基坑开挖后进一步验证连续墙垂直度达到1/400，无漏筋现象。

5 吊具配备

5.1 钢筋笼吊具

(1) 扁担：采用δ=20mm的钢板加工成尺寸为3 500mm×480mm，将160槽钢与钢板焊接，焊缝要平整、牢固，并铣出Φ60mm孔3个，Φ40 mm孔2个。见图4。

图4 钢筋笼扁担示意图

(2) 卸扣、钢丝绳、滑轮：准备15 t卸扣4个，7 t 6个；钢丝绳Φ24，L=13 m共6根，Φ36，L=2.3 m共4根，要求规格为6×37×24，抗拉强度1 700MPa；10t滑轮共6个。

5.2 接头桩吊具

(1) 扁担：采用δ=20mm的钢板，切割成尺寸为1 000mm×480 mm用160槽钢焊接而成(如图5)。

图5 接头桩扁担示意图

(2) 销轴：结合接头桩尺寸，用Φ100 mm的45#圆钢加工而成，备2根；夹板制作三孔两副，两孔两副。

(3) 卸扣、钢丝绳、滑轮：选用7 t的卸扣6个；Φ24钢丝绳长度规格同钢筋笼，并且准备Φ24，6×37×24，L=8 m钢丝绳两根以备起吊换绳用；10 t的滑轮2个。

6 接头桩、钢筋笼吊装过程及注意事项

6.1 接头桩吊装

按照图6挂好吊具及钢丝绳，预先在双吊耳夹板安装8m的钢丝绳以备竖起后换绳，

然后主、副吊同时缓慢平稳起钩，以不同的速度将接头桩竖起放人槽段中。

图6 接头桩吊装图

6.2 钢筋笼吊装

钢筋笼吊点位置的确定可以参照细长杆接头桩的吊点位置为标准，相邻吊点的横向间距设置为1．2 m(见图7)。

6.3 吊装注意事项

在钢筋笼、接头桩的起吊过程中，存在一些事故隐患，应高度重视。

图7 钢筋笼吊装图(单位：m)

① 起吊时每根钢丝绳纵向面与钢筋笼表面相互垂直，检查钢丝绳是否绷紧；

② 吊装场地要坚实平整，吊机行走要缓慢平稳，被吊物体竖起后离地距离建议不要超过20 cm；

③ 装吊指挥人员与起重司机做到思想统一，手势、信号一致，具体操作人员要佩带安全帽，系安全带；

④ 钢筋笼人槽后，用西32螺纹钢穿过钢筋笼担在槽孔处，确保担实不下滑，装吊工方能登高换绳；

⑤ 钢筋笼起吊前，要检查所有焊点是否有漏焊、虚焊现象，清理不用的钢筋头，以免起吊后发生高空坠落，造成人员伤亡事故；

⑥ 在实践过程中，尝试了14点吊法，即主吊6点，副扁担纵向放置实现8点，使钢筋笼受力更加均匀，减少了应力集中，变形小，符合起吊的安全性。

7 结束语

通过南京许府巷、玄武门地铁车站的施工，先后完成了170个钢筋笼、170个接头桩的吊装工作，未发生一起安全质量事故，并且积累了一定的施工经验，取得了较好的经济效益。