6号线金钟站钢筋笼吊装方案

中国建筑股份有限公司天津地铁6号线工程土建施工第R1合同段 金钟站地下连续墙钢筋笼吊装方案

目 录

1、编制说明 ...................................................................................................................................... 1

1.1编制依据 ............................................................................................................................. 1 1.2编制原则 ............................................................................................................................. 1 2、工程概况 ...................................................................................................................................... 2

2.1工程简介 ............................................................................................................................. 2 2.2周边环境 ............................................................................................................................. 3 3、地下连续墙钢筋笼吊装方案 ................................................................................................ 4

3.1设备选型 ............................................................................................................................. 4 3.2钢筋笼吊点布置............................................................................................................... 9 3.3钢筋笼吊装加固............................................................................................................. 17 3.4钢筋笼焊接和槽口焊接 .............................................................................................. 19 3.5吊装方案 ........................................................................................................................... 19 4、钢筋笼吊装验算 ...................................................................................................................... 24

4.1 6号线、Z2号线钢丝绳、卸扣、滑轮验算 ........................................................ 24 4.2 5号线钢丝绳、卸扣、滑轮验算 ............................................................................ 28 4.3扁担验算 ........................................................................................................................... 31 4.4吊筋强度验算 ................................................................................................................. 34 4.5焊缝强度验算 ................................................................................................................. 35 4.6担杠强度计算 ................................................................................................................. 35 4.7地基承载力验算............................................................................................................. 36 5、施工组织 .................................................................................................................................... 38

5.1责任目标 ........................................................................................................................... 38 5.2组织机构与人员安排 ................................................................................................... 38 5.3施工进度计划 ................................................................................................................. 39 5.4吊装方案的编制与报批 .............................................................................................. 39 5.5技术交底与安全教育 ................................................................................................... 39 5.6吊装前准备工作............................................................................................................. 40 6、安全技术保证措施 ................................................................................................................. 40

6.1安全管理标准 ................................................................................................................. 40 6.2吊装安全保证措施 ........................................................................................................ 41 6.3吊装技术保证措施 ........................................................................................................ 45 7、雨季施工措施 ........................................................................................................................... 46

7.1雨季施工保证措施 ........................................................................................................ 46 7.2雨季施工安全保证措施 .............................................................................................. 48 8、文明施工与环境保护 ............................................................................................................. 49

8.1文明施工措施 ................................................................................................................. 49

8.2环境保护措施 ................................................................................................................. 50 9、应急预案 .................................................................................................................................... 51

I

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9.1事故类型和危险性分析 .............................................................................................. 51 9.2应急处置基本原则 ........................................................................................................ 52 9.3组织机构及职责............................................................................................................. 53 9.4监控与预警 ...................................................................................................................... 55 9.5信息联络 ........................................................................................................................... 57 9.6风险预防及风险处置措施 ......................................................................................... 58 9.7应急响应 ........................................................................................................................... 61 9.8应急保障 ........................................................................................................................... 63 9.9应急救援流程 ................................................................................................................. 65

II

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1、编制说明

1.1编制依据

(1)天津地铁6号线工程金钟站围护结构图纸； (2)《天津市建设工程安全管理条例》

(3)《天津市政府安全管理机构下发的有关安全管理文件》 (4)《天津地铁6号线工程土建施工第R1合同段招标文件》 (5)《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012） (6)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

(7)《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ276-2012） (8)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012) (9)《钢筋焊接及验收规范》(JGJ318-2012) (10)《地下连续墙施工规程》DGTJ08-2073-2010 (11)《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999

1.2编制原则

1.履行合同的原则

认真贯彻国家和天津市工程建设的法律、法规、规程、方针和政策。遵守、执行天津地铁6号线合同文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等各方面的目标。

2.安全第一的原则

按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案，在安全措施落实到位，确保万无一失的前提下组织施工。 3.科学合理配置的原则

根据钢筋笼工程量的大小、工期和工艺及管理目标要求，在施工组织中实行科学配置，选用优质的材料和合理的机械设备，确保人员、资金、物资、设备的科学合理配置。

4.优化方案的原则

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结合工程实际情况，应用新技术成果，使施工设计具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点，施工方案具有征对性强，力求做到多方论证优化施工方案。

2、工程概况

2.1工程简介

金钟站为3线换乘枢纽，位于金钟河大街与群芳路交叉口。5号线与6号线、Z2线“十”字换乘，其中5号线布置在群芳路下，为地下三层岛式站,车站长206.4m、宽25.79m、深25.1m，采用盖挖逆筑法施工，围护结构采用地下连续墙+钢筋混凝土板撑及钢筋混凝土支撑；6号线、Z2线沿金钟河大街平行布置，同台换乘，为地下二层4线双岛车站，车站长254.4m、宽49.1m、深17.54m，采用明挖顺筑法施工，围护结构采用地下连续墙+钢筋混凝土支撑及钢支撑支护。Z2线站后设置折返、停车线。详见下图1.1-1。

图1.1-1 金钟站总平面图

基坑围护结构为地下连续墙，共192幅，形式有“一”、“L”、“Z”等，采用十字钢板（工字钢）及锁扣管接口。5号线钢筋笼长度在43.5m～50.5m之间，厚度为1.2m、1m两种，最大重量为61t，共86幅；6号线、Z2号线钢筋笼长度在29.5m～33.5m之间，厚度为0.8m，最大重量为35t，

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共106幅。为了安全、合理使用吊装设备，根据本工程的实际特点，选择61t（长度为50.5m）、35t（长度为33.5m）的地连墙钢筋笼进行吊装验算。

表2.1-1 金钟站地连墙钢筋笼形式数量表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 地连墙形式 钢筋笼长度（m） 33.5 33.5 31.5 31.5 29.5 50.5 50.5 47.5 47.5 45.5 45.5 43.5 29.5 33.5 50.5 45.5 33.5 31.5 50.5 45.5 钢筋笼幅宽（m) 6 5.5 6 5 6 6 5.5 6 5.3 6 5.4 6 6 6.1 5.7 5.7 4.65 4.65 5.15 5.15 厚度（m) 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 0.87 0.67 1.07 1.07 0.67 0.67 1.07 1.07 重量（t） 幅数（幅） 35 32 33.4 27.8 31.3 61 55.9 57.4 50.7 54.9 49.4 52.5 33.2 38.1 62 55.9 29 27.7 56.1 50.5 10 22 12 8 38 10 5 7 5 4 5 18 28 4 2 2 4 4 2 2 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “一”字型 “Z”型（分为两幅） “Z”型（分为两幅） “Z”型（分为两幅） “L”型 “L”型 “L”型 “L”型 2.2周边环境

钢筋笼吊装施工前进行场地围挡，本工程场地内没有电线等高空障碍，周围没有影响钢筋笼吊装的建（构）筑物。

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载为37.5*0.75=28.13t<40.7t，最大起重量为40.7*0.8=32.56t>28.13t，满足要求。

（4）5号线吊机起重能力确定

①5号线300t主吊机臂长66m，回转半径12m时，起重按104t计算，取大型起重机械的安全起重系数为0.8（见《建筑机械使用安全技术规程》P21，JGJ33-2012）。104*0.8=83.2t>63.5t，所以主吊臂长取66m，在安全起吊范围，满足起吊要求。

当起重机吊装行走时，取半径12m，起重能力为104t，根据《建筑机械使用安全技术规程》4.2.10条规定，当起重机如需带载行走时，载荷不得超过允许起重量的0.7倍，及104*0.7=72.8t>63.5t，满足起吊行走要求。

当起吊角度为75o，垂直起吊高度=l*sin（75o)+C（起重臂下轴距地面高度）=66*sin（75o)+3.04=66.79m>64.6m，所以满足起吊高度要求。

②副吊150t吊机臂长43m，回转半径10m时，起重量为64.2t。按《建筑机械使用安全技术规程》4.2.9条，采用双机抬吊作业时，起吊重量不得超过两台起重机在该工况下允许起重量总和的0.75倍，单机的起吊荷载不得超过允许荷载的0.8倍，副吊按承担钢筋笼最大负荷的0.75倍考虑，及最大允许荷载为63.5*0.75=47.63t<64.2t，最大起重量为64.2*0.8=51.36t>47.63t，满足要求。

3.2钢筋笼吊点布置

1、6号线、Z2号线钢筋笼吊点位置确定

若吊点位置不准确，钢筋笼会产生较大挠曲变形，使焊缝开裂，整体散架，无法起吊，因此吊点的位置确定是吊装过程中的一个关键步骤。

根据弯矩平衡原理，正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理，钢筋笼吊点位置计算如下：

（1）钢筋笼横向受力弯矩见图3.2-1如示：

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L1 G

图3.2-1 钢筋笼纵向受力弯矩图

+M=－M

其中+M=(1/2)ql12; －M=(1/8)ql22-(1/2)ql12; 式中:q－为分布荷载; M－为弯矩。 故L2?22L1,又

2L1+4L2=33.5;得L1=2.52m，L2=7.13m。

因此选取B、C、D、E、F五点，钢筋笼起吊时弯矩最小，但实际过程中B、C中心为主吊位置，AB距离影响吊装钢筋笼。根据实际吊装经验以及本工程钢筋笼钢筋分布以及预埋件等特点，对各吊点位置进行调整：笼顶下1m+7.35m+ 7.35m+7.35m+7.35m+3.1m起吊过程中B、C中间为主吊位置，D、E、F之间为副吊位置。如图3.2-2所示：

图3.2-2 钢筋笼纵向吊点图

（2）横向吊点验算

钢筋笼横向受力弯矩见图3.2-3如示：

图3.2-3 钢筋笼横向受力弯矩图

+M=－M

其中+M=(1/2)ql12;

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－M=(1/8)ql22-(1/2)ql12;

故L2?22L1,又2L1+L2=6m;得L1=1.25米，L2=3.5米,L1=1.25米。 因此横向吊点位置布置为1.25m+3.5m+1.25m。详见3.2-4。

图3.2-4 钢筋笼横向吊点图

（3）“一”字型槽段

本站6号线Z2号线地连墙钢筋笼吊装钢筋笼最长为33.5m，起吊重量为35t，采用10点起吊，保证吊装安全及钢筋笼双机抬吊过程中整体稳定性。吊点位置详见图3.2-5。

图3.2-5 6号、Z2号线“一”字型钢筋笼吊点位置图

2、5号线钢筋笼吊点位置确定

若吊点位置不准确，钢筋笼会产生较大挠曲变形，使焊缝开裂，整体散架，无法起吊，因此吊点的位置确定是吊装过程中的一个关键步骤。

根据弯矩平衡原理，正负弯矩相等是所受弯矩变形影响最小的原理，钢筋笼吊点位置计算如下：

（1）钢筋笼横向受力弯矩见图3.2-6如示：

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图3.2-6 钢筋笼纵向受力弯矩图

+M=－M

其中+M=(1/2)ql12; －M=(1/8)ql22-(1/2)ql12; 式中:q－为分布荷载; M－为弯矩。 故L2?22L1,又

2L1+5L2=50.5;得L1=3.13m，L2=8.85m。

因此选取B、C、D、E、F、G六点，钢筋笼起吊时弯矩最小，但实际过程中B、C中心为主吊位置，AB距离影响吊装钢筋笼。根据实际吊装经验以及本工程钢筋笼钢筋分布以及预埋件等特点，对各吊点位置进行调整：笼顶下1m+9.5m+9.5m+9m+9m+9m+3.5m起吊过程中B、C中间为主吊位置，D、E、F、G之间为副吊位置。如图3.2-7所示：

图3.2-7 钢筋笼纵向吊点图

（2）横向吊点验算

钢筋笼横向受力弯矩见图3.2-8 如示：

图3.2-8 钢筋笼横向受力弯矩图

+M=－M

其中+M=(1/2)ql12;

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－M=(1/8)ql22-(1/2)ql12;

故L2?22L1,又2L1+L2=6m;得L1=1.25米，L2=3.5米。 因此横向吊点位置布置为1.25m+3.5m+1.25m。详见图3.2-9。

图3.2-9 钢筋笼横向吊点图

（3）“一”字型槽段

本站5号线地连墙钢筋笼吊装钢筋笼最长为50.5m，起吊重量为61t，采用12点起吊，保证吊装安全及钢筋笼双机抬吊过程中整体稳定性。吊点位置详见图3.2-10。

图3.2-10 5号线钢筋笼吊点位置图

3、L型幅吊点设置

本车站地连墙有“一”、“L”、“Z”三种形式，实际操作中将“Z\型分解为两个“L”型进行计算吊装，故以“L”型钢筋笼进行分析，计算其重心及横向吊点。

（1）6号线、Z2号线“L”型钢筋笼重心坐标计算

图3.2-11为“L”型钢筋笼简图，在重心计算时将其分解为两部分（两部分的重心点分布为A、B），由于“L”型钢筋笼拐角两侧的厚度相等，因此图中笼厚均为h。

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图3.2-11 6号线、Z2号线\型钢筋笼重心位置计算简图

按照组合截面型心位置计算原则，L型钢筋笼断面重心点G处的坐标用Xc、Yc表示：

22222+Sx22y+S2ySxSL+Hh-hH+Lh-hSx+SxSy+S yyA=HB+Lh-hB+Hh-hAABAAABL==xc=BBxA yc=BBA=c==cS（SA）SB+S）2（L+H-h）SB+SA2L+H-hSB+）SA 2（L+H-hB+A，2（L+H-hSB=h*H,SA=L*h

Xb=1/2h, Xa=1/2L, Yb=1/2H+h, Ya=1/2h

代入数值后，Xc=0.945m，Yc=0.69m 吊点坐标为：C(2Xc-h/2，0) D(2Xc-h/2，h) E(h，2Yc-h/2) F(0，2Yc-h/2) 计算后横向四个吊点坐标如下：

C（1.55，0）；D（1.55，0.67）；E（0.67，1.045）；F（0,1.045）

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如下图3.2-12 所示：

图3.2-12 6号线、Z2号线\型钢筋笼吊点布置图

（2）5号线“L”型钢筋笼重心坐标计算

图3.2-13为“L”型钢筋笼简图，在重心计算时将其分解为两部分（两部分的重心点分布为A、B），由于“L”型钢筋笼拐角两侧的厚度相等，因此图中笼厚均为h。

图3.2-13 5号线\型钢筋笼重心位置计算简图

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按照组合截面型心位置计算原则，L型钢筋笼断面重心点G处的坐标用Xc、Yc表示：

2+Sx2SBxS2ByB+S2AyAH+Lh-hL+Hh-hSBxB+SxSy+SyLHh-hH+Lh-hB+AAAABBAAxc=== yc===xc= yc=S（SA）SB+S）2（L+H-h）SB+SA2L+H-hSB+）SA 2（L+H-hB+A，2（L+H-h2222SB=h*H,SA=L*h

Xb=1/2h, Xa=1/2L, Yb=1/2H+h, Ya=1/2h

代入数值后，Xc=1.02m，Yc=0.946m 吊点坐标为：C(2Xc-h/2，0) D(2Xc-h/2，h) E(h，2Yc-h/2) F(0，2Yc-h/2) 计算后横向四个吊点坐标如下：

C（1.505，0）；D（1.505，1.07）；E（1.07，1.357）；F（0,1.357） 如下图3.2-14 所示：

图3.2-14 5号线\型钢筋笼吊点布置图

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3.3钢筋笼吊装加固

本工程钢筋笼采用整幅制作，整幅起吊入槽，为保证钢筋笼起吊时的刚度和强度，需对钢筋笼整体及吊点位置进行加强。 1、骨架筋加固

钢筋笼纵向桁架设置4道，纵向桁架采用Ф22钢筋；6号线、Z2号线钢筋笼横向桁架设置7道，5号线钢筋笼横向桁架设置11道，横向桁架钢筋采用Ф22钢筋。

图3.2-1 钢筋笼加固图

2、钢筋笼吊点加强

为保证钢筋笼安全起吊，钢筋笼施工时需对吊点进行局部加强。吊筋采用φ32圆钢，对设置在钢筋笼内的吊点均需设置“几”字形加强筋，加强筋采用φ32圆钢；对于钢筋笼顶2处主吊吊点及担杠点均采用“Π”形φ32圆钢进行加强，吊点上弧与主筋或加强筋禁止施焊，两下脚焊缝长度不小于10倍d，焊缝高度不小于0.5倍d；并对所有吊点上部的一根水平筋进行加粗，采用Ф28钢筋。

图3.2-1 吊点立面图

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图3.3-3 吊点剖面图

3、异性幅钢筋笼加固

如图3.3-4所示，对于拐角幅及特殊幅钢筋笼除设置纵、横向桁架和吊点之外，另要增设“人字”桁架和斜拉筋进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时以生变形。如人字加强筋或横向桁架筋筋与砼浇筑管出现冲突，需在地连墙钢筋笼入槽时将影响导管的加强钢筋割掉，割掉的钢筋不得掉入槽内。

图3.3-4 拐角幅吊点加强

4、担杠点钢筋加固

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此处钢筋共4处，半径不小于300mm，两个下支脚不能弯成死角，用于下放钢筋笼过程中换绳用，担杠固定钢筋笼，大样图如下：

图3.3-4 担杠点平面位置图

图3-3-5 担杠点大样图

3.4钢筋笼焊接和槽口焊接

钢筋来料要有质保书，并与实物进行核对，原材经试验合格后才能使用，焊接材料作好焊接试验，合格后才能投入使用。

主筋连接采用对焊，钢筋笼定型采用点焊定位牢固，内部交点50％点焊，钢筋笼四周的纵向钢筋与水平筋需满足100％点焊；桁架筋采用双面焊；吊点焊接长度不小于10d，5号线超大钢筋笼为双面焊，焊缝高度0.5d。因5号线是超大、超长钢筋笼，吊点放射处的所有焊缝需加强。吊点、吊环与主筋或加强筋只能段焊，不能顺向满焊。焊接过程中挑选焊接技术水平较高的电焊工进行操作，施工时严格按照《钢筋焊接及验收规范》进行操作。

3.5吊装方案

1、吊装场地布置

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本车站位于金钟河大街与群芳路交叉口，施工道路均采用C30钢筋混凝土硬化，厚300cm，宽12m(部分采用原沥青路面），双层双向配筋（上层为Φ12@200，下层为Φ14@200），地基需夯实，地基上铺设10cm碎石垫层，然后绑扎钢筋网片，最后浇筑混凝土路面。

加工场地尺寸为52m*8m、35m*8m，钢筋笼加工场地采用C15混凝土硬化，厚15cm，钢筋笼加工平台采用10#槽钢，纵向铺设4根，横向没2m一道，共26道。以安全、合理、可行为原则布置，尽量缩短吊机走行距离。详见金钟站场地布置图。

2、施工顺序

根据施工现场实际情况合理安排地连墙施工顺序，本工程采用施工顺序采用跳打方式。合理选择首开幅及闭合幅，将车站换分为4个区域，其中5号线划分为南、北两个区域；6号线、Z2号线划分为东、西两个区域。计划投入4台成槽机，1号成槽机与2号成槽机分别从5号线南北两侧施工（南侧首开幅为E5-30、W5-29、S5-4，北侧首开幅为N5-4、E5-7、W5-7），北区由于场地狭小，存在钢筋笼场地布置原因，需要分为两期进行施工，先施工北区西侧地连墙，钢筋笼场地布置在东侧，然后施工北区东侧，钢筋笼场地布置在西侧；待5号线换乘节点部位地连墙完成后，3号成槽机与4号成槽机再分别从6号线、Z2线东西两侧向中间施工（东侧首开幅为N10、S10，西侧首开幅为N40、S37）。施工顺序及首开幅布置详见图3.5-1：

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图3.5－1施工方向及首开幅布置图

（1)施工顺序为：

5号线北侧(一期)?N5－4（首开）?W5－7（首开）?N5－3?W5－8?N5－2?W5－9?N5－1?W5－10?W5－1?W5－11?W5－2?W5－12?W5－3?W5－13?W5－4?W5－14?W5－5?W5－15?W5－6（闭合幅）?W5－16

5号线北侧（二期）?E5－7（首开）?E5－5?E5－8?N5－6?E5－9?N5－7?E5－10?E5－1?E5－11?N5－2?E5－12?N5－3?E5－13?N5－4?E5－14?E5－5?E5－15?E5－6（闭合幅）?E5－16

5号线南侧(一期)S5－4（首开）?W5－29（首开）?S5－3

?W5－

28?S5－2?W5－27? S5－1?W5－26?W5－36?W5－25?W5－35?W5－24?W5－34? W5－23?W5－33?W5－22?W5－32?W5－21?W5－31?W520?W5－30（闭合幅）

5号线南侧（二期）?E5－30（首开）?S5－5?E5－29?W5－6?E5－28?W5－7?E5－27?E5－37?W5－26?E5－36?E5－25?E5－35?E5－

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24?E5－34?E5－23?E5－33?E5－22?E5－32?E5－21?E5－31?E5－20?W5－19? E5-19?W5-18?E5-18?W5-17?E5-17（闭合幅）

6

号

线

东

侧

N

－

10

（

首

开

）

?S－

10?N-9?S-11?N-8?S-12?N-7?S-13?N-6?S-14?N-5?S-15?N-4

?S-16?N-3?S-9?N-2?S-8?N-1?S-7?E-1?S-6?E-2?S-5?E-3?S-4?E-4?S-3?E-5?S-2?E-6?S-1?E-7?N-11?E-8?N-12?E-9?N-13?E-10?N-14?E-11?N-15?E-12?N-16?S-17?N-17?S-18?N-18?S-19?N-19?N-27?N-20?N-26?N-21?S-20?N-22?S-21?N-23

?S-22?N-24?S-23?N-25?S-24（闭合）

6号线西侧N-40（首开）?S-37（首开）

?N-41?S-36?N-42?S-35?N-43?S-34?N-44

?S-33?N-45?S-32?N-46?S-31?W-1?S-30?W-2?S-29?W-3?S-28?W-4?S-27?W-5?S-26?W-6?S-25?W-7?N-28?W-8?N-29?W-9?N-30?W-10?N-31?W-11?N-32?W-12?N-33?N-39?N-34?S-43?N-35

?S-42?N-36?S-41?N-37?S-40?N-38?S-39?N-39（闭合）?S-38（闭合）

3、吊装方法

为节省施工时间并减少因分节制作带来的不利影响，本工程对钢筋笼采用一次吊装入槽。在钢筋笼吊放时，采用两台大型起重设备分别作为主吊、副吊，同时作业，每一榀钢筋笼吊装时，先将钢筋笼水平吊起300mm～500mm高进行试吊，静止10分钟后对钢筋笼进行整体检查，无任何问题后开始抬吊，再在空中顺直后由主吊吊载钢筋笼，先不能卸去副吊吊具，静止5分钟后，确认无误再卸去副吊吊具；然后由主机吊车将钢筋笼移到已挖好槽段处，对准槽段中心按设计要求槽段位置缓慢入槽，钢筋笼放置到设计标高后，利用钢板制作的担杠担搁置在导墙上。

如图3.5-2、3.5-3所示，钢筋笼吊装过程中，双机停置在钢筋笼的一侧的施工便道，主、副机双机抬吊，主机吊钩吊钢筋笼的顶部范围，副机吊钩起吊钢筋笼底部范围，主、副机均采用铁扁担穿滑轮组进行工作。

第一步：指挥主吊、副吊两吊机转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣。

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第二步：检查两吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。 第三步：钢筋笼吊至离地面，主吊起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥辅吊配合起钩。

第四步：钢筋笼顺直过程中，主吊主臂向副吊侧旋转，副吊吊机顺转至合适位置，让钢筋笼垂直于地面。

第五步：指挥起重工卸除钢筋笼上副吊吊机起吊点的卸扣，然后远离起吊作业范围。

第六步：指挥主吊机吊笼入槽、定位，吊机走行应平稳，放时不得强行入槽。

工况一

工况二

工况三

工况四

图3.5-2 地下连续墙钢筋笼吊装示意图

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图3.5-3 地下连续墙钢筋笼吊装实况图

4、钢筋笼吊装验算

主要计算内容包括：钢丝绳强度验算；主、副吊扁担验算；吊筋强度验算；吊点处焊接受力验算；吊点卸扣验算；滑轮验算。

4.1 6号线、Z2号线钢丝绳、卸扣、滑轮验算

1、6号线、Z2号线钢丝绳强度验算

采用钢丝绳均为6X37S+IWR，钢丝绳抗拉强度取1670N/mm2，安全系数K取6，换算系数为0.82。钢丝绳强度计算按主吊为150t、副吊为80t计算。

6号线、Z2号线最大钢筋笼吊重为37.5t，即重力约375KN，分为两种情况计算钢丝绳最大受力。

计算S1主吊扁担下钢丝绳受力Fs1，S2副吊扁担下钢丝绳受力Fs2，S3主吊扁担上钢丝绳受力Fs3，S4副吊扁担上钢丝绳受力Fs3。

第一种情况如图4.1-1所示。

图4.1-1 6号线、Z2号线吊装简图

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(1)竖向F合=0 即：

sin60o*F1+sin60o*F1+sin45o*F2+sin45o*F2-375000N=0 (2)Ma=0 即：

1*f*0.5+sin60o*F1*7.35+sin45o*F2*14.7+sin45o*0.5F2*22.05+sin45o*0.5F2*29.4-32.5*f*（32.5/2）=0

其中f为钢筋网片线重度，按钢筋笼最重37.5t，最长33.5m计算得f=375000/33.5=11194N/m。 结合（1）、（2）式得： F1=150892N；F2=158492N

主吊扁担下单根钢丝绳受力Fs1=F1/2=75446N 副吊扁担下单根钢丝绳受力Fs2=F2/2=79246N

Fs4所受的轴力在竖直方向的力等于副吊所受的力，即： Fs4*sin60o*2=sin45o*F2+sin45o*F2 由上式得Fs4=123188N 第二种情况如图4.1-2所示。

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图4.1-2 钢筋笼在竖直状态的受力简图

根据受力简图计算如下： （3）Fs1=G/4=375000/4=93750N （4）sin60oFs3=G/2 Fs3=216506N

综合上述两种吊装计算结果，钢丝绳受力最大值为： S1主吊扁担下钢丝绳受力Fs1=93750N S2副吊扁担下钢丝绳受力Fs2=79246N S3主吊扁担上钢丝绳受力Fs3=216506N S4副吊扁担上钢丝绳受力Fs3=123188N （5)钢丝绳选用 ①S1钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670N/mm2。 Pp=kFs1=6*93750=562500N d=Pp/0.3?=33.5mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢绳破断拉力，N； 0.3-为系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为40mm，最小破断拉力951KN，抗拉强度为1670MP的钢丝绳，长度15m。

②S2钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670NN/mm2。 Pp=kFs2=6*79246=475476N d=Pp/0.3?=30.8mm 式中：d为钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为34mm，最小破断拉力687KN，抗拉强度为1670MP的钢丝绳，长度16m。

③S3钢丝绳选用

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钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670NN/mm。 Pp=kFs3=6*216506=1299036N d=Pp/0.3?=50.8mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为56mm，最小破断拉力1860KN，抗拉强度为1670MP的钢丝绳，长度5.5m。

④S4钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670NN/mm2。 Pp=kFs4=6*123188=739128N d=Pp/0.3?=38.4mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为42mm，最小破断拉力1050KN，抗拉强度为1670MP的钢丝绳，长度为4.8m。

2、卸扣受力计算 （1）卸扣计算 卸扣K1=Fs1=93750N 卸扣K2=Fs2=61974N 卸扣K3=Fs3=216506N 卸扣K4=Fs4=123948N （2）卸扣选用：

为减少卸扣型号，K1、K2选用15t卸扣、K3、K4选用25t卸扣。 3、滑轮受力计算 （1）滑轮计算

滑轮L1=G/2=375000/2=187500N 滑轮L2=F2=123948N

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（2）滑轮选型

根据滑轮受力情况，L1选用型号：25t的滑轮，L2选用型号：15t的滑轮。

4.2 5号线钢丝绳、卸扣、滑轮验算

1、5号线钢丝绳强度验算

采用钢丝绳均为6X37S+IWR，钢丝绳强度极限为1670N/mm2（主吊扁担上部钢丝绳以1870N/mm2计），安全系数K取6，换算系数为0.82。钢丝绳强度计算按主吊为300t、副吊为150t计算。

5号线最大钢筋笼吊重为63.5t，即重力约635KN，分为两种情况计算钢丝绳最大受力。

计算S1主吊扁担下钢丝绳受力Fs1，S2副吊扁担下钢丝绳受力Fs2，S3主吊扁担上钢丝绳受力Fs3，S4副吊扁担上钢丝绳受力Fs3。

第一种情况如图4.2-1所示。

图4.2-1 5号线吊装简图

(3)竖向F合=0 即：

sin60o*F1+sin60o*F1+sin45o*F2+sin45o*F2-635000N=0 (4)Ma=0 即：

1*f*0.5+sin60o*F1*9.5+sin45o*0.5F2*19+sin45o*0.5F2*28+sin45o*0.5F2*37+sin45o*0.5F2*46-49.5*f*（49.5/2）=0

其中f为钢筋网片线重度，按钢筋笼最重63.5t，最长50.5m计算得f=635000/50.5=12574N/m。 结合（1）、（2）式得：

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F1=109003N；F2=315563N

主吊扁担下单根钢丝绳受力Fs1=F1/2=54502N 副吊扁担下单根钢丝绳受力Fs2=F2/2=157782N

Fs4所受的轴力在竖直方向的力等于副吊所受的力，即： Fs4*sin60o*2=sin45o*F2+sin45o*F2 由上式得Fs4=257625N 第二种情况如图4.2-2所示。

图4.2-2 钢筋笼在竖直状态的受力简图

根据受力简图计算如下： （5）Fs1=G/4=635000/4=158750N sin60oFs3=G/2 Fs3=366628N

综合上述两种吊装计算结果，钢丝绳受力最大值为： S1主吊扁担下钢丝绳受力Fs1=158750N S2副吊扁担下钢丝绳受力Fs2=157782N S3主吊扁担上钢丝绳受力Fs3=366628N

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S4副吊扁担上钢丝绳受力Fs3=257625N （6)钢丝绳选用 ①S1钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670N/mm2。 Pp=kFs1=6*158750=952500N d=Pp/0.3?=43.5mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为46mm，最小破断拉力1260KN，抗拉强度为1670N/mm2的钢丝绳,长度为20.3m。

②S2钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670N/mm2。 Pp=kFs2=6*157782=946692N d=Pp/0.3?=43.4mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为46mm，最小破断拉力1260KN，抗拉强度为1670N/mm2的钢丝绳，长度为25.5m（滑轮下钢丝绳长度为12.73m）。

③S3钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1870N/mm2。 Pp=kFs3=6*366628=2199768N d=Pp/0.3?=62.6mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

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考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为64mm，最小破断拉力2730KN，抗拉强度为1870N/mm2的钢丝绳，长度为5.5m。

④S4钢丝绳选用

钢丝绳破断拉力，取安全系数K=6，取抗拉强度σ=1670N/mm2。 Pp=kFs4=6*257625=1545750N d=Pp/0.3?=55.3mm 式中：d-钢丝绳直径，mm； Pp-钢丝绳破断拉力，N； 0.3-系数

σ-抗拉强度，N/mm2

考虑到吊装的受力复杂性，为安全起见，选用直径为58mm，最小破断拉力2000KN，抗拉强度为1670N/mm2的钢丝绳，长度为4.8m。

2、卸扣受力计算 （1）卸扣计算 卸扣K1=Fs1=158750N 卸扣K2=Fs2=157782N 卸扣K3=Fs3=366628N 卸扣K4=Fs4=257625N （2）卸扣选用：

为减少卸扣型号，K1、K2选用25t卸扣、K3、K4选用50t卸扣。 3、滑轮受力计算 （1）滑轮计算

滑轮L1=G/2=635000/2=317500N 滑轮L2=F2=257625N （2）滑轮选型

根据滑轮受力情况，L1选用型号：40t的滑轮，L2选用型号：30t的滑轮。

4.3扁担验算

6号线、Z2号线扁担与5号线扁担采用相同型号，所以验算按照5号线最长钢筋笼50.5m，重量为63.5t进行验算，如果5号线通过验算能够满足要求，6号线Z2号线也能满足要求。

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1、主吊扁担验算 （1）主吊扁规格尺寸

主扁担采用钢管+钢板组合加工，材料使用Q235钢材，主板厚度50mm，加强板厚度30、40mm，加强管选用?400×8mm钢管，规格尺寸如图4.3-1所示。

图4.3-1 主扁担规格示意

（2）主吊扁相关系数及数值 计算荷载系数：ψ=1.6

计算载荷：Q计 = ψ×Q额 = 1.6×63.5/2 = 50.8t 安全系数：

弯曲应力安全系数：n弯=2.4 拉应力安全系数： n拉=3.0 挤压应力安全系数：n挤=5.0 Q235钢材屈服应力：σs=2150kg/cm2 （3）主吊扁竖直方向荷载计算

抗弯模量：W=δh2/6=5×1002/6=8333cm3 弯矩：M=4.60×106kg/cm

弯应力：σ弯=M/W=4.60×106/8333=552kg/cm2 容许弯应力：[σ弯]=σs/n弯=2150/2.4=896 kg/cm2 σ弯<[σ弯] 满足要求。

（4）主扁担的挤压应力验算（按照应力最大的孔计算）

挤压应力：σ挤=Q计/4dδ=50.8×103/（2×9.9×11）=233 kg/cm2 容许挤压应力：[σ挤]= σs/n挤=2150/5=430 kg/cm2 σ挤<[σ挤] 满足要求。 2、副吊扁担验算

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（1）副吊扁规格尺寸

副扁担也采用钢管+钢板组合加工，材料使用Q235钢材，主板厚度30mm，加强板厚度30mm，加强管选用?273×8mm钢管，规格尺寸如图4.3-2所示。

图4.3-2副扁担规格示意

（2）副吊扁相关系数及数值

计算荷载系数：ψ=1.6

计算载荷：Q计 = ψ×Q额 = 1.6×47.63/2 =38.1t 安全系数：

弯曲应力安全系数：n弯=2.4 拉应力安全系数：n拉=3.0 挤压应力安全系数：n挤=5.0

Q235钢材屈服应力：σs=2150kg/cm2

（3）副吊扁竖直方向荷载计算

抗弯模量：W=δh2/6=3×902/6=4050cm3 弯矩：M=1.68×106kg/cm

弯应力：σ弯=M/W=1.68×106/4050=415kg/cm2 容许弯应力：[σ弯]=σs/n弯=2150/2.4=896 kg/cm2 σ弯<[σ弯] 满足要求。

（4）副扁担的挤压应力验算（按照应力最大的孔计算）

挤压应力：σ挤=Q计/2dδ=38.1×103/（2×8.2×9）=258.1kg/cm2

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容许挤压应力：[σ挤]= σs/n挤=2150/5=430 kg/cm2 σ挤<[σ挤] 满足要求。 3、扁担加工的技术要求

（1）钢板平整，落料平直，根据焊缝结构必须加工坡口方可焊接； （2）钢板不得有影响质量的缺陷，表面要求光滑平整；

（3）焊缝均匀连续焊，焊高为相邻之薄板厚度的2/3,焊后必须经退火处理方可进行加工；

（4）装配前各零件去毛刺，清洗干净，装配后各活动部分应转动灵活，无卡阻现象。

4.4吊筋强度验算

1、主吊吊环钢筋抗拉强度计算（5号线与6号线、Z2号线吊筋相同） 吊攀采用32圆钢，钢筋允许拉应力σ=210MPa。

[fv]=3.14×16mm×16mm×210N/mm2÷9.8N/Kg÷1000Kg/T=17.23T。 主吊吊点所承受的最大拉力是钢筋笼拼装后拎直时四个吊点受力时，吊点钢筋所受最大拉力（按4点吊）为63.5t÷4＝15.875t。

fv=15.875t<[fv]=17.23t 满足要求。 式中：[fv]—主吊吊环钢筋允许拉力。 fv—主吊吊环钢筋实受到的拉力。

2、副吊钢筋计算

起吊时12个吊点同时受力，在翻转的整个过程中，副吊8个吊点承受的重量为47.63t，吊点钢筋和钢筋笼主筋焊接在一起，考虑为刚性连接。

吊攀采用ф32圆钢，钢筋允许拉应力σ=210MPa N=π×0.162×210÷9.8N/Kg÷1000Kg/t=17.23t ∑N=17.23×8=137.84t＞47.63t 满足要求。 式中：N—单个圆钢截面所能承受的拉力； ∑N—副吊8个吊点所能承受的拉力；

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4.5焊缝强度验算

根据《钢筋焊接及验收规范》中规定：在焊接接头中，荷载施加于街头的力不是由与钢筋等截面的焊缝金属抗拉力所承受，而是由焊接金属抗剪力承受。焊缝金属抗剪力等于焊缝剪切面积乘以抗剪强度。熔敷金属抗剪强为钢筋抗拉强度的0.85倍，焊缝金属的抗剪强度为熔敷金属抗拉强度的0.6倍。

考虑主吊承受整个钢筋笼的重量，所以计算主吊各吊点焊缝金属受力情况，若主吊焊接金属强度满足要求，则副吊也满足要求。（5号线与6号线、Z2号线焊缝相同）

主吊各吊点采用（HPB300）32圆钢，焊缝采用单面焊接，焊缝长度为10d为320mm，厚0.5d，16mm，焊接焊条采用E43XX型；

焊缝剪切面积：2*320*16=10240mm2；

钢筋拉力：3.14*162*270=217KN(270为HPB300钢筋屈服强度） 焊缝金属抗剪强度为熔敷金属抗拉强度的0.6倍； 0.6*217*0.85=110.67N/mm2

焊缝金属抗剪力：10240*110.67=1133.3KN

焊缝金属抗剪与钢筋抗拉力之比为：1133.3/217=5.22

由于32圆钢受力满足要求，焊缝金属抗剪力也能完全满足要求，所以焊缝满足要求。

4.6担杠强度计算

1.变换吊点担杠强度计算（5号线与6号线、Z2号线担杠相同）： （1）变换吊点担杠钢板抗剪强度：

变换吊点担杠钢板采用长度为2米的16号轻型工字钢两侧各加一块2000mm×160mm×10mmQ235钢板，抗剪面积为20.2cm2+2×16cm2 =42.2cm2。

担杠理论所能承受最大抗剪力为：

fv＝42.2×120N/mm2÷9800N/T＝53.8T，

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受力时均为四块担杠同时承受整幅钢筋笼重量，安全系数取2时：63.5T÷4＝15.88T<53.8T÷2＝26.9T，满足要求。

（2）变换担杠所焊接8根主筋强度验算：

变换吊点时钢板所焊接的8根直径为32mm的HRB400钢筋主筋将承受整幅钢筋笼重量。其理论所能承受抗拉强度为：

f＝16mm×16mm×3.14×400N/mm2÷9.8N/kg÷1000kg/T×8＝262.5T， 取安全系数为2时： 262.5T÷2=131.2T>63.5T，满足要求。

4.7地基承载力验算

根据集中受力情况和实际施工经验，地面承受压力最大时为主吊下放整幅连续墙时。此时最大钢筋笼重量为61t，吊具重量为2.5t，吊车自重为385t，地面最大承重为F合=61+2.5+385=448.5t

单履带受力面积为S=8.71m×1.21m=10.5391m2

地面单位负荷q?F/2S=448.5*10/（2×10.5391m2）=213KPa

合式中：S—单履带受力面积；

F—履带吊、吊具及钢筋笼的总重量； q—地面混凝土地面所受应力。

施工场地内吊车行走作业区域，路面大部分是管线切改后的部位，地质松软，需要对现场进行勘察和钎探。根据勘察结果制定施工道路加固方案。对地基采用压路机进行分步碾压，再铺碎石再碾压。吊车行走区域场地均使用C30钢筋混凝土进行硬化（双层双向配筋，上层钢筋采用Ф12@200，下层钢筋采用Ф14@200），C30钢筋混凝土7天抗压强度可以达到18000～21000KPa，部分道场地路采用原沥青路面，城市一级主干道路面强度可达到30000KPa；故地基承载力满足要求。

通过计算，现场采用吊装设备如下表： 序号 1 2 3 名称 履带吊 履带吊 履带吊 型号 QUY300 QUY150 QUY80 单位 台 台 台 数量 1 2 1 备注 300t 150t 80t 36

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4 6号线、Z2号线主吊扁担上部钢丝绳 6号线、Z2号线主吊扁担下部钢丝绳 6号线、Z2号线副吊扁担上部钢丝绳 6号线、Z2号线副吊扁担下部钢丝绳 6号线、Z2号线副吊扁担下部钢丝绳滑轮下钢丝绳 5号线主吊扁担上部钢丝绳 5号线主吊扁担下部钢丝绳 5号线副吊扁担上部钢丝绳 5号线副吊扁担下部钢丝绳 5号线副吊扁担下部钢丝绳滑轮下钢丝绳 主吊扁担 副吊扁担 卸扣 卸扣 卸扣 直径56 根 2 5.5m/根 5 直径40 根 2 15m/根 6 直径42 根 2 4.8m/根 7 直径34 根 2 16m/根 8 直径34 根 2 10.4m/根 9 10 11 12 直径64 直径46 直径58 直径46 根 根 根 根 2 2 2 2 5.5m/根 20m/根 4.8m/根 25.5m/根 13 直径46 ?400×8mm钢管+50mm钢板 ?273×8mm钢管+30mm钢板 50t 25t 25t 根 4 12.73m/根 14 15 16 17 18 根 根 个 个 个 2 2 2 12 2 4.5m/块 3.6m/块 37

中国建筑股份有限公司天津地铁6号线工程土建施工第R1合同段 金钟站地下连续墙钢筋笼吊装方案

19 20 21 22 23 24 卸扣 5号线主吊 滑轮 5号线副吊 滑轮 6号线、Z2号线主吊滑轮 6号线、Z2号线副吊滑轮 担杠 15t 40t 30t 25t 15t 16#工字钢+10mm钢板 个 个 个 个 个 个 8 2 6 2 2 8 长度2m 5、施工组织

5.1责任目标

1.安全目标

杜绝重伤以上安全事故，轻伤率控制在0.2%之内，确保不发生任何等级的安全责任事故。

2.文明施工目标

严格遵守国家、部和天津市颁布有关文明施工的规定，遵照《天津地铁工程文明施工标准及管理规定》和《天津地铁工程施工环境保护行动计划》，确保在建工地达到天津市市级文明工地标准。

5.2组织机构与人员安排

1.吊装组织机构

本吊装工程组织机构由项目部组织机构兼任。我项目部配备项目经理1人、副经理2人、总工程师1人、商务经理1人。项目部下设8部2室,即财务资金部、技术管理部、商务合约部、工程管理部、物资设备部、质量安全部、测量监测部、机电部、试验室及办公室，其项目组织机构如图5.2-1。

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