起重设备与混凝土结构吊装工程(doc 94页)flfv.docx
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1、14-22-4-8 固固定式塔塔式起重重机的地地基与基基础1基础础形式固定式塔塔式起重重机采用用钢筋混混凝土基基础,由由C355混凝土土和HPPB2335或HHRB3335钢钢筋浇筑筑而成,有有整体式式、分离离式和灌灌注桩承承台式钢钢筋混凝凝土基础础等形式式。整体式可可分为方方块式和和X形式式;分离离式又可可分为双双条式和和四个分分块式。方方块整体体式和四四个分离离方块式式常用作作10000kNNm以上上自升塔塔吊的基基础,其其构造和和功能见见表144-700。而XX形和双双条形基基础,则则用于44006000kNm级塔塔吊。两种固定定式混凝凝土基础础构造、功功能及应应用范围围对比表表 表表1
2、4-70分类整体式混混凝土基基础分离式混混凝土基基础简图1-地脚脚螺栓;2-垫垫板;33-混凝凝土;4-钢筋筋;5-灰土层层;6-虚土压压实层功能1将塔塔吊自重重及由外外荷载产产生的作作用力(倾倾覆力矩矩、水平平力、垂垂直力)传传给地基基;2起压压载和锚锚固作用用,保证证塔吊具具有抵抗抗整机倾倾覆的稳稳定性1承受受塔吊自自重以及及由外荷荷载产生生的作用用力,并并传至地地基;2略起起压载作作用和增增强抗倾倾覆稳定定性的作作用构造特点点1塔身身节通过过预埋件件固定在在混凝土土基础上上;2混凝凝土用量量大;3技术术要求高高,预埋埋件的位位置及标标高必须须经过仔仔细测量量校正,始始能保证证塔身垂垂直度
3、符符合要求求1塔机机底架直直接坐在在混凝土土基础上上,无需需复杂的的预埋件件;2混凝凝土用量量比较少少;3四块块混凝土土基础表表面标高高微有差差异时,可可通过设设置垫片片进行微微调适用范围围1设于于建筑物物内部的的塔吊基基础;2与建建筑结构构联成一一体的混混凝土基基础1设于于建筑物物外部的的附着式式塔吊、固固式定塔塔吊的基基础;2装有有行走底底架但无无台车的的塔吊当高层建建筑深基基础施工工阶段(例例如浇筑筑钢筋混混凝土底底板),如如确需在在基坑近近旁构筑筑附着式式塔吊基基础时,建建议采用用灌注桩桩承台式式钢筋混混凝土基基础。灌灌柱桩的的埋深可可根据地地质情况况确定,桩桩的直径径为8000100
4、00mmm。桩桩的中心心距应与与塔身尺尺寸相对对应,承承台应露露出地表表1525ccm,承承台尺寸寸既要满满足塔吊吊稳定性性的需要要,又应应符合施施工现场场条件。图图14-41为为北京天天伦饭店店工程施施工时2256HHC型塔塔吊的灌灌注桩承承台混凝凝土基础础构造示示意图。图14-41 灌注桩桩承台式式钢筋混混凝土基基础示意意图2地基基计算参照建建筑地基基基础设设计规范范(GGB 5500007-220022)规定定,塔式式起重机机的地基基承载力力计算方方法如下下:(1)基基础底面面的压力力,应符符合下式式要求:当轴心荷荷载作用用时pfaa (114-226)式中 p基础础底面的的平均压压力值
5、;fa地基承承载力特特征值。当偏心荷荷载作用用时,除除符合式式(14-26)要求外外,尚应应符合下下式要求求:pmaxx1.22fa (114-227)式中 pmaxx基础础底面边边缘的最最大压力力值。(2)基基础底面面的压力力,按下下列公式式确定:当轴心荷荷载作用用时,(14-28)式中 F塔式式起重机机传至基基础顶面面的竖向向力值;G基基础自重重和基础础上的土土重;A基基础底面面面积。当偏心荷荷载作用用,偏心心距eb/6时时(14-29)式中 M作用用于基础础底面的的力矩;W基基础底面面的抵抗抗矩。当偏心距距eb/6时时(图114-442),pmaxx按下式式计算:(14-30)式中 ll
6、垂直直于力矩矩作用方方向的基基础底面面边长;a合合力作用用点至基基础底面面最大压压力边缘缘的距离离。地基承载载力特征征值可由由载荷试试验或其其他原位位测试等等方法确确定。图14-42 偏心荷荷载(eeb/6)下基础础底压力力计算图图3分离离式基础础计算(图图14-43)图14-43 独立式式混凝土土基础1-塔机机支腿;2-支支腿底座座板;33-混凝凝土基础础按下列步步骤进行行:(1)确确定基础础埋置深深度根据现场场地基的的具体情情况确定定,一般般塔机基基础埋设设深度为为111.5mm。(2)计计算基础础底部所所需面积积A:(14-31)分离式基基础承受受轴心荷荷载,故故基础底底面可采采用正方方
7、形,其其边长aa。(3)确确定基础础高度基础高度度需满足足抗冲切切要求,可可近似按按下式计计算:(14-32)式中 h基础础高度;F塔塔式起重重机传至至基础顶顶面的竖竖向力值值;ft混凝土土抗拉强强度设计计值;um基础顶顶面荷载载作用面面积的周周长,即即塔机支支腿底座座板周长长。(4)配配筋基础配筋筋可参照照上述建建筑地基基基础设设计规范范中“扩展基基础”的构造造要求确确定,即即:1)受力力钢筋的的最小直直径不应应小于110mmm;间距距取10002200mmm;2)箍筋筋不小于于8mmm,间距距取15502200mmm。必要时,按按上述规规范通过过抗弯计计算确定定。4整体体式基础础计算整体式
8、基基础计算算除其自自身强度度需满足足规范要要求外,尚尚应满足足防止塔塔式起重重机倾覆覆和地基基承载力力的要求求。(1)防防塔机倾倾覆计算算为防止塔塔机倾覆覆需满足足下列条条件:(14-33)式中 e偏心心距,即即地基反反力的合合力至基基础中心心的距离离;Mt作用于于塔身的的不平衡衡力矩;H作作用于基基础上的的水平力力;h整整体基础础的高度度;F作作用于基基础顶面面的竖向向力;G基基础自重重;b基基础宽度度。(2)地地基承载载力验算算整体式钢钢筋混凝凝土基础础的地基基承载力力验算按按本节公公式(114-226)、(114-227)和(14-29)或(114-330)进进行。(3)配配筋同分离式式
9、基础。14-22-4-9 附附着式塔塔式起重重机的附附着计算算塔式起重重机附着着(锚固固)装置置的构造造、内力力和安装装要求在在使用说说明书中中均有叙叙述,因因此,在在塔机安安装和使使用中,使使用单位位按要求求执行即即可,不不需再进进行计算算,只有有当塔机机安装位位置至建建筑物距距离超过过使用说说明书规规定,需需增长附附着杆(支支承杆),或或附着杆杆与建筑筑物连接接的两支支座间距距改变时时,需进进行附着着计算。塔式起重重机的附附着计算算主要包包括附着着杆计算算、附着着支座连连接计算算和附着着框架计计算三个个部分。(1)附附着杆计计算附着杆按按两端铰铰支的轴轴心受压压杆件计计算。1)附着着杆内力
10、力附着杆内内力按说说明书规规定取用用;如说说明书无无规定,或或附着杆杆与建筑筑物连接接的两支支座间距距改变时时,则需需进行计计算。其其计算要要点如下下:塔机按按说明书书规定与与建筑物物附着时时,最上上一道附附着装置置的负荷荷最大(图图14-44),因因此,应应以此道道附着杆杆的负荷荷作为设设计或校校核附着着杆截面面的依据据。图14-44 塔式起起重机与与建筑物物附着情情况简图图1-最上上一道附附着装置置;2-建筑物物附着式式塔机的的塔身可视视为一个个带悬臂臂的刚性性支承连连续梁,其其内力及及支座反反力计算算简图如如图144-455所示,计计算方法法参见本本手册第第2章:施工常常用结构构计算及及
11、建筑筑结构力力学有有关内容容。图14-45 塔身内内力及支支座反力力计算简简图q1、qq2-风荷荷载;MM-力矩矩;N-轴向力力;T(TT)-由回转转惯性力力及风力力产生的的扭矩附着杆杆的内力力计算应应考虑两两种情况况:计算情况况I:塔塔机满载载工作,起起重臂顺顺塔身xx-x轴轴或y-y轴,风风向垂直直于起重重臂,如如图144-466(a)所所示;计算情况况II:塔机非非工作,起起重臂处处于塔身身对角线线方向,风风由起重重臂吹向向平衡臂臂,如图图14-46(bb)所示示。图14-46 附着杆杆内力计计算的两两种情况况(a)计计算情况况I;(bb)计算算情况III1-锚固固环;22-起重重臂;3
12、3-附着着杆;WW-风力力附着杆杆内力计计算方法法。附着着杆内力力按力矩矩平衡原原理计算算。对于计算算情况II(图114-447a):图14-47 用力矩矩平衡原原理计算算附着杆杆内力(a)计计算情况况I;(bb)计算算情况III式中 T、T塔身身在截面面1-11处(最最上一道道附着装装置处,见见图144-444,以下下同)所所承受的的由于回回转惯性性力(包包括起吊吊构件重重、塔机机回转部部件自重重产生的的惯性力力)而产产生的扭扭矩与由由于风力力而产生生的扭矩矩之和。风风力按工工作风压压0.225kNN/m22取用。|T|T|,但但方向相相反,系系考虑回回转方向向不同之之故;Vx、VVx塔身身
13、在截面面1-11处在xx轴方向向的剪力力,|VVx|Vx|,方方向相反反,原因因同上;Vy、VVy塔身身在截面面1-11处在yy轴方向向的剪力力,|VVy|Vy|,方方向相反反,原因因同上;a、l11l5力臂臂,见图图14-47aa。对于计算算情况III(图图14-47bb)同样用用力矩平平衡原理理,由MB0、MC0、MO00,分别别求得塔塔机在非非工作状状态下的的RACC、RBCC和RADD之值。需需注意的的是,此此计算情情况下无无扭矩作作用,风风力按塔塔机使用用地区的的基本风风压值计计算 基本风压值由建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)查得,如北京、西安地区的墓本风压值为0.35
14、kN/m2。,VVx1、VVx11为非工工作状态态下的截截面1-1处的的剪力。2)附着着杆长细细比计算算附着杆长长细比不应大大于1000。实实腹式附附着杆的的长细比比按l:r计算(ll附着着杆长度度;r附着着杆截面面的最小小惯性半半径);格构式式附着杆杆的长细细比按钢钢结构设设计规范范计算算,这里里从略。3)稳定定性计算算附着杆的的稳定性性按下列列公式计计算:(14-34)式中 N附着着杆所承承受的轴轴心力,按按使用说说明书取取用或由由计算求求得;A附附着杆的的毛截面面面积;轴轴心受压压杆件的的稳定系系数,按按钢结结构设计计规范采采用;f钢钢材的抗抗压强度度设计值值,按上上述规范范取用。(2)
15、附附着支座座连接计计算附着支座座与建筑筑物的连连接,目目前多采采用与预预埋在建建筑物构构件上的的螺栓相相连接。预预埋螺栓栓的规格格、材料料、数量量和施工工要求,塔塔机使用用说明书书一般也也有规定定。如无无规定,可可按下列列要求确确定:1)预埋埋螺栓(以以下简称称螺栓)必必须用QQ2355镇静钢钢制作。2)附着着的建筑筑物构件件的混凝凝土强度度等级不不应低于于C200。3)螺栓栓的直径径不宜小小于244mm。4)螺栓栓埋入长长度和数数量按下下列公式式计算:0.755ndlffN (114-335)式中 0.775螺栓群群不能同同时发挥挥作用的的降低系系数;n螺螺栓数量量;d螺螺栓直径径;1螺螺栓
16、埋入入混凝土土长度;f螺栓与与混凝土土的粘接接强度,对对于C220混凝凝土取11.5NN/mmm2;对于于C300混凝土土取3.0N/mm22;N附附着杆轴轴向力,按按使用说说明书取取用或计计算求得得。5)上述述计算结结果,尚尚需符合合下列要要求:螺栓数数量,单单耳支座座不得少少于4只只;双耳耳支座不不得少于于8只;螺栓埋埋入长度度不应少少于155d;螺栓埋埋入混凝凝土的一一端应作作弯钩并并加焊横横向锚固固钢筋;螺栓的的直径和和数量尚尚应按钢钢结构设设计规范范验算算其抗拉拉强度。6)附着着点应设设在建筑筑物楼面面标高附附近。(3)附附着框架架计算附着框架架按方形形钢架计计算,其其计算简简图如图
17、图14-48所所示;为为便于计计算,可可将其分分解,如如图144-499所示。图图中P为作用用于附着着框架的的荷载;根据最最大单根根附着杆杆内力计计算,作作用点为为顶紧螺螺栓(附附着框架架与塔身身连接用用)与附附着框架架的接触触点。具具体计算算方法可可参阅建建筑结构构力学有有关内容容,这里里从略。图14-48 附着框框架计算算简图图14-49 附着框框架计算算分解图图14-22-5 独脚拔拔杆独脚拔杆杆按材料料分有木木独脚拔拔杆、钢钢管独脚脚拔杆和和型钢格格构式独独脚拔杆杆三种。木木独脚拔拔杆已很很少使用用;钢管管独脚拔拔杆的起起重力一一般在3300kkN以内内,起重重高度在在30mm以内;格
18、构式式独脚拔拔杆的起起重力可可达10000kNN,起重重高度可可达600m。独独脚拔杆杆的缆风风常用558根根,缆风风与地面面夹角为为30455。大型型独脚拔拔杆的缆缆风需施施加初拉拉力,其其数值可可取在吊吊装中缆缆风最大大拉力的的30%500%(用用拉力表表测定)。14-22-5-1 钢钢管独脚脚拔杆的的起重能能力和附附属设备备钢管独脚脚拔杆的的起重能能力和附附属设备备见表114-771。钢管独脚脚拔杆的的起重能能力和附附属设备备 表表14-7114-22-5-2 格格构式独独脚拔杆杆格构式独独脚拔杆杆的构造造如图114-550所示示。图14-50 格构式式钢独脚脚拔杆(a)全全貌;(bb)
19、顶部部构造;(c)支支座构造造;(dd)中间间节构造造格构式独独脚拔杆杆一般均均制作成成若干节节,以便便于运输输,吊装装中根据据安装高高度及构构件重量量组成需需要长度度。缆风、滑滑车组和和拔杆的的连接,均均采用在在拔杆上上焊接吊吊环用卡卡环连接接,缆风风必须经经过计算算,并要要穿滑车车组用卷卷扬机或或倒链施施加初拉拉力。缆缆风下端端用水平平地锚固固定。格构式独独脚拔杆杆的起重重能力及及主要尺尺寸见表表14-72。格构式钢钢独脚拔拔杆的起起重能力力和尺寸寸 表表14-72注:缆风风绳根数数根据起起重量、高高度等条条件决定定,一般般为612根根。14-22-5-3 独独脚拔杆杆的竖立立和移动动1独
20、脚脚拔杆的的竖立独脚拔杆杆的竖立立有滑行行法、旋旋转法和和起扳法法。(1)滑滑行法先将拔杆杆就地捆捆扎好,使使拔杆的的重心位位于竖立立地点,再再将辅助助拔杆立立在竖立立拔杆位位置的附附近,用用辅助拔拔杆的滑滑车组吊吊在竖立立拔杆重重心以上上约11.55m处,然然后开动动卷扬机机,拔杆杆的顶端端即上升升,拔杆杆底端就就沿着地地面滑到到竖立地地点,当当拔杆即即将要垂垂直时,收收紧缆风风就可竖竖立好拔拔杆(图图14-51)。辅辅助拔杆杆高度约约为拔杆杆高的22/3。图14-51 滑行法法竖立拔拔杆1-拔杆杆;2-滑车组组;3-辅助拔拔杆;44-辅助助拔杆缆缆风;55-拔杆杆缆风(2)旋旋转法将拔杆脚
21、脚放在竖竖立地点点,并将将拔杆头头部垫高高。在竖竖立地点点附近,立立一根辅辅助拔杆杆,将辅辅助拔杆杆的滑车车组吊在在距离拔拔杆头约约1/44的地方方。开动动卷扬机机,拔杆杆即绕底底部旋转转竖立起起来,当当转到拔拔杆与水水平线夹夹角约660700时,收收紧缆风风将拔杆杆拉直(图图14-52)。辅辅助拔杆杆高度约约为拔杆杆高的11/2。图14-52 旋转法法竖立拔拔杆1-辅助助拔杆;2-拔拔杆;33-滑车车组;44-缆风风;5-卷扬机机;6-支垫;7-反反牵力(3)起起扳法将辅助拔拔杆立在在竖立拔拔杆的底底端,与与竖立拔拔杆互成成垂直,并并将其连连接牢固固。在两两拔杆之之间,用用滑车组组联结。同同
22、时把起起扳的动动滑车绑绑于辅助助拔杆的的顶端,把把定滑车车绑在木木桩上,并并使起重重钢丝绳绳通过导导向滑车车引到卷卷扬机上上。开动动卷扬机机,辅助助拔杆绕绕着支座座旋转而而向后倾倾倒,拔拔杆就被被扳起,当当扳起到到拔杆与与水平线线夹角成成60700时,可可收紧缆缆风使拔拔杆竖直直(图114-553)。辅助助拔杆高高度约为为拔杆高高的1/2。图14-53 起扳法法竖立拔拔杆1-辅助助拔杆;2-拔拔杆;33-滑车车组;44-卷扬扬机;55-支垫垫;6-缆风;7-反反牵力2独脚脚拔杆的的移动先将后缆缆风慢慢慢放松,同同时收紧紧前缆风风,使拔拔杆向移移动的一一侧倾斜斜,倾斜斜角度一一般不超超过100,
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