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1、 钢结构安装过程中75T汽车吊在地下室顶板上吊装施工方法 李昱兴 张晓华 王粲 摘 要：钢结构施工于地下室顶板施工，全部后浇带施工完毕后进行。本文简要介绍钢结构吊装过程中地下室加固情况。关键词：75T汽车吊;地下室顶板;吊装加固1 工程概述本钢结构工程主体为三个正球体相连结构，球体直径为38.6m，内部中空无支撑结构，球体内部设有中心平台及连桥在标高15.9m处球体横向联系杆件相连，球体底座与球体弧形柱为销轴连接形式。每球体按20等分，每18设置弧形钢柱与顶部北极圈相互连接形成球体结构，横向主联系杆件为箱型结构，分别设置在6.9m、15.9m、22m标高处，其余次联系杆件主要为圆管结构。三个球
2、体结构用钢量约为1620吨，每单体球用钢量约为540吨，主要材质为Q345B及Q345GJ。弧形钢柱截面主要为：BOX50040016mm，柱间箱型联系杆件截面主要为：BOX60040016mm。2 75吨汽车吊行走状态下地下室顶板加固措施及受力分析顶板加固采用钢管脚手架，土建施工完后不拆除，用于汽车吊上楼面的楼板加固措施：采用483.5 的满堂钢管脚手管，立杆纵管间距为0.8m，水平横管间距为1.2m，步距为1.5m，搭设高度5.3米。脚手架规格为483.5（按照3.0壁厚计算），材质Q235。汽车吊在地下室顶板上作业时，应对行走轮压、支腿受力进行分析验算。75吨汽车吊参数如下：前轴第一、二
3、轴轮压为100KN，单轮轮压为50KN;后轴第三、四轴轮压为130KN，单轮轮压为65KN;参考公路桥涵通用设计规范JTG D60规范表4.3.1-2，前轴轮胎着地宽度及长度btx*bty=0.3*0.2m，后轴轮胎着地宽度及长度btx*bty=0.6*0.2m，楼板厚度300mm，混凝土强度C35。2.1 行走时对楼板的抗冲切承载力验算依据混凝土结构设计规范GB50010第6.5条验算轮压下，楼板的抗冲切承载力。因樓板厚度300mm50KN（前轮轮压），也大于后轮轮压65KN;后轮着地面积更大，也满足要求。故楼板抗冲切承载力满足在楼面上行走汽车吊的要求。2.2 行走时对楼板的局部承压验算按照
4、混凝土结构设计规范GB50010第6.6条，楼板局部承压验算公式为：=16.7N/mm2;（轮胎着地长度和宽度参考公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）表4.3.1-2）（考虑楼板下部脚手架垫块与楼板的接触面积）按照公式：1.35*1*2.645*16.7*60000=3577KN50KN（前轮轮压），也大于后轮轮压65KN;后轮着地面积更大，也满足要求。1.35*1*2.45*16.7*10000=552KN50KN（前轮轮压），也大于后轮轮压65KN;后轮着地面积更大，也满足要求。故楼板局部承压满足要求！3 行走时对支撑架的局部承压验算查表 483钢管的截面特性为：混凝土楼板厚度
5、300mm，楼板的平面刚度远远大于脚手架体系的平面刚度。相对于脚手架系统，楼板可以作为脚手架顶部的刚性平面垫块，上部的汽车吊荷载，可以作为均匀荷载考虑。脚手架立杆间距0.8米，保守偏安全的只考虑车轮相邻范围内的脚手架立杆作用。此范围内共有脚手架50个脚手架立杆。单个立杆的承受的汽车吊荷载为：Qk1=460/50=9.2KN各立杆的受力存在不均匀性，考虑1.2倍的不均匀系数。受力最大的立杆受力为：Qk1=9.2*1.2=11.04 KN（即约1.1吨）3.1 脚手架自重荷载（G1=1kN/）G k1=1*0.8*0.8=0.64 KN3.2 上部活荷载单根钢管考虑Qk1=11.04KN3.3 施
6、工活荷载（3KN/）QK2=3.0*0.8*0.8kN=1.92KN单立杆竖向承载力验算，不考虑楼板自重。楼板浇筑完成后，达到一定强度后，才允许汽车吊上楼面。此时偏保守地，按楼板只承受楼板自重荷载验算，验算脚手架承受外部荷载的安全性。单立杆的轴力设计值为：N=1.3* G k1+1.5*（ Qk1+ Qk2）=1.3*0.64+1.5*（11.04+1.92）=20.27KN依据建筑施工临时支撑结构技术规范JGJ300-2013，第4.4.10条：立杆计算长度取值立杆计算长度长细比 210 满足规范要求查表知 稳定系数立杆稳定性计算215满足要求。3 75吨汽车吊吊装状态下地下室顶板加固措施及
7、受力分析吊装时采用6.0m*2.0m路基箱扩散并对路基箱下方脚手架进行加密，立杆网格设置为600mm*600mm，横杆间距为1200mm。本工程鋼结构构件，最大的构件时球体下半球钢柱，最大重量15.0吨，（150KN）。汽车吊侧翻多发生在侧面吊装的工况，按极限状态吊装情况考虑，单侧腿受力，支腿反力N3=N4=0，支腿反力N1、N2最大;汽车吊自重460KN，最大构件重量150KN。N1=N2=（460+150）/2=305KN;对N1N2连线的中点取矩，建立平衡方程：F1*（R-3.95）-G1*3.9l5=0150*（R-3.95）-460*3.95=0得R=16.1m;在R=16.1m时，
8、吊车大臂旋转到N2位置，导致N2的支腿反力最大。此时，近似取四个支腿为正方形简化计算，对中心点G1位置曲取矩，列方程为：N1=N4;N1+N2+N3+N4=G1+F1N3*5.784-N2*5.784+F1*16.1=0 （对G1点取矩）N3*5.784*2+N1*8.45*2+F1*（16.1-5.874）-G1*5.784=0 （对N2点取矩）N1、N2、N3、N4未知，G1=460KN，F1=150KN，解方程组得：N2=511.2KN;N3=93.7KN; N1=N4=2.5KN;综合考虑两种工况，支腿最大反力为N2=511.2KN;支腿采用6m*2m路基箱扩散荷载：均布荷载 （路基箱
9、自重考虑60KN）单个脚手管支撑的有效面积为6m2m，同样从保守的角度考虑，设此区域的均布荷载全部由脚手管承受。按不加密立杆间距0.8m*0.8m计算。上部活荷载Qk=47.6kN/吊装时，吊装半径范围内无吊装之外的其他施工操作，吊装站位周边2米范围内，无材料堆载，不考虑其他施工荷载作用。最终单管承受荷载为：（1.31+1.547.6）0.80.8=46.53KN计算长度取大值长细比 215故由上可知，吊装时采用6.0m*2.0m路基箱扩散脚手架承载力不能满足施工要求。需对路基箱下方脚手架进行加密，立杆网格设置调整为600mm*600mm。脚手架自重荷载G1=1kN/按立杆间距0.6*0.6m
10、，重新计算：、荷载计算、脚手架自重荷载Gk=1kN/、上部活荷载Qk=47.6kN/最终单管承受荷载为：（1.31KN/+1.547.6kN/）（0.6m0.6m）=26.17KN计算长度取大值长细比 210 满足规范要求查表知 稳定系数立杆稳定性计算215，满足要求。4 汽车上楼面施工要求4.1 脚手架搭设必须按要求施工，汽车吊行走区域立杆间距0.8m*0.8m，横杆间距1.2m;汽车吊站立吊装区域立杆间距0.6m*0.6m，横杆间距1.2m;4.2 汽车吊在上楼板前混凝土强度应达到设计强度;4.3 汽车吊在楼板上为保护混凝土防止局部受压，在其支腿各垫2m6m路基箱，路基箱下方满铺木方，可保护楼面并均匀传递荷载;4.4 板底、梁底全部满堂脚手架，汽车吊停放位置处的脚手架不得拆除，直到吊装完毕，汽车吊撤出后方可拆除;4.5 在吊装作业时严格遵守“十不吊”，防止汽车吊倾覆。5 结语采用对地下室顶板加固的措施，通过计算，合理选择汽车吊型号，节约了成本，提高了作业效率。 -全文完-
