沈陽某體育館看臺板吊裝專用吊具設(shè)計與施工總結(jié)

看臺板吊裝專用吊具設(shè)計與施工1、工程概況和重點(diǎn)難點(diǎn)1.1工程概況：*****中心體育場工程位于沈陽市******，是一座能容納60000名觀眾的綜合性體育場，作為體育場館工程看臺板的施工是工程中必備的部分。該工程看臺共分為三層,其中間層看臺為包廂，一層和三層為觀眾看臺,最大跨度為13m。為縮短工期，大面積采用了預(yù)制看臺板。本工程預(yù)制看臺板共有2271塊，最長板13.3m、重約8.9t，施工安裝看臺板最遠(yuǎn)吊裝距離為50m，最高達(dá)32.2m，預(yù)制看臺要求達(dá)到飾面清水混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。如此長的預(yù)制看臺板在國內(nèi)的眾多場館建設(shè)中還沒先例,如何制作模板、混凝土澆筑脫模、拆模翻身、運(yùn)輸及如何吊裝就位等技術(shù)問題均無可借鑒的依據(jù)。*****中心體育場工程所采用的預(yù)制混凝土看臺板分為T型和一字型兩種（見圖1、2），T型看臺板分為上下返梁形式，按截面尺寸共分為十種型號，重量4.5t到9t。一字型看臺板按截面尺寸劃分共有四種形式，重量3.5到9t。由于本工程工期緊、看臺板截面形式特殊復(fù)雜，安裝時吊裝、翻身T型看臺板和一字型看臺板都需要有特殊的吊具才能既省時又安全的完成吊裝任務(wù)。若采用普通吊裝工具和常規(guī)的吊裝方法是無法順利完成吊裝任務(wù)的，因此，項目結(jié)合預(yù)制混凝土看臺板外形，經(jīng)過多次設(shè)計計算和論證工作，制作了一種新型的吊具，順利完成預(yù)制混凝土看臺板的吊裝任務(wù)，經(jīng)工程實(shí)踐總結(jié)了吊具的設(shè)計與施工技術(shù)。圖1T型看臺板示意圖圖2一字型看臺板示意圖1.2看臺板吊裝的重點(diǎn)難點(diǎn)與注意事項1.2.1本工程看臺板截面形式特殊復(fù)雜，規(guī)格、型號多。在吊裝過程中每種吊具只能吊裝相對應(yīng)的看臺板，吊具要求規(guī)格型號多。1.2.2看臺板吊裝、翻身控制自身重力給看臺板帶來的損壞問題，需要采取措，合理選擇吊鉤上的吊點(diǎn)，嚴(yán)格控制好吊裝工藝，以保證看臺板在起吊后保持水平位置。1.2.3看臺板吊裝過程中成品保護(hù)難，需要采取保護(hù)措施控制好吊具與看臺板相接觸的部位。圖3T型看臺板上部吊孔設(shè)置圖4翻身搖車的混凝土平臺1.2.4在一字型看臺板翻身過程中搖車下部應(yīng)用素混凝土做一個平臺，平臺一端要高出地面300mm以上，以備寬度為1620、1820的平板看臺板翻身使用。1.2.5鐵扁擔(dān)共有6根，吊鉤吊具每種型號各有兩套。在吊裝過程中必須每吊裝四分之一數(shù)量的看臺板后更換一下吊具和扁擔(dān)，并對更換下來的釣具進(jìn)行檢查和修補(bǔ)，以防止因?yàn)殚L期使用吊具疲勞破壞而發(fā)生危險。2、吊具的設(shè)計與應(yīng)用2.1吊具2.1.1T型看臺板吊具選擇T型看臺板是帶有上下返梁的看臺板，在吊裝過程中，上一層板的前沿要壓在下層板的上返梁上面（見圖5），如果用普通的吊帶進(jìn)行吊裝，在每一塊看臺板吊裝完成后吊帶是無法撤出的。因此，T型看臺板的吊具要選擇滿足能撤出吊帶的吊具，所以根據(jù)看臺板截面形狀設(shè)計出一種專用的吊鉤來進(jìn)行看臺板的吊裝，吊鉤根據(jù)看臺板的截面型號也分為十種，（見圖6）。2.1.2吊具的受力計算2.1.2.1T型看臺板吊鉤的受力計算單個T型看臺板最重9噸，每個吊具承受重量4.5噸，加吊具自重（約0.04t），考慮吊具不均衡受力適當(dāng)放大，計算每個釣具承受重量5噸。型材和上部焊縫承受拉力P=50*1.4=70KN和彎矩M=70*0.2=14KN*m。(1)吊鉤、方鋼□100*8：A=27.791，正應(yīng)力：最大彎曲應(yīng)力：型材滿足要求。(2)方鋼采用對接焊縫，鋼板的厚度為t=8mm，滿足要求。2.1.2.2一字型看臺板吊具受力計算：單個看臺板最重9噸，加吊具自重0.5t，每個吊具承受重量4.75噸，考慮吊具不均衡受力適當(dāng)放大，每個吊點(diǎn)按5噸（50kN）計算。(1)穿板螺栓計算螺栓的為?40則A總=3.1416*D*D/4=3.1416*40*40/4=1256.64mm2插銷所站洞口面積（按10mm寬的孔計算）：A洞=39*5+2*29*（3.1416*D*D/4）/360=397.46mm2A凈=1256.64-397.46=859.18mm2σ=T/A凈=5.0*10000/859.18=58.2N/mm2<215N/mm2(2)穿銷板的受力計算：穿銷板每一面受剪力為T/2=2.5=25kN穿銷板的規(guī)格為-8*（50-60），最小截面的高度為50mm計算鋼板的抗剪設(shè)計值為fv=125N/mm2V=fv*A=125*50*8=50kN>25kN(3)吊耳計算孔壁計算：吊耳采用-20*100*100的鋼板，中間開φ40的孔T=ftb*A1=125*30*20=75kN>25kN焊縫計算：由于耳板與槽10焊接，槽10的厚度5.3mm，焊縫取hf=t=5.3mm（雙面角焊縫）ftw=160/mm2焊縫抗拉：T=ftw*L=160*2*5.3*（100-2*5.3）=151.6kN滿足使用要求。2.1.2.3、上部吊裝使用的鐵扁擔(dān)受力計算(1)鐵扁擔(dān)選用H300*300*10*15，其自重設(shè)計值1.2*8=9.6kN。本身強(qiáng)度計算：V=56+9.6/2=60.8kN，M=60.8*3.91=237.73kN*m，A=120.4,W=1370滿足要求。(2)焊縫計算：采用-20*200*200板，雙面腳焊縫與鐵扁擔(dān)連接，則每個腳焊縫承受的力為60.8kN，焊縫長度200mm。滿足要求。(3)吊孔計算：①下部吊孔：每個受力60.8kN，孔邊距60mm，則②上部吊孔：邊距為60mm，受力112kN。則。圖5圖6經(jīng)過計算每一個吊鉤都滿足設(shè)計承載力的要求。圖7T型看臺板卸放狀態(tài)2.1.2.4T型看臺板吊具的使用(1)先將看臺板利用吊車將其翻身使看臺板在地面上的擺放形式與安裝后的狀態(tài)相同，并使看臺板下反梁與地面留出200mm以上的間隙以便于吊具能夠從看臺板兩側(cè)順利的進(jìn)入看臺板下部適合吊裝的位置，每塊看臺板利用兩個吊鉤進(jìn)行吊裝。(2)將吊鉤利用鋼絲繩與鐵扁擔(dān)相連，應(yīng)該保證兩個吊鉤豎直吊裝至看臺板應(yīng)在的位置，調(diào)整好與軸線距離后落鉤。(3)看臺板下落調(diào)整穩(wěn)定后吊鉤繼續(xù)下落，利用其自身重力在下落到一定高度后利用人工向看臺板后方向后拉就可以將吊鉤卸下繼續(xù)進(jìn)行下一塊板的吊裝，可以做到省時省力的效果。圖8T型看臺板翻身過程一圖9T型看臺板翻身過程二圖10T型看臺板翻身過程三圖11上吊具過程圖12看臺板就位圖13吊具從看臺板后方拆除2.1.2.5施工工序用吊具卡住看臺板→吊具與鐵扁擔(dān)連接→檢查→起吊→初就位→調(diào)平就位→與結(jié)構(gòu)連接→板與板之間縫隙處理2.1.2.6施工方法(1)按加工圖紙制作鐵扁擔(dān)及吊具。(2)將吊具從看臺板兩側(cè)伸入看臺板下部，固定住看臺板，然后將吊具用鋼絲繩、卡環(huán)與鐵扁擔(dān)連接;(3)檢查看臺板與吊具之間、吊具與鐵扁擔(dān)之間是否連接好。(4)每跨看臺板吊裝時,吊裝順序由低到高。卸車碼放如圖。(5)起吊時要慢，并派人用繩索將看臺板拉正，并由在堆放場地的信號工進(jìn)行指揮；快就位時改由在看臺上的信號工進(jìn)行指揮。(6)看臺板吊裝前，需對斜梁的平整度、標(biāo)高進(jìn)行測量；對偏差較大的，需用水泥砂漿找平。(7)先在看臺斜梁用彈出十字定位線,同時在看臺板上也需彈出與其對應(yīng)的定位線。就位時，將兩條線對齊（如下圖）。十字定位線在看臺板上彈出相對應(yīng)的定位線十字定位線在看臺板上彈出相對應(yīng)的定位線(8)用撬棍對看臺板進(jìn)行微調(diào)時，需在看臺板下面用鋼墊板做好保護(hù)措施，仰角部位嚴(yán)禁使用撬棍以免損害構(gòu)件。(9)在吊裝過程的同時需用水準(zhǔn)儀對看臺板水平標(biāo)高進(jìn)行測量，且不少于3個點(diǎn)。標(biāo)高不平時需用事先準(zhǔn)備好的鋼墊（1㎜～10㎜）進(jìn)行墊平,標(biāo)高及定位準(zhǔn)確后方能落吊。(10)看臺板安裝時,要使縱橫縫寬窄均勻、相鄰板面平整。(11)因看臺板高差相鄰為360㎜,需看臺板實(shí)際高度為350㎜,之間的10㎜縫隙需用10㎜的膠條墊起，其余部位上面用水泥砂漿坐漿，安裝時要求濕坐漿，安裝就位后檢查安裝質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)看臺板底有縫隙用微膨脹注劑處理。(12)與現(xiàn)澆看臺板相交的板，因考慮澆筑完成后吊具無法拿出，需在看臺板安裝完成后，進(jìn)行澆筑。(13)板吊裝完成后,需對相鄰板及梁的埋件部位進(jìn)行焊接。焊接的具體要求，以施工圖紙為準(zhǔn)。(14)焊接完成后,按設(shè)計圖紙的要求將預(yù)制板環(huán)向和徑向的拼縫或收邊處進(jìn)行封閉處理。(15)如吊裝過程中看臺板被損壞，由業(yè)主、監(jiān)理確認(rèn)無法使用時，立即通知構(gòu)件場進(jìn)行重新加工。并暫時停止此跨的吊裝，進(jìn)行下一跨的吊裝工作。(16)看臺板焊接過程中，在頂板支撐拆除前，借用其支撐架進(jìn)行焊接。頂板支撐拆除后采用如下圖所示的移動支架進(jìn)行就位及焊接。2.1.2.7一字型看臺板吊具(1)吊具形式在看臺與主結(jié)構(gòu)橫向主梁相交的地方，設(shè)計使用的是一字型預(yù)制混凝土看臺板。一字型看臺板在地面翻身及吊裝過程中，如何能保證方便快捷又不損壞看臺板都是本工程的難點(diǎn)及重點(diǎn)。根據(jù)其內(nèi)部配筋結(jié)構(gòu)和外形尺寸，在堆放過程中考慮到板的自身受力性能，需要用將一字型看臺板豎直放在地面上，防止自身重力破壞看臺板。在吊裝前不能用和T型看臺板一樣的翻身方法，所以就設(shè)計了一種搖車能夠順利地把看臺板由豎直方向轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒挪⒎乐狗淼臅r候看臺板損壞。看臺板在相應(yīng)的位置上預(yù)留兩個螺栓孔，之后方便翻身和吊裝之用。圖14一字型看臺板的地面擺放圖15看臺板翻身所用的搖車(2)吊裝工具本工程一字型看臺板的吊裝與其他工程不同，一字型看臺板吊裝完成后看臺板四周為全封閉結(jié)構(gòu)。如果用其他吊具吊裝，吊裝完成后吊具無法撤出來，所以又設(shè)計了一種專門吊裝一字型看臺板的吊具（見圖），由一根托梁和兩個吊梁組成兩個聯(lián)系桿組成，配合翻身所用的搖車共同使用，可以有效地解決一字型看臺板吊裝過程中出現(xiàn)的問題，并能夠保證看臺板不被破壞。圖16一字型看臺板吊具圖圖17一字型看臺板吊具(3)吊具的使用①先將一字型看臺板豎直吊起來，用人工將搖車的平面部分轉(zhuǎn)向看臺板，將兩個聯(lián)系桿插入看臺板上的預(yù)留孔洞中，將聯(lián)系桿上的鋼絲繩連在鐵扁擔(dān)上利用吊車使看臺板翻身。圖18一字型看臺板翻身過程②再用粗鋼絲繩將吊梁上的吊點(diǎn)和鐵扁擔(dān)相連，將搖車和吊梁拆卸開，利用吊車將看臺板和斜梁一起吊裝就位后落鉤。圖19一字型看臺板就位圖③看臺板就位后拿掉連系桿上面的銷子，利用兩個聯(lián)系桿上的細(xì)鋼絲繩將托梁從看臺板下部慢慢下落，然后從相鄰一跨將托梁取出，進(jìn)行下一塊一字型看臺板的吊裝。圖20吊梁的卸放原理3、取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益通過本工程看臺板的吊裝，我們實(shí)現(xiàn)了大跨度、單層配筋混凝土板、大重量、自防水、清水混凝土看臺板一次就位安裝成功，填補(bǔ)了我國清水混凝土預(yù)制看臺板施工技術(shù)空白，我們總結(jié)到吊具設(shè)計成功主要關(guān)鍵點(diǎn)有：構(gòu)件的重心變化，要有不同的吊點(diǎn)對應(yīng)；吊具和吊帶的穿插配合應(yīng)用要合理；吊具本身的重量要輕巧；便于人員操作；節(jié)點(diǎn)設(shè)計安全等等，我們還根據(jù)此吊具的設(shè)計申請了兩個專利（專利受理號為200720142912.8和200720142913.2）,現(xiàn)已審批受理。實(shí)用新型和常規(guī)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對比表(T型)對比項目常規(guī)工藝方法新型工藝方法節(jié)約時間備注吊裝效率20分鐘/塊5分鐘/塊15分鐘/塊履帶吊施工，現(xiàn)場場實(shí)測數(shù)據(jù)總工期約4個月工期約1個月工期約3個月經(jīng)濟(jì)效益吊裝機(jī)械費(fèi)用約1150萬人工費(fèi)約160萬萬元總費(fèi)用：310萬萬元吊裝機(jī)械費(fèi)約688萬元人工費(fèi)約50萬元元總費(fèi)用：118萬萬元節(jié)約費(fèi)用：1922萬元按6萬人體育場計算測測算總T型板數(shù)約2000塊，履帶吊吊施工以上測試依據(jù)：按6萬人的體育場計算算，T型板塊數(shù)按2000塊計算；履帶吊施工，吊裝裝效率為現(xiàn)場場實(shí)測數(shù)據(jù)；；機(jī)械費(fèi)用中進(jìn)出場場費(fèi)基本不受受工期影響。實(shí)用新型和常規(guī)工藝數(shù)據(jù)對比表(平面型)對比項目常規(guī)工藝方法