1武汉地铁集团有限公司 湖北武汉 430000；2身份证号：231025199004055714
摘要：超长、超重地下连续墙钢筋笼吊装工程操作困难，危险性大，技术要求高，成为地下连续墙施工中的重难点。本文以武汉地铁21号线后湖大道站152幅地下连续墙施工为依托，通过分析地连墙钢筋笼吊装过程中纵、横向桁架筋的受力，得到桁架筋轴向最大承载力；利用MIDAS Civil软件建立了钢筋笼简化计算模型，分析得到五排吊点情况下吊点最大间距；同时对吊车选型及钢丝绳吊装角度进行了分析。
关键词：钢筋笼吊装；地下连续墙；吊点设置；吊机选型
Abstract：Overweight underground continuous wall reinforced cage hoisting engineering operation difficult, high risk is big, it is a difficult point in construction of underground continuous wall. In this paper, to Wuhan Metro Line 21 Houhu Avenue Station underground continuous wall construction as the basis, through the analysis to the wall in the process of reinforcing cage hoisting stress of vertical and horizontal the truss stiffened, be truss stiffened axial maximum bearing capacity; Using Midas civil software simulation of reinforcement cage simplified calculation model, analysis to get five rows lifting point spacing largest lifting point situation; At the same time The crane selection and wire rope hoisting angles are analyzed.
Key words：Lifting of steel bar cage; Underground continuous wall; Lifting point setting; Crane type selection
地下连续墙作为一种常见的止水围护结构，在基坑工程中应用广泛，具有工效高、工期短、质量可靠、经济效益高，施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工，且墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，但是超深地下连续墙钢筋笼吊装具有危险性大，施工难度大的缺点。本文以武汉地铁21号线后湖大道站钢筋笼吊装作为研究对象，通过对钢筋笼整体吊装过程中纵、横向桁架筋受力分析，建立了简化的计算模型，确定了钢筋笼吊点位置以及吊点最大间距，同时对起重机的选型依据和钢丝绳吊装角度进行了叙述。
1 工程概况
武汉地铁21号线后湖大道站位于后湖大道与建设大道交叉路口以东，沿后湖大道地下东西方向布设。车站全长416m，标准段宽23.5m，盾构段宽29.6m。小里程端盾构段基坑深度约29.3m，标准段深度约26.6m，大里程端盾构段深度约30.2m。本工程围护结构采用地下连续墙加内支撑的型式，围护结构与主体结构采用复合墙的连接方式，地下连续墙厚1000mm，地下连续墙深度为47.8m～54.8m不等，标准段幅宽为6m，异形段幅宽为4.3m～6.35m不等。混凝土强度等级采用C35水下混凝土，接头采用工字型钢板接头。钢筋笼最大笼重为63t，最大长度为54.3m。钢筋笼吊装采用双机台吊方式整体吊装，主吊为320t履带吊，副吊为180t履带吊。
2 钢筋笼吊装分析
2.1 钢筋笼组成
地下连续墙钢筋笼主要由上下层纵向主筋，上下层水平分布筋组成，同时为了保证钢筋笼吊装过程中的整体性和稳定性增设了纵向桁架筋，水平桁架筋和面层的X形剪力筋。其中桁架筋由上下层主筋和中间的斜向钢筋组成。
本工程中钢筋笼纵向主筋采用C28和C32两种钢筋，水平分布筋采用C20钢筋，纵横向桁架筋和X形剪力筋采用C28钢筋。
为了得到多排吊点吊装钢筋笼时，吊点间距最大值，现调整吊点间距，通过分析比对最大变形和最大轴力结果，得到最大吊点间距。
1调整主吊吊点间距为20m，得到最大变形为64mm，大于L/400，最大轴力为177kN，大于允许最大轴力121kN，因此吊点间距20m不能满足要求。
2调整主吊吊点间距为18m，得到最大变形为38mm，小于L/400，最大轴力为130kN，大于允许最大轴力121kN，因此吊点间距18m不能满足要求。
3调整主吊吊点间距为17m，得到最大变形为32mm，小于L/400，最大轴力为118kN，小于允许最大轴力121kN，因此吊点间距17m满足要求。
因此可以得出采用多排吊点吊装钢筋笼时吊点间距不能超过17m。
本工程采用15m跨度，是考虑一定的安全系数。本工程中主吊采用2排吊点，副吊采用3排吊点，若主吊采用3排吊点，副吊采用2排吊点可以使副吊承受荷载减小，但是钢筋笼下放时要多换一次吊点，导致功效降低，另外在换吊点时钢筋笼露出地面25m，插入比为1:1，吊车晃动或风荷载作用时会有一定风险，而采用两排吊点时露出地面16m，插入比为1:2.4，吊装过程中相对风险小。因此一般采用5排吊点时主吊采用2排吊点，副吊采用3排吊点。
吊装时，吊索所受的拉力一定时，起重量随着钢丝绳与钢筋笼水平夹角α的增大而增大。
3 钢筋笼吊装机械选型
钢筋笼吊装一般采用双机台吊法施工，水平吊装时副吊受力最大，当钢筋笼竖直后，所有荷载均由主吊承担，由此可以根据不同工况选择合适的吊车进行施工。
3.1主吊选型
选用主吊时需要考虑的因素有四个：
钢筋笼重量和吊具重量；
本工程钢筋笼重量为63t，吊具2t。
2）主吊起吊垂直高度
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77°和钢筋笼的最大尺寸，而且要考虑钢筋笼吊起后能旋转180°，且不碰撞主吊臂架，满足BC距离>3m的条件。
本工程加工制作的吊具尺寸为h1=2.6m，h0=0.6m，因此：
AC=BC*tan77°>12.99m
h2=(30-15-1*2)/2=6.5m
故b=AC-h0-h1-h2>12.99-0.6-2.6-6.5=3.3m
H=h0+h1+h2+h3+h4=0.6+2.6+6.5+54.3+0.5=64.5m
b—起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离（一般取2.5～3.5m）
h0—起吊扁担净高，h0=0.6m
h1—扁担吊索钢丝绳高度
h2—钢筋笼吊索高度
h3—钢筋笼长度
h4—起吊时钢筋笼距地面高度，h4=0.5m
3）主吊机起重臂长度
L=（H＋b－C）/sin77°>（64.5＋3.5－1.8）/sin77°=67.94m
R=F+L*cos77°>0.7+67.94*cos77°=15.98m
C为起重臂下轴距地面的高度1.8 m，F为起重机臂杆支点中心至起重机回转中心的距离0.7m。
4）吊机安全系数
主吊吊装钢筋笼行走时需考虑0.7倍安全系数。
根据主吊机起重臂长L和最大吊重G，对照履带吊性能参数表，选择320T履带吊作为主吊，主臂杆长67.1m、工作幅度14m时起重量90.8t、工作幅度16m时起重量83.8t。
3.2副吊选型
副吊在水平起吊时承担主要作用，受力相对于主吊也是最大，根据不同钢筋笼长度及吊点设置位置，副吊承受荷载不同，钢筋笼越长，副吊吊点间距越大，副吊承受荷载越大，可以根据主副吊吊点位置，通过弯矩平衡原理计算出副吊承受最大荷载。本工程中副吊最大承受荷载为404.2kN（包含吊具重量）。
双机台吊时要考虑双机台吊安全系数K，K取值为0.75。
本工程根据最大起重荷载，吊车工作幅度，起吊安全系数及吊车性能参数表选择180t履带吊作为副吊。
4结语
本文利用MIDAS/Civil有限元软件对地下连续墙钢筋笼吊装进行数值模拟，结合施工现场54m长地下连续墙钢筋笼整体吊装施工，得到以下结论：
1. 分析了纵、横向桁架筋受力情况，简化了受力计算模型，得出桁架筋轴向承载力为121kN。
2. 建立了简化的数值模型，对比整体钢筋笼模型，简化的数值模型得出的结果偏于安全，适用于工程实际。
3. 分析了纵向吊点间距，五排吊点情况下，吊点最大间距为17m。
4. 根据钢丝绳受力与吊装角度的关系，得到钢丝绳吊装时与钢筋笼角度在30°~90°为宜。
5. 结合工程实际对主、副吊吊车选型进行了阐述。
参考文献
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论文作者:谢丽军1,薄理壮2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/7
标签：钢筋论文; 间距论文; 桁架论文; 地下论文; 荷载论文; 工程论文; 双机论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;