15#竖井龙门架设计与施工方案

石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案1暗挖竖井龙门架设计与施工方案一、工程概况石景山应急热力管线工程，暗挖段管线设计起点为13点，终点为15点，15-16点、16-16a点为直埋管线，该区段管线总长224.632m，其中隧道净长度为128.532m，全线共设施工竖井4座，小室4座。本工程竖井全部采用采用锚喷倒挂施工，根据现场实际情况，设计堆土场长度在6.5米左右。各竖井设龙门架，采用5t电动葫芦、自制运土罐（r=0.6m，h=1.0m，钢板厚1cm）吊运土方。龙门架主要采用I32工字钢、L100*10角钢现场焊接拼制，立柱跨距8m，门架排距6m，梁顶距地面净高6m。13#竖井平面一衬完成后净空尺寸为13.2m×7.2m，锁口圈梁尺寸为：1.0m×0.6m，龙门架沿长向布置。14#竖井平面一衬完成后净空尺寸为9.7m×7.7m，锁口圈梁尺寸为：1.0m×0.6m。受到施工场地狭小的影响，龙门架调整为沿7.7m方向布置。15#竖井平面一衬完成后净空尺寸为8.5m×7m,锁口圈梁尺寸为：1.0m×0.6m，龙门架沿长向布置。其中15#竖井受周边管线影响，锁口圈梁上表面降至距地面1.5m，该部位门柱较其他竖井门柱高，达到7.5m，且横梁跨度最大，达到8m，现以15#竖井为例进行计算，其他竖井龙门架布置同15#竖井。二、龙门架设计结合竖井尺寸，6根I25b工字钢立柱中的4根7.5m高立柱直接安设在竖井圈梁上（在圈梁上表面安放立柱固定用埋件，埋件为10mm厚钢板，尺石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案2寸500*600，锚筋4Φ22，长500mm，焊接牢固），另2根6m高立柱设于堆土场内，其下方浇筑尺寸为1m×1m×1m的C25混凝土立柱基础（支墩）。2根I32b工字钢行车梁（行梁）长13米(有效长度12m)，间距1.8m。I32b工字钢吊梁及托梁长9m(有效长度8m)。行梁与吊梁、托梁焊接成一体。为确保钢架结构整体稳定性，采用L100×100×10型钢作为横撑及剪刀撑，通过增加贴角板（三角板）、联结板等方式增加钢结构焊接牢固程度。为方便设备检修，可设置检修平台，检修平台位置图中示意。平台采用2根L100×100×10型钢（间距1m）做为承重梁，承重梁与立柱横撑焊接牢固，上间距600mm与承重梁焊接φ22钢筋，满铺50厚脚手板，钢板两侧间距1m焊接1.2m高Φ48*3.5钢管立柱，设2道横杆，并用密目网缠裹后形成防护栏。龙门架各部位的具体尺寸及位置，详见L1、L2图三、龙门架验算15#竖井龙门架主要受力对象简图如下（杆件连接实际安装采用焊接，为刚接点，为计算简便，受力梁按简支受力计算）：石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案3门架梁立柱行车梁行车梁门梁简图立柱行车梁立柱立柱行梁简图计算荷载为土罐自重（r=0.6m，h=1.0m，钢板厚1cm）0.382t，罐中土重（πr2h×1.8＝2.03t）、电葫芦自重（0.4t）三项合计2.82t。电葫芦的额定起重量5t，安全系数取1.2，即计算承载为2.82×1.2＝3.384t＜5t，自制土罐满足电葫芦最大承载要求。计算动荷载取33.84KN。3.1行车梁验算行车梁的受力为集中荷载33.84KN。行车梁为2跨连续梁，为超静定结构，受力简图如下，计算中按最不利的简支梁对最大跨度进行验算。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案4恒载：I32b工字钢自重为q=0.58kN/m.活载：F=33.84KNq=0.58kNLF=33.84kN取行车梁的最大跨度为L=6m，按照最不利的简支梁受力方式验算如下：①抗弯强度验算最大弯矩产生于跨中，计算值为：22max(1/8/4)1.05(1/80.58633.846/4)56.04MkqLFLKNm（k=1.05,为动载系数）行梁应力为：max/xMW77.2N/mm2＜215N/mm2。(查I32b热轧工字钢的截面特性表可知3372610xWmm）故最大抗弯强度满足要求。②抗剪强度验算公式：vwfItVS由于工字钢截面上的剪力主要由腹板承受，因此剪应力可以近似为：wAV石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案5抗剪强度设计值MPafv125max33.84VkN，则3633.84109.2101250.320.0115vwVPafMPaA由上可知，抗剪强度满足。③刚度验算最大挠度(跨中)为：3033937/4833.8410610482101011.610FlEI＝=6.25mmL/700=8mm由上式可知，其小于行梁最大允许变形值，故刚度满足要求。④稳定性验算由于行梁受压翼缘自由长度6lm，宽度10.32bm，其比值1618.7520.00.32lb＜，因而不需进行稳定性验算。3.2门架梁验算门架梁（门梁）是托梁和吊梁的总称。为加大安全系数，本竖井龙门架采用1根I32b工字钢作为门架梁。门梁两侧设I25工字钢斜撑，缩短门架梁受弯长度。门架梁所受的荷载主要有：门架梁的自重、行梁对门架梁的作用力（包括电葫芦的负荷及行梁的自重）。为简化计算，将两个电葫芦的负重同时加在一根门架梁上进行计算，该计算结果远大于一根门架梁实际受力的计算结果。因而用前一种受荷方式进行验算更加安全。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案6受力简图如下，按最不利的最大跨简支受力计算。F=33.84kNF=33.84kN1.8m1.8m1.8m5.4m①抗弯强度验算Mmax=kFa=1.05×33.84KN×1.8m＝63.96KN.m(k=1.05,为动载系数,a=1.8m)故其应力max/xMW63.96KN.m/(726×103mm3)=88.1N/mm2＜215N/mm2(查I32b热轧工字钢的截面特性表可知3372610xWmm）故抗弯强度满足要求。②抗剪强度验算公式：vwfItVS由于工字钢截面上的剪力主要由腹板承受，因此剪应力可以近似为：wAV抗剪强度设计值MPafv125max33.84VkN，则3633.84109.2101250.320.0115vwVPafMPaA由上可知，抗剪强度满足。③刚度验算：查I32b热轧工字钢的截面特性表可知3311.610xImm。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案722max2234)/2433.841.835.441.8/247.76/50010.8FalaEIEImmlmm（（）（）（）＝刚度满足要求.④稳定性验算由于门梁受压翼缘自由长度5.4lm，宽度10.32bm，其比值15.416.8820.00.32lb＜，因而不需进行稳定性验算。3.3立柱验算立柱可视为一端固定在地面，另一端与门架梁绞支。立柱验算即可视为压杆稳定验算。立柱所受的竖向荷载主要有：门架梁的自重、行梁的自重、电葫芦的负荷。为简化计算，将两个电葫芦的负荷加在一根立柱上进行计算，该计算结果远大于一根立柱实际受力的计算结果。因而用前一种受荷方式进行验算更加安全。①柔度计算0.77.52.192.4uLi＝其中：材料选用I25b工字钢，4309yIcm,截面面积为53.5cm2。u取0.7；L取最大值：7.5米；2.4IiA由计算结果知，立柱为小柔度杆，其临界应力即其强度的极限应力。②强度验算：2maxmax2233.84//53.5cmKNkNANmm＝13.28＜215N/mm2(其中：k=1.05为动载系数;N=2F；截面面积A=53.5cm2。)故强度满足要求。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案83.4验算结果及说明补充通过对行车梁、门架梁、立柱等主要受力件进行受力验算，本方案设计龙门架满足力学要求。为增加安全系数及保证架体的整体稳定性，设计方案采用了剪刀撑、横撑、支承梁等部件，以确保设计龙门架整体稳定性，保证运行安全。本方案未对土场下方临竖井一侧界面进行支护设计，鉴于土场附加荷载较大具体情况，需妥善进行边坡支护（可采用水平钢格栅网喷护壁处理或型钢支撑网喷护壁处理）。考虑13#竖井净宽7.2m，现场沿竖井宽向两排架下各铺设2根I32工字钢花焊作为底梁，底梁端头均伸出帽梁内侧不小于800mm，与帽梁埋件焊接牢固，焊肉高度不小于10mm。四、龙门架安装竖井龙门架安装由具有相应资质的单位负责安装和检测，安装完成后，由各有关单位对龙门架安装质量及电动葫芦进行空载和重载的安全检测，检测合格满足连续作业的要求后，方可使用。4.1龙门架架设施工⑴测量定位根据工程设计和施工平面图，定位钢筋混凝土独立墩位置，然后对立柱分别定位。为保证竖井龙门架电葫芦导轨水平，龙门架立柱下料前必须先由测量员精确测出各主梁埋铁的高程，并根据竖井高度确定每根立柱的不同下料长度并编号区分。龙门架水平型钢及电葫芦导轨焊接前，再次测量高程，如有偏差及时调整，确保电葫芦导轨的平滑直顺。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案9⑵钢筋混凝土独立墩○1堆土场立柱基础每一个支墩的断面形式为1×1×1m（长×宽×高）现浇C25混凝土墩，在基础中预埋20mm厚锚固钢板，钢板平面尺寸400×400mm，在钢板上焊4Φ22锚筋，长600mm。○2支墩砼浇注振捣密实，砼强度不小于设计强度的70%时安装立柱。⑶龙门架安装○1龙门架行梁、托梁和吊梁采用I32b工字钢，立柱采用I25b工字钢，以上构件采用16t汽车吊吊装就位，剪刀撑、横撑为L100×100×10角钢，人工滑轮倒运安装。○2精确测出独立支墩的高程，并根据龙门架高度确定每根工字钢的不同下料长度，并编号。○3对龙门架的各组件喷漆，进行防锈处理，刷红丹防锈漆。○4龙门架立柱、梁吊车安装，吊装前下发安全交底，了解周边障碍物情况，龙门架安装时设专人指挥吊车。○5首先安装立柱，接下来架设托梁，然后架设行梁，再立龙门架的吊梁，最后架设横撑和斜撑。○6龙门架立柱与预埋铁之间加设焊接200×200×16mm三角钢板，并且焊缝长度要大于2cm。○7质量要求○a立柱组与组、排与排之间一定要顺应，不得扭曲和倾斜。○b立柱与预埋铁要焊接牢固，符合焊接规范要求。立柱与斜撑、横撑、行梁之间采用螺栓连接，连接牢固，所有焊缝饱满，高度满足要求。○c行梁纵向倾斜度不超过1/1000，且行梁两头高差不大于10mm。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案104.2电葫芦的安装⑴安装前的检查与准备○1电葫芦运到安装地点后，仔细检查验收在运输过程中有无损坏丢失零部件的情况，若发现有损坏情况，及时修复使用。○2按照使用规定给起升和运行减速器加油，并将加油孔密封，严防渗漏。○3了解安装现场，准备安装设施。⑵安装○1根据导轨情况，用调整垫圈调整电动小车轨道，保证车轮内缘与轨道外翼缘间有3～5mm间隙。○2针对电葫芦的情况，参照有关电路图安装电器。○3在轨道两端设置弹性缓冲器，以保证电葫芦行至两端不脱轨或防止破坏机体。○4在轨道或其连接的构架上设置地线，接地线为截面不小于25mm的金属导线。⑶检查、调试1）检查各连接部位是否连接牢固，装配是否符合要求，电源是否符合规定，电源是否正确，制动器、限位装置是否灵敏可靠，导绳器排绳是否顺利运行，小车是否跑偏，车轮踏面与导轨是否接触性良好等，一旦发现问题要及时纠正。2）调试○a调整车轮内缘与轨道外翼缘间隙，保证在3～5mm之间。○b电机主轴向窜动量在1.5mm时制动效果最佳。石景山应急热力管线工程西段龙门架安装方案11○c限位器的调整，其调整是通过调整限位杆的两个接块实现的。4.3试车与验收起重设备安装完毕后必须经安全、技术、设备部门联合检查验收，并经具有检验资质的单位验收合格，履行手续后方可投入生产使用。○1空载试验○a用手按下相应按钮，检查各机构运动与操作装置上标定的符号相一致，确定正确后应再连续各作两个循环。○b将吊构升到极限位置查看限位器是否可靠。○c点动按钮，目测电机轴线轴向窜动量应在1～2mm范围内。○2静载试验：在正常使用前进行以额定负荷