开挖台架安装方案与步骤

台架拼装方案与步骤中铁隧道集团成武高速路CW17标项目经理部1一、开挖台架设计验算设计目的：满足开挖施工所需。设计原则：保证足够的强度和耐用程度的前提下，以最省的材料加工出合格的开挖台架。加工制造：自制。开挖台架在隧道人工钻爆法施工中是必不可少的，按行走方式分为液压式和机械式，按行走轨迹分为有轨式和无轨式，有轨式成本太高，只在特殊隧道施工中使用。无轨式制造方式多为螺栓联接加焊接，加工周期短，制作精度要求较低，一般施工企业都能自制，造价低，往往是大家首选的，该种台架再细分可分为轮式行走和雪橇式行走。本文所加工台架是轮式行走方式的台架，该种台架在多年的实践施工所用中得到了一致的认可。1、框架尺寸的选择根据工程实际情况，F1开挖断面较大，最宽达14.5米，为了台架的行走方便，在总宽和总长上保证能过装载机的前提下尽量缩短，以减轻台架的重量，另F1工序调整为上断面和下断面分开开挖，这样台架的重量大大减少，行走用可装载机推动，台架底部中对中宽度为4500mm，台架上部中对中宽度为4000mm,净高为4100mm。2、材料的选择开挖台架所处的施工环境恶劣，灰尘大，，局部喷砼喷浆料时在台架会有残余，另外凿岩机开动有很大的振动，台架行走时极易碰撞，综合考虑这些因素，选择工字钢Ⅰ18为主框架材料，台架铺网用Ф210盘条。伸缩管使用Ф100焊管内套Ф80焊管。3、台架的结构设计4、用料数量计算及材料清单台架主梁用料Ⅰ18工字钢(4.2×3+4.2×3)×2+5.7×3=67.5米，伸缩支架Ⅰ18工字钢（3×3+3×3）=18米，连接杆Ⅰ18工字钢（5×2+5×2）=20米，底部行走（5×2+5×2+1×4）=24米，斜支撑Ⅰ18工字钢（2.5×6）=15米。伸缩管定位槽钢（5×2）=10米。伸缩管Ф80（3×10）=30米。伸缩管Ф60（3×10）=30米。铺网Ф10盘条（总铺网面积15×5=75m2，网格按100mm×100mm铺，150×50=7500米。钢板t=10（32×0.25×0.25）=2m2。序号材料名称规格型号理论重量（kg/m）单位数量重量(kg)备注1工字钢Ⅰ1824.143m14535002槽钢[1820.17m204003盘条Ф100.6165m750046234钢板t=1078m221565焊管Ф809.24m302706焊管Ф606.78m30203总重91525、台架电器台架上的电器按国标2005规范用电，照明使用低压36V，其余根据需要按使用的机具用电要求配制，只是在开挖时把低压照明灯架3设在台架上，放爆前将其撤走。6、门架横梁检算顶部钢管每区格面积S1=0.75×2.2=1.65m2，人、小型机具、材料等荷载按2.5kN/m2计算，每根立杆承受的荷载为F1=1.65*2.5=3.63kN。门架横梁受力可简化为受集中荷载的三跨等跨连续梁计算，跨度取最大值L=5.7m，集中力为每根立杆承受的荷载F1=3.63kN。F1F1F1F1F1F1立柱斜撑斜撑立柱1)抗弯强度检算①最大弯矩Mma×=KMFL，KM—弯矩系数，查表得0.311;即得出Mma×=0.311×3.63×1.73=1.95kN·m②横梁截面强度σ=Mma×/W=1.95×106/(237×103)=8.23N/mm2＜[f]=215N/mm2，抗弯强度满足要求！2)抗剪强度检算4①最大剪力Vma×=KvF，查表得Kv=1.311;即Vma×=KvF9=1.311×3.63=4.76kN②横梁截面抗剪强度τ=Vma××S×/(I××tw)=4.76×103×136.1×103/(2370×104×7)=3.9N/mm2＜[fv]=125N/mm2，抗剪强度满足要求！3)挠度变形检算ω=KWF9Ls/(100×E×I×)，查表得KW=2.716即ω=2.716×3.63×1.733/(100×2.06×108×2370×10-8)=0.105×10-3m=0.105mmω=0.105mm＜[ω]=L/400=5700/400=14.25mm，L—跨度;受力挠度变形满足要求！4)横梁稳定性检算横梁长细比λ=h/i×=(4.432+1.2×2)/8.15×10-2=84，查表得φ=0.661，N=ψ×A×f，即f=N/(ψ×A)=F1/(ψ×A)3.63×103/(0.661×35.5×100)=1.55N/mm2＜[f]=215N/mm2，门架横梁稳定性满足要求！7、门架立柱及斜撑受力检算顶部钢管每区格面积S1=0.75×2.2=1.65m2，钢管架总重F2=20.6kN。横梁重F3=(6.8×27.9×6×9.8/1000)×1.2=11.2kN×51.2=13.44kN;纵梁重F4=(12×27.9×2×9.8/1000)×1.2=6.6kN×1.2=7.92KN。每根立柱承受的力F4=(S1×6.357×6.6+F2+F3+F4)/(3×3)F4=(1.65×6.357×6.6+20.6+13.44+7.92)/(3×3)=12.57kN，斜撑受的力F5=12.57/COS25=12.7kN。工14工钢斜撑稳定性检算立柱长细比λ=uL/i×，u=1，L1=2.73m;λ=1×2.73/(5.76×10-2)=47，查表得φ=0.924，N=ψ×A×f，即f=F5/(ψ×A)=12.7×103/(0.924×21.5×100)=6.4N/mm2＜[f]=215N/mm2，稳定性满足要求！工16工钢斜撑稳定性检算立柱长细比λ=uL/i×，u=1，L2=2.5m;λ=1×2.5/(6.58×10-2)=44，查表得φ=0.932，N=ψ×A×f，即f=F5/(ψ×A)=12.7×103/(0.932×26.1×100)=5.3N/mm2＜[f]=215N/mm2，稳定性满足要求！结论:台车门架立柱及斜撑受力均满足要求！通过上述的分析计算可知，整个台架的强度及刚度是足够的。6二、开挖台架拼装方法与步骤1、拼装准备按提供图纸下料，将材料分类摆放于拼装场。8吨吊车一台，1吨手拉葫芦两个，电焊机2台，电焊条若干，电焊工2人，其他拼装工人2人。2、拼装步骤1）制作底部纵梁（并焊两根18a工钢）。焊接时纵梁上、下面均需完全焊接，且焊缝饱满。2）采用汽车后桥制作台架行走装置，将底部纵梁焊接与行走装置之上。3）制作主门架。4）将底部纵梁摆好位置并将轮胎固定。用吊车将主门架吊至底部纵梁上，定位、焊接。5）将上部纵梁吊至设计位置进行焊接。6）将门架内斜支撑吊至设计位置进行焊接。7）安装门架立柱外侧横梁及斜支撑。8）安装钢管井字架，并铺上钢筋网电焊加固。9）穿PVC管布设线路，并安装行灯变压器，完成台架拼装。7三、开挖台架拆卸方法与步骤1、拆卸准备8吨吊车一台，气切割设备2套，安全带2套。2、拆卸步骤拆卸前气割人员必须佩戴好安全带。拆卸时均采用气割设备进行部分切割。1）固定好台架，用吊车吊住侧横梁及斜支撑中心位置，切割侧横梁及斜支撑与门架连接部位。切割完成其吊至一旁进行二次分解。2）用吊车吊住上部纵梁中部，将其与门架切割开，吊至一旁放置。3）用吊车吊住横梁中部，切割门架与底部纵梁连接部位，完成后吊至一旁平放进行二次分解。4）将底部纵梁与行走装置分隔开，完成台架拆卸。8交底书名称：台架安装及拆卸方案编号：CW17/AQ-12适用范围：洞内各自制台架交底依据：安全规范交底审查栏交底接收栏交底人：职务：年月日接收人职务日期审核人：职务：年月日审批人：职务：年月日监理：职务：年月日批准人：职务：年月日