垂直运输井架的设计和装拆安全技术措施

1、垂直运输井架的设计和装拆安全技术措施 、井架设计： 井架的截面轮廓尺寸为1.602.00米。主肢角钢用l758；缀条腹杆用l606。 1、荷载计算： 为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。 吊篮起重量及自重： kq2=1.201000=1200kg 井架自重： 参考表2-67，q2=0.10t/m，28米以上部分的总自重为： nq2=（40-28）100=1200kg 20米以上部分的总自重为： nq1=20100=2000kg。 风荷载： w=w0k2kaf（kg/m2） 式中 基本风压w0=25kg/m2。 风压高度变化系

2、数kz=1.35（风压沿高度是变化的，现按均布计算，风压高度变化系数取平均值）； 风载体型系数k，根据工业与民用建筑结构荷载规范表12，k=kp（1+n）=1.3（1+），挡风系数=ac/af （ac为杆件投影面积；af为轮廓面积）。当风向与井架平行时，井架受风的投影面积ac=0.0751.40(肢杆长度) 2（肢杆数量）+0.062（横腹杆长度）+0.062.45（斜腹杆长度）29（井架为29节）1.1（由节点引起的面积增值）=15.13m2，井架受风轮廓面积af=hh=40.62.0=81.2m2（h为井架高度，h为井架厚度）。所以，=ac/af=15.3/81.2=0.19，h/b=2/

3、1.6=1.25,由表2-68查得=0.88。 风振系数，按自振周期t查出，t=0.01h=0.0140.6=0.406秒，由表2-71查得=1.37。 所以，当风向与井架平行时，风荷载： w=w0.kz.1.3（1+）. .af=251.351.30.19（1+0.88）1.3781.2=1740kg 沿井架高度方向的平均风载： q=1740/40.6=43kg/m 当风向沿井架对角线方向吹时，井架受风的投影面积: ac=0.0751.403+0.062sin450+0.061.6sin450+ 0.062.45sin450+0.062.13sin450 291.1 =(0.0751.403

4、+0.0620.70+0.061.60.70+0.06 2.450.70+0.062.130.70) 291.1=21.0m2 井架受风轮廓面积af=（b1.4sin450+h1.4sin450）29 =（1.601.40.70+2.01.40.70）29=102m2 所以，=ac/af=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.25,由表2-68查得=0.86。自振周期t=0.406秒，由表2-71查得=1.37。 计算荷载时，根据工业与民用建筑结构荷载规范表12，当风从对角线方向吹来时，对单肢杆件的钢塔架要乘系数=1.1。 所以，w，=w0.kz.1.3(1+) . .af =25

5、1.351.30.206（1+0.86）1.11.37102 =2590kg 沿井架高度方向的平均风载： q，=2590/40.6=64kg/m a、变幅滑轮组张t1及其产生的垂直和水平分力： 前面已算出：t1=1920kg。 垂直分力：t1v=t1sin=1920sin440=19200.695=1340kg. 水平分力：t1h=t1cos=1920cos440=19200.719=1380kg. b、缆风绳自重t2及其产生的垂直和水平分力： t2=n.ql2/8f 式中:n-缆风绳根数，一般为4根； q-缆风绳自重，当直径为13-15mm时，q=0.80kg/m； l-缆风绳长度（l=h/

6、cosr,h-井架高度，r-缆风绳与井架夹角） f-缆风绳垂度，一般控制f=l/300左右。 所以，t2=n.ql2/8f=40.80（40.6/cos450）2/80.03(40.6/cos450) =740kg 垂直分力:t2v=t2cosr=t2cos450=7400.707=520kg。 水平分力：t2h=0（对井架来说，4根缆风绳的水平分力相互抵消）。 c、起重时缆风绳的张力t3及其产生的垂直和水平分力: 起重时只考虑顶端一道缆风绳起作用，在起重时缆风绳的张力： t3=k(q1+q) 7.80+g17.80/2/hsin450 =19807.80+3003.90/40.60.707

7、=576kg 垂直分力：t3v=t3cosr=576cos450=408kg。 水平分力：t3h=t3sinr=576sin450=408kg。 d、风荷载作用下，缆风绳张力产生的垂直和水平分力： 在风荷载作用下，考虑井架顶部及20.60米处上、下两道缆风绳皆起作用，故整个井架可近似按两等跨连续梁计算。 顶端缆风处：水平分力 t4h=0.375q,l=0.3756420=480kg， 垂直分力 t4v=t4h=480kg 中间缆风处：水平分力 t5h=1.25q，l=1.256420=1600kg 垂直分力 t5v=t5h=1600kg e、摇臂杆轴力n0及起重滑轮组引出索拉力s1对井架引起的

8、垂直和水平分力： 水平分力：nh1=（n0-s1）cosa=(3770-2100)cos300=16700.866=1450kg 垂直分力：nv1=（n0-s1）sina=(3770-2100)sin300=16700.50=835kg f、起重滑轮组引出索拉力s1经导向滑轮后对井架的垂直压力： nv2=s1=2100kg g、提升吊篮的引出索拉力s2对井架的压力： nv3=s2=f0kq2=1.061.201000=1280kg 2、内力计算: 轴力： 、o截面（摇臂杆支座处）井架的轴力 n0=kq2+nq2+t1v+t2v+t3v+t4v+nv1+nv2+nv3 =1200+1200+13

9、40+520+408+480+835+2100+1280 =9360kg 、d截面（第一道缆风处）井架的轴力 nd=kq2+nq1+t1v+t2v+t3v+ t4v+ t5v+nv1+nv2+nv3 =1200+2000+1340+520+408+480+1600+835+2100+1280 =11760kg 弯矩: 、风载对井架引起的弯矩: 考虑上、下两道缆风绳同时起作用，因而近似的按两跨连续梁计算（忽略上、下缆风绳支点处位移不同的影响）。 m01=t4h12-1/2q, 122 =48012-1/264-122 =1150kg-m md1=-0.125q, 202 =-0.12564202

10、 =-3200kg-m 、起重荷载引起的水平分力对井架产生的弯矩: 此时只考虑顶端的缆风绳起作用。 m02=（t1h-t3h）12+（t1v+t3v+nv1+nv2）2.55/2 =(1380-408)12+(1340+408+835+2100)1.28 =11800+6000 =17800kg-m nd2=（t1h-t3h）20-nh18+（t1v+t3v+nv1+nv2）2.55/2 =(1380-408)20-14508+(1340+408+835+2100)1.28 =19440-11600+6000 =13840kg-m 所以，井架o截面的总弯矩：m0=m01+m02=1150+17

11、800=18950kg-m 井架d截面的总弯矩：md=md1+md2=3200+13840=17040kg-m 截面验算： 井架截面的力学性能： 查型钢特性表得： 主肢：758 a0=11.50cm2,4a0=46cm2,z0=2.15cm2,ix=iy=60cm4, imin=25.30cm4,rmin=1.48cm。 缀条：606 a0=6.91cm2,ix=23.30cm4, z0=1.70cm2,rx=1.84cm, imin=9.76cm4,rmin=1.19cm。 井架的总惯矩： y-y轴： iy=4iy+a0（bz1/2-z0）2 =460+11.50(160/2-2.15)2

12、=279000cm4 x-x轴： ix=4ix+a0（bz2/2-z0）2 =460+11.50(200/2-2.15)2 =440000cm4 y,-y,轴和x,-x,轴： i，y=i，x=ixcos2450+iysin2450 =4400000.7072+2770000.7072 =221000+140000 =361000cm4 井架的总惯矩以iy=279000cm4最小，截面验算应采用iy进行验算。 井架的整体稳定验算：（计算轴力、弯矩时，风荷载是按井架对角线方向考虑的，故偏于安全）。 井架的整体稳定验算，按格构式构件偏心受压计算： 、o截面：n0=9360kg、m0=18950kg-

13、m. 井架的长细比：y=l0/iy/4a0=4060/279000/46=51.8 井架的换算长细比：0=2y+40.a/a1=51.82+4046/26.91 =53.0 相对偏心率：=m0/n0.a/w=1895000/936046/279000/160/2=2.68 查钢结构设计规范附录表21，得稳定系数pg=0.257 所以，0=n0/pga=9360/0.25746=792kg/cm2=1700kg/cm2 、d截面：nd=11760kg,md=17040kg-m. 0=53.0 =md/nd.a/w=1704000/1176046/279000/160/2=1.89 查得：pg=0

14、.321 所以，d=nd/pga=11760/0.32146=796kg/cm2=1700kg/cm2 沿井架对角线方向，由于i，x=i，yiy,偏于安全，不再验算。 、主肢角钢的稳定验算： o截面的主肢角钢验算：n0=9360kg、m0=18950kg-m. 主肢角钢的轴力：n=n0/4+m0/255 =9360/4+1895000/255 =2340+7420 =9760kg 已知主肢角钢的计算长度l0=1.40m。758的rmin=1.48cm。 =l0/rmin=140/1.48=94。 由钢结构设计规范附录四附表16查得稳定系数=0.644。 所以，=n/a0=9360/0.6441

15、1.50=1270kg/cm2 、d截面的主肢角钢验算： nd=11760kg、md=17040kg-m。 主肢角钢的轴力：n=nd/4+nd/255=11760/4+1704000/255 =2940+6680=9620kg。 =0.644 所以，=n/a0=9620/0.64411.50=1300kg/cm2 、缀条验算： o截面的剪力：按钢结构设计规范第43条：q=20a=2060=920kg。 按内力分析：考虑两道缆风绳均起作用，所以， q=t3h+q,12+nh1-t1h =408+6412+1450-1380 =1246kg 取计算剪力为q=1246kg。 缀条的内力：n=q/2c

16、osa=1246/2200/245=763kg 缀条的计算长度l0=245cm，rmin=1.19。 所以，计算长度=l0/rmin=245/1.19=206 查得稳定系数=0.170，所以， =n/a=763/0.1706.91=645kg/cm2，满足要求。 3、结论： 通过上述截面验算知道，本工程选用的厦门市德毅机械有限公司制造的型号为ssd60的井架提升机，在上述荷载作用下是安全的。 、井架安装和拆除安全技术措施： 1、井架搭设高度和起重量必须按设计规定要求，严禁超负荷使用。 2、井架的底座必须安置在坚硬地基上，埋深不得少于1m；井架基础土层承载力，应不小于8kpa，并浇筑c20混凝土

17、，厚度300mm、基础表面平整偏差不大于10mm。 3、高度为10-15m的井架应设缆风一组（4-8根）；每增高10m加设一组。缆风绳上端要用吊耳和卸甲连接，并用3只以上钢丝绳夹头紧固。 4、井架采用附墙者应用刚性支撑与建筑物牢固连接，连接点必须经过计算，井架附墙杆不得附着在脚手架上，附墙杆材质应与井架的材质相同。 5、井架搭至10m高度必须设临时缆风，待固定缆风或附墙支撑设置后，方可拆除。缆风绳与地面夹角应为45-60度，与地锚或桩头必须牢固连接。地锚、桩头要安全可靠，桩头后须有拖桩。如使用木桩，木桩直径不得小于15cm,埋深不少于1.5m。禁止将缆风绳栓在树木、电杆上。 6、高度在30m以

18、上的井架，其缆风绳上的花兰螺丝，必须加以保险。穿越马路时，要采取可靠的安全措施。 7、缆风绳不准在高压线上方通过，与高压架空线必须保持规定的安全距离。 8、井架的立柱应垂直稳定，其垂直偏差应不超过高度的千分之一，接头应相互错开，同一平面上的接头不应超过2个。井架导向滑轮与卷扬机绳筒的距离，带槽卷筒应大于卷筒长度的15倍，无槽光筒应大于卷筒长度的20倍。 9、井架运输通道宽度不小于1m，搁置点必须牢靠，通道两边必须装设防护栏杆，并装有安全门或安全栅栏。 10、井架吊篮必须装有防坠装置和定型化的停靠装置，冲顶限位器和安全门；吊篮提升应使用双根钢丝绳；吊篮两侧装有安全挡板或网片，高度不得低于1m，防止手推车等物件滑落；吊篮的焊接必须符合规范。 11、井架底层周围及通道口，必须装设隔离防护栅，井架高度超过30m，须搭设双层安全棚；如无法设置隔离棚，则井架四周必须挂安全网，安全网应三面包满。 12、井架必须装设可靠的避雷和接地装置；卷扬