烟囱滑升平台设计计算书1(重要)

1、 0 光大城乡再生能源光大城乡再生能源( (萧县萧县) )有限公司萧县生物有限公司萧县生物质电厂工程烟囱工程质电厂工程烟囱工程 滑模平台计算书滑模平台计算书 中国化学工程第三建设有限公司中国化学工程第三建设有限公司 2016.8.222016.8.22 1目目 录录1.工程概况：工程概况：.41.1.工程简介：工程简介：.41.2.工程结构概况：工程结构概况：.41.3.主要编制依据：主要编制依据：.41.4.主要设备一览表：主要设备一览表：.42.滑升平台设计滑升平台设计:.52.1.滑模提升力的传递流程：滑模提升力的传递流程：.62.2.提升架布置原则：提升架布置原则：.62.3.模板系统

2、设计：模板系统设计：.62.4.液压系统设计：液压系统设计：.62.5.运输系统设计：运输系统设计：.63.安装方法介绍：安装方法介绍：.64.安装质量要求：安装质量要求：.65.标高标高 50.000M 以下滑模平台计算书以下滑模平台计算书: .65.1.荷载取值组合荷载取值组合:.65.2.平台系统计算平台系统计算.85.2.1.辐射梁计算：辐射梁计算：.95.2.2.平台斜拉杆计算：平台斜拉杆计算：.105.2.3.支承杆承载力及稳定性计算支承杆承载力及稳定性计算:.105.2.4.千斤顶提升力验算千斤顶提升力验算:.105.2.5.罐笼钢丝绳计算罐笼钢丝绳计算:.105.2.6.井架计

3、算：井架计算：.115.2.7.中心鼓圈计算：中心鼓圈计算：.145.2.8.扒杆及钢丝绳计算：扒杆及钢丝绳计算：.155.2.9.提升架验算提升架验算:.185.2.10.天轮梁强度验算：天轮梁强度验算：.195.2.11.电动卷扬机牵引力计算：电动卷扬机牵引力计算：.205.3.卷扬机地锚计算：卷扬机地锚计算：.215.4.罐笼计算：罐笼计算：.215.5.拆平台用槽钢验算：拆平台用槽钢验算：.226.砌筑平台计算：砌筑平台计算：.226.1.荷载工况说明：荷载工况说明：.236.2.砌筑平台计算简图及说明：砌筑平台计算简图及说明：.236.3.荷载取值及组合：荷载取值及组合：.236.4

4、.吊杆验算：吊杆验算：.236.5.平台辐射梁验算：平台辐射梁验算：.247.标高标高 50.000M 以上滑模平台计算：以上滑模平台计算：.247.1.荷载取值组合荷载取值组合:.24 27.2.平台系统计算平台系统计算.267.2.1.辐射梁计算：辐射梁计算：.267.2.2.平台斜拉杆计算：平台斜拉杆计算：.287.2.3.千斤顶荷载验算千斤顶荷载验算:.287.2.4.中心鼓圈计算：中心鼓圈计算：.28 31. 工程概况：工程概况：1.1. 工程简介：工程简介：本工程为光大生物质电厂工程主厂房锅炉房工程烟囱、烟囱高度为 77m。采用滑升平台翻模工艺施工。1.2. 工程结构概况：工程结构

5、概况： 本烟囱外筒壁为钢筋混凝土内出烟口为钢内筒结构，烟囱总高度为 77m，场地基本风压为0.35KN/m2;主体混凝土强度等级为 C30，烟囱安全等级为二级、设计使用年限为 50 年，本工程设计标高0.000m 相当于绝对标高 33.4500m。烟囱筒壁结构为方形结构，内边长宽尺寸为 7.2 米。1.3. 主要编制依据：主要编制依据：主要依据规范、规程主要依据规范、规程序号施工技术规范名称规 范 代 码1组合钢模板技术规范GB50214-20012烟囱工程施工及验收规范GB5007820083液压滑动模板施工技术规范GB5011320054钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20015

6、液压滑动模板施工安全技术规程JGJ65-20136建筑施工模板安全技术规范JGJ162-20087石油化工建设工程施工安全技术规范GB 50484-20088施工升降机检验规则GB10053-19969施工升降机安全规则GB10055-200710建筑结构荷载规范GB50009-201211建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20111.4. 主要设备一览表：主要设备一览表： 滑模系统主要设备一览表滑模系统主要设备一览表序号设备名称型号规格数量单位备注1滑轮支架自制1套2操作平台自制1套3扒杆自制2根4模板、围圈自制1套5提升架自制20组 46吊架自制64榀7罐笼自制1只8支承杆

7、483.59卷扬机2t 高帮双筒同步1台罐笼10卷扬机2 吨2台上料11卷扬机1 吨2台抬灵12液压千斤顶QYD6050台13液压控制台YKT-36 型1台14砌筑平台自制1副2. 滑升平台设计滑升平台设计: :本工程滑滑模平台采用下弦式空间结构，平台安装时起拱高度为500，在0.000m 组装时采用20 榀提升架和辐射梁， 千斤顶采用 QYD-60 型，辐射梁拉杆采用 17.5 钢丝绳 637 股，破断拉力为1400N/mm2。滑模施工用的人员垂直运输采用一只罐笼和一台 2t 双筒高帮同步由卷扬机提供，砼及钢筋的垂直运输用 2 只扒杆和 2 台 2t 卷扬机以及调幅台灵解决。 滑模平台示意图

8、?圆钢制作 52.1. 滑升提升力的传递流程：滑升提升力的传递流程：平台及提升架QYD-60 千斤顶支承杆浇筑完成的砼。 2.2. 提升架布置原则：提升架布置原则：提升架的布置原则是尽量避开暗柱，以确保暗柱箍筋的绑扎，避免使用开口箍筋。 2.3. 模板系统设计：模板系统设计：本工程模板采用定型组合覆塑木模板，模板加固采用横背楞 18*3.0mm，穿 16 对拉螺杆紧固，并与提升架连接，校正其垂直度。有两套定制组合覆塑木模由提升平台进行翻模施工。当滑升至相应标高时，停滑升，对结构的对角线、中心位置及轴线要进行复核，在翻模时，每两模一校正，提升时控制好提升高度及整体结构的标高，在每模模板 拆除时，

9、要及时的进行清理、刷油。2.4. 液压系统设计：液压系统设计：液压系统油路采用分组并联型式，采用 20 只 QYD60 型千斤顶、YKT-36 型液压控制台，液压油管采用耐油高压油管、支承杆 48*3.5 钢管四种不同长度相间布置。 2.5. 运输系统设计：运输系统设计：垂直运输采用一只罐笼，由一台 2t 双筒同步卷扬机带动，砼及钢筋的垂直运输使用安装在平台随升井架上的 2 台扒杆台灵解决，所有垂直运输设备在投入使用前均需进行运转试验。 3. 安装方法介绍：安装方法介绍： （1）组装前应对照组装图对各部件的规格和质量进行详细检查校对编号。 （2）中心鼓圈提升架辐射梁拉杆，要求提升架安装垂直，辐

10、射梁应确保起拱高度，鼓圈中心与烟囱中心重合。（3）随升井架为自制专用井架，其安装时，垂直偏差应不大于200，井架中心应与筒身中心一致，井架安装好以后，随之安装斜撑，以确保其上中的稳定性。然后安装滑轮座，柔性滑道，罐笼及扒杆，扒杆位置应避开罐笼的出料口并应将烟囱永久性爬梯覆盖在扒杆的半径之内，扒杆根部应座落于井架节点处，非节点处，安设灵机扒杆，应增加相应的的横撑及斜撑。 （4）中心罐笼的安装，中心罐笼应待滑升平台安装完毕，且滑模施工到一定高度后再进行安装。安装时，先将垂直导向系统安装完毕再安装中心罐笼。 4. 安装质量要求：安装质量要求：（1）圆股钢丝绳质量必须符合要求，具备相关的成品合格证及相

11、关资料。 （2）卷扬机必须符合 GB13329-1991建筑卷扬机安全规程的相关要求。 （3）中心罐笼的安装应遵循施工升降机安全规则GB10055-2007 中的有关要求进行安装。 （4）井架安装的垂直度偏差10mm，各个连接螺栓应牢固，井架所用的材料和连接件都必须具备厂家的出厂合格证及材料出厂检验报告。 5. 滑升平台计算书滑升平台计算书: : 本工程使用的罐笼结构尺寸是根据现场实际情况设计， abh=7007002000，按载重 7.5KN考虑。 5.1. 荷载取值组合荷载取值组合: :（1）辐射梁、扒杆、檩条、围圈、鼓圈、拉杆-32.484KN； 辐射梁=20 榀2(10.4Kg/m5)

12、 9.8/1000=20.384KN;扒杆=2 根7.5m15.093Kg/m9.8/1000=2.22KN；外接槽钢=3.14910.49.8/1000=2.88KN；围圈=3.146.0243.339.8/1000=2.47KN;鼓圈=（3.141.8214.2kg/m+162.43.77）9.8/1000=2.99KN;17.5 斜拉杆=1.048kg/m1509.8/1000=1.54KN（2）井架及罐笼等-15KN； （3）平台铺板、护栏、安全网- 32.36KN； 平台铺板 Q=3.14（9-2.6）20.054=25.72KN. 6护栏（按照 483.0 钢管考虑）=3.1493

13、.33Kg/m9.82/1000=1.84KN;密目安全网=23.1498.50.01KN/m2=4.8KN（4）人员、材料、工具-32.08KN （活） 人员、材料、工具按照实际工况取值，荷载取值如下所示：a) 作业人员： 20 人80kg9.8/1000=15.58KN;b) 养护液、修补材料-0.6KNc) 支撑杆 4 根3.84169.8/1000=0.9KN;d) 钢筋-15KN;（5）提升架 -46.158KN；20 榀=20235.59.8/1000=46.158KN；（6）摩擦阻力-49.13KN(活)=1.53.146.522.42/3=49.13KN;（7）模板自重由-不计

14、。由于覆塑木模荷载不直接作用于提升架上，忽略不计。（8）吊架施工荷载-28.16KN （活）木跳板=8.8440.054=28.16KN；扁铁及角钢=（1640.943.77+6.1721647.10.06）9.8/1000=7.7KN人员及零星材料及工具=上述（4）条已经考虑、不计。（9）其它 :a) 罐笼最大载重-7.5 KN（活）b) 扒杆最大载重-15KN（活）c) 液压控制台及零星机具等-15.5KN;1) 液压控制台 1 台-5KN;2) 电焊机 3 台-3KN;3) 1T 卷扬机 2 台- 3KN;4) 配电箱灭火器材-3KN;5) 振动器、振动棒各 2 台-1.5KN；d) 钢

15、丝绳-3.4 KN 1) 罐笼钢丝绳 13；637；破断拉力 1400N/mm2：58.98kg/100m1.69.8/1000=0.9KN2) 扒杆钢丝绳 13；637：58.98kg/100m1.69.8/1000=0.9KN；3) 导索钢丝绳 17.5；637；破断拉力 1400N/mm2：=104.8kg/100m1.69.8/1000=1.6KN4) 灵机钢丝绳包含在灵机重量之内，不计。e) 导索张力-10 KN （活）f) 刹车制动力-6 KN * 2 = 12 KN （活） ；（10） 荷载组合 S：根据荷载取值规范、活荷载取系数 1.4 ；恒荷载取系数 1.2；后续计算中取荷载

16、工况中最大荷载进行验算。1)混凝土浇筑时荷载组合 S1：S1=1.2*(1)+(2)+(3)+(5)+(7)+(c+d）+1.4*（4）+（8）+a+b+e+fS1=1.2*32.48+15+32.36+46.158+0+15.5+3.4+1.4*32.08+28.16+7.5+15+10+12=320.514KN 荷载取值说明：荷载取值说明：混凝土浇筑时除模板与混凝土之间的摩阻力不发生之外；其他活荷载和恒活载均同时出现。取值时无需考虑摩阻力的组合。此时导向钢丝绳、吊笼、扒杆、人员均处于正常工作状态、产生的各种荷载均应进行考虑组合。混凝土施工时混凝土的垂直运输采用塔吊进行浇注作业，混凝土 7荷

17、载不计。2)滑升时荷载组合 S2：S2=1.2*(1)+(2)+(3)+(5)+(7)+(c+d）+1.4*（4）+（6）+（8）S2=1.2*32.48+15+32.36+46.158+0+15.5+3.4+1.4*32.08+49.13+28.16=327KN荷载取值说明：荷载取值说明：滑升阶段时平台上的人员、平台自重、模板与砼之间的摩阻力同时存在、考虑荷载组合；此时上人吊笼、扒杆等起重设备停止工作。其产生的荷载工况无需进行荷载组合计算。5.2. 平台系统计算平台系统计算该烟囱滑模平台为井架下撑式操作平台，按建筑施工计算手册下撑式平面桁架法进行相关计算。 为简化计算将该操作平台简化为一个由

18、中心环梁、平台桁架、下拉杆件组成的下撑式平面桁架，并将中心环架定为一刚性不变体，连接点按铰接考虑。并将平台简化为均布荷载。同时不考虑井架与平台共同受力，仅将井架化为集中荷载作用于环梁节点上。 （如下图所示） CD 段：4-0.9=3.1mDE 段：1.8mDG 段：2.4mCF 段：10mAJ 段：1m；AC 段：0.8m5.2.1.辐射梁计算：辐射梁计算：整个平台共设计有 20 对辐射梁、计算 A、B 点支座反力时按照总荷载分配与 20 对辐射梁计算：RA=327/20=16.35计算弯矩及杆件内力时，将荷载简化为均布荷载和部分集中力. 计算均布荷载时、扣除荷载(2)、a、b、d、e、f 荷

19、载值；S3=1.2*(2)+(d)+1.4*(a)+(b)+(e)+(f)S3=1.2*15+3.4+1.4*7.5+15+10+12S3=84.38KNq=(327-84.38)/20*2.44=5KN/mP=84.38/20=4.22计算 C、F 点的弯矩，按下列计算简图计算（将 C、D、E、F、G、H 桁架看作一个两端固定的整梁）均布荷载产生：Mcq=Mfq=-（qa/6）*3-2*(a/L）=（5*3.12/6）*（3-2*3.1/10）=19.04 8集中荷载产生：Mcp=Mfp=-Pa(1-a/L)=-4.22*3.1*(1-3.1/10)=9.03Mc=Mf=Mcq+Mcp=19

20、.04+9.03=28.077KN.m计算 CG 杆件的轴向力及 CD 段杆件最大弯矩按下列计算简图计算（按两端简支的静定桁架）NcD=3.1*5*4.22/2.4=27.25KNNcG= (3.1*5+4.22)2 +27.25 =33.64McD=5*3.1*3.1/8=6KN.m辐射梁需要截面抵抗矩： W=28.077*106 /215 =130590.7mm3选用 212 槽钢， CD 段抗弯验算= (27.25/2660)+6*06/1.05*130590=43.76mm90995mm4（满足要求） 。2) 下钢圈截面计算：下钢圈单位长度作用拉力（已知直径 D=1.2m） ；Q1=1

21、6*27.25*103*0.73/(3.17*1800)=56.31KN/m钢圈拉力：T=56.31*0.9=50.679KN需要截面面积：所以：选用 1 根槽钢16，1810mm2191.6mm2，满足使用要求。3) 上下环梁之间支撑截面计算：上下环梁之间承受的总压力为：16DGNNNDG= 30.3-27.25 =13.25 KNN=16*13.25=212KN支撑截面需要的截面总面积；选用 16L505，A=48016=7680mm2；单角钢 ix=15.3mm；l0=1800mm；1800117.6515.3查钢钢结构设计规范GB50017-2003 附录表 C-2 得；0.507符合

22、要求。5.2.8.扒杆及钢丝绳计算：扒杆及钢丝绳计算：（1 1）扒杆钢丝绳验算：扒杆钢丝绳采用 13mm；637 规格；破断荷载 103.99KN；计算如下：钢丝绳的允许拉应力:0.82 103.99g =10.667.5(8aFgFKNKNK满足要求）。式中 换算系数，取 0.82；a 钢丝绳的安全系数，取 8。K（2 2）扒杆强度验算：（1）动臂桅杆的重力计算： 14022bcppQKPQ式中：P-吊装荷载总重量 KN； Q-起重滑车组所受的重力 K-动荷载系数（对于卷扬机取 1.0）; -桅杆重量；bp -桅杆滑车组重量：cp000221.10.21.1 7.50.2229.1bcppQ

23、KPQQQKN（2）杆件中部受力：01Q lQH式中： -桅杆长度；l-桅杆固支点与桅杆滑轮组系固定点之间的距离；H 01119.1 7.579.75Q lQHQQKN（3）桅杆所受的总压力 Q2（KN）:21KQQS(1)()1knknffSfKPQf1.0421.04(1)()11.02(1.02 1)1.02(1.1 7.50.2)1.0218.97knknkkffSfKPQfSSKN21229.758.9718.72KQQSQQKN（4）桅杆所受弯矩计算:顶部产生的弯矩计算：02MKPQNe 15式中 e-起重滑车组中定滑车挂孔对桅杆的最大偏心距 m：（实际取 0.2m）02001.1

24、 7.50.2 18.720.25.43.MKPQNeMMKN m桅杆中部截面产生的弯矩计算：212FMcpKPQNeM MF-风载引起的弯矩；811.0 0.25 3.14 0.108 7.510280.4.FFFFWA HMMMKN m2121(1.1 7.5 1.88 18.72) 0.20.423.3.FMcpKPQNeMMcpMcpKN m （5）桅杆截面选择计算:顶部截面验算：2215/nNMfN mmAnw式中：-钢管桅杆顶段截面面积（mm2） ；nA -钢管桅杆顶端净截面抵抗矩（mm3） ；nw-钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值（N/mm2） ；f-截面发展系数、因直接承受动力荷

25、载，取=1.10；2362322215/18.25 103.3 10=19.227 101.05 92.93 1043.31/215/nNMfN mmAnwN mmfN mm所以：顶部截面计算符合要求；（6）中部截面选择计算： 1621215/(1 0.8)mxxxxxEXMNfN mmNAwN式中：N-所计算构件截面范围内的轴心压力（N） ；-弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数；根据长细比确定；xA- -杆件截面中部的毛截面面积（mm2） ； -等效弯矩系数,取 1.0；mx Mx-所计算构件范围段内的最大弯矩（KN.m） ；-塑性发展系数、=1.0；xx-弯矩作用平面内最大受压纤维毛截

26、面抵抗矩（mm3） ；1xw1125090604646454xxIwy444413.1410810017686496464xddI-欧拉临界力，；EXN22=EXxEAN-构件长细比；x 07200 0.9186.920036.12xxxli 222542223.142.06 10251 10=90631.290.637500EXxEAEINNKNl2136332215/(1 0.8)18.25 101.0 3.3 1018.25 100.201 1922.71.0 46464 (1 0.8)90.63 1047.2281.64128.86215/mxxxxxEXMNfN mmNAwNfN m

27、m所以：选择 108*6 的钢管作为桅杆（扒杆）满足使用要求。5.2.9.提升架验算提升架验算: :提升架截面及特性：选用 2 根槽钢10 组合。如下图所示： 17截面特性： 22412( )225.6 12.7 99.5251517.62ZaIIAcm225.4;Acm3251517.620959.81212ZZIWcm因提升架内侧受力最大，验算内侧。提升架腿受力简图图 2 提升架受力计算简图上下围圈主要承受混凝土下料时的冲击荷载和浇灌混凝土的侧压力 P；第一次混凝土浇筑时（即第一次浇灌混凝土 Hp=80cm 时）混凝土的侧压力最大值，混凝土侧压力合力作用处为 2/5hp=32cm；即下围圈

28、处，按规范取 6KN/m；下料冲击荷载取 2KN。 P=2+61.2=9.2KN平台内侧的提升架产生的轴力 N=11.5KN。吊架传递的荷载；根部 A 点的弯矩 M(A)=9.21.12=10.3KN.m;提升架所需的最小截面面积 A; 3221.41.4 5 1032.552540;215NAmmmmfy 应力验算： 6221.41.41.4 50001.4 10.3 1057.4/215/;25401.05 251517.6xxxMNN mmN mmAw挠度验算： 235()(3)69.2 101921 14001121(3)6 2.06 10251517.619210.197.68250

29、AAAPACABABEIAClmmmm 16 以上提升架腿均能满足要求。5.2.10.天轮梁强度验算：天轮梁强度验算： 18 天梁采用 2 根 Q23512 槽钢，截面及受力形式如下：FFFF天轮梁上按照最大荷载计算、即上人罐笼钢丝绳所受的力 F 进行计算。1)钢丝绳自重： 0.9KN;2)罐笼自重： 0.5KN; 3)吊笼载重： 7.5KN;4)导索张力： 10KN(活)：荷载组合：S=1.4活+1.2（恒）=1.410+1.2（0.9+0.5+7.5）=24.68KN;总计:F=24.68KN L=1200mmMmax=0.42（FL）=12.44KNMVmax=2.86P=2.8624.

30、68=70.58KN；槽钢截面特性：B=104 H=120 t=7.8 h=104.4mm b=94.4mm3331()234428.1.6wBHBb hmmH622max12.44 1052.79/215/(1.05 224428.1xxMN mmN mmw满足要求）。其中：Mmax弯矩最大值 截面塑性发展系数，取 1.05； W截面抵抗矩；抗弯强度f 抗压强度设计值、215N/mm2 验算单根槽钢的抗剪强度如下： 23224=125/70.58 102 13306.43/125/(304 109.6vwVSfN mmItN mmN mm 满足要求）。 实际采用 2 根槽钢、抗剪强度满足要求

31、。5.2.11.电动卷扬机牵引力计算：电动卷扬机牵引力计算： 01231020. . .HnenPSVVDnDnVi 式中：S-作用在卷扬机上的牵引力(KN); -电动机功率（KW）;15KWHP 19 -卷扬机传动机构总效率（%） ，等于各传动机构效率的乘积；根据齿轮传动和轴承传动方式进行决定； -卷筒效率，当卷筒在滑动轴承上时、=0.94；当卷筒在滚动轴上时00=0.96；-分别为 1、2 组等传动机构效率。按照表 13-16 取值；0123. .n -钢丝绳速度（m/S） ；V；(21)0.6+2 17 10.0131.03DDmdDD（）-钢丝绳直径；13mmd-钢丝绳在卷筒上的缠绕层数；m-卷筒的转速（r/min） ；970r/minnn-电动机转速（r/s） ；0.3r/Sen-传动比；iepTiT-所有主动齿轮的乘积；eT-所有被动齿轮的乘积；pT0123102015 0.93 0.9610200.9714082.314.083.14 0.97 9702954.43.14 1.03 0.310.97. . .0.96 0.930.893HnenPSVSSNSKNVDnVVDnViVV 5.3. 卷扬机地锚计算：卷扬机地锚计算：根据现场实际情况、将地锚的实际图形绘制如下，并将实际模型转换成具体的受力模型进行计算， 20如下