北京某火车站钢结构重型吊车走行平台安装方案

目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc146793937"一、工程概况1HYPERLINK\l"_Toc146793938"1.1***整体效果图1HYPERLINK\l"_Toc146793939"1.2剖面图1HYPERLINK\l"_Toc146793940"1.3钢结构整体轴侧图1HYPERLINK\l"_Toc146793941"1.4平面分区图1HYPERLINK\l"_Toc146793942"二、Ⅰ、Ⅲ区雨棚钢结构吊装方案介绍5HYPERLINK\l"_Toc146793943"2.1总体吊装思路5HYPERLINK\l"_Toc146793944"2.2A字柱、悬垂梁吊装方法5HYPERLINK\l"_Toc146793945"2.3A字柱吊装示意图5HYPERLINK\l"_Toc146793946"2.4悬垂梁吊装示意图6HYPERLINK\l"_Toc146793947"2.5Ⅰ、Ⅲ区吊装路径示意图6HYPERLINK\l"_Toc146793948"三、Ⅱ区雨棚钢结构吊装方案介绍7HYPERLINK\l"_Toc146793949"3.1总体吊装思路7HYPERLINK\l"_Toc146793950"3.2＋9.0m主钢梁吊装方法7HYPERLINK\l"_Toc146793951"3.3＋9.0m主钢梁吊装示意图8HYPERLINK\l"_Toc146793952"3.4屋面桁架分段示意图8HYPERLINK\l"_Toc146793953"3.5Ⅱ区吊装路径示意图9HYPERLINK\l"_Toc146793954"四、楼板加固方案9HYPERLINK\l"_Toc146793955"4.1加固的目的9HYPERLINK\l"_Toc146793956"4.2加固的范围9HYPERLINK\l"_Toc146793957"4.3加固的原理13HYPERLINK\l"_Toc146793958"4.4构件运输通道加固方案14HYPERLINK\l"_Toc146793959"4.5Ⅰ、Ⅲ区吊车行走及作业区域加固方案14HYPERLINK\l"_Toc146793960"4.6Ⅱ区吊车行走及作业区域加固方案15HYPERLINK\l"_Toc146793961"4.7变形检测19HYPERLINK\l"_Toc146793962"五、路基箱设计20HYPERLINK\l"_Toc146793963"5.1吊车参数20HYPERLINK\l"_Toc146793964"5.2履带压力及路基箱内力分析21HYPERLINK\l"_Toc146793965"5.3路基箱截面设计38HYPERLINK\l"_Toc146793966"5.4路基箱与砼结构的关系40HYPERLINK\l"_Toc146793967"六、独立加固支撑钢柱设计41HYPERLINK\l"_Toc146793968"6.1计算简图41HYPERLINK\l"_Toc146793969"6.2独立加固支撑钢柱截面较核43HYPERLINK\l"_Toc146793970"七、三角形加固支撑设计45HYPERLINK\l"_Toc146793971"7.1计算简图45HYPERLINK\l"_Toc146793972"7.2斜杆和拉杆截面校核46HYPERLINK\l"_Toc146793973"八、Ⅱ-2区开洞处加固支撑设计47HYPERLINK\l"_Toc146793974"8.1设计荷载47HYPERLINK\l"_Toc146793975"8.2有限元分析47HYPERLINK\l"_Toc146793976"8.3说明：49HYPERLINK\l"_Toc146793977"九、Ⅱ-1区、Ⅱ-3区加固桁架设计50HYPERLINK\l"_Toc146793978"9.1设计荷载50HYPERLINK\l"_Toc146793979"9.2计算结果51HYPERLINK\l"_Toc146793980"十、砼局部承压计算54HYPERLINK\l"_Toc146793981"十一、设计图纸54北京***改扩建工程钢结构重型吊车走行平台设计安装方案一、工程概况1.1***整体效果图1.2剖面图1.3钢结构整体轴侧图1.4平面分区图纵剖面横剖面钢结构整体轴侧图平面分区图二、Ⅰ、Ⅲ区雨棚钢结构吊装方案介绍2.1总体吊装思路(1)通过对-2.5m楼板的加强，采用大型履带吊以分段的形式进行吊装。(2)吊装采用从北向南以退步法进行吊装。(3)雨棚吊装可以先集中在一侧进行吊装,吊装完后进行另一侧的集中吊装,可避免因分散作业带来运输、劳力、设备的不足。(4)在悬垂梁吊装前每二榀A字柱必须形成稳定的结构。2.2A字柱、悬垂梁吊装方法(1)A字柱整榀吊装；(2)悬垂梁分两段吊装。2.3A字柱吊装示意图2.4悬垂梁吊装示意图2.5Ⅰ、Ⅲ区吊装路径示意图三、Ⅱ区雨棚钢结构吊装方案介绍3.1总体吊装思路(1)通过对-2.5m楼板的加强，采用大型履带吊以分段的形式进行吊装。(2)吊装采用从北向南以退步法进行吊装。(3)吊装时先吊+9m处框架梁结构，后吊屋面桁架部分。(4)对主要构件重量较重时,采用分段进行吊装。3.2＋9.0m主钢梁吊装方法+9.0m主钢梁在距跨中1/3处分成二段，以分段形式吊装。3.3＋9.0m主钢梁吊装示意图3.4屋面桁架分段示意图端部桁架分段示意图中部桁架分段示意图3.5Ⅱ区吊装路径示意图四、楼板加固方案4.1加固的目的(1)原砼结构设计荷载与钢结构吊装时的施工荷载不同，钢结构吊装时的施工荷载较大，故需要对砼结构进行加固，防止砼结构破坏、保证砼结构的安全；(2)通过对原结构的加固，从而保证上部钢结构正常的安装施工。4.2加固的范围(1)Ⅰ、Ⅲ区吊车行走及作业区域出进/出进/出进出进/出进/出进Ⅲ区吊车行走及作业区域Ⅲ区加固点布置图(2)Ⅱ区吊车行走及作业区域进出进出桁架线加固独立柱点加固桁架线加固独立柱点加固三角支撑点加固钢架洞口加固Ⅱ区加固点布置图（一半）(3)Ⅰ、Ⅲ区构件运输通道(4)Ⅱ区构件运输通道4.3加固的原理(1)不通过楼板本身的抗弯能力来承受上部施工荷载，而是直接或间接通过砼结构主梁将施工荷载垂直地传至原砼柱和楼板下部支撑，继而最终传至砼大底板上。(2)通过在砼梁下设置加固支撑减小其弯矩和剪力，以保证设计配筋能够满足施工荷载的要求。4.4构件运输通道加固方案（1）Ⅰ、Ⅲ区构件运输通道位于火车行车道处，考虑到火车运行荷载远远大于汽车行走荷载，故不对此部分结构进行加固。（2）Ⅱ区构件运输通道下部用满堂脚手架进行加固，建议土建浇注梁板用脚手架不进行拆除，留作加固通道用。（3）Ⅱ区构件运输通道当遇洞口时，采用在砼梁在预留埋件，增设钢梁、梁上铺钢板的加固措施。Ⅱ区运输通道遇洞口时加固措施4.5Ⅰ、Ⅲ区吊车行走及作业区域加固方案（1）Ⅰ、Ⅲ区有局部二层处：（2）Ⅰ、Ⅲ区无局部二层处（包括有局部二层时有洞的情况）：4.6Ⅱ区吊车行走及作业区域加固方案（1）Ⅱ区砼梁典型加固方式一（2）Ⅱ区砼梁典型加固方式二（3）Ⅱ-2区洞口处加固（4）Ⅱ-1区北端、Ⅱ-3南端楼板加固（中间行走及作业通道，其它类似详图纸）4.7变形检测在加固钢柱上设置垂线，当吊机进行行走及吊装工作派专人进行测量观察，保证加固柱的安全性。五、路基箱设计5.1吊车参数吊车采用主臂工况，臂长Ⅰ、Ⅲ区：45.70m；Ⅱ区：54.85m。各部分重量如下：吊钩：Q3＝3.0t吊臂：Ⅰ、Ⅲ区：Q2＝14.5t；Ⅱ区：Q2＝16.6t配重：Q1＝86.3t除以上部分本体：G＝106.9t最大起重量：Ⅰ、Ⅲ区：Q＝76.5t；Ⅱ区：Q＝62.0t。回转半径：Ⅰ、Ⅲ区：R＝12m；Ⅱ区：R＝12m。配重至吊车中心距：L1＝4.82m履带接地长度：L＝7.8m履带宽度：B＝1.12m履带中心距：S＝6.4m5.2履带压力及路基箱内力分析分别对空载和满载两种极限状态进行分析。（一）空载状态空载状态时假定吊钩、吊臂和本体重量的合力通过吊车中心，则对吊车中心：P＝G+Q1+Q2+Q3＝212.8t＝2128kNM＝Q1×L1＝4160kN·m下文分别对空载时配重与履带平行、配重与履带垂直及配重与履带成一定夹角的状态的进行分析。1．配重与履带平行时合力偏心距：＝＝＝1.955m>＝1.3m履带实际受压长度：＝＝5.835m履带实际抵抗矩：W＝2＝12.71m3最大压力：＝＝327.3kPa履带压力如下图所示：（1）当履带与路基箱平行时弯矩最大时荷载位置如下图所示：Mmax＝3550kN·m剪力最大时荷载位置如下图所示：Vmax＝915kN（2）当履带与路基箱垂直时将一条履带对一块块路基箱的压压力看作集中中力，计算得得此集中力为为607.55kN，弯矩最时时其布置如下下图所示：Mmax＝23778kN·m剪力最大时其布置置如下图所示示：Vmax＝927kkN2．配重与履带垂直时时设靠近配重一侧履履带合力为Pmax，远离配重重一侧履带合合力为Pmin。先假定Pmin>>0，则Pmax＝+＝++＝1714kkNPmin＝－＝－－＝414kNN>0，可见假定定满足实际情情况。假定履带压力为均均布，则：＝＝196.2kPaa＝＝47.4kPa履带压力如下图所所示：（1）当履带与路基箱箱平行时弯矩最大时荷载布布置如下图所所示：Mmax＝41118kN·m剪力最大时荷载布布置如下图所所示：Vmax＝12200kN（2）当履带与路基箱箱垂直时将一条履带对一块块路基箱的压压力看作集中中力，计算得得较大集中力力为Pmax＝440kN、较小集中中力为Pmin＝106kN，则弯矩最最大时其布置置如下图所示示：Mmax＝15003kN·m剪力最大时其布置置如下图所示示：Vmax＝496kkN3．配重与履带有夹角角当臂杆与履带有一一定夹角时，履履带下压力分分布十分复杂杂，为简化（同同时也是偏于于安全的）起起见，履带计计算长度L＝6.8m。求履带最大压强对对应的：tg＝＝＝0.3354＝19.5°cos=0.94426，sin＝0.33338则：＝＝395.3kPaa＝＝338.4kPaa＝＝－59.0kPa＝＝－115.9kPaa压力分布如下图所所示：（1）当履带与路基箱箱平行时弯矩最大时荷载布布置如下图所所示：Mmax＝43449kN·m剪力最大时荷载布布置如下图所所示：Vmax＝11199kN（2）当履带与路基箱箱垂直时将一条履带对一块块路基箱的压压力看作集中中力，计算得得较大集中力力为Pmax＝440kN、较小集中中力为Pmin＝106kN，则弯矩最最大时其布置置如下图所示示：Mmax＝27995kN·m剪力最大时其布置置如下图所示示：Vmax＝10566kN（二）工作状态工作状态时考虑动动力系数1.1。工作状态时假定吊吊车本体重量量的合力通过过吊车中心，而而将吊钩、吊吊臂另算对中中心的弯矩贡贡献。对Ⅰ、Ⅲ区，臂杆重量Q22＝14.5t，最大起重量量为Q＝76.5t，回转半径R＝12m，则对吊车中中心：P＝G+Q1+Q2++1.1×(Q3+Q)＝295.055t＝2950.55kNM＝1.1×(Q+QQ3)×R+Q2×R/2－Q1×L1＝7204..3kN·m对Ⅱ区，臂杆重量Q22＝16.6t，最大起重量量为Q＝62.0t，回转半径R＝12m，则对吊车中中心：P＝G+Q1+Q2++1.1×(Q3+Q)＝281.3t＝2813.00kNM＝1.1×(Q+QQ3)×R+Q2×R/2－Q1×L1＝5416.33kN·m可见路基箱应按ⅠⅠ、Ⅲ区荷载设计计。下文分别对工作状状态时臂杆与履带带平行、臂杆杆与履带垂直直及臂杆与履履带成一定夹夹角的状态的的进行分析。1．臂杆与履带平行行时合力偏心距：＝＝＝＝2.442m>＝1.3m履带实际受压长度度：＝＝4.3744m履带实际抵抗矩：：W＝2＝7.1422567m3最大压力：＝＝＝＝1008..6kPa换算成线荷载：＝＝1129..7kN/mm履带压力如下图所所示：（1）当履带与路基箱箱平行时弯矩最大时荷载位位置如下图所所示：Mmax＝82118.5kNN·m剪力最大时荷载位位置如下图所所示：Vmax＝22044kN（2）当履带与路基箱箱垂直时取三角形分布荷载载端部2m范围内的的合力作为履履带对路基箱箱的集中力，计计算得此集中中力为17443kN，弯矩最时时其布置如下下图所示：Mmax＝68449kN·m剪力最大时其布置置如下图所示示：Vmax＝26600kN2．臂杆与履带垂直直时设靠近配重一侧履履带合力为Pmax，远离配重重一侧履带合合力为Pmin。先假定Pmin>>0，则Pmax＝+＝++＝2600..7kNPmin＝－＝－－＝349.33kN>0，可见假定定满足实际情情况。假定履带压力为均均布，则：＝＝333.4kN//m＝＝44.8kN/mm履带压力如下图所所示：（1）当履带与路基箱箱平行时弯矩最大时荷载布布置如下图所所示：Mmax＝62442kN·m剪力最大时荷载布布置如下图所所示：Vmax＝18499.3kN（2）当履带与路基箱箱垂直时将一条履带对一块块路基箱的压压力看作集中中力，计算得得较大集中力力为Pmax＝666.8kN、较小集中中力为Pmin＝89.6kN，则弯矩最最大时其布置置如下图所示示：Mmax＝22774.2kNN·m剪力最大时其布置置如下图所示示：Vmax＝714kkN3．臂杆与履带有夹夹角当臂杆与履带有一一定夹角时，履履带下压力分分布十分复杂杂，为简化（同同时也是偏于于安全的）起起见，履带计计算长度L＝6.8m。求履带最大压强对对应的：tg＝＝＝0.3354＝19.5°cos=0.94426，sin＝0.33338则：＝＝636.4kPaa＝＝537.7kPaa＝＝－150.4kkPa＝＝－249.1kkPa压力分布如下图所所示：（1）当履带与路基箱箱平行时弯矩最大时荷载布布置如下图所所示：Mmax＝68772kN·m剪力最大时荷载布布置如下图所所示：Vmax＝17899kN（2）当履带与路基箱箱垂直时取三角形分布荷载载端部2m范围内的的合力作为履履带对路基箱箱的集中力，计计算得较大集集中力为Pmax＝440kN、较小集中中力为Pmin＝106kN，弯矩最大大时其布置如如下图所示：：Mmax＝47779kN·m剪力最大时其布置置如下图所示示：Vmax＝18366kN5.3路基箱截面面设计将3.2节计算结果果统计如下，其其中“是否允许”表示是否允允许存在的工工作状态。计算结果统计表工作状态配重或臂杆与履带带夹角履带与路基箱的关关系Mmax(kN··m)Vmax(kN))是否允许空载0平行3550915允许垂直2378927允许90平行41181220不允许垂直1503496允许19.5平行43491119不允许垂直27951056允许满载0平行82192204不允许垂直68492660允许90平行62421849不允许垂直2274714允许19.5平行68721789不允许垂直47791836允许由上表可知，除去去不允许的工工作状态，最最大弯矩Mmmax＝6849kN·m、最大剪力力Vmax＝2660kN，即为路基箱的的设计荷载。路基箱拟采用截面面为20000mm*640mmm；长度150000mm。下下面就上述工工况分析对路路基箱截面进进行分析验算算：在此采用有限元法法对路基箱进进行分析，由由前述分析可可知，满载、臂臂杆与履带成成19.5°、履带与路路基箱垂直时时为最不利工工况。将履带对路基箱的压压力换算成均均布荷载：Pmax＝616kPPa，Pmin＝574kPPa，如下图所所示：竖向变形如下图所所示：由上图可知，路基箱箱跨中最大挠挠度为41mm。组合应力如下图所所示：最大组合应力1992MPa＜295MPPa，满足！5.4路基箱与砼结构的的关系六、独立加固支撑钢钢柱设计6.1计算简图（1）对支撑吊车最不利利站位对路基箱支座处砼砼梁而言，其其最不利荷载载工况为压力力较大履带位位于路基箱支支座正上方，如如下图所示：：此时，右侧履带下下反力R1=4324kN，近似认为为此反力在履履带长度范围围内通过路基基箱均匀传至至砼梁上表面面（Pmax==540kN/m），再通过过砼梁再传至至加固钢柱和和砼柱上。对加固钢柱而言，其其最不利荷载载工况为履带带中心位于其其顶部正上方方，此时-22.500mm标高砼梁的的计算简图如如下：在此简图中，假定定钢柱支撑点点处没有竖向向位移（实际际应为弹性支支撑），这样样考虑对于钢钢柱偏于安全全。由上图可可得钢柱顶部部反力R2=27225kN。加固钢柱除承受上上述荷载外，还还要承受一部部分砼结构自自重荷载，在在此假定：当当脚手架拆除除后，钢柱受受力范围内砼砼梁、板自重重全部由加固固钢柱承受（偏偏于安全）。计计算可得-22.500mm标高楼层加加固钢柱受力力范围内砼结结构自重约为为G1=13340kN，-7.850m标高楼层层加固钢柱受受力范围内砼砼结构自重约约为G2=9440kN。两种类型加固钢柱柱的荷载分布布和传递分别别如下图所示示：N1=G1++R2=4065kNNN2=G1++G2+R22=50005kNN=G1+RR2=44065kNN6.2独立加固固支撑钢柱截面面较核独立加固支撑钢柱柱截面取□400x166，材质为Q345B，其截面特特性如下：A=24576mmm2ix=iy=1556.9mm加固钢柱按两端铰铰接轴心受压压柱计算，则则计算长度系系数μ=1。由以上分析有如下下三种：（1）L=3.655m，N=40065kN；（2）L=3.455m，N=50005kN；（3）L=7.90mm，N=40065kN。显然仅取（2）、（3）计算即可可。对（2）：λ=L/ix=33450/1556.9=22，按Q345、b类截面查稳稳定系数得φ=0.9477，则σ=N/(φA)==50050000/(0..953x245766)=215MPa<3110MPa，满足！对（3）：λ=L/ix=77900/1556.9=50，按Q345、b类截面查稳稳定系数得φ=0.802，则σ=N/(φA)==40650000/(0..802x245766)=206MPa<3110MPa，满足！七、三角形加固支撑设设计7.1计算简图跨中独立钢柱截面面与Ⅰ、Ⅲ区相同，由于于受力情况不不变，而高度度减小，因此此不对其进行行校核。而由斜撑和拉杆组成成的三角形支支撑的传力路路径如下图所所示：图中N的计算与前述Ⅰ、Ⅲ区独立加固固支撑钢柱相相同，为N=40655kN，则由力的的分解可得：：N1＝2508kN，N22＝2310kNN假定拉力仅由一个个拉杆承受，则则S1＝S2＝1292kN斜杆底端传至砼梁梁上竖向荷载载为P1＝2152kN，PP2＝1913kNN7.2斜杆和拉杆杆截面校核斜杆截面采用□4400x166，材质为Q345B，其截面特特性如下：A=24576mmm2ix=iy=1556.9mm斜杆按两端铰接轴轴心受压柱计计算，则计算算长度系数μ=1，长度近近似取9m，则计算算长度L＝9m。轴力取斜撑1和斜斜撑2中荷载较大大者，即N＝2508。λ=L/ix=99000/1156.9=58，按Q345、b类截面查