隧道竖井井架加工安装及拆除方案设计

目录一、编制依据2二、工程概况2三、井架设计21.井架主要结构与工作原理22.井架提升能力验算43.井架纵梁结构验算44.横梁验算55.立柱验算66.柱间支撑验算77.顶板验算7四、井架安装131.施工工艺流程13五、井架拆除201、井架拆除安全领导小组202、井架拆除顺序203、安全保证措施20隧道井架施工方案编制依据设计文件、设计施工图《建筑施工计算手册》《钢结构设计规》《起重机设计规》《起重机械安全规程》《施工现场临时用电安全技术规》JGJ46-2012工程概况该场地属剥蚀丘陵与丘间谷底地貌，地形略有起伏，标高在之间变化。隧道主要穿越素填土、粉质粘性土、全风化混合片麻岩。根据现场实际情况，考虑施工进度等因素，该竖井起吊设备采用井架施工，井架根底均位于GDK33+650围护桩上。井架设计井架主要结构与工作原理××11.6m〔具体如如下图〕，其中纵梁最大跨度为5.5m。井架尺寸平面图井架材料表序号项目品名规格型号单位数量重量〔kg〕备注1立柱圆管325*12根870392横梁56a工字钢双拼根810176长12m3行走轨道梁50b工字钢50*14根239394水平支撑纵梁H型钢HM400*300根220395横梁斜撑28a工字钢根812156柱间斜撑20槽钢20#根2448277顶棚1C型钢120*50*20*2根1421808顶棚梁角钢桁架榀59预埋与柱底钢板钢板700*700*16块1610纵梁与横梁连接板钢板550*500*16块1611纵梁与横梁连接板钢板500*400*16块412柱顶连接板钢板500*400*16块1613轨道梁连接板钢板550*400*30块1614斜撑梁连接板钢板500*500*14块3615预埋高强螺栓高强螺栓Φ32、长1m根8016行走轨道梁加固钢板6mm钢板封箱平米1517电动葫芦10t双胞胎套4400018合计××1.5m。井架提升能力验算电动葫芦提升能力验算××料斗装渣后提升重量：G=×××=7.2t<10t〔符合要求〕井架纵梁结构验算轨道梁采用50b工字钢，材质Q235B，Ix=21720cm4,Wx=1090cm³,轨道梁最大跨度为5.5米，电动葫芦自重约1吨，最大起重量10吨，以电动葫芦走至第三跨中间位置〔最不利位置〕计算。〔1〕荷载组合：最大起吊重量为10t，电动葫芦自重为1t。电动葫芦荷载考虑1.1的动力系数，动荷载系数取1.4,××11×9.8〕=166.01KN最大弯矩Mmax=1/8×F×Lσ=Mmax/Wx=/=104.706N/mm2<【σ】=145N/mm2,强度满足要求。〔2〕挠度计算:最大挠度fmax=FL3/192EI,其中E〔弹性模量〕=2.1×105N/mm2,I=21720cm4，如此fmax=166010×55003/〔192×2.1×105××108〕=3.16mm。电动葫芦吊车梁挠度允许值为L/400=5500/400=mm〔3〕稳定性计算MX/(ØhMX)≤fØh-梁的整体稳定系数，按现行的钢结构设计规查取值0.896，114.13KN.m/(0.896*1090cm³²＜f=215N/mm²,满足要求。因此挠度满足要求，即吊车梁刚度满足要求。经验算吊车梁采用I40a工字钢满足设计要求。横梁验算横梁采用双拼56a工字钢，材质为Q235B，其截面特性：Ix=65590cm4,Wx=2342cm³，以两台电动葫芦同时行走至同一横梁下，且起吊重量达到额定重量11T〔最不利状况〕：力计算荷载组合：最大起吊重量为10t，电动葫芦自重为1t。电动葫芦荷载考虑1.1的动力系数，动荷载系数取1.4,××11×最大弯矩Mmax=Fa2/l其中L=11.6m,am如此Mmax=×2σ=Mmax/Wx=48370/2342=20.65N/mm2<【σ】=145N/mm2,强度满足要求。〔2〕挠度计算:最大挠度fmax=FLa2/24EI*(3-4a/L),其中E〔弹性模量〕=2.1*105N/mm2,I=65590cm4，如此fmax=166010/2×26002×11600/(24××105××108)×(3-4×2600/11600)=4.14mm横梁梁挠度允许值为L/600=11600/600=mm,因此挠度满足要求，即横梁刚度满足要求。经验算横梁采用I56a工字钢满足要求。〔3〕稳定性计算故可不计算整体稳定性。立柱验算m，采用Φ325×12钢管，其截面特性为：Ix=Cm4,ix=Cm,Wt=1781.101Cm3,A=Cm2。荷载组合〔考虑最不利荷载〕a.电动葫芦运行至第二跨横梁下，单柱荷载最大，考虑荷载系数后，横梁往单根立柱传递的竖向荷载为36KN。2。×9.8=2.67KN，荷载系数为1.2。×11×2×〔2〕立柱强度验算。根据钢结构设计规公式5.2.1得：××21560/10×××103〕×××216000)××2<f=215N/mm2强度满足要求〔3〕刚度验算λx=λ2<【λ】=150N/mm2刚度满足要求〔4〕弯矩作用的稳定性：根据压弯构件最大强度准如此：N/ΦxA+βmxMx/Ψxex)≤f=215N/㎟式中：N=×2.67=205.214KNΦx为弯矩作用平面轴心受压构件的稳定系数，查表可得Φx，Ψx：截面塑性开展系数，取Ψx，Mx：截面围最大弯矩值，Mx=90000N*0.04*10.2m=36720N*m，为电动葫芦轮压滚动系数，90000N为电动葫芦工作时载荷，βmx：等效弯矩系数βmx，Nex2λ2,λ为长细比，λ=2，如此Nex=2180967N。N/ΦxA+βmxMx/Ψxex)=37.7N/㎟<f=215N/㎟。经计算弯矩作用的稳定性满足设计要求。柱间支撑验算柱间支撑主要验算长细比，根据钢结构设计规5.3.8和5.3.9柱间支撑受压构件容许长细比为150，受拉构件容许长细比为300。柱间支撑主要采用20#槽钢的剪刀撑，和柱顶采用HM400型钢。对于20#槽钢，其i0=7.86cm，最长柱间支撑为7.77m。λ=777/7.86=98.86<150故柱间支撑满足设计要求。井架安装施工工艺流程测量放样测量放样立柱预埋件安装立柱预埋件安装井架根底浇筑井架根底浇筑立柱安装立柱安装立柱斜撑安装立柱斜撑安装横梁安装横梁安装轨道梁安装轨道梁安装检修平台安装检修平台安装电动葫芦安装电动葫芦安装屋架安装屋架安装电气安装与调试电气安装与调试验收验收正常使用与维护正常使用与维护〔1〕立柱安装根据现场预留孔洞位置，由测量班准确放样立柱位置，控制好根底标高，安装前检查与复核各项数据。根底顶面标高允许偏差为±3mm，水平度为L/1000mm，地脚螺栓中心允许偏差为3mm，露出长度偏差为±20mm，安装前如果超出允许偏差时必须进展有效处理。立柱根底采用C30砼，振捣密实，外表压光。安装前在立柱根底上标出定位控制线。立柱安装时采用25t汽车吊吊装，吊点设在立柱重心以上1m处，并在立柱底部设缆风绳调整其方向。为防止吊点处构件变形或吊索切断，吊点处翼板用硬杆支撑，棱角处用方木进展保护。起吊吊钩将钢柱慢慢扶直后，吊离地面并缓缓地送到柱基支承面，钢柱下落就位时，当柱脚距地面300—400mm时扶直，使安装螺栓孔对正〔防止碰伤螺栓的螺纹〕，然后缓慢落钩，就位的同时，将柱根部定位于根底定位线对齐，经初步找正后将螺栓拧紧，为临时固定。对钢柱进展校正，用两架经纬仪安置在柱基纵横两轴线上，严格对中、整平，分部照准柱脚的中心线后，慢慢仰起望远镜，假如柱子的中心线偏离十字的竖丝，说明柱子不垂直，用调整垫板厚度来校正。垂直度调整完毕，应将螺栓拧紧，即可脱钩，安装过程要做好记录。钢柱复位后，再紧固锚固螺栓，并将承重块上下点焊固定，防止走动。整个钢柱吊装完成后方可摘钩。钢柱安装允许偏差柱脚底中心线对定位轴线的偏移为3mm柱基准点标高为+3～-5mm弯曲矢高为H/1200，且不大于15mm柱轴线垂直度10mm(2)柱间支撑安装①柱间支撑槽钢安装采用25吨汽车吊安装，由下自上对号安装，先安装斜支撑，后安装水平支撑，斜支撑先安通长的，再安装需连接的局部，双节斜支撑拉通线安装要顺直。柱间支撑吊装时，必须待螺栓拧紧或焊接完后再摘钩。安装柱间支撑的脚手架采用外搭设双排钢管手架。②复核水平支撑梁支座的标高、垂直度、轴线、跨距和钢柱的垂直度以与搁置处梁高制作的误差。严格控制定位轴线，并做好临时标高垫块工作。③水平支撑梁安装采用25汽车吊，单钩双吊点起吊。每个吊点到梁端的距离为梁长的1/5～1/6左右，且对称于梁的重心；两根吊索的长度要保证起吊后保持水平状态，以便就位时两端同时落稳。并在梁的两端设置尾绳来调整其方向。④水平支撑梁就位时，操作人员可用撬杠迎住梁端，对准后落钩就位。落钩后梁的轴线偏差不得大于10cm。如果偏差较大，应重新吊起，重新就位，不得完全依靠撬杠拨正，以免引起柱子垂直度偏差。⑤梁的轴线检验要以跨距为准，在梁座上面沿梁的长度方向拉通长钢丝，再用铅锤验梁的轴线，先做临时固定、摘钩，梁跨度的检验用钢尺量测。安装误差调整到允许围后，每个结点和立柱顶端钢板用6根Φ22高强螺栓连接固定。高强度螺栓使用扭矩扳手拧紧，严格控制扭矩力。⑥安装允许偏差：两端支座中心线位移5mm。同跨同一横截面梁顶面，高差支座处10mm，其它部位15mm。同列相邻两柱间梁顶面高差为L/1500且不大于10mm。同跨见任一截面的梁中心跨距为±10mm。柱间支撑槽钢与立柱连接采用Φ16高强螺栓连接。〔3〕主横梁安装。主横梁与立柱顶部节点的连接采用6根Φ22高强螺栓连接固定。轨道行走梁与主横梁的连接每个节点采用两块3mm厚，30cm×30mm三角钢板焊接。安装允许偏差如下：梁的跨中垂直度h/500〔4〕轨道梁安装。轨道梁安装主要包括与横梁的栓接定位与轨道对接。依据钢结构验收规GB50205-2001，附表E.0.2安装容许偏差如下：梁的跨中垂直度h/500同跨间同一横截面下下挂式吊车梁顶面高差10mm相邻两吊车梁接头部位中心错位3mm，底面高差不大于1mm同跨间任一截面的吊车梁中心跨距±〔5〕电动葫芦井字架顶棚梁安装。电动葫芦井字架顶棚梁焊接成整榀满足设计要求坡度角的弧形桁架梁。电动葫芦井字架顶棚梁应与钢柱进展预组装，无误后方可吊装，以便减少梁、柱节点的安装难度。安装电动葫芦井字架顶棚梁时，采用25吨汽车吊配合50吨汽车吊进展组装。为使电动葫芦井字架顶棚梁起吊后不致发生摇晃和将其他构件碰撞，起吊前在离开柱子支座附近用白综绳系结实，随吊随放松，保持正确的位置。电动葫芦井字架顶棚梁采用2点绑扎起吊，绑扎点由现场技术人员通过计算确定，吊点处用木楞或皮带将棱角处保护防止钢丝绳被破坏。吊装时，吊索与水平线的夹角控制在45°-60°，吊索长度和绑扎方法必须一致，使其受力均匀，并保持就位时的水平状态，以便就位屋架的两个端点同时落稳。电动葫芦井字架顶棚梁吊至柱顶以上后，用尾绳旋转屋架使其对准柱头后再缓慢落钩，并在井架顶棚梁接触柱顶时即刹车、进展对线，防止井架顶棚梁落实到柱顶后用撬杠扶正而使柱子偏斜。电动葫芦井字架顶棚梁落稳后应随即校正其垂直度和正直度。〔垂直度用挂线锤检验，顺直度用拉紧的测绳进展检验。〕调整检查合格后再摘钩进展下一步工序。电动葫芦井字架顶棚梁校正后，井架顶棚梁与支座焊接或拴接时，必须同时在电动葫芦井字架顶棚梁两侧对称施焊或拧紧螺栓，以免影响屋架的垂直度和正直度。安装合格后方可摘钩。电动葫芦井字架顶棚钢梁安装允许偏差：跨中垂直度为h/250,且不大于15mm侧向弯曲矢高为1/1000且不大于10mm〔6〕电动葫芦井字架顶棚支撑系统安装。①电动葫芦井字架顶棚支撑和檩条安装垂直运输采用25吨汽车吊或用滑轮往上运输。②电动葫芦井字架顶棚梁安装脚手架采用钢管脚手架在各个轴线的两侧搭上双排脚手架。③电动葫芦井字架顶棚支撑安装前将支撑的安装孔按设计尺寸钻好，并写好编号，安装时对号入座。④安装质量要求：按设计要求，将支撑的焊缝焊好，檩条和支撑的螺栓拧紧。⑤檩条为C型冷弯薄壁型钢，拉条为圆钢，两头螺母拧紧。⑥安装电动葫芦井字架顶棚檩条时，垂直运输采用2个滑轮，安装好棕绳用人往上拽。〔7〕电动葫芦井字架顶棚彩钢瓦的安装。①安装流程和安装方法：安装顺序：先井字顶棚后包角板等。即：量尺→下料→提升→就边→自攻枪上丝→移动吊栏→检查量尺→验收。电动葫芦井字架顶棚板材料，不得损坏其薄膜保护层与涂料保护层。电动葫芦井字架顶棚板在檩条上按编号放置，注意防止将板端悬臂在外，并减少二次转运。安装时使用的螺钉、抽芯钉、塞子、粘胶剂等配件须齐备。电动葫芦井字架顶棚板定位，为保证电动葫芦井字架顶棚板纵横方向通直整齐，在檐口拉线平行于屋脊，从山墙边开始每隔5米左右拉线垂直于屋脊。铺檐口第一排板时，板峰〔瓦楞〕应注意与檐口线垂直，不得歪斜。电动葫芦井字架顶棚板搭接前先将搭接处的薄膜保护层揭去，板边为扣口搭接；板端搭接是将上排板搭接围的隔热层与其下面的铁皮锯处，搭在下排板上面，搭接长度应符合规要求。电动葫芦井字架顶棚板接口的密封处理，在两板接口放置带有单面粘胶的海绵封口条。首先在先铺的板面上沿着搭接口的复盖边沿贴好封口条，然后盖上后铺的板，将封口条压住。固定电动葫芦井字架顶棚板，一般采用带胶垫和镀锌垫圈的自攻螺丝，从板峰固定〔屋脊除外〕。钻孔时，板与檩条一起钻穿。上自攻螺丝时必须套上马鞍形夹与井架顶棚板一起固定。②彩钢板安装的须知事项：彩钢板提升，电动葫芦井字架顶板用25吨汽车吊吊运至指定位置。在彩钢板的吊运过程中，要防止彩钢板碰撞，确保外观质量。彩钢板的接缝要严密。电动葫芦井字架顶棚彩钢板的安装应固定可靠、结实，防腐涂料涂刷和密封材料敷设应完好，连接件数量、间距应符合设计和国家现行有着标准规定。对电动葫芦井字架顶棚板上的任何杂物应随时清理。在电动葫芦井字架顶棚上行走，不得踏着屋檐、屋脊等薄弱部位。所有未安装的电动葫芦井字架顶棚板与配件〔已提升到屋架上〕，下班前必须将其固定好，以免坠下或损坏已安装的电动葫芦井字架顶棚。电动葫芦井字架顶棚板安装完毕，消除所有杂物后，原板面上的薄膜保护层才可以揭去。提升电动葫芦的安装与调试〔1〕工序安装：在正式安装电动葫芦前应对上道工序，进展检测，确认合格后方能安装。a.轨道工字梁两端的缓冲装置必须安装齐全；b.工字梁的下翼缘必须打磨光滑，不卡车轮。〔2〕开箱检验：电动葫芦设备到现场后，经开箱检验以后，确认设备随机文件、说明书、合格证齐全，设备与备件应与装箱单相符，设备的外观应无损坏。〔3〕电动葫芦吊装前的检测：a.吊装前应认真检查电动葫芦提升局部减速机，是否按规定注好润滑油，行走局部是否注好润滑脂。b.认真阅读使用说明书与其它随机文件，了解产品结构。检查电气控制箱是否按电气图配线，检测起升电机和行走电机的绝缘状态。c.检查钢丝绳的固定端是否抽紧，塞块是否楔牢。d.检查控制按钮接线是否正确，固定按钮的保险绳必须装好。e.按规定吊钩必须刷黄、黑相间的斑马纹漆，吊钩保险装置齐全。f.钢丝绳与卷筒固定每端必须由三块压板，螺栓必须紧固。g.排绝器装配正确，上升、下降限位开关安装正确。〔4〕电动葫芦的吊装可根据施工现场的实际情况，可利用吊车安装。吊装时注意捆绳必须采取保护措施以防损伤设备，根据设备本身重量，选择吊装用绳索吊具。〔5〕间隙调整电动葫芦的行走轮轮缘侧与工序钢轨道翼缘间隙，保证在3—5mm之间，通过垫片调整实现，此项是关键，必须达到。〔6〕电机主轴窜动量的调整电动机主轴向窜动量一般在1.5mm时，制动效果最优，如果电动葫芦在额定荷载时下滑量过大，需进展调整，调整方法如下：取下尾罩。旋掉固定调整螺母的四支螺钉，用扳手按顺时针方向将调整螺母旋至极限位置，再逆时针旋一圈，然后装上固定螺钉即可。〔7〕断火限位器的调整断火限位器的调整通过限位杆上的两个撞块实现的。调整方法是：松开撞块上的螺钉，撞块分置于导绳器卡板两侧，卡板能自如的推动撞块移动。启动电机开始起升，卡板推动上限撞块移动，升至吊钩滑轮外壳上沿距卷筒外壳下沿150mm～50mm时，停止上升，点动下降按钮，导绳器向回移动10mm左右时，停机，移动上限撞块靠近卡板，旋紧螺钉即可。下限位置的调整同上，只是方向相反，但必须保证吊钩处于最低位置时，卷筒上留有3圈以上钢丝绳。〔8〕端点限位器行走轨道两端设置断电限位器，安装后进展调试。〔9〕试车：电源接通前，对电器设备进展绝缘测量。检查主回路、控制电路、所有电器设备的相间绝缘电阻和对地绝缘电阻，其值不得小于1.5兆欧姆。接通电源以后，先检查各电机的运转方向是否与控制按钮的方向一致，然后再按如下步骤试车：a.空载试验：在空载情况下以工作速度上升、下降变速、制动等动作，在全行程围，反复试验，不得少于3次；在试验进展的同时，对各安全装置进展灵敏度检验；b.额定荷载试验。根据设计额定荷载，按有关标准规定方法〔参见《轻小型起重设备型式试验细如此》TSGQ7012-2008与《钢丝绳电动葫芦第2局部试验方法》GB/T9008.2-2004〕规定的方法，进展起升、运行、电压升降等动作的试验，至少重复三个循环，记录检查起升、下降、运行等各项参数是否符合要求；制动下滑量、噪声是否在容许围；电压升降试验是否符合设计要求；主要零部件无损坏。C、竟在试验：取额定荷载的125%〔按5%逐级加载〕，起升荷载离地100～200mm，悬空10cm。试验后主要受力构件、零部件不得出现永久变形、可见裂纹、油漆脱落以与连接损坏、松动等现象，无异常为合格。d.动载试验：在静负荷试验结果良好的条件下，以1.1倍的额定荷载进展动载悬空试验，实验周期为30s；升6s，停9s，降6s，停9s，如此进展15个周期，实验后目测各局部是否有裂纹、永久变形、油漆剥落、损伤、连接松动等，无异常为合格。3、防雷施工保护措施井架防雷措施采取如下方法：在井架顶部焊接Φ16圆钢，并架底部采用Φ16圆钢与接地扁钢焊接，接地电阻不得大于10Ω。井架拆除井架拆除前，首先将井架周围进展临时封闭，现场必须有专人指挥，拆除井架顺序为，从上到下依次拆除雨棚、电动葫芦、横梁、纵梁、剪刀撑、立柱。井架拆除安全领导小组井架拆除时，必须专人指挥，以安全总监为组长，以生产副经理为副组长，专职安全员与施工员为组员，拆除前采用警示墩与警示带全部戒严。安全领导小组成员序号职务组分工备注1荣清安全总监组长2书广生产副经理副组长3胡伟安质部长组员4磊安全员组员5郝龙飞技术主管组员6连启技术员组员井架拆除顺序拆除过程，首先切断井架所有电源，然后人工拆除井架雨棚铁皮，逐榀拆除雨棚屋架，拆除屋架时，先将屋架整体拆除吊下，在地面逐根切割，尽量减少高空作业。屋架拆除后，将电动葫芦拆除，然后拆除横梁与纵梁之间所有连接螺栓与焊点，根据现场地形情况，选用50t吊车拆除横梁、纵梁。待纵横梁拆除完毕后，采用25t吊车依次拆除剪刀撑、井架立柱。安全保证措施〔1〕认真贯彻执行国家的各项方针、政策、法律法规，使用有效的管理方法，合理安排工作，确保整个工程安全、顺利的进展。〔2〕严格执行公司的质量体系，建立健全各项管理制度。〔3〕开工前必