龙门架安装工程施工设计方案.docx

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龙门架安装工程施工设计方案

附件一龙门架结构验算书

附件二竖井龙门架架立图

一、编制依据

⑴《浙江光彩国际商务大厦地下车库通道工程施工图设计》（2010年3月）

⑵《泛海国际中心地下车库通道工程实施性施工组织设计》

⑶《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）

⑷《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

⑸《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）

二、施工简介________________

施工竖井平面为矩形，开挖截面尺寸12.40m（长）×5.20m（宽），开挖深度12.35m。

应竖井开挖及通道施工的需要，采用简易龙门架垂直提升出渣及施工材料运输。

龙门架为门式钢架结构，由大梁、立柱构成，连接部位用焊接或螺栓连接，龙门架作为电动葫芦的支架，配备2台5t*30m的电动葫芦。

龙门架结构图见附图。

三、龙门架的主要构件及附属设施

表1龙门架材料配置

序号

部件、附属设施名称

材料型号规格

单位

数量

1

立柱

φ219螺旋钢管

M

45

2

横梁

双拼I20a工字钢

M

27

3

大梁

I32a工字钢

M

31.2

4

提升装置

5t*30m

台

2

四、安装准备工作

1、材料的准备

⑴龙门架主体材料（见上表）

⑵龙门架附属结构的材料与加固材料

①Φ25锚固筋，C30砼

②加固槽钢

③平台角钢

④平台护栏镀锌钢管

⑤平台木板

⑶工具的准备

①套筒板手3把，型号与龙门架连接螺栓配套

②麻绳一捆，型号为中粗

③撬棍4根，榔头2把

④水平尺2把

⑷其它材料

①氧气乙炔装置1套，氧气8瓶乙炔4瓶

②4.0电焊条40kg

③安全带5根

2、机械与机具的准备

①25t吊车一台（外租）

②电焊机3台

③切割机1台

3、安装的现场准备

⑴施工现场场地平整；

⑵龙门架安装的施工范围上空无电信线与电缆线及其它障碍物；

⑶提前将龙门架支腿安装完毕；

⑷保证现场施工用电。

五、安装施工人员配备

表2安装施工人员配备表

序号

工作岗位

主要工作内容

人数

备注

1

总负责人

钻机、起重司机

1

2

电焊工

龙门架安装过程中的所有焊接工作工作

4

4

电工

龙门架安装过程中用电及龙门架的布线工作

1

5

杂工

龙门架安装过程中的所有杂活

9

合计

15

六、施工进度度安排

龙门架主体及附属设施安装加固完毕总工期为10天（不含雨棚的安装）。

具体进度安排如下：

第一天：

施工现场平整清理，及龙门架预埋支腿坑挖完，基础施工，预埋工字钢埋设；

第二天：

龙门架主体材料进场；

第三天~第五天：

龙门架主体安装完毕，期间同时进行平台材料的准备；

第六天：

龙门架主体加焊完毕，开始电动葫芦布线；

第七天~第九天：

安装操作平台与修理平台；布线完毕；渣仓安装完毕；龙门架加固；

第十天：

龙门架试运行与验收。

七、龙门架安装工艺流程

八、电动葫芦的安装及线路的布设

1、电动葫芦的安装

龙门架安设两台5t的电动葫芦。

每台电动葫芦主电机为7.5kw，行走电机为800w两个；整台电动葫芦靠行走轮用d48*50mm的螺栓固定在I32a工字型大梁上，行走轮与工字型大梁用垫圈增减来进行间隙调整，保证整台电动葫芦自如运行。

2、线路布设

整台电动葫芦用电由一套控制箱供电。

为了保证电动葫芦运行的安全,每台电动葫芦还配备了一套行程开关来控制电动葫芦的升降高度和前后运行的行程。

电源由竖井井口二级分配电箱提供，二级分配电箱到控制箱埋设一根Yc500V3×10mm2+2电缆线并穿管保护，控制箱安装于操作平台的护栏上，沿护栏向东顺着东南端立柱布设一条Yc500V3×6mm2+2电缆线至7.5kw电机和一条Yc500V3×2.5mm2+1至行走电机。

电动葫芦运行时电源线的走向：

先在平行于龙门架的I32a工字型大梁布设一根φ6mm的钢丝绳，钢丝绳两端固定于东西端的横梁上并放置足够数量的滑轮。

电源线行走部分用绝缘导线固定在滑轮上（滑轮与滑轮之间的电源线长度留有足够的余量）。

电动葫芦行走时带动钢丝绳上的滑轮从而带动了电源线的走向。

九、龙门架安装质量要求

1、立柱要求与地面垂直，垂直度误差范围为2度；所有螺丝栓必须上弹簧片并要求螺栓紧固到位。

2、大梁的间距误差不大于10cm，并与横梁垂直。

两端的横梁与大梁交叉节点采用焊接，中间的横梁与大梁交叉节点先焊接后再用U型扣件紧固。

3、所有焊接处必须满焊，并不得有任何焊接缺陷。

4、立柱间设斜拉支撑加固，确保龙门架的整体稳定性。

十、龙门架安装的安全注意事项

1、所有施工人员必须佩戴安全帽，高空作业人员必须佩戴安全带,并严格遵守高空作业安全操作规程。

2、起吊作业必须严格遵守起吊安全操作规程，不得违章操作。

3、现场指挥人员必须与吊车司机随时沟通并保持一致。

4、焊接与切割作业时其下方周围不得有易燃品和人员。

5、每天施工完毕后必须及时清理施工现场，保持现场的整洁。

附件一龙门架结构验算书

1、大梁验算

大梁与横梁之间连接采用E43型焊条手动不焊透焊接，将大梁视为两跨简支梁，取其中大跨计算，假设动载作用于跨中，计算简图如下：

图1大梁计算简图

已知数据：

I32a工字钢大梁，Q235钢，腹板厚度tw=9.5mm,钢材曲服强度fy=210N/mm2,抗剪强度设计值fv=125N/mm2，焊缝抗剪强度设计值fvw＝fv，抗弯强度设计值f=215N/mm2,截面面积A1=67.156cm2，自重q1=9.8*52.717=516.627N/m，计算跨度l1=8.4m，对x轴的抵抗矩Wnx=692cm3，角焊缝有效厚度he=0.75s=0.75*12=9mm，绕x-x截面的塑性发展系数γx=1.05，角焊缝强度设计值增大系数βf=1，梁整体稳定系数ψb=0.89，毛载面对中和轴的面积矩Sx=404cm3,毛载面惯性矩Ix=11100cm4。

抗弯强度验算

电动葫芦自重为G1=12KN，装满渣土后罐重为：

G2=1.0*1.0*1.0*18+1.0*1.0*5*157.02*9.8/1000=25.69KN，则：

集中动荷载P1＝G1+G2=12+25.69＝37.69KN

根据力偶平衡，支座反力FA=FB=4.25*516.627/1000+37.69/2＝21.04KN

跨中弯矩即为绕x轴的最大弯矩：

Mx＝FA*4.25-q1*0.5*4.25*4.25

＝21.04*4.25-516.627*0.5*4.25*4.25/1000=84.75KN*m

Mx/（γx*Wnx）=84.75/（1.05*692/1000000）/1000=116.64N/mm2

满足要求。

抗剪强度验算

V=4.25*516.627/1000+37.69=39.89KN

VSx/（Ix*tw）=39.89*1000*404*1000/（11100*10000*9.5）=15.28N/mm2

满足要求。

整体稳定验算

Mx/（ψb*Wx）=84.75*106/（0.89*692*1000）=137.61N/mm2

满足要求。

局部稳定验算

腹板计算高度h0=h-2（t+r）=320-2（15+11.5）=267mm

h0/tw=267/9.5=28.105<80（235/fy）0.5=28.105<80（235/210）0.5=84.628

满足要求。

大梁挠度检算

△l=5q1l14/384EI+P1l13/48EI=5*516.627*4.24/（384*210*11100）*0.1+37.69*4.23/（48*210*11100）*100=2.58mm

△l/l1=2.58mm/8.4m=3.1/10000<1/1000

满足要求。

⑹焊缝连接验算

大梁采用I32a工字钢,焊缝最长为lw=320mm，则有

V/（he*lw）=39.89*1000/（9*320）

=13.85N/mm2<βf*fvw=1*125=125N/mm2

满足要求。

2、横梁验算

横梁为双拼I20a工字钢,两端架焊接于立柱顶，立柱顶为φ400圆形钢板，采用E43型焊条手动不焊透，计算简图如下（最不利位置）：

图2横梁计算简图

已知数据：

双拼I20a工字钢横梁，Q235钢，腹板厚度tw=7mm,钢材曲服强度fy=210N/mm2,抗剪强度设计值fv=125N/mm2，焊缝抗剪强度设计值fvw＝fv，抗弯强度设计值f=215N/mm2,截面面积A2=35.578*2＝71.156cm2，自重q2=9.8*27.929*2=547.408N/m，计算跨度l2=8.0m，对x轴的抵抗矩Wnx=237*2＝474cm3，角焊缝有效厚度he=0.75s=0.75*12=9mm，绕x-x截面的塑性发展系数γx=1.05，角焊缝强度设计值增大系数βf=1，梁整体稳定系数ψb=0.89，毛载面对中和轴的面积矩Sx=138*2＝276cm3,毛载面惯性矩Ix=2370*2＝4740cm4。

抗弯强度验算

电动葫芦自重为G1=12KN，装满渣土后罐自重为：

G2＝1.0*1.0*1.0*18+1.0*1.0*5*157.02*9.8/1000＝25.69KN，则：

集中动荷载P1＝G1+G2＝12+26.69＝37.69KN

P2＝P1+0.5*4.25*547.408/1000＝38.85KN

由于自重很小，可近似认为P2作用处截面达到绕x轴的最大弯矩：

Fc=Fd=（2*P2+547.408*8.0/1000）/2=41.04KN

Mx=Fd*1.05-547.408*0.5*1.05*1.05/1000=42.79KN*m

Mx/（γx*Wnx）=42.79*106/（1.05*474*103）=85.975N/mm2

满足要求。

抗剪强度验算

VSx/（Ix*tw）=41.04*103*276*103/（4740*104*7）=34.138N/mm2

满足要求。

整体稳定验算

Mx/（ψb*Wx）=42.79*106/（0.89*474*103）=101.432N/mm2

满足要求。

局部稳定验算

腹板计算高度h0=h-2（t+r）=200-2*（11.4+9.0）=159.2mm

h0/tw=159.2/7=22.74<80（235/fy）0.5=80（235/210）0.5=84.628

满足要求。

焊缝连接验算

横梁为双拼I20a工字钢,焊缝最长为lw=400mm，则有

V/（he*lw）=41.04*1000/（9*400）

=11.4N/mm2<βf*fvw=1*125=125N/mm2

满足要求。

3、立柱验算

φ219螺旋钢管柱，壁厚8mm，Q235，[σ]=215Mpa；截面面积：

A3=53.03cm2，长度：

l3=7.5m；Ix=2955.433cm4，i=7.53cm，l0=2.0×l3=15m；λ=l0/i=199；ψ=0.201。

支座处立柱为最不利位置。

立柱自重不计。

仅需验算整体稳定。

N=Fc=（2*P2+547.408*8.0/1000）/2=41.04KN

N/（ψ*A）=41.04*1000/（0.201*53.03*100）=38.50N/mm2<[σst]=ψ[σ]=43.215Mpa

柱截面满足要求。

4、基础检算

龙门架基础置于冠梁上，预留螺栓与立柱连接紧固。

σmax=F合max/A5=41.04/（0.4*0.4）=256.5kpa<[P]=30Mpa

基础安全。