物料提升机安装(拆卸)专项施工设计方案

'目录第一节编制依据1第二节工程概况1第三节安装方案1第四节正确使用和维护4第五节安全防护装置及要求5第六节电气及卷扬机7第七节使用前的试验7第八节安全防护措施8第九节文明施工9第十节安装验收9第十一节井架拆除10第十二节井架计算书10格构式井架1124 物料提升机安装（拆卸）专项施工方案第一节编制依据《建设工程安全生产管理条例》《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》JGJ88-1992中国建筑工业出版社；《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社；另外参照本工程施工图纸及施工组织设计编制本施工方案。第二节工程概况高要市残疾人综合服务中心综合楼工程；工程建设地点：高要市文峰路市总工会东侧；属于框架结构；地上5层；地下0层；建筑高度：21.6m；标准层层高：4.2m；总建筑面积：3091.6平方米；总工期：180天。高要市残疾人综合服务中心综合楼工程由高要市残疾人联合会投资兴建，肇庆市端州建筑设计院有限公司负责施工场地勘察，广东省肇庆市建筑设计室负责施工图设计，广东健城建设监理有限公司负责监理，高要市建安建筑工程有限公司组织施工；由冼以锋担任项目经理，由顾洪文担任技术负责人，由梁先荣担任施工员，由薛剑雄担任质安员。高要市位于粤西地区，属南方亚热带地区，是多雨、多台风等的地方，因此在施工期间必须做好防洪、防雨、防火、防台风事等各项措施，以保证工程的顺利进行。第三节安装方案1、施工前的准备工作：登高架设作业人员等特种作业人员，必须按照国家有关规定，经过专门的安全作业培训，并取得特种作业操作资格证书后，方可上岗作业。①24 井架安装前应对安装人员进行安全技术的培训。对质量及安全防护要求详细交底。②安装班组人员要有明确的分工，确定指挥人员，设置安全警戒区，挂设安全标志，并派监护人员排除作业障碍。③根据设计建筑物高度核对安装高度。④安装作业前检查的内容包括：a、钢结构的成套性和完好性；b、提升机构是否完整良好；c、电气设备是否安全可靠；d、基础位置和做法是否符合要求；e、附墙架连接埋件的位置是否正确和埋设牢靠；f、必备的各种安全装置是否具备和性能是否可靠。2、井字架安装：①安装顺序：基础处理→底座安装→立杆→横杆→斜杆→标准杆、连墙件→顶部结构；②安装井架地基要水平，按井架基础图要求施工；③安装井架底架栓结，置于基础平面上，较正水平及方框四角90o,将底架与基础钢件焊牢；④安装架体前，检查底架及基础的牢固。钢井架首节安装，将各条立杆连接在底座上，横杆、斜杆、道轨继而连接好，所有连接螺栓暂不拧紧，校正立杆垂直度，框架平面90o角校正，边校正边紧固连接螺栓，每个杆件螺栓应采用力矩板手扭紧牢固、可靠，不得松动；⑤设置作业人员上下爬梯，操作前，应先铺好木枋，不得铺设探头板；⑥第二节按第一节方法安装；⑦架设前应在一定高度验收一次垂直度和四角90o，并填写验收表，垂直偏差控制在全高的1.5/1000以内；⑧顶节安装要注意顶架滑轮与底架滑轮方向相同，注意上部的自由限定高度；⑨在杆件向上安装时应及时安装好缆风绳，缆风绳对地角度一般以45o为宜，不应大于60o；24 ⑩安装过程安全技术设施：a、装作业下方10m范围内应设置警戒和危险标志，禁止行人通过。b、安装作业人员和指挥人员，必须持架设登高井架安装专项作业上岗证，每天早上应量血压，身体不适高处作业人员不准登高作业。c、作业人员必须戴安全帽，穿防滑鞋，系安全带，配工具袋。d、五级大风及其以上或大雨雷雨，必须停止高处作业。e、安装前应先检查杆件，配件是否符合质量要求，虚焊或脱焊、裂缝、变形等，不准使用。3、卷扬机的安装：①卷扬机应安装在混凝土墩上，要求混凝土墩的最小体积不小于1.1m3,确保其重量在2600公斤以上，防止被向上拔起。②卷扬机安装好后，应搭设防护棚保护，防止雨水淋湿电机及砂石掉入绳槽内造成钢绳拖槽。③安装卷扬机应校正水平，保证卷扬机轮两侧面的垂直度误差在2mm内。④制动器运转灵活，以确保制动可靠，制动时制动瓦应能紧贴在制动轮工作表面上；松闸时，两侧闸瓦应能同时离开制动轮表面，并确保其间隙控制在0.1-0.7mm范围内。4、控制电箱的安装：①控制电箱应垂直安装在牢固的支柱上，并注意防水，用不小于6mm2三线电缆接上电源，用控制按纽的三个接头接到箱内的三个相应的接线号码柱上。②在多层同时送料时，控制按钮可移动到便于观察的地方操纵，在捣制楼层砼，要用吊斗大量送砼时，控制按钮应设在正在施工的楼层上操纵，上下再用电铃或闪灯、对讲机联系。高层施工建议选用电脑自动选层器。③控制箱及卷扬机均应接地，接地电阻不大于4欧。5、钢丝绳的安装与调试：钢塔架全部安装完毕，检查顶轮安装无误后，在地面安好吊篮，吊篮内暂不装门及地板，减轻吊篮重量，以便于下一步的安装。平衡块机型先在地面把平衡架套入外导轨，并装上四块平衡块。24 吊斗机型先在地面把吊斗套入外导轨，吊斗上方应安装卸扣及张力调节器。接上电源，试运行主机。这些工作做完后，方能安装四条钢丝绳，其步骤如下：①将四条钢丝绳中的其中一条，绳头从曳引轮的上方绕过曳引轮后，拉上架顶，跨两个顶滑轮后拉至地面的平衡架（吊斗）上方，绳头固定在张力螺栓上。请注意：钢绳跨过两个顶轮和固定在张力螺栓时，均要放在同一侧面上，不能错槽，以便第2、3、4条绳与之平行铺设。②启动卷扬机确认其转动方向，两人接紧钢丝绳后启动卷扬机，将平衡架（吊斗）提升到距架顶2米时，固定好人拉的钢丝绳头在机架座或架身上。③平行铺设另三条钢丝绳，力争三条钢丝绳拉紧程度一致，绳端分别固定在三个绳锁定好吊笼的分绳器和平衡架（吊斗）张力螺丝上。④松开第一根原固定在机架上的钢丝绳，与后三根一样固定在吊篮顶上，拉紧程度必须与前三根一致。四根钢丝绳铺好后，应互相平行，不交叉。⑤开动卷扬机使平衡架（吊斗）下降至地面，平衡架内装上全部平衡块。⑥反开吊篮下降至地面，装好未装的门及地板等。⑦全部装好后进行钢丝绳张力的调整。在钢塔架内、外导轨涂上润滑黄油，试运行2-3次后，将平衡架（吊斗）开至离地面约0.3米处检查四根张力螺丝的弹簧压缩是否一致，不一致时，调整张力螺丝的螺母，确保四根钢丝绳的张力平衡。⑧钢丝绳调整完毕，取下安装工艺销，断绳保护才能起作用。塔架分多次安装时，剩余的钢丝绳暂放在吊篮顶固定，以便下次升高时放长。平衡架或吊斗落地处，要自行搭高2米的防护围栏，以防伤人或砂石落入坑内。6、各单项工程选用井架第四节正确使用和维护1、本工程井架物料提升机为建筑专用货物升降机，只能载物，严禁载人。2、本机要求专人管理，专人操作，操作者必须具备上岗操作证，并按建筑施工规范进行操作。24 3、钢塔架使用中，允许拆一节横杆和交叉杆做楼层进出口，但不能连续拆空二节，以确保钢塔架的稳定性。4、卷扬机减速箱在使用前应注入工业齿轮油，油液要保持清洁，第一次使用在半个月（约使用100小时）更换全部，以后每半年更换一次。5、本机做吊斗机型使用时，吊斗和吊篮不能同时使用。6、要经常检查四根钢丝绳张力的情况。安装时，钢丝绳张力已调整好，经一段时间使用受拉，钢丝绳的钢丝之间紧凑了，形成钢丝绳增长，四根钢丝绳张力不一定平衡，要及时再一次调整，避免单根钢丝绳受力而产生应力集中的磨损断绳现象。四根钢丝绳受力是否均等以四条压力弹簧压缩长度一致为准。7、需更换新绳时，应四根同时更换。8、卷扬机的制动瓦经半个月磨合使用后，其间隙变化较大，需要一次调整，确保制动灵活、可靠。9、卷扬机轮槽在使用一段时间后，磨损会逐渐加大，当钢丝绳与槽底距离小于一毫米或提升力不足时，应及时更换镶环。10、在使用过程中，要经常检查钢塔架、吊篮、平衡架（吊斗）各部联结螺栓是否紧固。第五节安全防护装置及要求1、安全停靠装置及断绳保护装置①安全停靠装置。吊笼运行到位时，停靠装置将吊笼定位。该装置应能可靠地承担吊笼自重，额定荷载及运料人员和装卸物料时的工作荷载。②断绳保护装置。当吊篮悬挂或运行中发生断绳时，应能可靠地将其停住并固定在架体。其滑落行程，在吊篮满载时，不得超过1m。2、楼层口停靠处要增设护栏。各楼层的通道口处，应设置常闭的停靠栏杆，宜采用联锁装置（吊篮运行到位时方可打开）。停靠栏杆可采用钢管制造，其强度应能承受1kN/m水平装载。3、吊篮安全门。吊篮的上料口处应有安全门。安全门宜采用联锁开启装置，升降运行时安全门封闭吊篮的上料口，防止物料从吊篮中滚落。24 4、地面进料口防护棚。防护棚应设在提升机架体地面进料口上方。其宽度应该大于提升机的最外部尺寸；长度：低架提升机应大于3m，高架提升机应大于5m。其材料强度应能承受10KPa的均布静荷载。防护棚顶部应采用双层防护，上下层防护间距应不小于600mm。5、防冲顶装置即上极限限位器。该装置应安装在吊篮允许提升的最高工作位置。吊篮的越程（指从吊篮的最高位置与天梁最低处的距离），应不小于3M，当吊篮上升达到限定高度时，限位口器即行动作，自动切断电源。6、紧急断电开关。紧急断电开关应设在便于司机操作的位置，在紧急情况下，应能及时切断提升机的总控制电源。7、信号装置。该装置是由司机控制的一种音响装置，其音量应能使各楼层使用提升机装卸物料人员清晰听到。8、下极限限位器。该限位器安装位置，应满足在吊篮碰到缓冲器之前吊篮能够动作。9、缓冲器。在架体的底坑里应设置缓冲器，当吊篮以额定荷载和规定的速度作用到缓冲器上时，应能承受相应的冲击力。缓冲器采用弹簧或弹性实体。10、超载限制器。当荷载达到额定荷载的90%时，就能发出报警信号。荷载超过额定荷载时，自动切断电源。11、通讯装置。当司机不能清楚地看到操作者和信号指挥人员时，必须加装通讯装置。通讯装置应能清晰地听到每一站的连系，并能向每一站讲话。12、吊盘两侧安全防护板（网）。该防护板（网）应用木板或用钢网制作，固定于吊盘两侧，以防止吊盘在运行过程中物料从两侧滚出。13、地面进料口防护门。该防护门装设于架体底部进料口，应与吊盘联动开启，当吊盘着地时，防护门自动开启，便于上卸料；当吊盘提升时，防护门自动关闭，防止吊盘上升后工人误入井架内造成危险。14、楼层卸料口防护门或防护栏杆。该防护门应采用联锁开启装置，平时应处于常闭状态，并每层挂设“严禁探头、身、手，严禁乘吊笼上下，严禁超载”的安全标志。15、传动部分的钢丝绳不准接长使用（包括驳接、卡环接）。24 16、作业层至架体顶部高度不得小于6m,不大于8m。第六节电气及卷扬机1、选用的电气设备及电器元件，必须符合提升机工作性能、工作环境等条件的要求，并有合格证书。2、提升机的总电源应设短路保护及漏电保护装置：电动机的主回路上，应同时装设短路、失压、过电流保护装置。3、电气设备的绝缘电阻值（包括对地电阻值）必须大于0.5MΩ；运行中必须大于1000Ω/V。4、提升机的金属结构及所有电气设备的金属外壳应接地，其接地电阻不应大于10Ω。5、提升机的避雷装置，就应按现行国家标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005中第5.4条规定的条件安装避雷装置。6、工作照明的开关，应与主电源开关相互独立。当提升机主电源被切断时，工作照明不应断电。各自的开关应有明显标志。7、禁止使用倒顺开关作为卷扬机的控制开关。8、电动机应符合现行国家标准《电机基本技术要求》的规定，并有出厂合格证书。9、提升机电动设备的卷筒支座，由于受力改变，必须加固处理。10、卷扬机在安装和使用时应根据说明书及有关规程严格执行。11、卷扬机的安装，架体底部的导向滑轮应与卷筒轴心线垂直；卷扬机顶应搭设防护棚，具有防雨和抗冲击功能。第七节使用前的试验1、试验条件应符合下列要求：a、架体的基础、附墙架等应符合规范规定；b、环境温度：-15oC~30oC；24 c、地面风速：不大于11m/S(六级)；d、电压波动：±7%；e、荷载与标准值差±3%。2、在空载情况下以提升机各工作速度进行上升、下降、变速、制动等动作，在全行程范围内，反复试验不少于3次。同时应对个安全装置进行灵敏度实验。3、双吊篮提升机，应对各单吊篮升降和双吊篮同时升降，分别进行试验。4、空载试验过程中，应检查各机构动作是否平稳、准确，不允许有振颤、冲击等现象。5、吊篮加额定荷载试验，使其重心位于吊篮的几何中心，沿长度和宽度两个方向各偏移全长的1/6的交点处。6、吊篮坠落试验，将吊篮上升3-4m停住，进行模拟断绳试验。7、超荷载的试验，将定额荷载5%逐级加荷，直至加到额定荷载125%，荷载在吊篮中均匀布置，做上升、下降、变速、制动（不做坠落实验）。试验时动作准确可靠，无异常现象，金属结构不得出现永久变形、可见裂纹、油漆脱落以及连接损坏、松动等现象。8、试验应有试验记录，记录内容应有下列各条：a、写明试验日期、场地环境、参加部门以及负责人。b、审查必备的技术文件及外购的合格证书。c、记载试验情况和结果。d、对所作试验的提升机作出结论。第八节安全防护措施1、应装设避雷电的装置，遇到六级大风及其以上或台风大雨天气，应暂停使用。2、井架自地面3m以上的外侧三面（出料口除外），应使用安全网进行封闭，避免吊篮上的材料坠落伤人。3、应设置卷扬机作业棚，卷扬机的设置应符合以下要求：（1）、不会受到场地内的作业干扰。（2）、卷扬机司机能清楚地观察吊盘的升降情况。24 （3）、吊盘不能长时间悬停于井架中，应及时落到地面。（4）、吊篮中不能装长杆材料或零乱堆放的材料，以免材料坠落或长杆材料卡在井架上酿成事故。（5）、吊篮上的材料应居中放置，避免载重偏心。（6）、卷扬机、轨道、锚杆、钢丝绳和安全装置等应经常检查保养，发现问题及时解决，不得在有问题的情况下继续使用。4、应经常检查井架的杆件是否发生变形和连接松动情况，经常观察地基的牢固情况，并及时加以解决。5、井架上方进行安装作业时，其下方应暂停作业。6、司机应按说明书有关规定，对提升机各润滑部位，进行注油润滑。7、维修保养时，应将所有开关扳至零位，切断主电源，并在闸箱处挂“禁止合闸”标志，必要时应专人监护。8、维修和保养提升机架体顶部时，应搭设上人平台，并应符合高处作业要求。第九节文明施工1、安装材料进场后应分规格编码堆放，堆放要按规定场地整齐堆放，做到“一头齐”。2、施工现场要经常保持整洁卫生，安装时应当把余下的材料运回堆放场地，把杂物清净运走。3、四周安全挂钩要整齐、美观。4、要定时检查，清理场地，如有不符合安全文明施工要求的要马上整改。第十节安装验收1、第一次安装高程完成后，必须调试测定量化验收，填写验收表。2、每接高一次安装完成后，也必须进行调试测定量化验收，填写验收表。3、验收过程中，发现问题，必须及时处理，不得留有隐患。4、验收不合格，不准交付使用。24 第十一节井架拆除（一）、井字架拆卸的依据：井字架拆卸必须遵守国家有关规定以及《产品使用说明书》的要求，按步骤有序地进行拆卸工作，同时，在拆卸之前，必须要做好，做足一切准备工作，以避免一切安全事故的发生。（二）、井字架拆卸的安全技术措施：1、井字架拆卸应由经过资质审查合格或经过专业培训合格，并取得资格证书的熟练人员进行拆卸，并严格按照说明书的要求有步骤地进行。2、井字架拆卸前必须由公司质安科，工地项目部对拆卸人员进行安全技术交底。3、井字架拆卸人员必须作好安全防范措施，戴好安全帽，佩带好安全带，不准穿拖鞋、硬底鞋、赤脚和酒后作业。4、在井字架拆卸现场10m范围内设置临时安全岗以及划分安全区，挂好危险标志，禁止任何人通过。5、参加拆卸作业人员和指挥人员，每天早上应量一次血压，身体不适合高空作业人员不准登高作业。6、遇到五级大风或大雨、雷雨天气，必须停止高空作业。7、拆除作业应在白天天气好的情况下进行，严禁在夜间、下雨天、有风时进行拆卸工作。（三）、井字架拆卸方案：1、井字架拆卸人员必须熟悉拆除方案，了解拆卸的顺序和要求。2、井字架的拆除应从顶至下的顺序进行拆卸：即天梁→立柱→附墙件→基础。3、拆卸前应在井字架上搭设好操作平台，操作平台不应大于3节高度。4、在拆卸过程中，严禁从高处向下抛掷物件。5、附墙件（井架与主体拉结件）不得超前拆除。6、拆除过程的安全技术措施与安装过程要求相同。第十二节井架计算书24 格构式井架格构式型钢井架在工程上主要用于垂直运输建筑材料和小型构件，井架立柱、缀条一般由厂家直接预制，施工现场必须严格按照厂商说明书安装。一、荷载计算（一）摇臂杆荷载1、吊重及索具重G1摇臂杆吊重（包括索具等）Q1=3kN；G1=KQ1=1×3=3kN；2、摇臂杆自重G2摇臂杆自重为q1=0.25kN/m；G2=0.25×8=2kN；3、起重滑轮组引出索拉力引出绳拉力计算系数，f0=1.02；S1=f0G1=1.02×3=3.06kN；4、摇臂杆变幅滑轮组钢丝绳的张力T1变幅滑轮组钢丝绳与水平面的夹角β＝30o；摇臂杆与水平面的夹角α＝45o；24 起重滑轮组引出索与摇臂杆轴线间的距离e1取10cm，对O点取矩，ΣMO＝0得：T1=［G1×8×cosα＋G2×0.5×8×cosα+S1×e1］÷（8×sin（45＋30）o）=［3×8×cos45o＋2×0.5×8×cos45o+3.06×0.1］÷（8×sin（45＋30）o）=2.968kN；5、求摇臂杆轴力顶部截面：N顶=G1×sinα＋T1×cos（α＋β）＋S1=3×sin45o＋2.968×cos（45＋30）o＋3.06=5.949kN；中部截面：N中=N顶＋0.5×G2×sinα=5.949＋0.5×2×sin45o=6.657kN；底部截面：N底=N顶+G2×sinα=5.949+2×sin45o=7.364kN；（二）井架荷载1.起吊物和吊盘重力（包括索具等）G其中K──动力系数，K=1.00；Q──起吊物体重力，Q=10.000kN；q──吊盘（包括索具等）自重力，q=1.000kN；经过计算得到G=K×(Q+q)=1.00×(10.000+1.000)=11.000kN。2.提升重物的滑轮组引起的缆风绳拉力S其中f0──引出绳拉力计算系数，取1.02；经过计算得到S=f0×[K×(Q+q)]=1.020×[1.00×(10.000+1.000)]=11.220kN；3.井架自重力井架自重力1.5kN/m；井架的总自重Nq=1.5×24=36kN；缆风绳以上部分自重：Nq1=1.5×(24-4.5)=29.25kN；Nq2=1.5×(24-12.9)=16.65kN；24 Nq3=1.5×(24-17.1)=10.35kN；摇臂杆支座处以上部分自重Nq0=1.5×10=15kN；4.风荷载为q=0.719kN/m；风荷载标准值应按照以下公式计算：Wk=W0×μz×μs×βz=0.45×1.42×0.48×0.70=0.215kN/m2；其中W0──基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定；采用：W0=0.45kN2；μz──风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定；采用：μz=1.42；μs──风荷载体型系数：μs=0.48；βz──高度Z处的风振系数，βz=0.70；风荷载的水平作用力:q=Wk×B=0.215×3.35=0.719kN/m；其中Wk──风荷载水平压力，Wk=0.215kN/m2；B──风荷载作用宽度，架截面的对角线长度，B=3.35m；经计算得到风荷载的水平作用力q=0.719kN/m；5.缆风绳的自重力其中T──每根缆风绳自重力产生的张力(kN)；n──缆风绳的根数，取4根；q──缆风绳单位长度自重力，取0.008kN/m；l──每根缆风绳长度，Hi/cosθ确定(m)；H──缆风绳所在位置的相对地面高度(m)；θ──缆风绳与井架的夹角；w──缆风绳自重产生的挠度(m)，取w=l/300。经过计算得到由上到下各缆风绳的自重力分别为：H(1)=4.50,T(1)=10.80kN；24 H(2)=12.90,T(2)=30.96kN；H(3)=17.10,T(3)=41.04kN；6、变幅滑轮组张力T1及其产生的垂直和水平分力前面已算出T1=2.968kN；垂直分力：T1v=T1sinβ=2.968×sin30o=1.484kN；水平分力：T1H=T1cosβ=2.968×cos30o=2.57kN；7、摇臂杆轴力N底及起重滑轮组引出索拉力S1对井架引起的垂直分力和水平分力水平分力NH1=(N底－S1)cosα=(7.364－3.06)×cos45o=3.043kN；垂直分力Nv1=(N底－S1)sinα=(7.364－3.06)×sin45o=3.043kN；8、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=3.06kN；9、起重时缆风绳的张力T2及其产生的垂直分力和水平分力起重时只考虑最上道缆风绳起作用，在起重时缆风绳的张力：T2=（G1×8×cosα）＋G2×0.5×8×cosα/(H×sinθ)=（3×8×cos45o＋2×0.5×8×cos45o）/(17.1×sin60o)=2.646kN；垂直分力T2V=T2cosθ=2.646×cos45o=1.323kN；水平分力T2H=T2sinθ=2.646×sin45o=2.292kN；二、摇臂杆计算摇臂杆的受力情况，与结构型式、节点构造、支承情况等有关，通常按静定体系计算。为简化计算，根据上述因素作如下一些基本假定：（1）摇臂杆的节点，近似地看作铰接；（2）摇臂杆是空间结构，分解为平面结构进行计算。24 1、摇臂杆内力（1）轴力顶部截面：N顶=5.949kN；中部截面：N中=6.657kN；底部截面：N底=7.364kN；（2）弯矩顶部截面：起重滑轮组引出索与摇臂杆轴线间的距离e1取10cm，吊重滑轮中心与摇臂杆轴线间的距离e2取25cm；M顶=G1×sinα×e2+S1×e1=3×sin45o×0.25+3.06×0.1=0.836kN·m；24 中部截面：M中=0.125×(q1cosα)×82－M顶/2=0.125×（0.25×cos45）×82－0.836/2=0.996kN·m；底部截面：M底=0；2、验算（1）顶部截面：N顶/An＋M顶/(γWn)≤f5.949×103/2714.336+0.836×106/(1.15×93970.314)=9.931N/mm2An---钢管摇臂杆顶端的净截面面积，An=π/4×[1502-（150－2×6）2]=2714.336mm2γ---截面发展系数，因直接承受动力荷载，故γ=1.15；Wn---钢管摇臂杆顶端的净截面抵抗矩；Wn=π×[1504－（150-2×6）4]/（32×150）=93970.314mm3；摇臂杆顶部截面计算强度σ=9.931N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!（2）中部截面：φχ---弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，根据长细比λχ确定；λχ=l/i，l=8000mm，i---摇臂杆截面回转半径；I=π/64×[1504－（150-2×6）4]=7047773.561mm4；i=（I/An）1/2=50.956mm；λχ=l/i=8000/50.956=157；据《钢结构设计规范》附录C得，取φχ=0.285。βmχ---等效弯矩系数，βmχ=1.0；γχ---截面塑性发展系数，γχ=1.15；N"Eχ---欧拉临界力，N"Eχ=π2EAn/(1.1λχ2)；N"Eχ=π2×2.06×105×2714.336/(1.1×1572)=203534.761N；N中/(φχ×An)＋(βmχ×M中)/[γχ×Wn×(1－0.8×N中/N"EX)]=6.657×24 103/(0.285×2714.336)＋(1.0×0.996×106)/[1.15×93970.314×(1－0.8×6.657×103/203534.761)]=18.069N/mm2.摇臂杆顶部截面计算强度σ=18.069N/mm2允许强度≤215N/mm2,满足要求!三、井架计算井架简图1、基本假定：为简化井架的计算，作如下一些基本假定：（1）井架的节点近似地看作铰接；（2）吊装时，与起吊重物同一侧的缆风绳都看作不受力；（3）井架空间结构分解为平面结构进行计算。2、风荷载作用下井架的约束力计算缆风绳或附墙架对井架产生的水平力起到稳定井架的作用，在风荷载作用下，井架的计算简图如下：24 弯矩图（缆风绳）剪力图（缆风绳）各缆风绳由下到上的内力分别为：R(1)=6.129kN,M(1)=4.475kN·m；各缆风绳由下到上的内力分别为：R(2)=2.572kN,M(2)=1.13kN·m；各缆风绳由下到上的内力分别为：R(3)=11.089kN,M(3)=17.14kN·m；Rmax=11.089kN；摇臂杆处界面弯矩为M0=1.625kN·m；3、井架轴力计算各缆风绳或附墙架与型钢井架连接点截面的轴向力计算：经过计算得到由下到上各缆风绳或附墙架与井架接点处截面的轴向力分别为:24 第1道H1=4.5m；N1=G+Nq1+S＋∑T(1)＋T1V＋T2V＋NV1＋NV2＋∑R(1)ctgθ=11+29.25+11.22＋82.8＋1.484＋1.323＋3.043＋3.06＋19.79×ctg60o=154.606kN；第2道H2=12.9m；N2=G+Nq2+S＋∑T(2)＋T1V＋T2V＋NV1＋NV2＋∑R(2)ctgθ=11+16.65+11.22＋72＋1.484＋1.323＋3.043＋3.06＋13.661×ctg60o=127.667kN；第3道H3=17.1m；N3=G+Nq3+S＋∑T(3)＋T1V＋T2V＋NV1＋NV2＋∑R(3)ctgθ=11+10.35+11.22＋41.04＋1.484＋1.323＋3.043＋3.06＋11.089×ctg60o=88.922kN；N0=G＋Nq0＋S＋T(4)＋T1V＋T2V＋NV1＋NV2＋R(n)ctgθ=11+15+11.22＋10.26＋1.484＋1.323＋3.043＋3.06＋11.089×ctg60o=93.572kN；4.截面验算（1）井架截面的力学特性：井架的截面尺寸为2.2×2.2m；主肢型钢采用4L70X6；一个主肢的截面力学参数为:zo=19.5cm，Ixo=Iyo=37.77cm4，Ao=8.16cm2，i1=59.93cm；缀条型钢采用L45X4；格构式型钢井架截面示意图井架的y-y轴截面总惯性矩：24 井架的x-x轴截面总惯性矩：井架的y1-y1轴和x1-x1轴截面总惯性矩：经过计算得到：Ix=4×(37.77+8.16×（220/2-19.5）2)=267480.84cm4；Iy=4×(37.77+8.16×（220/2-19.5）2)=267480.84cm4；Iy"=Ix"=1/2×（267480.84+267480.84）=267480.84cm4；计算中取井架的惯性矩为其中的最小值267480.84cm4。2.井架的长细比计算：井架的长细比计算公式：其中H--井架的总高度，取24m；I--井架的截面最小惯性矩，取267480.84cm4；A0--一个主肢的截面面积，取8.16cm4。经过计算得到λ=26.512。换算长细比计算公式：其中A--井架横截面的毛截面面积，取4×8.16cm2；A1--井架横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积，取2×3.49cm2；经过计算得到λ0=30。查表得φ=0.936。3.井架的整体稳定性计算：井架在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：24 其中N--轴心压力的计算值(kN)；A--井架横截面的毛截面面积，取32.64cm2；φ--轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数，取φ=0.936；βmx--等效弯矩系数,取1.0；M--计算范围段最大偏心弯矩值(kN·m)；W1--弯矩作用平面内，较大受压纤维的毛截面抵抗矩,W1=I/(a/2)=267480.84/(220/2)=2431.644cm3；N"EX---欧拉临界力，N"EX=π2EA/(1.1×λ2)；N"EX=π2×2.06×105×32.64×102/(1.1×26.5122)=8583105.991N；经过计算得到由上到下各缆风绳与井架接点处截面的强度分别为第1道H1=4.5m,N1=154.606kN,M1=4.475kN·m；σ=154.606×103/(0.936×32.64×102)＋(1.0×4.475×106)/[2431.644×103×(1－0.936×154.606×103/8583105.991)]=52N/mm2；第1道缆风绳处截面计算强度σ=52N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!第2道H2=12.9m,N2=127.667kN,M2=1.13kN·m；σ=127.667×103/(0.936×32.64×102)＋(1.0×1.13×106)/[2431.644×103×(1－0.936×127.667×103/8583105.991)]=42N/mm2；第2道缆风绳处截面计算强度σ=42N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!第3道H3=17.1m,N3=88.922kN,M3=17.14kN·m；σ=88.922×103/(0.936×32.64×102)＋(1.0×17.14×106)/[2431.644×103×(1－0.936×88.922×103/8583105.991)]=36N/mm2；第3道缆风绳处截面计算强度σ=36N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!摇臂杆的支点截面处H0=14m，N0=93.572kN,M0=1.625kN·m；σ=93.572×103/(0.936×32.64×102)＋(1.0×1×106)/[2431.644×103×(1－0.936×93.572×103/8583105.991)]=31N/mm224 摇臂杆处截面计算强度σ=31N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!四、缆风绳的计算缆风绳的最大拉力F=Rmax/sinθ=11.089/0.866=12.804kN;缆风绳的容许拉力按照下式计算：其中[Fg]──缆风绳的容许拉力；Fg──缆风绳的钢丝破断拉力总和；计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为缆风绳直径；α──缆风绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61；缆风绳分别可取0.85、0.82和0.8；K──缆风绳使用安全系数，根据《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》，k=5.5；由于缆风绳在架体四角有横向缀件的同一水平面上对称布置，计算中取：[Fg]=最大拉力12.804kN，α=0.80，K=5.5,得到：d=(2×K×[Fg]/α)0.5=(2×5.5×12.804/0.80)0.5=13.3mm；缆风绳最小直径必须大于13.3mm才能满足要求!五、井架基础验算1、井架基础所承受的轴向力N计算N=G+Nq+S＋∑T(i)＋T1V＋T2V＋NV1＋NV2＋∑R(i)ctgθ=11+10.35+11.22＋20.7＋1.484＋1.323＋3.043＋3.06＋19.036×ctg60o=98.82kN；井架单肢型钢所传递的集中力为：F＝N/4=24.705kN；2、井架单肢型钢与基础的连接钢板计算由于混凝土抗压强度远没有钢材强，故单肢型钢与混凝土连接处需扩大型钢与混凝土的接触面积，用钢板预埋，同时预埋钢板必须有一定的厚度，以满足抗冲切要求。预埋钢板的面积A0计算如下：A0=F/fc=24.705×103/7.200=3431.266mm2；24 3、井架基础计算单肢型钢所需混凝土基础面积A计算如下：A＝F/fa=24.705×103/(100.0×10-3)=247051.117mm2；单肢型钢混凝土基础边长:a=247051.1171/2＝497.042mm；4.配筋计算井架单肢型钢混凝土基础计算简图相当于一个倒梯梁，其板底最大弯矩按下式计算：式中：M---井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处的弯矩设计值；l---井架单肢型钢混凝土基础底板中性轴处至基底边缘的距离；取l=a/2＝248.521mm；q---相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基土单位面积净反力，取q=100.000×248.521×10-3=24.852kN/m；经过计算得M=0.5×24.852×(248.521×10-3)2＝0.767kN·m；依据《混凝土结构设计规范》，板底配筋计算公式如下:式中，αl---当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；fc---混凝土抗压强度设计值，查表得fc=7.200kN/m2；ho---承台的计算高度，ho=300-20=280mm。经过计算得：αs=0.767×106/(1.000×7.200×497.042×2802)=0.003；ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；γs=1-0.003/2=0.999；24 As=0.767×106/(0.999×280×210)=13.070mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:497.042×300×0.15%=223.669mm2。故取As=223.669mm2。5、构造要求井架四个单肢型钢混凝土基础间配置通长筋,中间必须用相同等级的混凝土浇筑成整体混凝土底板。24'