水泥灌施工方案A3A4栋87Word文档下载推荐.docx
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S~T轴位置,在水泥罐基础下的地下室内设置轮扣式架手架钢管立柱@600*600支撑,轮扣式钢管水平杆步距1500mm。
本施工方案编制的主要依据本工程施工图、80T散装水泥罐说明书及以下相关规范规定要求编制:
1、国家、广东省、广州市现行技术标准、规程和规范,相关法规、政策,特别是环保、安全生产、文明施工方面的法规和政策;
2、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
3、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
4、GB50235-97《工业金属管道工程质量验收规范》;
5、Q/HD0026-1995《立式圆筒钢制焊接水泥罐铠装式外防腐保温工程施工及验收规范》;
6、《钢结构设计规范》(GB50017)。
二、水泥罐构造
1、散装水泥罐一种封闭式的储存散装物料的罐体,适合用于储存水泥、粉煤灰等各种散装物料,罐体上装有料位系统,能够显示物料的位置和多少,破洞装置可以解除物料沉积太久而造成的结实。
2、水泥罐总容量为80T,罐体重10T,罐体直径为3m,罐体高度为9m,罐体总高度为12m,支腿邻边间距为2.05m。
3、水泥罐由下部分组成:
仓体钢结构部分、爬梯、护栏、上料管、除尘器、压力安全阀、高低料位计、卸料阀等
4、水泥罐为圆柱形结构,底部由四条圆管支腿支撑整个仓体,整仓全部为钢结构形式,焊接而成;
顶部设有除尘器及压力安全阀。
三、水泥罐基础设计
根据本工程的实际80T散装水泥罐搭设在地下室靠侧壁顶板上1~2轴×
S~T轴位置,水泥罐基础采用两个墩台梁,混凝土强度等级采用C40,钢筋采用HRB400()级钢,墩台梁基础截面尺寸为600×
550(b×
h),梁长为5.65m。
梁墩台梁上部架立筋配520,梁下部受拉钢筋配525,放两排,上排为225,下一排325。
箍筋为8@200。
基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。
3.1计算内容
水泥罐支撑排架,其截面通常采用钢管和角钢组合而成(如图所示),从截面形状和受力情况来看,整体上属于格构式受压柱。
作为水泥罐支撑排架,应该按照水泥罐的特点、荷载情况、生产规模进行设计计算。
3.1.1荷载标准值
永久荷载:
水泥罐的自重、水泥的重力。
可变荷载:
风荷载标准值、支撑安装偏差荷载的标准值、施工检修人员及设备荷载的标准值。
3.1.2支撑排架整体稳定的计算
支撑排架截面近似属于格构式轴心受力构件,其绕虚轴屈曲时,由于两个分肢不是实体相连,连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱,考察构件微弯平衡状态时,除弯曲变形外,还需考虑剪切变形的影响,因此稳定承载力有所降低。
按排架的整体稳定性选择截面尺寸就是确定排架的截面情况,所以根据立柱的受力进行分析。
根据现场水泥罐的世界构造,四根立柱为热轧无缝钢管
167×
5.5,其主要参数:
截面面积为
;
截面惯性矩
,回转半径i=5.71cm。
缀条选用Φ76x3.5,其主要参数截面面积为Alx=7.97cm2。
斜缀条与水平方向的夹角为52°
。
3.1.3排架整体稳定性校核
排架作为整体受压柱,其截面总惯性:
I总=4I+4(A×
102.52)=4×
910.38+4×
27.89×
102.52=1175718.77cm4
各立柱之间的斜缀条不考虑,则截面回转半径
长细比:
所以整体的刚度满足。
换算长细比
根据长细比
=13.58,b类截面,查文献则整体稳定验算
所以整体稳定性满足。
3.2水泥罐支腿结构的强度、刚度、稳定性计算
1、单个立柱支腿所受荷载
2、风荷载产生的诱发荷载
水泥罐体积较大,其受风面积较大,支撑的高度又较高,因此水泥罐支撑排架受风荷载的影响比较明显。
风荷载产生的诱发荷载对排架立柱有较大影响要考虑最大立柱情况。
已知罐体的受风面积S=(0.75+1.51×
5)×
2.05+0.5×
1.5×
2.05=18.55m2,罐体的重心在h=6.46m高处。
取风压p=600N/m2,风振系数
=1.15,则
经过分析,风荷载引发的诱发荷载对受压立柱最大。
最危险立柱受到的最大诱发压力
3、立柱的校核
受力最大的立柱所受的荷载
立柱强度
强度符合要求。
4、刚度验算
刚度符合要求。
5、立柱的稳定性:
=39,a类截面,查附表
=0.943,则整体稳定验算
单个立柱稳定性满足要求。
3.2.1支撑缀条的验算
有四个缀面:
支撑缀条满足要求。
3.3墩台梁的配筋计算
墩台梁的截面尺寸为600×
h),梁长为5.65m,Mmax=261.252KN/m,混凝土强度等级为C40,钢筋采用HRB335级,环境类别为一类。
,
假定受拉钢筋放两排,设
,则
故
,选525,
同时
,可以。
故根据墩台梁的配筋计算,墩台梁的受拉钢筋选用525,放两排,上排225,下一排325。
箍筋选用8@200,梁架立筋选用520。
四、地下室顶板结构验算
4.1.地下室顶板楼板参数
地下室顶板混凝土强度等级:
C30;
楼板长:
2.25m;
楼板宽:
2.15m;
楼板厚:
180mm;
梁宽:
0.6m;
梁高:
0.8m;
板中底部短向配筋:
12@150;
板边上部长向配筋:
板中底部长向配筋:
板边上部短向配筋:
钢材型号:
HRB335;
梁截面底部纵筋:
525;
RRB400;
梁中箍筋配置:
Ф10@200;
HRB235;
箍筋肢数:
4;
施工荷载:
2.5kN/m2;
轮扣式钢管立柱类型:
Ф48×
3.25mm;
轮扣式钢管立柱横距:
600mm;
轮扣式钢管立柱纵距:
轮扣式钢管水平杆步距:
1500mm;
验算时不考虑地下室顶板下的轮扣式架手架钢管立柱的支承作用,水泥罐的全部荷载由混凝土梁板来承担。
根据板的边界条件不同,选择最不利的板进行验算
楼板长宽比:
Lx/Ly=2.15/2.25=0.956
4.2、荷载计算
P=945kN
q=945/(2.55+2.55)=145.329kN/m2
4.3、混凝土顶板结构验算
依据《建筑施工手册》(第四版):
Mxmax=0.0258×
145.329×
2.152=17.332kN·
m
Mymax=0.023×
2.152=15.451kN·
M0x=-0.0721×
2.152=-48.435kN·
M0y=-0.0696×
2.152=-46.756kN·
混凝土的泊桑比为μ=1/6,修正后求出配筋。
Mx=Mxmax+μMymax=17.332+1/6×
15.451=19.907kN·
αs=|M|/(a1fcbh02)=19.91×
106/(1.00×
14.30×
2.15×
103×
155.002)=0.027;
ξ=1-(1-αs)1/2=1-(1-2×
0.027)0.5=0.027;
γs=1-ξ/2=1-0.027/2=0.986;
As=|M|/(γsfyh0)=19.91×
106/(0.986×
300.00×
155.00)=434.04mm2。
实际配筋:
1696.46mm2>
434.04mm2,满足要求!
My=Mymax+μMxmax=15.451+1/6×
17.332=18.34kN·
αs=|M|/(a1fcbh02)=18.34×
2.25×
155.002)=0.024;
0.024)0.5=0.024;
γs=1-ξ/2=1-0.024/2=0.988;
As=|M|/(γsfyh0)=18.34×
106/(0.988×
155.00)=399.19mm2。
1809.557mm2>
399.194mm2,满足要求!
M0x=M0xmax+μM0ymax=-48.435+1/6×
-46.756=-56.228kN·
αs=|M|/(a1fcbh02)=56.23×
155.002)=0.076;
0.076)0.5=0.079;
γs=1-ξ/2=1-0.079/2=0.960;
As=|M|/(γsfyh0)=56.23×
106/(0.960×
155.00)=1259.11mm2。
1259.109mm2,满足要求!
M0y=M0ymax+μM0xmax=-46.756+1/6×
-48.435=-54.829kN·
αs=|M|/(a1fcbh02)=54.83×
155.002)=0.071;
0.071)0.5=0.074;
γs=1-ξ/2=1-0.074/2=0.963;
As=|M|/(γsfyh0)=54.83×
106/(0.963×
155.00)=1224.18mm2。
1224.185mm2,满足要求!
板中配筋满足要求
挠度计算:
混凝土C30;
E=3×
104N/mm2;
板厚h=180mm;
泊桑比μ=1/6=0.1667
板刚度:
Bc=Eh3/(12(1-μ2))=3×
104×
1803/12×
(1-(1/6)2)=1.5×
1010
q=145.329kN/m2=0.145N/mm2
L=2150mm
板最大挠度:
fmax=ωmaxql4/Bc=0.00235×
0.145×
21504/1.5×
1010=0.487mm
fmax/L=0.487/2150=1/4418.321<
1/250
板配筋和挠度变形完全满足支承80T水泥罐荷重要求。
4.4、混凝土梁结构验算
由于水泥罐自重主要通过水泥罐支腿柱传递给大梁,所以可以看作一个集中荷载。
楼板自重传来荷载0.18×
25=9.675kN/m
梁自重0.8×
0.6×
25=12kN/m
静载9.675+12=21.675kN/m
活载2.5×
2.15=5.375kN/m
q=21.675×
1.2+5.375×
1.4=33.535kN/m
p=945×
1.2/2=567kN
M=ql2/12+pl/4=33.535×
2.252/12+567×
2.25/4=333.085kN·
梁截面积:
b×
h=0.6×
0.8=0.48m2
h0=h-25=800-25=775mm
αs=|M|/(a1fcbh02)=333.09×
0.60×
775.002)=0.065;
0.065)0.5=0.067;
γs=1-ξ/2=1-0.067/2=0.967;
As=|M|/(γsfyh0)=333.09×
106/(0.967×
360.00×
775.00)=1235.15mm2。
2454.369mm2>
1235.151mm2,满足要求!
梁所受最大剪力:
Q=p/2+ql/2=567/2+33.535×
2.25/2=321.227kN
Asv1=((Q-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0))×
s/n=((321.227×
103-0.7×
1.43×
600×
775)/(1.25×
210×
775))×
150/4=-26.588mm2;
As1=(l/s+1)×
Asv1×
n=(2250/150+1)×
-26.588×
4=-1701.611mm2
配箍率:
Psvmin=0.24×
ft/fyv=0.24×
1.43/210=0.163%
As2=Psvmin×
l=0.163%×
2250=2206.286mm2
实配As=5026.548mm2>
2206.286mm2;
梁配筋满足要求!
4.5、梁板下钢管结构验算:
梁板下设置轮扣式架手架钢管立柱Ф48×
3.25mm钢管@600mm×
600mm顶撑,轮扣式架手架钢管水平杆步距1500mm,支承上部散装水泥罐,混凝土结构自重由结构自身承担,则:
散装水泥罐1.2×
145.329=174.394kN/m2
活载1.4×
2.5=3.5kN/m2
174.394+3.5=177.894kN/m2
177.894×
0.6=64.042kN
钢管支模架步高1.5m
h/la=1500/600=2.5
h/lb=1500/600=2.5
经查表,μ的取值为:
1.272
计算长度:
L01=k×
μ×
h=1.155×
1.272×
1.5=2.204m
L02=h+2a=1.5+2×
0.1=1.7m
取:
L0=2.204m
λ=L0/i=2203.74/15.8=139
由此得:
φ=0.753
[N]=φ×
A×
f=0.753×
489.303mm2×
210N/mm2=77.373kN≥64.042kN
梁板下的钢管结构满足要求
五、水泥罐抗倾覆验算
风荷载强度计算:
基本风压:
A1=0.8×
0.8×
1.5=0.96m2F1=0.8×
1.25×
851×
0.96=1225N
作用高度:
H1=12.4m
A2=3.0×
9=27m2F2=0.8×
1×
27=27572.4N
H2=7.5m
A3=3/2×
3.0=4.5m2F3=0.5×
4.5=1914.75N
H3=2.25m
A4=4×
3.0×
0.05=0.6m2F4=0.5×
0.6=255.3N
H4=1.5m
3、倾覆力矩计算:
4、稳定力矩计算:
假定水泥罐绕AB轴倾覆,稳定力矩由两部分组成,一部分是水泥罐自重(按10t计)稳定力矩M稳1,另一部分是水泥罐立柱与基础连接螺栓抗拉产生的稳定力矩M稳2。
考虑1.5倍的抗倾覆系数,则M稳2
75.9t
,单个支腿的需提供的抗拉力不小于15.8t。
单支腿设计抗拉力为25t,满足要求。
六、水泥罐施工
6.1施工原则
6.1.1水泥罐拟采用液压顶升装置提升倒装法施工。
罐底板、壁板及顶板焊接全部采用手工电弧焊接。
6.1.2在预制场内,进行罐的预制,然后倒运至安装现场进行安装。
6.2施工程序
6.2.1施工准备
(1)材料准备及验收
材料验收是施工生产不可缺少的一个重要步骤。
材料验收及管理主要包括以下几项内容:
a、资料检查
水泥罐所选用的材料(钢板、钢管及其它型钢)、附件、设备等必须具有相应的合格证明书。
当无质量证明书或对质量证明书有疑问时,应进行复验,合格后方可使用。
b、外观检查
对罐所用的钢板,严格按照技术文件GB6654标准规定的相应要求进行验收,逐张进行外观检查,其表面质量、表面锈蚀减薄量,划痕深度等应符合GBJ128-90的有关规定。
c、焊接材料验收
焊接材料(焊条、焊丝及焊剂)应具有质量合格证,焊条质量合格证书应包括熔敷金属的化学成分和机械性能,低氢型焊条还应包括熔敷金属的扩散氢含量。
(2)技术准备
a认真做好设计交底和图纸会审工作;
b熟悉图纸和资料,编制切实可行的施工方案;
c详细向施工班组进行技术交底。
(3)现场准备
a修通道路,平整施工现场,选定材料、构件存放场地;
b接通水源、电源,按平面布置图放置焊接集装箱及工具、休息室;
6.3水泥罐的安装:
(1)水泥罐的安装方法:
根据施工图纸要求及施工现场实际情况,结合同类水泥罐的施工及现有施工机具情况,确定本工程贮罐,采用倒装进行罐体安装。
a、该提升装置安全可靠,本罐共设置8个提升点;
b、校对焊缝方便,可调精度在2毫米之内.
c、升降方便,使用载荷升降顶顶升2米,也可降落2米,方便施工.
d、倒装提升最大载荷按100吨计算,加上摩擦力及安全系数,现总提升重量按110吨计算,共安装2台升降器总成。
施工到最后一块壁板封闭前,一定要将内浮顶是成套的装配件放到水泥罐内.
(2)底板铺设、焊接
①水泥罐基础进行复查,按平面图的方位,在水泥罐基础上划出两条相互垂直的中心线,并注意在水泥罐安装过程中不得损坏基础,如有损伤,必须进行修复;
②底板的下表面进行喷砂除锈,经甲方监理共检合格后立即涂刷第一道环氧煤沥青漆,应注意每块板的边缘50mm的范围内不刷,待漆层表干后涂刷第二环氧煤沥青漆,直到漆层实干后并经共检合格,填写隐蔽记录并经甲方监理方签字认可后方可用于底板的铺设;
④按排版图在罐底中心板上划出十字线,十字线与与罐基础中心线重合,在水泥罐中心板的中心打上样冲眼,并作出明显的标记;
(3)水泥罐的焊接;
1)本次水泥罐的焊接全部采用手工电弧焊,所有参加焊接的焊工必须是具有该种材质合格项目、焊接位置资格的且在有效期内的合格焊工;
2)焊接前应确定有按国家现行《压力容器焊接工艺评定》和施工验收规范的规定所做的焊接工艺评定,保证焊接工艺评定覆盖率100%。
3)水泥罐的材质为16MnR,焊条选用J507焊条;
其它部位的材质为Q235-B,手工焊选用J422焊条,16MnR板与Q235-B板之间的焊接选用J507焊条。
焊条使用前应按要求进行烘干,并应有专人负责保管和发放、回收,焊药脱落、焊芯生锈及受潮较重的焊条不得使用。
焊材保管室内应安装除湿机,保证室内相对湿度不大于60%,从保管室领用到现场的焊条,低氢型焊条在现场使用时间不超过4小时。
焊材干燥要求温度一览表
序号
焊材名称及牌号
烘干温度℃
烘干时间(h)
恒温温度℃
允许使用时间(h)
1
J507
350℃-400
1-2
100~150
4
2
J422
100℃-150
0.5-1
100
8
4)焊接应严格按焊接工艺规范进行,不得随意变动焊接工艺参数,焊接前应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡并下发到施工人员手中,并对所有施焊的焊工进行技术交底;
5)焊缝的定位焊及工卡具焊接应由合格焊工进行,焊接工艺应同正式焊接相同,定位焊长度不宜小于50mm;
6)焊接前应检查组装质量,坡口及坡口两侧20mm范围内的泥砂、铁锈、水分、油污应全部清除干净,并充分干燥;
7)板厚大于等于6mm的搭接焊缝,至少焊两遍,有下列任何一种焊接环境,若无有效防护不得施焊:
8)雨天或风速超过8m/s时;
大气相对湿度超过90%;
9)焊缝咬边及母材的伤疤应进行修补,卡具割磨后的母材表面应补焊或修磨,内部缺陷的修补,应将缺陷消除后,严格按焊接工艺要求补焊,同一部位返修不宜超过二次,若超过二次须经技术总负责人批准。
焊接设备应执行加强保养,严格使用制度;
七、检查与验收
水泥罐质量检查项目如下:
检查项目
方法
时间
标准
材料
确认
进货时
符合标准
基础验收
测量
铺板前
设计标准
3
钢板预制
加工时
长±
3宽±
2对角差≤30±
2.50钝边0~1.5弧度<3
边缘板组对
组对时
半径±
10间隙4±
1
5
边缘板外端焊接
射线
真空
焊完后
Ⅲ级合格
无渗漏(-0.053Mpa)
6
大角缝
渗透
无缺陷
角长符合设计要求
7
中幅板
凸凹度不明显
无渗漏(-0.053Mpa)
罐底板下表面
除锈防腐
表面检查
铺设前
符合设计、规范要求
9
联合检查
多工种
交工前
符合设计要求
6.1焊缝外观检查
a在罐体焊缝检查前,应将药皮、熔渣及飞溅等清除干净。
b焊缝表面及热影响区,不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。
c对接焊缝的咬肉深度不得大于0.5mm,咬肉的连续长度不得大于100mm,焊缝两侧咬肉总长度不得超过该焊缝长度的10%,第一、二圈附板立缝如有咬肉,均应焊后打磨圆滑。
d第一圈罐壁板与罐底边缘板之间的大角焊缝内侧应平滑过度,咬肉应打磨圆滑。
罐壁内侧焊缝的余高不得大于1mm。
并