人工挖孔桩提升设备计算书.docx

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人工挖孔桩提升设备计算书

一、计算依据：

1、《建筑施工起重吊装安全技术规范》JGJ276-2012

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《建筑材料规范大全》

二、工程简介

2.1工程概况

XX工程二项目分部起止桩号左线K34+800-ZK64+307、右线K34+800-YK64+298，全长29.5km，段落内共包含大桥12座、立交3座、天桥11座。

桥梁桩基共有801根，其中桩径1.2m桩52根、1.5m桩401根、1.6m桩158根、1.8m桩190根，桩长最长达44m。

桩基础位于山岭地带中低山地貌，地面自然坡30-60°，施工地形陡峭而复杂，桩基设计为嵌岩桩，桩底均在中风化安山岩层，岩石最大强度77.88Mpa。

2.2水文地质条件

1、地形地貌

桥位区属于中低山地貌，地势高差较大。

沟两侧为岩质陡坎，自然边坡约30-60°。

桥梁横跨岩质边坡，沟底较开阔呈“U”形，沟底有基岩出露。

地层岩性主要为第四系残坡积土和中元古界安山岩。

2、水文地质

在设计勘察期间，各个钻孔内发现有少量岩隙水。

根据区域水文地质资料，地表水对钢筋、混凝土具有微腐蚀作用。

3、区域地质稳定性评价

桥址区内地基岩土主要为第四系及中元古界地层，岩性主要为残坡积土和安山岩。

上部残坡积土力学性质一般，下部安山岩层力学性质较好，是较好的地基持力层。

场地内及其附近未发现对工程安全有影响的特殊性岩土，桥位区未发现滑坡、泥石流等不良地质作用。

三、提升设备结构组成

本设备由动力装置和支架两部分组成。

动力装置由卷扬机、制电器、绳筒和钢丝绳组成；支架由角钢及、钢组及定滑轮。

在支臂中安装有配电箱，为安全考虑，本设备同时配备限位器及配种块。

操作按钮启动器实现电动机正反转可将钢丝绳卷绕、放开，并通过支架部分滑轮起吊下方物料来完成吊运作业。

提升设备实际图

提升设备示意图

四、计算过程

1、荷载计算

（1）桶的直径46cm，高50cm，自重m1=20Kg。

（2）桶的体积V=3.14×0.23²×0.5=0.083m³。

（3）桶内石头重量按照最大最重碎石计算，碎石密度为1.55g/cm³，其中1方=1000000cm³，桶内石头重量m2=0.083×1550kg=128.65kg。

（4）总重M1=m1+m2=20+128.65=148.65kg，为了方便计算取值150kg。

根据G1=M1g=150×10=1500N=1.5KN。

（5）电动卷扬机去除钢丝绳后自重m3=45kg，得：

G2=m3g=45×10=450N=0.45KN。

2、钢丝绳容许拉力计算:

根据品茗安全计算软件2017得知下表参数：

钢丝绳容许拉力可按下式计算:

[Fg]=aFg/K

其中:

[Fg]──钢丝绳的容许拉力；

Fg──钢丝绳的钢丝破断拉力总和,取Fg=59.09kN；

α──考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，α=0.95；

K──钢丝绳使用安全系数，取K=5.00；

经计算得[Fg]=59.09×0.95/5.00=11.23kN。

经比较得：

11.23KN>G1=1.5KN，钢丝绳满足要求。

3、抗倾覆计算

提升机尾部采用20*40*50cm配重块（C20混凝土制成）2块，M配=0.2m×0.4m×0.5m×2450kg×2=196kg

矩形管50mmx50mmx3mm每延米重量4.43kg。

角钢60mmx60mmx5mm每延米重量4.82kg

矩形管长度为1.4m+2.5m=3.9m，重量为3.9mx4.43kg/m=17.28kg

角钢长度为：

3mx2+1.3mx3+2.25mx2+2.35mx2+0.4mx2=19.9m，重量为19.9mx4.82kg/m=95.92kg。

桶加石渣自重：

150kg

卷扬机自重45kg

钢丝绳按70米考虑，通过所查资料得知直径10mm的钢丝绳100米自重48.1kg，则70米钢丝绳重量为48.1kg×70m/100m=33.67kg。

其他小部件忽略不计，按照最大弯矩考虑：

根据平衡原理得：

1.4m×T1=1.95m×T2此时为平衡状态，若想提升架不倾覆，则有1.4m×T1＜1.95m×T2

其中T1按钢丝绳重量全部作用在吊桶侧，

则T1=（150kg+17.28kg+33.67kg）*10N/kg=2009.5N

T2=（196kg+95.92kg+45kg）*10N/kg=3369.2N

提升设备简图

根据上述计算：

1.4m×2009.5N=2813.3N.m

（1）

1.95m×3369.2N=6569.94N.m

（2）

经比较

（1）＜

（2）

力矩满足要求，配重满足要求。

4、方钢承载力：

钢管是采用热轧无缝方钢管：

50X50X3mm方钢管查规范得:

IX=20.8cm4=20.8×104mm,Iy=1.62cm4=20.8×104mm

Mmax=1/2ql2=1/2×（150+17.28+33.67）×10kg/N×2.5m×2.5m=6.28KN

σmax=Mmax×Iy/IX=6.28×20.8×104/20.8×104=6.28MPa

按照3mm方钢容许应力，[σ]=113MPa

σmax<[σ]=113MPa

方钢满足承载力要求。

五、MIDAS分析结果

迈达斯计算过程如下：

首先定义材料截面特性等，然后建立节点扩展单元，建立模型如下图：

随后通过添加荷载，定义边界条件等进行迈达斯运算，经过荷载组合后算出结果：

结构内力图如下：

结构应力图如下：

结构反力图如下：

结构变形图如下：

经midas计算分析，该结构满足要求。

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