钢筋台车设计安装措施分解.docx

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钢筋台车设计安装措施分解

一、工程概况

泄洪洞无压隧洞采用一坡到底的形式，洞长1077.50m，纵坡坡比i=0.1039，断面形式为圆拱直墙型，净空断面尺寸为14.00m～16.00m×18.00m～20.00m（宽×高）。

洞身1+037.7～0+025段使用钢筋台车进行衬砌混凝土钢筋制安，该段混凝土衬砌共有三种断面：

1+037.7~0+150段断面尺寸为14m×18m，0+120~0+025段断面尺寸为14m×20m，0+150～0+120段为渐变段。

二、台车结构设计

2.1结构设计

钢筋台车主体结构采用20a工字钢与DN159钢管组合。

台车底部设有行走机构，采用20a工字钢做立柱支撑于行走机构上，立柱上部布置20a工字钢横梁，横梁两端设置20a工字钢斜撑，形成台车受力门架结构；上部采用DN159钢管与门架结构焊接加高台车形成台车主体；采用DN80、DN50钢管与台车主体焊接形成工作面。

钢筋台车下部预留9m×6m（宽×高）的施工通道，通道上部平台满铺竹条板，底部挂设安全防护网。

两侧均设置钢筋爬梯，爬梯骨架及梯步采用φ25钢筋焊制，爬梯宽60cm，梯步间距30cm。

爬梯扶手采用Φ25钢筋焊制，扶手高60cm。

每层操作平台两段头及外侧设置安全护栏，护栏立柱采用Φ25钢筋、栏杆采用25Φ钢筋焊制，护栏高90cm，立杆间距1.5m。

具体台车结构详见《泄洪洞钢筋台车加工示意图》。

2.2焊接要求

钢筋台车的焊接主要是型钢与型钢之间、钢管与钢管之间及钢管与钢筋之间的焊接。

其焊接接头主要为T、K形相贯接头角焊缝，其焊接破口及焊缝厚度参照下表：

T、K形相贯接头角焊缝的计算厚度表表一

ψ

趾部

侧部

跟部

焊缝计算厚度（he）

＞120°

110°～120°

100°～110°

≤100°

＜60°

最小hf

支管端部切斜tb

1.2tb

1.1tb

tb

1.5tb

0.7tb

支管端部切斜1.4tb

1.8tb

1.6tb

1.4tb

1.5tb

tb

支管端部整个切斜60°～90°破口

2.0tb

1.75tb

1.5tb

1.5tb或1.4tb+Z取较大值

1.07tb

备注：

1、he-表示焊缝厚度；tb-表示侧管壁厚；ψ-表示接头角度；Z-表示焊缝厚度折减值。

2、低碳钢（σ≤280MPa）圆钢，要求焊缝与管材超强匹配的弹性工作应力设计时he=0.7tb；要求焊缝与管材等强匹配的极限强度设计时he=1.0tb；

3、其它各种情况he=tc或he=1.07tb中较小值（tc为主管壁厚）

钢筋焊接时，焊接操作严格按施工规范进行，其焊缝高度应为被焊接钢筋直径的0.25倍，且不小于4mm，焊缝的宽度应为被焊钢筋直径的0.7倍，且不小于10mm，当钢筋与钢管焊接时，焊缝高度应为被焊接钢筋的0.35倍，且不小于6mm，焊缝宽度应为被焊接钢筋直径的0.5倍，且不小于8mm。

钢筋搭接焊搭接长度要求：

单面焊时不小于10d，双面焊时不小于5d。

钢管及钢筋焊接时焊缝焊接必须饱满无砂眼，焊接表面应均匀、平顺、无裂缝、夹碴、明显咬肉、凹陷、焊瘤和气孔等缺陷，必须保证焊接长度，不得损伤钢管与钢筋，每一部位焊接完后需清除焊碴。

三、台车组装方案

3.1场地准备

（1）组装场地在泄洪洞内2#施工支洞上游1+022.5~0+900段，场地需平整，沿隧洞纵向平整72m左右的轨道铺设长度，供钢筋作业台车安装；

（2）在铺设轨道处，地基应进行压实处理，并浇筑混凝土支墩；

（3）部件在综合加工厂制作完成后用自卸汽车运至洞内，采用汽车吊进行吊装；

3.2组装步骤

行走装置→20a工字钢A组件→φ159钢管B组件→φ159钢管C组件→φ80钢管D组件→爬梯→操作平台→栏杆、扶手→通道安全防护

四、台车受力计算

为保证钢筋台车的结构稳定、运行安全，针对台车容易受到破坏的部位，进行荷载分析，并对工作平台进行抗弯稳定验算。

4.1设计荷载

（1）配件A自重：

G1=4797.32kg=47973.2N；

（2）配件B自重：

G2=6109kg=61090N；

（3）配件C自重：

G3=3151kg=31510N；

（4）配件D自重：

G4=1236kg=12360N；

（5）杆件总自重：

G5=4960kg=49600N；

（6）DN50钢管重量：

G6=634.8kg=6348N；

（7）竹条板重量：

G7=500kg=5000N；

（8）操作人员自重：

G8=500kg=5000N；

（9）其他施工荷载：

q9=300kg=3000N；

4.2受力计算

钢筋台车上部静荷载主要作用于I20a工字钢横梁、立柱，动荷载主要作用于操作平台DN80钢管骨架，此三个部位最容易受到破坏，如果此三个部位受力满足要求则台车整体结构满足要求。

所以，取主体结构中横梁I20a工字钢横梁、立柱及作操作平台DN80钢管骨架为计算模型。

4.2.1I20a工字钢横梁稳定验算

将横梁上部荷载均视为均布荷载，垂直作用于中部横梁I20a工字钢上。

（1）恒载计算：

q恒=（G2+G3+G4+G5+G6+G7）

=（61090+31510+12360+49600+6348+5000）N

=165908N

（2）活载计算：

q活=（G8+q9）=（5000+3000）kg=8000N

（3）总荷载计算：

恒载的分项系数取1.2，活载的分项系数取1.4，则作用在钢梁上的总荷载为：

q=q恒×1.2+q活×1.4=165908×1.2+8000×1.4=210289.6N。

（一）I20a工字钢相关技术参数：

①截面积A=35.55cm2；

②理论重量=27.91kg/m；

③惯性矩Ix=2369cm4，Iy=157.9cm4；

④截面模量Wx=236.9cm3，Wy=31.6cm3；

⑤弹性模量E=206000N/mm2；

⑥截面矩S=136.1cm3；

7回转半径：

ix=81.6mm，iy=21.1mm；

（二）荷载计算

作用在单根I20a工字钢横梁上的均布荷载：

Q=210298.6N/9.5m/5=4427N/m，其力学计算模型如下：

由上图可知，I20a工字横梁的力学计算模型为多跨超静定梁，根据超静定梁的受力特点，其弯矩图计算如下：

根据以上弯矩图可知，I20a工字横梁的最大弯矩发生在跨中部位，最大弯矩为：

，最大剪力为：

。

（1）抗弯验算：

式中：

γx——截面塑形发展系数，工字形钢γx=1.05，γy=1.2；

F——钢材的抗弯设计强度值；

满足要求。

（2）抗剪验算：

式中：

——剪力；

——剪力计算处以上毛截面积对中和轴的面积矩；

I——梁的毛截面惯性矩；

tw——腹板厚7.0mm；

fv——钢材的抗剪强度设计值；

满足要求。

（3）稳定验算：

式中：

——整体稳定系数；

Wx——毛截面抵抗矩；

f——钢材的抗弯强度；

满足要求。

（4）挠度验算：

根据结构挠度计算,只需要计算中部一跨梁的挠度符合要求，则整个梁挠度符合要求。

取最大均布荷载计算，中部3.66m工字钢梁由宽2.25m范围内上部所有均布荷载为

引起的挠度：

对比总挠度：

满足要求。

4.2.2竖向力作用下I20a立柱稳定验算

1）受力分析

立柱主要承受横梁及其上部所有荷载,均视为均布荷载计算，每根横梁下部各设置2根立柱，则作用在单根立柱上的荷载为（恒载的分项系数取1.2）：

单根横梁上均布荷载：

Q=4427N/m

单个配件A自重：

G1/5=47973.2N/5=9594.6N

立柱轴心力：

立柱端部弯矩：

（2）强度验算

式中：

N——轴心力

A——净截面面积

f——抗压强度

满足要求。

（3）抗弯验算

式中：

γx——截面塑形发展系数，圆形钢γx=1.05，γy=1.2；

F——钢材的抗弯设计强度值；

满足要求。

（4）稳定验算

轴心力作用下稳定验算：

式中:

N——计算立杆段的轴向力设计值

——轴心受压构件的稳定系数

——长细比，

；

L——计算长度

i——截面回转半径

A——立杆的截面面积

f——钢材的抗弯强度设计值

根据λ，查表得

=0.820

满足要求。

（5）弯矩作用下的稳定验算：

式中：

——整体稳定系数，此处取0.61；

Wx——毛截面抵抗矩；

f——钢材的抗弯强度；

满足要求。

4.2.3操作平台DN80钢管骨架抗弯验算

（一）单根DN80钢管上部荷载

（1）φ16钢筋网片重量：

q1=94.8kg=948N；

（2）单个配件D自重：

q2=G4/40=12360N/40=309N；

（3）电焊机自重：

q3=50kg=500N

（4）安装操作人员自重：

q4=250kg=2500N；

（5）其他施工荷载：

q1,=100kg=1000N；

（二）荷载计算

（1）恒载计算：

q恒=（q1+q2+q3）=（948+309+500）N=1757N

（2）活载计算：

q活=（q4+q1,）=（2500+1000）kg=3500N

（3）总荷载计算：

恒载的分项系数取1.2，活载的分项系数取1.4，将DN80钢管上部荷载均视为均布荷载，垂直作用在DN80钢管上，则作用在单根钢管上的均布荷载为：

q=（q

×1.2+q

×1.4）/L=（1757×1.2+3500×1.4）/2=3529N/m。

最大弯矩：

最大剪力：

（4）抗弯验算

式中：

γx——截面塑形发展系数，槽钢γx=1.05，γy=1.2，Wx=40.774cm3；

F——钢材的抗弯设计强度值；

满足要求。

（5）抗剪验算

式中：

——剪力；

I——梁的毛截面惯性矩；

fv——钢材的抗剪强度设计值，取125MPa；

满足要求。

为了确保结构的稳定性，在操作平台下部增设DN80钢管斜撑，水平距离2.25m，详见《泄洪洞钢筋台车加工示意图》。

五、质量保证措施

1、开工前，由技术负责人向安装施工人员进行全面的技术交底。

2、用作天锚的系统锚杆必须做无损检测及拉拔实验，确认合格后方可用于吊装。

3、安装过程中，严格按施工设计图纸及有关技术要求进行施工。

每道工序严格执行施工质量“三检制”，前道工序质检合格后，方可开始下一道工序。

4、在施工过程中，做好的施工记录和质量检验数据，以便有可行的验收依据。

5、在施工过程中，应及时检查构件的尺寸变形。

如果发现质量隐患，应及时进行处理。

六、安全文明施工措施

通过对安装作业的全过程进行严格的安全控制，杜绝安全事故的发生，确保台车安装作业安全。

特制定如下安全保证措施，并在具体安装作业过程中切实执行：

1、开工前，针对安装施工的具体情况，对所有参与施工人员进行安全、文明施工教育和技术及安全交底，使每个人明确自己所在岗位存在的安全隐患，以及应对隐患的采取的措施与方法。

指定专人负责安全、文明施工工作。

2、所有用于吊装设备的吊点在使用前，必须按要求做负载试验。

3、钢筋台车吊装时，必须由专门的专业人员指挥，指挥信号清晰、明确、无误。

吊装每个部件前，必须检查其构件间连接是否牢固，钢丝绳的拴法与连接是否可靠。

4、施工人员进入工作区必须配戴安全帽，非安装人员未经允许不得进入工作区。

5、设备应由熟悉操作规程的专人操作，无证人员不得驾驶吊车等起重设备。

6、电工、焊工等特殊工种人员必须持证上岗，对氧气、乙炔等化工危险易燃易爆材料的使用、运输及保管制定相应的规程，并严格执行，杜绝事故发生。

。

7、挖掘机、导链吊装过程中，下面不得站人，旁边必须有专人指挥。

8、吊具、安全用具使用前后，仔细检查是否完好，随时保证其安全可靠。

9、台车操作部位需设置防护网，确保做到安全防护。

10、禁止移动台车时在台车上进行作业，需确保无施工人员在台车上工作。

11、现场指挥人员要带上哨子，危险时要及时吹哨。

12、相关操作人员在操作台车前必须培训，了解台车工作过程和操作程序，在制作方安装人员协助下，弄清大致结构。

13、严禁在台车上任意跨越，作业人员需带安全带作业。

14、严禁在台车上悬挂任何无关物品，尤其是台车设置的电器装置处，不得放置一些杂物。

15、施工期间有车辆从台车下面通过时，应注意行使速度及拐弯半径。

现场有专门交通疏导人员对车辆进行指挥，严防车辆撞击台车。

16、吊装前根据吊物的重量选用的吊装设施应合理布置并经计算，保证足够的安全系数。

吊装过程中，应专人指挥，整个过程应缓慢进行，在不同部位有专人监护，保证设备平稳吊装，不与周围物体碰撞，确保设备吊装安全。

吊装就位后，在确认已落实或已可靠固定后，才允许摘钩。

17、每天施工完成后必须对施工范围内的场地进行清理，并将施工工器具收拾整理并保管好。

18、每次使用天、地锚作业前，需检查天、地锚的变化情况，防止安全隐患存在。

19、在进行施工过程中要保证充足的照明设备，使用安全电压并应设有保护罩。

使用的电缆、电线应有序敷设，不得乱拉乱接。

20、注意文明施工和生产区、生活区的卫生。

材料、设备应整齐、有序放置，废料、垃圾应及时清理，做到工完料清。

七、节能减排措施

.1、施工现场分别设定生产、生活、办公和施工设备的用电控制指标，定期进行计量、核算、对比分析，并有预防与纠正措施。

2、合理安排施工顺序，以减少作业区域的机具数量，相邻作业区充分利用共有的机具资源。

安排施工工艺时，应优先考虑耗用电能的或其它能耗较少的施工工艺。

3、根据施工进度、库存情况等合理安排材料的采购、进场时间和批次，减少库存。

4、材料运输工具适宜，装卸方法得当，防止损坏和遗失。

根据现场平面布置情况就近卸载，避免和减少二次搬运。