廖公庄12号竖井抓斗安装与拆除施工方案110.docx
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廖公庄12号竖井抓斗安装与拆除施工方案110
北京地铁6号线西延工程03合同段
廖公庄站1、2号竖井
桥式抓斗起重机安装与拆除施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
北京住总集团有限责任公司
北京地铁6号线西延工程三标项目经理部
二〇一三年十二月
1工程概况
廖公庄车站位于巨山路下穿田村路下拉槽内，1号施工竖井位于车站西北象限，2号施工竖井位于车站东北象限内；竖井断面设计净空分别为6×9.9m、4.6×6.7m的矩形，井深28.195m、29.13m，均设抓斗垂直提升系统；提升系统平面位置见图1-1。
图1-1竖井抓斗平面位置图
2编制依据
2.1设计文件
北京地铁6号西延线工程廖公庄站设计图。
2.2施工标准、规范
（1）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
（3）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
（4）《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）
（5）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
（6）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-2011）
（7）《起重设备安装工程施工及验收规范》（GB50278-2010）
（8）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
（9）《提升架及井架物料提升机安全技术规范》（JGJ88-2010）
（10）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
（11）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）
（12）《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）
（13）《北京市市政工程施工安全操作规程》（DBJ01-56-2001）
（14）《简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第二版）》
（15）《龙门架及井架物料提升机安全技术手册》（JGJ88-2010）
（16）《铁路工程地质原位测试规程》（TB_10018-2003）
3系统设计
3.1系统组成
提升系统由基础、围护结构、架体、走行系统、抓斗及配电设施等组成。
3.2架体及围护结构
根据施工竖井所承担的施工任务，廖公庄1、2号施工竖井均配置最大提升重量为10吨的桥式起重机及抓斗系统用作出渣及物料提升，起吊系统的支撑结构为龙门架体系，1号竖井龙门架尺寸为22.5m×11.2m（长×宽）,2号竖井龙门架尺寸为22m×10.1m（长×宽）；龙门架横梁与立柱采用螺栓连接，大梁与横梁采用焊接连接。
为了操作和检修方便，在龙门架上设置操作及修理平台，施工竖井龙门架结构见下图3-1及图3-2。
图3-1抓斗及龙门架提升系统结构图
图3-2抓斗及龙门架提升系统结构侧面图
3.3提升系统基础
廖公庄1、2号施工竖井龙门架基础均采用C30钢筋混凝土方形基础，现场浇注，基础尺寸为1.2m×1.2m×1.5m（长×宽×深），基础与基础之间采用0.5m×0.5m钢筋混凝土条基进行连接形成整体。
确保基础安全稳固，各竖井基础详细见图3-3、图3-4所示。
基础施工时，应严格按照测量组测放的控制点，并对照技术交底的尺寸进行开挖，严禁超挖，开挖时尽量用洋镐等工具进行人工开挖，减少机械施工时的震动对周围土体的影响。
人工开挖时，根据地基土体的稳定情况，必要时应采取一定的护壁措施，防止基坑边坡失稳、坍塌。
基坑采用人工自拌混凝土结构进行护壁支护，混凝土护壁只稳固周围土体不稳定的部分，人工涂抹，混凝土的配合比由试验人员通过实验确定，护壁混凝土厚度50mm，采取护壁措施时，应根据护壁厚度适当放宽开挖净空，确保基础设计尺寸。
基础施工至设计标高后，进行钢筋绑扎和预埋件安装，基础钢筋采用φ22螺纹筋骨架φ10箍筋，基础预埋件采用高强度M30地脚螺栓，并将其锚固于基础结构中，以便后期将其通过法兰与龙门架立柱连接，地脚螺栓的安装误差满足规范要求。
钢筋及预埋件施工完毕并经验收合格后，方可进行混凝土浇注作业，混凝土采用C30商品混凝土，现场浇注并振捣均匀。
基础浇注完毕后进行人工养护，养护时间不少于7d，基础强度达到设计要求后，方可进行龙门架结构安装。
图3-31号竖井龙门架基础平面图
图3-42号竖井龙门架基础平面图
3.4设计验算
3.4.1设计参数
（1）起重量：
（2）起重机自重：
（3）屋面自重：
3.4.2行车梁计算
图3-6行车梁截面图
（1）计算数据
抓斗吊大车轮距：
行车梁惯性矩：
行车梁截面模数：
每米行车梁重量：
行车梁长度：
行车梁自重：
起重机满载最大轮压：
起重机满载计算载荷：
ψ----动力系数
（2）强度验算
主梁的弯矩：
主梁的应力：
安全
（3）刚度验算
安全
（4）整体稳定性
M/（WmΦb）≤[σ]
M/（WmΦb）=144*10^3/（2526*10-6*0.6）=167.3Mpa<225Mpa
由上所述：
行车梁强度、刚度及稳定性计算合格；
3.4.3龙门架结构稳定性验算
图3-7立柱图
图3-8立柱截面图
（1）立柱承受的最大支反力（静荷载）：
根据井架工作原理及结构特征可知，当抓斗行走至主梁跨中时时，支座承受的支反力为最大，根据荷载组合计算原理，支座承受的支反力应根据动荷载进行修正。
立柱的支反力：
（2）相邻两支座的轴力（静载）
（3）根据《龙门架及井架物料提升机安全技术手册》（JGJ88-2010）的规定，10～15t电动提升系统行走动荷载修正系数
取值为1.2。
（4）立柱刚度
立柱截面的几何特性计算：
①H钢立柱的尺寸：
H钢：
②H钢立柱的截面积：
③H钢立柱的惯性矩：
③截面回转半径：
④截面的长细比：
其中，L为立柱高度，取L=9188mm=918.8cm
截面的许用长细比：
立柱刚度满足要求
（5）立柱的整体稳定性
立柱所承受的垂直荷载：
立柱的稳定性系数：
动力系数：
其中
为截面参数为立柱极限承载力值，查《龙门架及井架物料提升机安全技术手册》（JGJ88-2010）.
（6）立柱水平受力计算
立柱稳定计算，荷载虽然在立柱顶部最大，但此处结构所产生的轴压力很小，底部框架自重产生的轴压力接近最大，综合计算值最大。
根据以上分析，立杆稳定性计算部位为底部。
抓斗产生水平荷载由抓斗横向移动产生，由抓斗性能决定，一般取值为荷载重量的1/10，即1000kg，考虑安全系数为1.2（按荷载1000×1.2=1200kg），分配到每个立柱受力1200/10=120kg。
风荷载取值查荷载规范中的“全国基本风压分布图”。
我国各地的基本风压值范围为0.30～0.90kN/m2。
北京地区最大风压值为0.45kN/m2。
屋顶迎风面积为34m2，产生压力为34×0.45=15.3KN，分配到每个立柱为10.35/10=1.53KN=153kg。
即立柱受水平作用力为120+153=273kg。
立柱最大受力
σ=M/（γx*Wnx）=273×10/（1.15×39.7）=59.796MPa<<<215MPa。
满足要求；
综上所述：
龙门架提升结构构件的稳定性满足要求；故结构安全。
3.4.4龙门架基础受力验算
（1）龙门架基础简介：
龙门架基础采用1.2m×1.5（宽×深）柱基和1.2×0.5m（宽×深）条基现浇钢筋混凝土结构，基础内配置φ22螺纹筋+φ8箍筋并预埋与龙门架立柱的连接条件。
基础结构图如下图3-9所示：
图3-9龙门架基础结构图
龙门架基础埋深较浅，置于人工回填土地基之上（基础的承载力特征值由现场原位测试侧得），基础接受上部荷载并将其传至地基土，靠地基土体承担全部荷载，基础起力的传递作用。
因此，基础受力验算应分基础结构的稳定性（轴心抗压强度、抗弯强度）验算和地基土的承载力验算两个部分。
（2）混凝土基础结构强度验算：
①尺寸参数：
1200×1200×1500-500（长×宽×深）
②基础承受的竖向荷载：
由龙门架立柱结构验算可知，每个基础支座承受的支反力为：
基础承受的轴力为：
基础内应力：
其中
为混凝土基础结构的轴心抗压强度，查《龙门架及井架物料提升机安全技术手册》（JGJ88-2010）；因此混凝土基础的抗压承载力满足要求。
③基础承受的弯矩验算：
由上可知:
（按轴心受偏压计算，L为最大偏心距）
=
其中
为混凝土基础结构的抗弯强度，查《龙门架及井架物料提升机安全技术手册》（JGJ88-2010）因此混凝土基础的抗弯承载力满足要求。
以上计算没有考虑基础配筋对结构稳定性的影响，配筋后，基础的强度（尤其是抗弯强度）将大大提高。
综上所述：
钢筋混凝土结构基础的强度满足要求，结构安全可靠。
（3）基础下地基土承载力验算：
根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的规定，地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定。
但当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值尚应按下式进行修正:
计算公式：
式中
--修正后的地基承载力特征值；
--地基承载力特征值
、
--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数
γ--基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；
b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；
--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；
d--基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。
对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。
的取值：
2013年10月25日至10月30日，我项目部专职试验员在监理的旁站下，按照《铁路工程地质原位测试规程》（TB_10018-2003）的要求进行现场钎探试验。
现场钎探数据如下表所示：
钎探试验数据统计表：
桩号（西到东）
名称
1
3
5
6
7
击入深度
30cm
30cm
30cm
30cm
30cm
锤击数
16
17
11
12
23
20
12
13
16
15
换算（kPa）
192
204
132
144
276
260
144
156
192
180
平均值
198
138
268
150
186
根据上表，地基承载力特征值
取平均值中的最小值138kpa。
式中其他各参数的取值对照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）中第25页附表5.2.4：
=0
=1.0
代入上式求解：
由上述计算结果可知，基础上部竖向荷载：
基底压力:
（其中S为基础下直接受压的土体面积，
）
故
<
故基底土体承载力满足要求。
综上所述：
基础设计满足承载力要求。
4系统安装
4.1安装工艺流程
龙门架结构安装前，先进行龙门架基础施工，基础施工完毕并达到设计强度后，方可进行构件安装。
本工程所有钢构件采用工厂制作完成后，待施工现场基础施工完毕并达到安装条件后，运至现场进行安装。
屋架采用角钢焊接，行车梁用钢板组焊，采用在工厂加工制作，现场拼接组装、吊装的施工方法，其工艺流程：
龙门架基础施工——材料加工准备——下料放样——零件加工——焊接——构件检验——除锈——油漆编号——预拼装——运输——吊装——连接与固定——校对检查——补漆——完成——试运行。
4.2施工准备
4.2.1技术准备
（1）上报专业分包单位资质。
（2）上报特种作业人员证件。
（3）做好工人进场教育及安全、技术交底。
（4）龙门架施工方案已经经过审核审批，同意施工；
（5）龙门架主材已经进场，证明材料上报，检验合格；
（6）龙门架基础施工完毕，现场工作面已经具备；
4.2.2材料准备
提升架必须采用合格的钢材，其强度、材质等需满足相关规范要求。
主材型号及规格见表4.2-1。
表4.2-1主要材料型号及用途
序号
项目
型号
材质
单位
总量
备注
1
立柱
H钢300*400mm
Q235
m
90
2
行车梁
H钢300*400mm
Q235
m
44
3
横担梁
方钢150*150mm
Q235
m
36
4
联系纵梁
工20a
Q235
m
58
5
连接钢板
t=16mm，0.5*0.5
Q235
m2
6.46
6
联系钢板加强肋
t=16mm，0.19*0.4/2
Q235
m2
4.11
7
横担梁加强肋
t=16mm，（0.25+0.07）/2*0.4
Q235
m2
3.43
8
轨道梁加强肋
t=16mm，（0.25+0.07）/2*0.3
Q235
m2
1.94
9
连接螺栓
φ25
A325
个
148
10
斜支撑
L80*80mm角钢
Q235
m
460
11
土仓立柱
工22a
Q235
m
45
12
土仓横梁
工22a
Q235
m
49
13
土仓钢板
14mm
Q235
m2
85.75
14
棚架主龙骨
40*60*2.5mm方钢
Q235
m
223
15
棚架次龙骨
30*50*2.5mm方钢
Q235
m
245
4.2.3机械准备
租赁50吨汽车吊，机械性能符合施工及安全要求，自备两台二氧化碳保护电焊机。
4.3基础施工
立柱基础为现浇钢筋混凝土结构，人工开挖；混凝土按设计要求施工，强度达到设计强度的75%后，方可进行立柱吊装。
4.4测量放线
（1）基础抄平
测量每个基础的安装座板上平面中心高度，以确定相应的立柱高度。
（2）基础划线
按照基础平面图划出基础安装中心线。
基础预埋钢板水平误差不得大于5mm，垂直误差不得大于5mm，预埋钢板面要清理。
4.5架体安装
4.5.1安装方法
人工配合汽车吊进行安装，架体结构，采用1台50t汽车吊吊装。
4.5.2质量要求
（1）立柱
立柱与基础预埋钢板牢固焊接，立柱垂直度不大于9‰mm。
（2）横梁
横梁与立柱采用钢板和高强螺栓连接，横梁水平误差不大于5mm，横梁与立柱钢板之间密贴，间隙不得大于1.5mm。
（3）主梁：
1）主梁位置偏差不超过5mm，水平度偏差不超过10mm。
2）轨道梁焊接，焊缝饱满，焊缝高度不得小于10mm。
（4）斜支撑：
1）斜撑长度及位置偏差不超过5mm
2）斜撑与架体相邻构件保证焊缝满焊，焊缝高度要求不小于8mm。
（5）检修平台
操作和检修平台施工，按图纸的设计，根据实际尺寸适当调整进行制作安装，
（6）配电控制设施
配电箱设置在检修平台的一侧，控制箱和控制电源设置在操作平台，控制电缆沿横梁设置，不影响设备运行。
4.5.3安全注意事项
（1）吊装安全
1）汽车吊进场前必须履行相关报验手续。
2）按图纸要求布设汽车吊。
3）汽车吊的安放应稳固。
4）吊装区应设置警戒标志。
5）吊装作业必须严格执行“十不吊”原则。
6）信号司索工必须持证上岗。
（2）高空作业安全
1）进行高空作业时，施工人员所带的工具应栓上保险绳，防止脱手坠落。
2）高空作业区内严禁抛掷物件，应用绳索栓系传递。
3）吊装现场应有钳工、维修电工、管工等负责各类机械的维护工作。
4）吊装作业中，所有作业人员要各司其职、坚守工作、服从指挥人员统一安排。
5）安全绳必须高挂抵用，且勾挂处需牢固。
6）安全绳使用一年后，要做全面检查，并抽出使用过的1%做拉力试验，以各部件无破损或重大变形为合格，不合格的不在予以使用。
7）安全绳使用前必须做一次检查，发现破损停止使用，配戴时活动卡子系紧，不可接触明火和化学物品。
（3）焊接作业安全
1）动火作业必须严格执行动火作业审批。
2）焊接作业人员必须持证上岗，看火人及消防器材到位。
4.6配电与控制系统安装
（1）测试电器绝缘电阻；
（2）在主梁上安装电源滑线，集电器；
（3）三级箱到位，套管敷设主电缆至龙门架滑线，并接通主电源；
（4）安装超重限制器；
（5）左右行走限位安装及触板焊接定位；
（6）调整断火开关上下行程位置；
（7）加装上限位吊坠限位开关并调整至合适高度；
（8）各行走电机主电机外壳用PE线和保护零做可靠连接；
（9）安装照明系统；
（10）总体调试完毕后通知相关单位验收。
4.7试运行及验收
4.7.1试车前准备
（1）按图纸尺寸和技术要求检查全机:
各紧固件是否牢固，各传动机构是否精确和灵活；金属结构有无变形，钢丝绳绕绳是否正确，绳头捆扎是否牢固。
（2）检查提升架的组装是否符合要求。
（3）电气设备必须完成下列工作后方可试车。
1）用兆姆表检查全部电器系统和所有电气设备的绝缘电阻。
2）切断电路，检查操纵线路是否正确和所有操纵设备的运动部分是否灵活可靠，必要时进行润滑。
3）用手转动提升架各部件，应无卡死现象。
4.7.2检查
（1）提升架检查
1）提升架金属结构的焊接，螺栓联接质量，应符合技术要求。
2）机械设备、金属结构、吊具的强度和韧度应满足设计要求。
3）制动器动作灵活、减速器无噪音，工作可靠。
4）润滑部位润滑良好，轴承温升不超过规定。
5）各机械动作平稳，无激烈振动和冲击。
如有缺陷，应修理好后，再进行试验。
（2）抓斗检查
1）无负荷试车
经过上述检查，全机均已正常后，无卡死现象，便可进行无负荷试车。
步骤如下：
①提升架试车
空载抓斗沿轨道车来回运行三次，此时车轮不应有明显的打滑，车轮应制动平稳可靠。
②空钩升降
使空钩上升下降各三次，起升限位应准确。
③大车行走
将抓斗停于主横梁根部，使大车沿纵向轨道全长慢速行走两次，以验证轨道。
然后以额定速度往返行走三次，检查运行机构之工作质量；启动和制动时，车轮不应打滑，运行平稳。
2）负载试车
抓斗起升额定负载，于主横梁上往返几次以后，将抓斗运行到跨中，将重物升到一定高度（离地面约100mm），静置10min，此时测量主梁下挠度。
如此连续试验三次，且第三次卸掉负荷后，主梁不得有残余变形，每次试验时间不得少于10min。
于上述试验后，可作超额定负荷的20%试车，方法和要求同上。
4.7.3验收
各项检查合格，经北京市质量技术监督局检测合格，报监理审批后，方可使用。
5系统拆除
5.1拆除工艺流程
屋面拆除→屋架拆除→抓斗拆除→操作平台拆除→检修平台拆除→主梁拆除→横梁拆除→立柱拆除。
5.2拆除方法
采用汽车吊人工配合按以上顺序逐件拆除。
5.3拆除安全注意事项
详见4.5.3内容。
6安全质量保证措施
6.1安全保证措施
（1）已选择专业（分包）队伍具体实施该项工程。
（2）项目部安排安全质量专职人员负责对施工过程的管理和验收工作。
（3）进行施工风险分析，制定相应应急预案。
（4）现场施工人员必须进行技术交底和安全培训，持证上岗，做到人人心中有数，所有进场机械必须进行严格的检查，保证机械设备完好。
（5）发电机等电器设备注意用电安全，使用前需对电线进行严格检查，防止漏电。
（6）作业人员必须佩戴安全帽，高处作业人员必须佩戴安全带。
（7）电焊机符合安全操作规程；氧气乙炔焊符合安全使用要求。
（8）施工过程中不得随意向下抛扔杂物。
（9）吊车、铲车司机必须经过施工情况交底，服从指挥；经常检查吊索、吊钩的安全性和完好程度；吊装过程中，起重臂下严禁站人；吊车支撑稳固，防止倾覆。
（10）光线较暗和晚上施工，现场照明应充足，符合要求。
（11）为确保工程安全施工，设立足够的标志。
（指示牌，警告牌，火警、匪警和急救电话指示牌）
（12）龙门架安装的焊工具有相应的焊接资质，严禁无证上岗，并且清楚施工工艺和流程，清楚安全操作事项。
（13）龙门架进行高空施工和安装时，要搭好操作平台和防护设施，现场有专职安全员进行监视。
（14）动用电焊机，氧气乙炔焊时，要进行动火申请，经项目部安全员同意后方可施工；用火工具符合安全规定。
（15）吊装设备吊装前检查吊索，吊钩等起吊设备；吊装时，要绑扎牢固，起重臂下严禁站人。
（16）龙门架安装需配备信号工1名，针对安装周围危险源予以密切关注，如遇不安全情况，必须立即停止作业。
（17）1、2号竖井周围均有10kv高压电线，施工中应注意躲避，避免触电伤害。
（18）吊车在施工中严格遵循“十不吊”原则，如若发现，将予以严厉处罚。
6.2质量保证措施
（1）严格执行项目部的质量管理相关规定和保证验收程序；
（2）特种作业人员必须持证上岗；
（3）执行作业技术交底制度；
（4）执行以下验收程序，见图6.3-1。
图6.3-1验收程序示意图
6.3分包安全员现场管控内容
（1）每天对施工现场进行安全检查（安全教育，安全操作规程等）。
（2）安全生产事故隐患排查，并填写排查治理表，形成台帐。
（3）查看现场是否存在违规、违章作业，如有应及时纠正。
（4）检查现场交接班时，是否有安全交接记录。
（5）对新进场人员进行安全教育培训，并考试合格方可上岗。
（6）入场机械必须经过报验，未经过报验或报验不合格的不得投入使用。
（7）所有上岗人员必须持证上岗，且需安全员核对其有效性。
（8）检查施工现场是否配备有消防器材，并定期检查。
（9）参加安全检查例会，会后督促整改落实情况。
7应急预案
本项施工主要存在高空坠落、触电事故、机械伤害事故等安全风险。
应急预案详见“专项应急预案”。
8施工计划与资源配置
8.1施工进度计划
提升架安装工期15天，工期计划表见表8.1-1。
表8.1-1施工计划表
序号
项目
工期
开始时间
结束时间
备注
1
施工准备、场地清理、放线
1天
2
基础施工（开挖、绑筋、浇筑等）
5天
3
立柱安装
2天
4
横梁安装
1天
5
轨道梁安装
1天
6
其他附属结构安装
2天
7
调试运行
2天
8.2设备材料使用计划
机械配备计划详见表8.2-1。
表8.2-1提升架安拆工具与设备表
序号
名称
规格
数量
备注
1
汽车吊
25t
1台
2
手拉葫芦
2t-6m
2台
3
气割设备
G200
1套
4
电焊机
BX300
1台
5
钢丝绳
φ20-10m
2根
两端有套
6
钢丝绳
φ10-6m
2根
两端有套
7
卸扣
φ20
10个
8
软绳
φ20-20m
2根
9
撬棍
φ20-1m
2根
一端尖一端扁
10
套筒搬手
41
4把
1
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