1、梯笼专项施工方案教学内容 第一节 编制依据 建筑施工手册第四版 中国建筑工业出版社; 钢结构设计规范(GB50017-2003) 中国建筑工业出版社; 建筑结构荷载规范(GB50009-2001)中国建筑工业出版社;建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)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;建筑施工计算手册江正荣著 中国建筑工业出版社;建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)第二节 工程概况 上海市轨道交通12号线土建工程29标段工程;属于深基坑;地下2层;基坑局部深度13.58m;总建筑面积:11019.34平方米;施工单位:中铁二十四局集
2、团有限公司。本工程由上海轨道交通12号线发展有限公司投资建设,中铁第四勘察设计院集团有限公司设计,地质勘察,上海建科建设监理咨询有限公司监理,中铁二十四局集团有限公司组织施工; 第三节 人行梯笼方案选择 本工程考虑到施工工期、质量和安全要求,故在选择方案时,应充分考虑以下几点: 1、笼体的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。 2、在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。 3、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。 4、结构选型时,力求做到受力明确,构造措施到位,升降搭拆方便,便于检查验收; 5、综合以上几点,人行梯笼,还必须符合建筑施工
3、安全检查标准要求,要符合市文明标化工地的有关标准。 6、结合以上人行梯笼设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了以往的施工经验,决定采用以下1种人行梯笼方案: 选用规格为(360017002500)箱式深基坑施工行人安全B型梯笼。第四节 安装方案1、施工前的准备工作:1.1 梯笼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。1.2 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。1.3 根据设计建筑基坑深度核对安装高度。1.4 安装作业前检查的内容包括:1.4.1箱式笼体的成套性和完好性;1.4.2提升机构是否完整良
4、好;1.4.3基础位置和做法是否符合要求;1.4.4附墙架连接埋件的位置是否正确和埋设牢靠;1.4.5必备的各种安全装置是否具备和性能是否可靠。2、梯笼安装:2.1基础2.1.1在施工现场选择合理的安装位置,对梯笼的安装基础进行处理,开挖基础并夯实找平。2.1.2在经夯实的基础的基础上铺设一层50厚木方,铺设面积为41002500。2.1.3基础四周不得有积水现象,必要时在基础四周开挖排水沟。2.2、安装程序2.2.1安装人行出口标准节。2. 2.1.1将出口标准节吊装在木方垫层上(出口向外),校准好水平,保证出口标准节安装好后的垂直度在千分之一之内。2.2.1.2安装第一道水平拉结杆,采用M
5、12*160化学锚栓固定在地下连续墙上。2.2.1.3以脚手管或角钢等金属材料,夯入地内2500mm深,并用导线与架体紧密连接。2.2.2、安装标准节2.2.2.1对标准节固定螺孔进行清理,确保螺孔与螺栓直径相配。2.2.2.2采用10t以上吊机进行吊装,吊装时注意标准节内踏步走向要与出口节踏步走向一致,标准节吊装就位后安装螺栓并使螺栓呈现放松状态,以利校正与安装,校正后紧固所有螺栓。依次循环,直至完成。2.2.2.3标准节超过三节是需增加一道水平拉结杆,采用M12*160化学锚栓固定在地下连续墙上。2.2.3、 安装入口节2.2.3.1入口节吊装时注意安全门开启方向。2.2.3.2入口节吊装
6、就位后安装螺栓并使螺栓呈现放松状态,以利校正与安装,校正后紧固所有螺栓。2.2.3.3安装水平拉结杆,采用M12*160化学锚栓固定在地下连续墙上。2.2.4、 安装入口通道2.2.4.1入口通道与入口节门槛尽量保持水平。2.2.4.2入口通道采用50厚木方铺设,上面每500mm加设一道防滑条。2.2.4.2入口通道安装完成后两边采用48mm钢管搭设1.2m高防护栏杆。梯笼使用过程中需随挖土深度进行加节,加节过程同安装程序。第五节、安全与维护5.1 梯笼内需安装24v安全电源照明行灯。5.2定期对梯笼连接螺栓进行维护,如发现松动及时进行紧固。5.3定期对梯笼对垂直度进行测量,如发现倾斜及时进行
7、校正。第六节 梯笼拆除安全技术措施 1、拆除前,全面检查拟拆梯笼,根据检查结果,拟订出作业计划,报请批准,进行技术交底后才准工作。作业计划一般包括:拆除的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。 2、拆除时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。 3、拆除的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。4、拆架程序应遵守由上而下,用吊机逐节吊除。第七节、 附安装图一、标高4.655m处梯笼安装平面布置示意图注:1、本图全部尺寸(除注明者外)均以毫米为单位,标高以米为单位。2、附着杆件采用8#槽钢,连墙件采用200x200x10钢板
8、,表面采用防腐处理,焊缝处除渣后刷无机富锌漆防腐。3、后置锚栓为M12*160化学螺栓,拉力应满足11.00Kn。二、标高-0.345m处梯笼安装立面布置示意图注:1、本图全部尺寸(除注明者外)均以毫米为单位,标高以米为单位。2、附着杆件采用8#槽钢,连墙件采用200x200x10钢板,表面采用防腐处理,焊缝处除渣后刷无机富锌漆防腐。3、后置锚栓为M12*160化学螺栓,拉力应满足11.00Kn。4、后期随挖土深度进行加节,附着杆件安装高度应进行相应的调整。5、附着杆件安装位置及高度与现场结构相抵触时,应根据现场实际情况进行相应的调整。三、标高-7.034m处梯笼安装立面布置示意图注:1、本图
9、全部尺寸(除注明者外)均以毫米为单位,标高以米为单位。2、附着杆件采用8#槽钢,连墙件采用200x200x10钢板,表面采用防腐处理,焊缝处除渣后刷无机富锌漆防腐。3、后置锚栓为M12*160化学螺栓,拉力应满足11.00Kn。4、基础底板砼浇捣完成且达到设计强度后,对梯笼进行移位。安装位置应选在永久洞口处,待基坑主体完成后在进行拆除。5、附着杆件安装位置及高度与现场结构相抵触时,应根据现场实际情况进行相应的调整。第八节 箱式梯笼计算书箱式梯笼在工程上主要用于深基坑上下行人,各箱式笼体一般由厂家直接加工成型,施工现场必须严格按照厂商说明书安装。本计算书按照建筑施工计算手册(江正荣主编)、建筑施
10、工安全检查标准(JGJ59-99)编制。一、荷载计算1.梯笼自重力梯笼自重力4.8kN/m;梯笼的总自重Nq=4.815=72 kN;附墙架以上部分自重:Nq1=4.8(15-5)= 48kN;Nq2=4.8(15-10)= 24kN;2.风荷载为 q = 0.719 kN/m;风荷载标准值应按照以下公式计算: Wk=W0zsz = 0.451.420.480.70 = 0.215 kN/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 = 0.45 kN2; z 风压高度变化系数,按照建筑结构荷载规范(GBJ9)的规定;采用:z = 1.42 ;
11、s 风荷载体型系数:s = 0.48 ; z 高度Z处的风振系数,z = 0.70 ;风荷载的水平作用力: q = WkB=0.2153.35= 0.719 kN/m;其中 Wk 风荷载水平压力,Wk= 0.215 kN/m2; B 风荷载作用宽度,架截面的对角线长度,B= 3.35 m;经计算得到风荷载的水平作用力 q = 0.719 kN/m;二、梯笼计算 梯笼简图1、基本假定:为简化梯笼的计算,作如下一些基本假定:(1)梯笼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)梯笼空间结构分解为平面结构进行计算。2、风荷载作用下梯笼的约束力计算附墙架对梯笼产生的
12、水平力起到稳定梯笼的作用,在风荷载作用下,梯笼的计算简图如下: 弯矩图(附墙件) 剪力图(附墙件)各附着由下到上的内力分别为:R(1)=1.029 kN , M(1)=0.643kN.m;各附着由下到上的内力分别为:R(2)=7.329 kN , M(2)=9kN.m;Rmax=7.329kN;3、梯笼轴力计算各附墙架与型钢梯笼连接点截面的轴向力计算:经过计算得到由下到上各附墙架与梯笼接点处截面的轴向力分别为:第1道H1= 5 m;N1 = G + Nq1 +S =11 + 48 +11.22 =70.22 kN;第2道H2= 10 m;N2 = G + Nq2 +S =11 + 24 +11
13、.22 =46.22 kN;4.截面验算(1)梯笼截面的力学特性:梯笼的截面尺寸为1.73.6m;主肢型钢采用4L100X10;一个主肢的截面力学参数为:zo=28.4 cm,Ixo = Iyo = 179.51 cm4,Ao=19.26 cm2 ,i1 = 284.68 cm;缀条型钢采用L100X10; 格构式型钢梯笼截面示意图梯笼的y-y轴截面总惯性矩: 梯笼的x-x轴截面总惯性矩: 梯笼的y1-y1轴和x1-x1轴截面总惯性矩: 经过计算得到:Ix= 4(179.51+ 19.26(360/2- 28.4)2)= 1771294.462 cm4;Iy= 4(179.51+ 19.26(
14、170/2- 28.4)2)= 247520.302 cm4;Iy=Ix=1/2(1771294.462+247520.302)= 1009407.382cm4;计算中取梯笼的惯性矩为其中的最小值247520.302 cm4。2.梯笼的长细比计算:梯笼的长细比计算公式: 其中 H 梯笼的总高度,取15m; I 梯笼的截面最小惯性矩,取247520.302cm4; A0 - 一个主肢的截面面积,取19.26cm4。经过计算得到=26.463。换算长细比计算公式: 其中 A 梯笼横截面的毛截面面积,取419.26 cm2; A1梯笼横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴的毛截面面积,取219.26cm
15、2;经过计算得到 0= 28。查表得=0.943 。3. 梯笼的整体稳定性计算:梯笼在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式: 其中 N - 轴心压力的计算值(kN); A 梯笼横截面的毛截面面积,取77.04 cm2; - 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数,取 =0.943; mx - 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) = 247520.302/(170/2) = 2912.004 cm3; NEX -欧拉临界力,NEX =2EA/(1.12) ;NEX= 22.06
16、10577.04102/(1.126.4632) = 20333052.848 N;经过计算得到由上到下各附墙件与梯笼接点处截面的强度分别为第1道H1=5 m, N1= 70.22 kN ,M1=0.643 kN.m;=70.22103/(0.94377.04102)(1.00.643106)/2912.004103 (10.94370.22103/20333052.848) = 10N/mm2;第1道附墙件处截面计算强度=10N/mm2允许强度215N/mm2,满足要求!第2道H2=10 m, N2= 46.22 kN ,M2=9 kN.m;=46.22103/(0.94377.04102)
17、(1.09106)/2912.004103 (10.94346.22103/20333052.848) = 9N/mm2;第2道附墙件处截面计算强度=9N/mm2允许强度215N/mm2,满足要求!三、附着计算(一)、附墙架内力计算梯笼四附着杆件的计算属于一次超静定问题,在外力N作用下求附着杆的内力,N取第二部分计算所得的Rmax,N= 7.329 kN 。 采用结构力学计算个杆件内力:计算简图: 方法的基本方程:计算过程如下: 其中: 1p为静定结构的位移; Ti0为X=1时各杆件的轴向力; Ti为在外力N作用下时各杆件的轴向力; li为为各杆件的长度。考虑到各杆件的材料截面相同,在计算中将
18、弹性模量与截面面积的积EA约去,可以得到: 各杆件的轴向力为: 以上的计算过程将从0-360度循环,解得每杆件的最大轴压力,最大轴拉力: 杆1的最大轴向拉力为: 1.50 kN; 杆2的最大轴向拉力为: 11.62 kN; 杆3的最大轴向拉力为: 11.62 kN; 杆4的最大轴向拉力为: 1.50 kN; 杆1的最大轴向压力为: 1.50 kN; 杆2的最大轴向压力为: 11.62 kN; 杆3的最大轴向压力为: 11.62 kN; 杆4的最大轴向压力为: 1.50 kN; (二)、附墙架强度验算1 杆件轴心受拉强度验算 验算公式: = N / An f 其中 - 为杆件的受拉应力; N -
19、 为杆件的最大轴向拉力,取 N =11.62 kN; An - 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 8号槽钢; 查表可知 An =1024.00 mm2。 经计算,杆件的最大受拉应力 =11.62103/1024.00 =11.35N/mm2; 最大拉应力=11.35 N/mm2不大于拉杆的允许拉应力 215N/mm2, 满足要求。2 杆件轴心受压强度验算 验算公式: = N / An f 其中 - 为杆件的受压应力; N - 为杆件的轴向压力, 杆1: 取N =1.50kN; 杆2: 取N =11.62kN; An - 为杆件的截面面积, 本工程选取的是 8号槽钢; 查表可知 An =102
20、4.00 mm2。 - 杆件长细比,,由l/i的值确定; 杆1:取= 5124.451 / 31.500 = 163; 杆2:取= 1392.839 / 31.500 = 44; - 为杆件的受压稳定系数, 是根据 查表计算得: 杆1: 取=0.265 , 杆2: 取=0.872; 杆1:1 = 1.497 103 / (0.265 1024.000) = 5.516 N/mm2; 杆2:2 = 11.620 103 / (0.872 1024.000) = 13.014 N/mm2; 经计算,杆件的最大受压应力 =13.014 N/mm2; 最大压应力 13.014N/mm2 小于允许应力
21、215N/mm2, 满足要求。四、梯笼基础验算地基土类型: 夯实素土;地基承载力标准值(kpa):80.00;梯笼基础底面面积(m2):6.12;地基承载力调整系数:1.00。梯笼基础底面的平均压力应满足下式的要求 : p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 80 kpa; 其中,地基承载力标准值:fgk= 80 kpa ; 梯笼地基承载力调整系数:kc = 1 ; 梯笼基础底面的平均压力:p = N/A =15.395 kpa ;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = G + Nq +S =11 + 72 +11.22 =94.22 kN;基础底面面积 :A =6.12 m2 。p=15.395 fg=80 kpa 。地基承载力满足要求!
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