完整龙门架设计方案.docx

1、完整龙门架设计方案龙门架及施工围挡设计方案北京城建道桥工程有限公司北土城热力项目部2005年6月 龙门架设计方案一竖井龙门架方案设计依据1钢结构设计规范；2建筑施工手册；3钢结构，上海铁路大学，中国铁路出版社；4钢结构设计原理，同济大学出版社。二设计龙门架的规格和布置根据多年施工情况,龙门架统一采用工字钢和角钢连接，安装时采用焊接和螺栓连接龙门架在架立时，一定在圈梁外侧做基础，土仓的立柱应用混凝土浇注，在竖井一侧的立柱不少于6根，用28a工字钢或25槽钢对扣焊接其中预埋铁钢板采用200mm的钢板。龙门提升架采用等跨结构，工字钢间连接采用焊接钢板,钢板间用螺栓和焊接连接.为适应不同尺寸的竖井及运

2、输能力，设计了6m，6.5m，7.5m三种跨度的钢梁,其中6m为双跨单轨提升架，6。5m分双跨单轨和三跨双轨两种提升架，7.5m为双跨双轨提升架.三设计计算(一）.大梁 提升架的受力为集中荷载，且沿大梁移动。一般情况下土斗的装土量为1.2m3,湿的砂及卵石容重为2。0t/m3，土重为24KN，土斗重为3KN，电葫芦重为8KN，故集中荷载取35KN。风荷载标准值:取风荷载为0。45KN/m2，对水平方向投影为0。450.33=0.15 KN/m2。根据施工经验，选用工字钢作为大梁，其受力简图如下所示.为保证提升架经济，受力合理，选用不同类型的工字钢做大梁，进行强度和稳定性验算.16m双跨大梁采用

3、工32a、 Q235工字钢,梁跨度l最大为6.0m，荷载F为35KN，比重q为43。4Kg/m，强度和稳定性验算如下:（1）、内力计算电葫芦荷载考虑1.1的动力系数，跨中最大弯矩设计值:Mmax=1。20。07ql2+1.11.40。203Fl=66.96KNM支座最大剪力设计值：Vmax=1.20。626ql+1.11。41。0F=55.9KNN max=9KN(风荷载）（2）、抗弯强度验算提升架为临时施工结构，重要性系数取0。9。查表GB706-65，热轧工字钢截面特性表，x=508。2103mm30.9=0。9Mmax /x=118.6N/mm2f=215 N/mm2故强度满足要求.（3

4、）抗剪强度验算查表GB706-65，热轧工字钢截面特性表，I=7114104mm4,s=292。7103mm3，tw=8，0.9=0.9Vmaxs/I/ tw=25.9 N/mm2fV=125 N/mm2故强度满足要求。（4）稳定性验算大梁受压翼缘侧向自由度长度最大值l=6。0m,与梁宽度的比值l/b=6.0/0.28=21。4316必须进行整体稳定性验算。查表得工32a工字钢的整体稳定性系数 b=0。86 b=0。7190.9Mmax /b/x=164.9 N/mm2f=215 N/mm2故整体稳定性满足要求。（5)刚度验算最大跨中的挠度为0=0。521ql4/100/E/I+1。497Fl

5、3/100/E/I=7。9mml/400=15mm满足要求.26.5m双跨大梁采用工32a、 Q235工字钢，梁跨度l最大为6。5m，荷载F为35KN，比重q为43。4Kg/m,强度和稳定性验算如下：（1)、内力计算电葫芦荷载考虑1.1的动力系数，跨中最大弯矩设计值:Mmax=1.20.07ql2+1。11.40.203Fl=72.66KNM支座最大剪力设计值：Vmax=1.20.626ql+1.11.41.0F=56.02KNN max=9KN（风荷载)（2)、抗弯强度验算提升架为临时施工结构,重要性系数取0。9.查表GB706-65,热轧工字钢截面特性表，x=508。2103mm30.9=

6、0.9Mmax /x=128.7N/mm216必须进行整体稳定性验算。查表得工32a工字钢的整体稳定性系数 b=0.86 b=0。7190.9Mmax /b/x=186.75N/mm2f=215 N/mm2故整体稳定性满足要求.(5）刚度验算最大跨中的挠度为0=0。521ql4/100/E/I+1.497Fl3/100/E/I=10。1mml/400=16。25mm满足要求.36。5m三跨大梁采用工32a、 Q235工字钢，梁跨度l最大为6.5m，荷载F为35KN，比重q为43.4Kg/m,强度和稳定性验算如下:（1）、内力计算电葫芦荷载考虑1.1的动力系数，跨中最大弯矩设计值：Mmax=1。

7、20。08ql2+1。11.40。2Fl=71。83KNM支座最大剪力设计值:Vmax=1。20。6ql+1。11.41.0F=55.93KNN max=9KN(风荷载）(2）、抗弯强度验算提升架为临时施工结构，重要性系数取0.9。查表GB70665，热轧工字钢截面特性表，x=508.2103mm30。9=0.9Mmax /x=127。17N/mm2f=215 N/mm2故强度满足要求。(3）抗剪强度验算查表GB706-65，热轧工字钢截面特性表,I=7114104mm4，s=292。7103mm3，tw=8,0.9=0.9Vmaxs/I/ tw=25.9 N/mm2fV=125 N/mm2故

8、强度满足要求.（4）稳定性验算大梁受压翼缘侧向自由度长度最大值l=6.5m，与梁宽度的比值l/b=6。5/0。28=23.2116必须进行整体稳定性验算。查表得工32a工字钢的整体稳定性系数 b=0.86 b=0。7190。9Mmax /b/x=176.87 N/mm2f=215 N/mm2故整体稳定性满足要求。（5）刚度验算最大跨中的挠度为0=0。677ql4/100/E/I+1。458Fl3/100/E/I=9.9mml/400=16.25mm满足要求。47。5m双跨大梁采用工32a、 Q235工字钢，梁跨度l最大为7.5m,荷载F为35KN，比重q为52.7Kg/m，强度和稳定性验算如下

9、：(1)、内力计算电葫芦荷载考虑1。1的动力系数，跨中最大弯矩设计值：Mmax=1.20.07ql2+1.11。40.203Fl=84。55KNM支座最大剪力设计值:Vmax=1。20.626ql+1。11.41.0F=56。9KNN max=9KN(风荷载）（2）、抗弯强度验算提升架为临时施工结构,重要性系数取0.9。查表GB706-65，热轧工字钢截面特性表，x=692.2103mm30.9=0.9Mmax /x=109.89N/mm2f=215 N/mm2故强度满足要求。（3)抗剪强度验算查表GB70665，热轧工字钢截面特性表,I=11076104mm4，s=400。5103mm3，t

10、w=9.5，0.9=0.9Vmaxs/I/ tw=19。53 N/mm216必须进行整体稳定性验算。查表得工32a工字钢的整体稳定性系数 b=0。55 0。9Mmax / b/x=199.8N/mm2f=215 N/mm2故整体稳定性满足要求.（5）刚度验算最大跨中的挠度为0=0。521ql4/100/E/I+1。497Fl3/100/E/I=10。1mml/400=16.25mm满足要求。(二）横梁考虑根据竖井提升要求用单轨和双轨,受力简图如下所示：（1）单轨a、横梁长3。6m按简支梁计算跨中弯矩设计值：Mmax=1。11。40。25FL=48.51 KNM最大弯矩点位于C点。采用工32a、

11、Q235工字钢=Mmax /x=95。45N/mm2f=215 N/mm2l/b=1。8/0。28=6.416，故不需进行整体稳定性验算.挠度验算：max=Fl3/48/E/I=2.32mml/400=9mm满足要求.b、横梁长4。6m按简支梁计算跨中弯矩设计值:Mmax=1.11.40。25FL=61。99 KNM最大弯矩点位于C点.采用工32a、Q235工字钢=Mmax /x=121。98N/mm2f=215 N/mm2l/b=2.3/0。28=8.216，故不需进行整体稳定性验算。挠度验算:max=Fl3/48/E/I=4.84mml/400=11.5mm满足要求。（2）双轨横梁长4.6

12、m，按简支梁计算，弯矩最大点在CD之间。Mmax=1。11.40。25FL=75.5KNM采用工32a、Q235工字钢=Mmax /x=148.6N/mm2f=215 N/mm2l/b=1.8/0。28=6。416，故不需进行整体稳定性验算。挠度验算:挠度最大位于AC、DB之间max=F3（3-42）/24/E/I=8。58mm150计算整体稳定性：对X轴属a类，对y轴属b类查表得x=0。910, y=0.308=N/A=17。5103/0。308/54。89/102=10.35N/mm2f=215N/ mm2（满足）（2）双轨若采用I32a工字钢，高度为6。5米,经查规范附表计算长度系数为0

13、。626，平面内计算长度为0。6266.5米，考虑剪刀撑和横撑的作用，平面外的计算长度为5.5米。刚度验算:长细比x=36y=219max=y=219150。对X轴属a类，对y轴属b类查表得x=0。910，y=0。308=N/A=35103/0。308/54.89/102=20.7N/ mm2f=215N/ mm2（满足）(四）挡土撑计算 采用I14、Q235工字钢做挡土撑，长度为7。5m及最底部处最不利,为三跨连续梁：（1）荷载计算堆土高度按2。5m计算，不计粘结力，土内摩擦角按15,底部挡土撑所受主动土压力均布荷载为：q=1/220(1.7+2。5)tg2（45-15/2）0。8=19.9

14、KN/m（2）内力计算最大弯矩设计值：Mmax=1。20.08 ql2=1。20。0819。92。52=11.94 KNM支座最大剪力设计值：Vmax=1.20.6ql=1.20.619.92。5=35。82 KNN max=9KN(风荷载)（3）抗弯强度验算 提升架为临时施工结构,重要性系数取0。9。查表GB706-65中热轧工字钢截面特性表,可知x=101.7103mm30.9=0.9Mmax/x=0.911.94106/101。7/103=0.9117。4N/ mm2f=215N/ mm2故满足强度要求。（4）抗剪强度计算查表GB706-65中热轧工字钢截面特性表，可知I=712104

15、mm4,s=44.4103 mm3，tw=5.50.9=0.9Vs/I/ tw=0.935.8210344.4103/712/104/5.5=0.940.61N/ mm2 fV =125N/ mm2故满足要求。（5）稳定性计算 挡土撑上满铺钢板，稳定性不用计算。（6）刚度验算D点的挠度为0=0.677ql4/100/E/I=0.677719.92。541012/100/206/103/712/104=3.6l/400=6。25mm满足要求（五)、节点验算(1）、柱脚及横梁和立柱采用螺栓固定后施焊。节点螺栓选用M20，主要用于连接固定作用，M20螺栓满足要求.(2）、柱脚及横梁和立柱焊缝：焊缝高

16、度为h=8mm,满足要求,可不进行计算.五提升架的加工图见附图。六提升架附属设施（1）检修平台和雨棚 在提升架上设电葫芦检修平台，如附图所示.检修平台未设置栏杆，在进行检修作业时，应按高空作业进行,必须佩带保险绳.另外，本检修平台承载力较低，检修人员不超过两人，检修用工具不超过10Kg。 另设电葫芦防雨棚，简易雨棚用瓦楞铁制做，用钢板和螺栓固定在大梁工字钢上面，如附图所示。（2）爬梯及挡土设施在龙门架立柱上焊接20的圆钢作爬梯踏步,间距300mm,圆钢与立柱工字钢两翼焊牢。为方便堆土和出土，在堆土跨距立柱0。4m,1。2m和2。0m处立柱内侧各设一道挡土撑，挡土撑采用I14.挡土撑与立柱之间1

17、4mm厚200200连接板.在堆土跨均匀布置挡土柱,如附图所示，挡土柱采用I28a，长3000mm，并嵌固于600600600的混凝土基础内500mm，施工时可根据堆土和出土需要进行安装。七加工说明1立柱的预埋件采用20mm厚钢板，预埋时，其上螺栓的位置尺寸必须准确无误.2圈梁外的立柱,要设置0.8m1.0 m0。8 m(长宽高）的混凝土基础,在混凝土基础上预埋钢板，要求基础混凝土一次浇筑完成。3提升架立柱与横梁预固定用高强度螺栓连接,螺栓均为18。大梁与中间横梁的预固定连接采用20螺栓连接。4提升架侧向加设剪刀撑，以增强侧向强度.剪刀撑为角钢，与立柱间采用焊接连接。5电葫芦应设垂直和水平运输

18、限位器。6在立柱上下部各焊一块16mm厚剪刀撑连接钢板,上部剪刀撑连接钢板中心距立柱顶0.5m，下部剪刀撑连接钢板中心距立柱底0.5m。在剪刀撑角钢端部直接打螺栓孔，并与剪刀撑连接钢板用1860螺栓预固定.固定后采用焊缝连接，焊缝高度不小于8mm.7横撑、斜撑及剪刀撑的连接均用螺栓预固定后焊缝连接。围挡设计计算围挡得搭设要求：1、钢材等级：Q235柱高（m）：4。000柱截面：普通热轧工字钢I16柱平面内计算长度系数：2.000柱平面内计算长度:2.000强度计算净截面系数：1。000截面塑性发展：不考虑是否进行抗震设计:不进行抗震设计2、风压计算风动压（伯努力方程）0=0。5.2由于。=/g

19、 =0。01225 KN/ m3（标准状态）10级风速 =28.4m/s所以十级风速的基本风压0=0.50.0122528。42/9。8 KN/ m2=0.51 KN/ m2风荷载标准值k=gzsz0gz=1。88 (B类，地面)s=1。3 z=1.4所以 k=1.881。31。40。51=1.746 KN/ m2每柱均布荷载设计值k=1。21。746=2。10 KN/m根部弯矩k=2.1040。51.44=23。52 KNM3、设计内力： 绕X轴弯矩设计值Mx(Kn。m）:23。520 绕Y轴弯矩设计值My（Kn。m)：0。000轴力设计N（Kn)：0.000 4、截面特性计算A=2.611

20、0e003; Xc=4.4000e-002;Yc=8.0000e-002Ix=1.1270e-005 Iy=9。3100e007；Ix=6。5700e002； iy=1。8900e-002W1x=1。4090e004; W2x=1。4090e004W1y=2.1100e005； W2y=2.1100e0055、柱构件平面内稳定验算结果平面内计算长度（m）：8。000平面内长细比x：121。766对X轴截面分类：a类轴心受压稳定系数x：0.483等效弯矩系数mx:1.000计算系数Nex(KN）:325。486柱平面内长细比：x=121.766=300.000受拉构件没有进行平面内稳定验算。柱构件平面内验算满足。4.柱构件平面外稳定验算结果平面外计算长度（m）：2.000平面外长细比y：105。820对y轴截面：b类轴心受压稳定系数y：0。518受弯整体稳定系数bx:0。816等效弯矩系数tx：1.000柱平面外长细比：y=105.820=300受拉构件没有进行平面外稳定验算。柱构件平面外验算满足。5。局部稳定验算腹板计算高厚比Ho/Tw=20.70容许高厚比Ho/Tw=119。8翼缘宽厚比 B/T=3.47容许宽厚比B/T=15.0柱构件验算满足。