提升系统设计计算及安装说明书.doc

提升系统设计计算及安装说明书1、立柱基础采用15001500mm，深1000mm的混凝土墩，C30砼浇筑，并预埋连接4个Φ22圆钢预埋件2、提升设备（电动葫芦）设置4个电动葫芦，额定起重量为10T，提升速度14m/min电动葫芦为带有运行小车的自动式钢丝绳电动葫芦3、提升架结构①、立柱用无缝钢管制作而成，柱距、跨度及钢管型号详见设计图纸②、柱间采用单根槽钢[20b连接③、主梁采用40b工字钢，为增加主梁刚度，主梁与立柱间设置工字钢16的斜撑④、下吊式轨道梁为40b工字钢，通过缀板与主梁焊接，缀板用20mm钢板4、提升系统计算一、轨道梁验算（单位：Pa、m）轨道梁形式 :由图可以看出，取其中最不利受力单元的力学模型如下：根据结构力学分析，在等截面简支梁中点为最大挠度，最不利荷载处即为挠度最大或剪力最大处剪力最大在支座处，综合考虑电葫芦自重为10KN、吊车梁自重4.25KN、起吊重物重量100KN，外加其它不确定因素产生的附加荷载，最后确定集中荷载P=120KN，根据力学模型分析，简支梁集中应力在中点时，即为最不利荷载在简支梁上任取一点加一竖向单位荷载作为虚拟状态，分别求出实际荷载和单位荷载作用下梁的弯距，设X为梁上一点，0≤X≤L/2，则有：因为对称，所以当X = L/2时，有最大值 Mmax = PL/4=1.725105 Nm材料为Q235钢，由手册得抗弯强度： [σ]=215 MPa选用工40b，其截面特征为：I=22781cm4，W=1139cm31、由强度条件σ= Mx /γxWnx+ My /1.2WγxWnx≤[σ]得，由于Mx=0，所以0+1.725105/1.2113910-6=126.21MPa≤[σ]=215MPa结论一：设计满足强度要求2、由ymax=PL3 /48EI得，最大挠度，ymax=1.21055.753/482.0610112278110-8=10.13mm由刚度条件：ymax≤L/400得：ymax=10.13mm≤L/400=5.75/400=14.375mm结论二：设计满足刚度要求。

二、主梁验算主梁形式一：由设计图纸可以看出为超静定结构，斜撑及柱与横梁焊接作为支撑固定端，计算最不利荷载，电动葫芦运行作为集中荷载，简化后得力学模型如下：横梁采用工40b， 截面面积=94.07cm2, I=22781cm4， W=1139cm3采用ansys8.0对结构进行模拟计算，建模及计算结果如下：剪 力 图弯 距 图变 形 图求出最大弯矩M=66.609103 N.m, 最大挠度ymax=1.34mm材料采用Q235钢，由手册得抗弯强度： [σ]=215 MPa由强度条件得：σ=M/W=66609/113910-6=58.48MPa所以， σ＜[σ]结论一： 强度满足规范要求由刚度条件ymax≤L /400得：ymax=1.34mm≤L/400=14400/400=36mm结论二：刚度满足规范要求三、立柱验算立柱形式一：φ325，10mm厚无缝钢管的惯性矩：IX=12286.52cm4 截面系数：WX=756.09cm3 截面积： A=98.96cm2x轴方向为主轴方向，最不利N取值：横梁传至柱顶 N1＝-56.473KN斜撑作用传至立柱竖向力N2 =101.652+56.473=158.125KN斜撑作用传至立柱横向力F =158.1251.5/2=118.594KN作用至柱基顶面之内力：1、N＝N1+N2=-56.473+158.125=101.652KN2、M=Fab2 (3-b/L)/2L2=118.594262（3-6/8）/282=150.1KNm强度：σ=N/An + Mx /γxWnx =101.652103/98.9610-4+150.1103/1.05756.0910-6=199.34MPa<215 MPa故整体稳定。

立柱形式二：φ325，12mm厚无缝钢管的惯性矩：IX=14471.45cm4 截面系数：WX=890.55cm3 截面积： A=118cm2x轴方向为主轴方向，最不利N取值：横梁传至柱顶 N1＝279.063=158.126KN斜撑作用传至立柱竖向力N2 =2(101.652+79.063)=361.43KN斜撑作用传至立柱横向力的合力F =0KN作用至柱基顶面之内力：N＝N1+N2=-158.126+361.43=203.304KN强度：σ=N/An=203.304103/11810-4=17.23MPa<215 MPa故整体稳定四、稳定性分析根据综合考虑，井架389.72m面为最大风力承受面，选取此面为最不利面井架受力简化力学模型如下：风力弯距为：——安全系数（本例取1.5）——风荷载（按9级风考虑，w取0.7KN/m2）——井架屋面长度——井架高度——井架屋面高度风力弯距为：M =KbLhW=1.51388.720.7=347.928KNm仅考虑单个立柱钢管的受力分析如下图：则单个立柱钢管的风力弯距为M1=M/6=347.928/8=43.491KNm应力σ=M1/Wx=43.491/756.0910-6=57.52MPa材料为Q235钢，强度设计值 [σ]＝215MPa,σ< [σ] ,满足强度要求。

五、军用桁架受力验算及说明军用桁架（背力架）横跨基坑，两端分别固定在冠梁上提升井架有两个立柱架设于军用桁架上，采用钢板焊接牢固军用桁架采用加强的三排单层的组合形式对军用桁架（加强的三排单层）进行受力验算如下：按最不利情况进行考虑，当两个电葫芦同时按设计最大负荷工作时，提升总重量为20吨由前面立柱计算可知，其中一个立柱作用于军用桁架上的最大作用力为203.304KN，验算时按照203.304KN进行计算军用桁架跨度取冠梁中对中24米最不利受力模型如下：经查《装配式公路钢桥使用手册》可知：加强的三排单层军用桁架W=23097.4cm3，I=.2cm4；容许内力为：弯矩M=4809.4 KNm，剪力V=698.9KN按照简支梁进行计算，由《建筑结构静力计算手册》可知：Mmax=FL/4=20.30424/4=1219.824 KNm Vmax=F/2=101.652KNfmax =FL3/48EI= 203.304243/482.061011.210-8 =1.64cm为保证桁架使用的绝对安全，军用桁架两端均须固定在冠梁上，保证桁架两端点的自由度为零由上述计算可知，军用桁架刚度及强度均满足使用要求。

说明：军用桁架组装过程严格按照《装配式公路钢桥使用手册》来进行，组装完毕后，应检查各连接处是否牢固，提升架使用前应先进行试吊，并在桁架中央布置监测点，严格控制军用桁架变形在容许范围以内六、基础设计及验算由前面受力图可以知道，最不利受力发生在为中间立柱上， N=203.304KN由提升井架所处工程地质与水文地质情况，拟设计立柱基础为刚性基础，基础埋置深度为1米，由于基础所处持力层主要为人工填土，由岩土参数建议表可取岩土参数γ=18.3KN/m3，γ0=20KN/m3，C=20Kpa，φ=15基础地面尺寸为1.5米1.5米1、确定持力层承载力，由《地基规范》推荐公式： fv =Mbγb+ Mdγd+ McCK 由φ=15查表后经线性插值得：Mb=0.325 Md=2.3 Mc=4.845fv =0.32518.31.5+2.3201+4.84520=151.82KN/m2 2、计算基底边缘最大压力Pmax 基础及回填土重G=2011.51.5=45KN 基础的总垂直荷载：F+G=203.304+45=248.304KN 基底边缘最大应力：Pmax=（F+G）/A =248.304/2.25=110.36 3、验算中心荷载下基底应力的条件 P=（F+G）/A=248.304/2.25=110.36KN/m2<151.82KN/m24、确定基础高度和尺寸采用C30混凝土基础，确定立柱基础如下图：七、焊缝验算 选择其中的最不利受力焊缝进行验算，吊车梁与主梁连接处采用缀板连接，焊缝的实际长度为4502+1002，其计算长度为（450-26+100-26）2=1052mm，焊脚尺寸≥6 mm，焊条为E43型。

确定连接处受力为100KNσf =N/2heLW=/20.761052=11.32N/mm2＜160 N/mm2故焊缝满足使用要求另外，为保证吊车梁与主梁连接处的绝对安全，采用了U型螺栓扣加强措施提升架安装施工方案及安全操作规程提升架的安装1、在地面上预先焊接加工好立柱，基础混凝土浇注时，做一组同条件养护试块，经试验确定混凝土达到强度后，复核各立柱预埋件的标高，安装立柱，选用25T的吊车将立柱基座与基础上的预留钢板对正并用经纬仪观测立柱的垂直度，待垂直度满足要求后焊接，四面满焊，并焊接周边虎牙注意：立柱必须保证垂直，顶部受力面必须保证水平，且横纵向受力面必须在同一条直线内2、立柱每安装完成横向及纵向相邻一榀后，焊接安装各立柱之间的剪刀撑，按照上述次序依次安装完毕后，方可架设纵梁，在纵梁上设横梁，且确保各连接部位牢固可靠3、安装吊车梁，将吊车梁焊接及用U型螺栓固定在主梁上4、盖棚安装盖棚骨架安装在横梁上，进行焊接和螺栓加固在梁上覆盖铁皮瓦5、提升架安装完毕后，必须对各焊接及螺栓连接部位进行重新检查，确保各部位不存在虚焊、漏焊、以及螺栓连接牢固安装提升架注意事项：1、提升架架设场内禁止任何其它工作。

2、组织安装工作队伍讲授安全技术与注意事项，进行书面交底3、高空作业人员必须遵守高空作业的操作规程4、使用电焊机必须遵守电焊操作规程5、整个提升架安装用25T的吊车调试与运行一、准备工作1、调试前检查提升架各金属结构件的安装连接是否正确，焊接是否牢固2、检查起重设备的安装是否完好，是否达到图纸技术要求3、检查电动葫芦各项安全保护装置是否安装完好，动作是否灵敏，包括限位开关，电器线路中的保护开关4、检查减速器是否有油，各润滑点的油路是否畅通，各滚动轴承部位是否有油二、起重机的空运转试验在提升架安装完毕并确认合格后，方可进行起重机空运转试验，做详细记录，在做空运转试验时电动葫芦不可吊挂任何荷载 先将电动葫芦起升，运行小车，单独进行空车运转各三次，每次都要走过全部过程（即要往复进行到限位器起作用）通过空运转试验要检查以下内容：1、机构动作是否灵活、可靠、正确2、机构动作方向是否与操作要求方向一致3、各项运动范围（如起升高度、小车左右全部行程等）是否达到要求三、起重设备的静负荷试验与静刚度试验 完成上述起重设备的空运转项目，并确认合格后，才能进行静荷载试验1、将电动葫芦吊起额定的荷载开动电动葫芦在轨道上往返运行，卸去荷载使电动葫芦停在主梁跨中处，定出测量基本点，在分别起升1.25倍额定功率荷载，离地面100～200mm，停悬10分钟后卸去荷载，检查架有无。