梯笼专项施工方案.docx
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梯笼专项施工方案
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》(GB50007-2002)
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(3600×1700×2500)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4100×2500。
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M12*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Φ48mm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,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=4.8×15=72kN;
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=0.719kN/m;
风荷载标准值应按照以下公式计算:
Wk=W0×μz×μs×βz=0.45×1.42×0.48×0.70=0.215kN/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=0.45kN2;
μz──风压高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定;
采用:
μz=1.42;
μs──风荷载体型系数:
μs=0.48;
βz──高度Z处的风振系数,βz=0.70;
风荷载的水平作用力:
q=Wk×B=0.215×3.35=0.719kN/m;
其中Wk──风荷载水平压力,Wk=0.215kN/m2;
B──风荷载作用宽度,架截面的对角线长度,B=3.35m;
经计算得到风荷载的水平作用力q=0.719kN/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)=1.029kN,M
(1)=0.643kN.m;
各附着由下到上的内力分别为:
R
(2)=7.329kN,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=5m;
N1=G+Nq1+S=11+48+11.22=70.22kN;
第2道H2=10m;
N2=G+Nq2+S=11+24+11.22=46.22kN;
4.截面验算
(1)梯笼截面的力学特性:
梯笼的截面尺寸为1.7×3.6m;
主肢型钢采用4L100X10;
一个主肢的截面力学参数为:
zo=28.4cm,Ixo=Iyo=179.51cm4,Ao=19.26cm2,i1=284.68cm;
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)=1771294.462cm4;
Iy=4×(179.51+19.26×(170/2-28.4)2)=247520.302cm4;
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247520.302cm4。
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λ=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4×19.26cm2;
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2×19.26cm2;
经过计算得到λ0=28。
查表得φ=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77.04cm2;
φ--轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数,取φ=0.943;
βmx--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)=2912.004cm3;
N'EX---欧拉临界力,N'EX=π2EA/(1.1×λ2);
N'EX=π2×2.06×105×77.04×102/(1.1×26.4632)=20333052.848N;
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=5m,N1=70.22kN,M1=0.643kN.m;
σ=70.22×103/(0.943×77.04×102)+(1.0×0.643×106)/[2912.004×103×(1-0.943×70.22×103/20333052.848)]=10N/mm2;
第1道附墙件处截面计算强度σ=10N/mm2≤允许强度215N/mm2,满足要求!
第2道H2=10m,N2=46.22kN,M2=9kN.m;
σ=46.22×103/(0.943×77.04×102)+(1.0×9×106)/[2912.004×103×(1-0.943×46.22×103/20333052.848)]=9N/mm2;
第2道附墙件处截面计算强度σ=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=7.329kN。
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:
Δ1p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θ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:
1.50kN;
杆2的最大轴向拉力为:
11.62kN;
杆3的最大轴向拉力为:
11.62kN;
杆4的最大轴向拉力为:
1.50kN;
杆1的最大轴向压力为:
1.50kN;
杆2的最大轴向压力为:
11.62kN;
杆3的最大轴向压力为:
11.62kN;
杆4的最大轴向压力为:
1.50kN;
(二)、附墙架强度验算
1.杆件轴心受拉强度验算
验算公式:
σ=N/An≤f
其中σ---为杆件的受拉应力;
N---为杆件的最大轴向拉力,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=1024.00mm2。
经计算,杆件的最大受拉应力σ=11.62×103/1024.00=11.35N/mm2;
最大拉应力σ=11.35N/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:
σ=N/φAn≤f
其中σ---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=1024.00mm2。
λ---杆件长细比,,由l/i的值确定;
杆1:
取λ=5124.451/31.500=163;
杆2:
取λ=1392.839/31.500=44;
φ---为杆件的受压稳定系数,是根据λ查表计算得:
杆1:
取φ=0.265,杆2:
取φ=0.872;
杆1:
σ1=1.497×103/(0.265×1024.000)=5.516N/mm2;
杆2:
σ2=11.620×103/(0.872×1024.000)=13.014N/mm2;
经计算,杆件的最大受压应力σ=13.014N/mm2;
最大压应力13.014N/mm2小于允许应力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=fgk×kc=80kpa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=80kpa;
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=15.395kpa;
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=94.22kN;
基础底面面积:
A=6.12m2。
p=15.395≤fg=80kpa。
地基承载力满足要求!
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