吊盘安全专项方案.docx
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吊盘安全专项方案.docx
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吊盘安全专项方案
危险性较大工程
安全专项施工方案编制审批表
施工方案名称:
山东石横特钢东阿金华钢铁公司
1080m3高炉本体砌筑工程
吊盘及上料系统安装方案
方案编制:
专业项目部技术负责人:
日期:
专业项目部经理:
日期:
方案审核:
二级公司总工程师日期:
方案批准:
项目部总工程师:
日期:
山东石横特钢东阿金华钢铁公司1080m3高炉本体砌筑工程
吊盘及上料系统安装安全专项方案
中冶京唐炉窑公司
山东东阿金华1080m3高炉工程项目部
二0一0年3月
目录
一、编制依据
二、工程概况
三、具体的技术措施
四、主要机械设备与材料
五、劳动力计划
六、安全保证措施
七、质量保证措施
一、编制依据
1、《1280m3高炉砌筑图》227.07A10202T005及227.07A20202T005
2、《筑炉工程手册》(2007年1月第一版)
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-1991)
4、《起重机械吊具与索具安全规程》(LD48-1993)
5、《起重机械安全规程》(GB/T6067-1985)
7、《钢丝绳术语、标记和分类》(GB/T8706-2006)
8、《建筑施工手册》-第四版
9、《钢结构设计手册》-第三版
二、工程概况
本工程为1280m3高炉系统高炉本体砌筑工程,高炉容积为1080m3,炉体主要尺寸参数,耐火材料施工总量1330t,计划工期50。
建设单位:
山东东阿金华钢铁有限公司
设计单位:
山东冶金设计院
施工单位:
中冶京唐炉窑公司
三、具体技术措施
高炉砌筑在炉内设置吊盘作为砌筑操作平台,耐火材料供应采用内上料的方式,通过风口传至炉内平台上,再利用炉内柔性滑道上料系统运至作业平台上供砌筑使用。
1吊盘结构形式
炉内吊盘采用四根4.8m长I20工字钢拼成井字形作为主梁,次梁采用[16槽钢与主梁间采用螺栓、焊接连接构成网状结构。
钢结构上方呈放射状均匀放置16组可伸缩式辐射梁(由[16槽钢和[12槽钢套插组合而成,详见辐射梁结构示意图),上部满铺50mm厚木跳板,吊点设在主梁井字形的交叉点处(详见吊盘结构示意图)。
在炉顶壳体内面标高位置处焊接4个鼻子(用20mm厚钢板制作、钻孔,四周满焊),孔内穿5t卡环再用钢丝绳与吊盘连接固定,设八根Ф20mm主绳,四根Ф20保护绳。
吊盘提升使用八个5t倒链同步进行。
吊盘结构示意图如下:
2安全验算
(1)荷载计算
I20工字钢总长:
4.8×4+1.4×2=22m
I20工字钢总重:
22×28×9.8=6036.8N=6.04KN
[16槽钢总长:
2.4×4+1.4×6+1.2×4+1.8×16=51.6m
[16槽钢总重:
51.6m×19.752kg/m×9.8N/kg=9988N=9.99KN
[14b槽钢总重:
(1.9×16)m×16.733kg/m×9.8N/kg=4985N=4.985KN
跳板总重:
2.6m3×7KN/m3=18.2KN
吊盘自重:
6.04+(9.99+4.985)+18.2=39.215KN
八根倒链重量:
1.6KN
恒荷载:
39.215+1.6=40.815KN
耐火材料重量:
按10KN考虑
人员自重:
75kg×10×9.8N/kg=7350N=7.35KN
活荷载:
10+7.35=17.35KN
荷载最不利组合值:
1.2×40.815+1.4×17.35=73.27KN
(2)钢丝绳安全验算
a、承重绳验算:
8根承重绳,单根绳所承受拉力为73.27/8=9.16KN;承重绳选用抗拉强度1670N/mm2、6×19、Ф20mm的钢丝绳,其Fg=218.5KN、[Fg]=36KN。
[Fg]——钢丝绳允许拉力,KN
a——换算系数,取0.85
Fg——钢丝绳破坏拉力总和,KN
K——钢丝绳安全系数,取14
[Fg]=36KN﹥9.16KN,允许拉力满足要求。
9.16×14/0.85=150.9KN﹤218.5KN,破断力满足要求。
因此承重钢丝绳满足吊盘承载力要求。
b、保险绳验算:
4根保险绳,单根绳所承受拉力为73.27/4=18.32KN;保险绳选用抗拉强度1670N/mm2、6×19、Ф24.5mm的钢丝绳,其Fg=331KN、[Fg]=55KN。
[Fg]——钢丝绳允许拉力,KN
a——换算系数,取0.85
Fg——钢丝绳破坏拉力总和,KN
K——钢丝绳安全系数,取14
[Fg]=55KN﹥18.32KN,允许拉力满足要求。
18.32×14/0.85=301.7KN﹤331KN,破断力满足要求。
因此保险钢丝绳满足吊盘承载力要求。
(3)吊点焊缝计算
吊点详图如下:
角焊缝的最小焊脚尺寸按构造要求应满足:
Hf≤1.2t(t为较薄焊件厚度)
Hf≥1.5t½(t为较厚焊件厚度)
得出最小焊缝尺寸应在9mm≤Hf≤24mm之间
实际焊缝尺寸为12mm,符合构造要求。
已知θ=47°,共计四个吊点,一个吊点承重为50.79/4=12.74KN
将N=12.74KN分解
Nx=Ncosθ=8.69KN
Ny=Nsinθ=9.32KN
σf=Nx/(2heLw)=8.69×10³/(2×0.7×12×180)=2.87N/mm²
τf=Ny/(2heLw)=9.32×10³/(2×0.7×12×180)=3.08N/mm²
[(σf/βf)²+τf²]½=[(2.87/1.22)²+3.08²]1/2=3.88N/mm² 焊缝满足要求。 其中: he—为直角角焊缝的有效厚度为0.7Hf βf—正面角焊缝的强度增大系数为1.22 Lw—焊缝有效长度 Ft—Q235钢材角焊缝强度设计值 σf—拉应力 τf—剪应力 (4)主梁计算 最下层20a工字钢主梁承受最不利荷载P1=P2=73.27/2=36.64KN 最大弯矩设计值: Mx=PL=36.64×1.7=62.28KN.m a、强度校核: Mx/γxWx≤[f] 说明: [f]——钢材为Q235,厚度或直径≤16mm,[f]=215 γx——截面塑性发展系数(Ⅰ字形截面,γx=1.05) Wx——截面系数(20a工字钢取237cm3) Mx/γxWx=62.28×103×103/1.05×237×103=250<[f]=215 强度不符合要求。 (选用22a工字钢,Wx为309cm3) b、刚度校核: fmax=PaL2×(3-4α2)/24EI≤[ν] 说明: α=a/L=1.4/1.4+1.7+1.7=0.29 [ν]——挠度允许值,L/250=4.8×103/250=19.2mm I——惯性矩,值为2370cm4 fmax=PaL2×(3-4α2)/24EI=36.64×103×1400×48002×(3-4×0.29)/24×206×103×2.37×107=18.57mm<19.2mm 挠度符合要求! (5)次梁计算 ③号16槽钢次梁承受最不利荷载。 将吊盘总重均匀分布到该梁上q=73.27÷2.4=30.53KN/m。 最大弯矩设计值: Mx=qL2/8=30.53×2.42/8=21.99KN.m a、强度校核: Mx/γxWx≤[f] 说明: [f]——钢材为Q235,厚度或直径≤16mm,[f]=215 γx——截面塑性发展系数 Wx——截面系数(16槽钢取117cm3) Mx/γxWx=21.99×103×103/1.05×117×103=178.97<[f]=215 强度符合要求。 b、刚度校核: fmax=5qL4/384EI≤[ν] 说明: [ν]——挠度允许值,L/250=2.4×103/250=9.6mm I——惯性矩,值为935cm4 fmax=5qL4/384EI=5×30.53×103×24004/384×206×103×9.5×106=2.8mm<9.6mm 挠度符合要求! (6)辐射梁计算 选择悬挑长度最大的辐射梁进行计算,选[14b槽钢悬挑长度为1.6m时进行计算,对弱轴y轴进行验算。 作用在辐射梁上的荷载组合值为: 1.2×18.2+1.4×17.35=46.13KN 单根梁承受线荷载: 46.13/16×3=0.96KN/m 弯矩设计值: My=-qm2/2=-0.96×1.62/2=2.45KN.m a、强度校核: My/γyWy≤[f] 说明: [f]——钢材为Q235,厚度或直径≤16mm,[f]=215 γy——截面塑性发展系数,取1.05 Wy——截面系数,[14b槽钢取14.1cm3 My/γyWy=2.45×103×103/1.05×14.1×103=165<[f]=215 强度符合要求。 b、刚度校核: fmax=5qL4/384EI≤[ν] [ν]——挠度允许值,L/250=1.6×103/250=6.4mm I——惯性矩,值为61.2cm4 fmax=qL4/8EI=0.96×103×16004/8×206×103×61.2×106=6.29mm<6.4mm 挠度符合要求,但处于临界状态! 原设计使用一截伸出梁不可,必须采用两截伸出辐射梁。 使用[14b和[12.6槽钢配合使用,其中[14b槽钢最大探出长度1m,[12.6槽钢最大探出长度0.6m,[14b和[12.6槽钢之间同样使用M16高强螺栓进行固定。 c、螺栓连接强度校核 按使用高强度螺栓摩擦型连接进行校核,选用公式如下: Nbv=0.9nfμP 说明: nf———为摩擦面数目,此处为2 μ———为抗滑移系数,对于Q345钢质高强螺栓选0.5 P———为高强螺栓预拉力,对于8.8级高强螺栓P取70kN 所以每个螺栓承载力设计值为: Nbv=0.9×2×0.5×70=63kN 每个螺栓螺栓所受剪力(按三个螺栓居中的一个计算)为: N=ql,其中q=0.96KN/m,l=1600+70+70=1740mm(螺栓间距定为70mm,最外侧螺栓距[16槽钢边缘70mm) N=ql=0.96×103×1740=167040N Nv=N/n=1670400/3=55680N=55.68kN<63kN 螺栓连接强度满足要求! d、槽钢腹板净截面强度计算 此处选择两截伸出辐射梁中[14b槽钢的净截面进行强度计算。 净截面公式An=A-nd0t 其中A——构件的毛截面面积,为140mm×8mm N——截面上螺栓数量,为1 d0——螺栓孔直径,为18mm t——钢板厚度,为8mm An=140×8—18×8=976mm2 净截面强度公式б=N/A б=167×103/976=171<215,强度满足要求! (7)跳板抗弯承载能力计算 抗弯承载能力M/Wn≤[fm] 说明: [f]——落叶松,[f]=17N/mm2 Wn——净截面抵抗矩(bh2/6,其中b=25cm,h=5cm,得出: 104cm3) M/Wn=0.96×103×103/104×103=9.23<[f]=17 抗弯强度符合要求! 半径最大处最长跳板长度为1.76米,符合规范要求。 3安全检查 (1)制作前检查: a、作业人员资质检查。 所有的架子工、焊工、钳工等少数工种必须是具备相应资质,持证上岗且施工经验丰富的人员。 b、所有用于吊盘的材料,如螺栓、倒链、绳卡、钢丝绳必须是从信誉良好的正规厂家的采购,材料进场
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