垂直运输井架的设计和装拆安全技术措施

1、垂直运输井架的设计和装拆安全技术措施、井架设计：井架的截面轮廓尺寸为1.60 X 2.0米。主肢角钢用175 X；缀条腹杆用160 X61 、荷载计算： 为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有 在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用6 吊篮起重量及自重：kq2=1.20 X 1000=1200kg 井架自重：参考表2-67, q2=0.10t/m , 28米以上部分的总自重为： nq2=(40-28)X 100=1200kg20 米以上部分的总自重为：nq1=20X 100=2000k6g 风荷载：w=w0k2kp af(kg/m2) 式中基本风压 w0=25kg/

2、m2 6风压高度变化系数kz=1.35(风压沿高度是变化的，现按均布计算，风 压高度变化系数取平均值) ；风载体型系数k,根据工业与民用建筑结构荷载规范表 12, k=kp(1+n) =1.3 (1 + n，挡风系数© = ac/afac为杆件投影面积；af为轮廓面积）。当风向与井架平行时，井架受风的投影面积（T ac二0.075 x肢杆（长度）X2（肢杆数量）+0.06横腹杆长度）+0.06 x 2.45斜腹杆长度）x 29井架为29节）x 1.1（由节点引起的面积增值）=15.13m2,井架受风轮廓面积 af=hh=40.6 x 2.0=81.2m2h为 井架高度，h为井架厚度）

3、。所以，3 =。ac/af=15.3/81.2=0.19 h/b=2/1.6=1.25,由表 2-68 查得 n =0.88风振系数 伏按自振周期t查出，t=0.01h=0.01 x40.6=0.4秒,由表2-71 查得B =1.37所以，当风向与井架平行时，风荷载：w=w0.kz.1.3 （3+n）. 3 .af=25 x 1.35 x 1.31>+0188）x 1.37 x 81.2=1740kg沿井架高度方向的平均风载：q=1740/40.6=43kg/m当风向沿井架对角线方向吹时，井架受风的投影面积(T ac=0.075 x 1.40 x 3+0.06 x 2x sin450+0

4、.06 x 1.6 x sin450+0.06 x2.45 xsin450+0.06 x2.13 xsin450 x29x1.1 =(0.075 x1.40 x3+0.06 x2x0.70+0.06 x1.6 x0.70+0.06 x 2.45 x0.70+0.06 x2.13 x0.70) x29x1.1=21.0m245209井架受风轮廓面积 af=(bx1.4xsin450+hx1.4xs)in =(1.60 x1.4 x0.70+2.0 x1).4xx209.=71002m2所以，3 = ° ac/af=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.2由表 2-68 查得

5、 n =0.86自振周期t=0.406秒，由表2-71查得3 =1.37计算荷载时，根据工业与民用建筑结构荷载规范表12，当风从对角线方向吹来时，对单肢杆件的钢塔架要乘系数9 =1.1所以，w，二wO.kz.1.3 3 (1+ n ) 9 . B .af=25 x 1.35 x 1.3 x 0.2+6.86) x 1.1 x 1.37 x 102=2590kg沿井架高度方向的平均风载：q， =2590/40.6=64kg/ma、变幅滑轮组张t1及其产生的垂直和水平分力：前面已算出： t1=1920kg。垂直分力： t1v=t1sin B =1920xsin440=1920x0.695=1340

6、kg.水平分力： t1h=t1cosB=1920xcos440=1920x0.719=1380kg.b、缆风绳自重t2及其产生的垂直和水平分力：t2=n.ql2/8f式中:n-缆风绳根数，一般为4根；q-缆风绳自重，当直径为 13-15mm 时， q=0.80kg/m；l-缆风绳长度( l=h/cosr,h-井架高度， r-缆风绳与井架夹角)f-缆风绳垂度，一般控制 f=l/300 左右。所以， t2=n.ql2/8f=4 x0.804x0.6/cos450) 2/8x0.03(40.6/cos450)=740kg垂直分力：t2v=t2cosr二t2cos450=740 x 0.707=520

7、kg水平分力：t2h=0 (对井架来说，4根缆风绳的水平分力相互抵消)。c、起重时缆风绳的张力t3及其产生的垂直和水平分力：起重时只考虑顶端一道缆风绳起作用，在起重时缆风绳的张力：t3二k(q1+q) x 7.80+g1 x 7.80/2/hsin450= 1980 x 7.80+300 x 3.90/40.6 x 0.707 =576kg垂直分力：t3v=t3cosr=576 x cos450=408kg水平分力：t3h=t3sinr=576 x sin450=408kgd、风荷载作用下，缆风绳张力产生的垂直和水平分力：在风荷载作用下， 考虑井架顶部及 20. 60米处上、下两道缆风绳皆起作

8、 用，故整个井架可近似按两等跨连续梁计算。顶端缆风处：水平分力 t4h=0.375q,l=0.375x 64x 20=，480kg垂直分力 t4v=t4h=480kg中间缆风处：水平分力 t5h=1.25q， l=1.25 x64x20=1600kg 垂直分力 t5v=t5h=1600kge、摇臂杆轴力n0及起重滑轮组引出索拉力s1对井架引起的垂直和水 平分力： 水平分力： nh1=(n0-s1)cosa=(3770-2100)cos300=1670x0.866=1450kg垂直分力： nv1=(n0-s1)sina=(3770-2100)sin300=1670 x0.50=835kg nv2

9、=s1=2100kgf、起重滑轮组引出索拉力s1 经导向滑轮后对井架的垂直压力：g、提升吊篮的引出索拉力s2对井架的压力: nv3=s2=f0kq2=1.06 x 1.20 x 1000=1280kg2、内力计算 : 轴力：、 o 截面（摇臂杆支座处）井架的轴力 n0=kq2+nq2+t1v+t2v+t3v+t4v+nv1+nv2+nv3 =1200+1200+1340+520+408+480+835+2100+1280=9360kg、d截面（第一道缆风处）井架的轴力nd=kq2+nq1+t1v+t2v+t3v+t4v+t5v+nv1+nv2+nv3 =1200+2000+1340+520+4

10、08+480+1600+835+2100+1280 =11760kg 弯矩 :、风载对井架引起的弯矩：考虑上、下两道缆风绳同时起作用， 因而近似的按两跨连续梁计算 略上、下缆风绳支点处位移不同的影响） 。m01=t4h x 12-1/2q, x 122=480 x 12-1/2 x 64-122=1150kg-mmd1=-0.125 x q, x 202=-0.125 x 64x 202=-3200kg-m、起重荷载引起的水平分力对井架产生的弯矩：此时只考虑顶端的缆风绳起作用m02= (t1h-t3h) x 12+(t1v+t3v+nv1+ nv2) x 2.55/2=(1380-408) x

11、 12+(1340+408+835+2100) x 1.28=11800+6000=17800kg-mnd2= (t1h-t3h )x 20-nh1 x(8t+1v+t3v+nv1+nv2)x 2.55/2=(1380-408) x 20-1450 x 8+(1340+408+835+2100) x 1.28=19440-11600+6000=13840kg-m所以，井架 o 截面的总弯矩： m0=m01+m02=1150+17800=18950kg-m井架 d 截面的总弯矩： md=md1+md2=3200+13840=17040kg-m 截面验算：井架截面的力学性能：查型钢特性表得：主肢：

12、L 75X80=11.50cm2,4a0=46cm2,z0=2.15cm2,ix二iy=60cm4, imin=25.30cm4,rmin=1.48cm。缀条： L60x6a0=6.91cm2,ix=23.30cm4,z0=1.70cm2,rx=1.84cm, imin=9.76cm4,rmin=1.19cm。井架的总惯矩：y-y 轴：iy=4iy+a0 (bz1/2-z0)2=460+11.50(160/2-2.15)2=279000cm4x-x 轴： ix=4ix+a0(bz2/2-z0)2=460+11.50(200/2-2.15)2=440000cm4y,-y轴和 x,-x,轴：i,

13、y=i, x=ix x cos2450+iy x sin2450=440000 x 0.7072+277000 x 0.7072=221000+140000=361000cm4井架的总惯矩以iy=279000cm4最小，截面验算应采用iy进行验算。井架的整体稳定验算： (计算轴力、弯矩时，风荷载是按井架对角线 方向考虑的，故偏于安全) 。井架的整体稳定验算，按格构式构件偏心受压计算： 、o 截面： n0=9360kg、 m0=18950kg-m.井架的长细比：入 y=l0/ Viy/4a0=4060/ V279000/46=51.8井架的换算长细比：入 0=V 2y+40.a/a仁 V51.8

14、2+40 x 46/2 x 6.91=53.0相对偏心率：£ =m0/n0.a/w=1895000/9360 x 46/279000/160/2=2.68查钢结构设计规范附录表 21,得稳定系数3 pg=0.257所以，（T 0二n0/ 3 pga=9360/0.257 x 46=792kg/cm偏于安全，不再验算、主肢角钢的稳定验算： o 截面的主肢角钢验算： n0=9360kg、 m0=18950kg-m.主肢角钢的轴力： n=n0/4+m0/255=9360/4+1895000/255=2340+7420=9760kg已知主肢角钢的计算长度IO=1.4Om。L75X的rmin=

15、1.48cm。入=IO/rmi n=140/1.48=94由钢结构设计规范附录四附表16查得稳定系数3 =0.644所以，（T 二n/ 3 a0=9360/0.644 x 11.50=1270kg/cm2<门 、 d 截面的主肢角钢验算：nd=11760kg、 md=17040kg-m。主肢角钢的轴力： n=nd/4+nd/255=11760/4+1704000/255 =2940+6680=9620kg。3 =0.644所以，（T 二n/ 3 a0=9620/0.644 x 11.50=1300kg/cm2< 门 、缀条验算：o 截面的剪力：按钢结构设计规范第 43 条： q=2

16、0a=20x 60=920kg按内力分析：考虑两道缆风绳均起作用，所以，q=t3h+q, x 12+nhl-tlh=408+64x 12+1450-1380 =1246kg取计算剪力为 q=1246kg。缀条的内力：n二q/2cosa=1246/2 x 200/245=763kg缀条的计算长度 l0=245cm，rmin=1.19。所以，计算长度 入=IO/rmi n=245/1.19=206查得稳定系数3 =0.170所以，（T 二n/ 3 a=763/0.170 x 6.91=645kg/cm2满足要。3、结论： 通过上述截面验算知道，本工程选用的厦门市德毅机械有限公司制造的型号为ssd6

17、0的井架提升机，在上述荷载作用下是安全的。、井架安装和拆除安全技术措施：1 、井架搭设高度和起重量必须按设计规定要求，严禁超负荷使用。2、 井架的底座必须安置在坚硬地基上，埋深不得少于 1m;井架基础 土层承载力，应不小于8kpa,并浇筑c20混凝土，厚度300mm、基础 表面平整偏差不大于 10mm。3、高度为 10-15m 的井架应设缆风一组（ 4-8 根）;每增高 10m 加设一 组。缆风绳上端要用吊耳和卸甲连接， 并用 3 只以上钢丝绳夹头紧固。4、井架采用附墙者应用刚性支撑与建筑物牢固连接，连接点必须经过 计算，井架附墙杆不得附着在脚手架上，附墙杆材质应与井架的材质 相同。5、井架搭

18、至 10m 高度必须设临时缆风， 待固定缆风或附墙支撑设置后， 方可拆除。缆风绳与地面夹角应为 45-60度，与地锚或桩头必须牢固连 接。地锚、桩头要安全可靠，桩头后须有拖桩。如使用木桩，木桩直 径不得小于15cm,埋深不少于1.5m。禁止将缆风绳栓在树木、电杆上。6、高度在 30m 以上的井架，其缆风绳上的花兰螺丝，必须加以保险。 穿越马路时，要采取可靠的安全措施。7、缆风绳不准在高压线上方通过，与高压架空线必须保持规定的安全 距离。8、井架的立柱应垂直稳定，其垂直偏差应不超过高度的千分之一，接 头应相互错开，同一平面上的接头不应超过 2 个。井架导向滑轮与卷 扬机绳筒的距离，带槽卷筒应大于卷筒长度的 1 5倍，无槽光筒应大于 卷筒长度的 20 倍。9、井架运输通道宽度不小于 1m，搁置点必须牢靠，通道两边必须装 设防护栏杆，并装有安全门或安全栅栏。10、井架吊篮必须装有防坠装置和定型化的停靠装置，冲顶限位器和 安全门；吊篮提升应使用双根钢丝绳； 吊篮两侧装有安全挡板或网片， 高度不得低于1m,防止手推车等物件滑落；吊篮的焊接必须符合规范。11、井架底层周围及通道口， 必须装设隔离防护栅， 井架高度超过 30m， 须搭设双层安全棚；如无法设置隔离棚,则井架四周必须挂安全网, 安全网应三面包满。12、井架必须装设可靠的避雷和接地装置；卷