第一节编制依据1、烟囱设计施工图T08026-203CC01-112、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)3、《液压滑动模板施工技术规范》(GBJ113-87)4、《液压滑动模板施工安全技术规程》(JGJ65-89)5、混凝土结构设计规范(50010-2002)6、《建筑工程质量检验验收统一评定标准》GB50300-2001;7、《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99)8、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;9.砌体结构设计规范 (GB50003-2001)10、《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)11、《施工现场临时用电安装技术规范》(JGJ46-2005)12、国家其它有关现行施工验收规范、技术规程及质量验评标准。
第二节工程概况1、工程概况本工程为青海昆仑碱业100万吨∕年纯碱工程150米热电站烟囱工程,其出口内径5米。
结构形式为筒体构筑物,分别由承台基础,钢筋混凝土筒体及一些相应的附属设施等组成。
基础垫层混凝土强度等级为C10,基础承台混凝土强度等级为C35。
筒身70米以下混凝土强度等级为C40,70米以上混凝土强度等级为C35.烟囱筒体高度150米。
筒身厚度由450mm逐步变成420mm、400mm、380mm、350mm、320mm、300mm、280mm、260mm 240mm、220mm 2000mm、,随高度的增加而减少。
筒身采用双层双向配筋。
竖向钢筋采用电渣压力焊焊接,环向钢筋采用绑扎,其搭接长度为40D.内衬采用耐酸砖Z-3系列,规格为230MM*113MM*65MM,采用耐酸胶泥砌筑。
隔热层采用憎水性水泥珍珠岩板制品,最高使用温度600℃。
烟囱混凝土内壁涂“OM”型烟囱防腐涂料三遍。
烟囱外侧设钢爬梯一座,在90米和143.75米处设有两层钢结构休息平台。
烟囱外部90米-150米范围刷航空标志漆。
2、现场条件施工现场烟囱基础工程已施工完毕,并且验收合格,现场三通一平已做好,具备施工条件;现场水源、电源已接通。
第三节施工部署及资源计划施工部署根据施工环境、设备情况、劳动力的技术能力作以下安排。
1.施工平面布置本工程是新建项目,在总体布置图的基础上,避免该项目和其他工程项目发生冲突制定施工平面布置图,见附图。
2.工期安排滑模设备、模具安装调试组装20天,筒体滑模施工计划为120天(钢爬梯\钢平台同步进行)、内衬施工80天,零星工程、竣工清理施工20天。
累计工期240天。
3.施工现场管理项目部组成人员:项目经理:张洪山资格证书编号0504010046 注册204070800175 证书编号0400175工程师:王伟证书编号枣0405227安全员:韩振洋鲁建安c20080400113材料员:张洪刚 090500786施工现场实行项目经理负责制,负责工程的全面工作,项目经理张张洪山。
项目技术总工薛建伟,全面负责工程的技术工作。
4.施工期间现场用水计算施工用水:q1=K1((∑Q1.M.K2)÷(8×3600)) K1取1.15,K2取1.5,则 q1=1.15(((10×250+10×300)×1.5)÷(8×3600))=0.33L/s 生活用水:q2=(P1.N2.K3)÷(t×8×3600) 式中N2为20L/人班则 q2=(210×20×1.5)÷(1.5×8×3600)=0.15L/s供水管径计算:υ选用1.5m/s,Q=10L/s,故供水管径采用Dg30mm5.施工用电量计算钢筋加工设备 22.5kW卷扬机 3 台 45kW交流电焊机4台 80kVA振捣器4台 5kW液压滑模设备 7.5kW其他小型机具与照明 20kW塔机 40KW用电总功率 220KW6.劳动力配备由于工种多,工程量与劳动力的配备不可能完全均衡,因此,台上、台下均采取专业混合相结合的综合劳动组织形式,强调分工协作。
按照一班作业安排,劳动力配备见下表。
共计36人。
7.施工机械配备主要施工机具设备表第四节液压滑升系统设计液压滑升系统平台荷载(包括设备重量)分三个部分,即中心环梁(包括单孔井架、吊笼、信号室、电工间及液压操作室等)、平台部分、提升架部分(包括内外吊脚手架、模板系统及滑升的摩阻力等)。
静荷载超载系数取1.1,活荷载取1.4,动力系数取1.2(吊笼上升时考虑)。
模板滑升时的摩阻力,从试验表明与滑升速度(指施工连续性)、气温、模板表面的光滑程度有关,可根据施工季节与施工熟练程度将表面混凝土硬度选用 1.5~2.0kN/cm2。
本工程因常温施工,并采用新钢模板,且连续作业,因此可取下限值。
操作平台上的实际荷载可综合考虑取 1.0~1.5kN/m2,包括操作人员、小型机具及临时存料。
静荷载按实际情况选取。
荷载组合按两种情况分别计算。
第一种组合是整个平台进入滑升状态,这时的荷载主要由全部自重、模板的摩阻力及平台上的施工荷载三部分组成;第二种组合是当滑升停止,吊笼满载运行、平台处于浇筑混凝土状态,这时的荷载主要是全部自重、导索的张紧力及吊笼重量(包括自重、混凝土及乘人)等组成。
第一种组合用于计算所需千斤顶及支承杆的数量,第二种组合用于计算平台各杆的内力。
除上述两种荷载组合外,计算荷载的部位也分两种情况:一是操作平台处于最大直径的部位;二是中间改装时。
根据本工程实际施工工艺,施工操作平台不进行二次改装,因此本验算按第一种操作平台处于最大直径的部位进行验算,二次中间改装则不进行计算。
1、液压模板液压提升系统的设计1)、液压系统设计:液压系统油路采用分组并联形式,千斤顶用QH—60型,液压千斤顶使用前要进行可靠性试验:工作压力试验:爬升行程试验。
千斤顶使用前的检验包括:1耐油压试验,加压5㎜三次,耐压力12mpa。
2卡头锁固定口放松,3 1.2倍额定荷载卡头锁定时的回降量.操作台用YHJ-36型,手动型。
支撑杆Ф48×3.5钢管制作,电弧坡口焊联结,手提式角向磨光,滑升时用四种不同长度支撑杆相间布置。
2)、滑升模板设计:滑升钢模板高度根据混凝土达到出模强度所需要的时间和模板滑升高度,按下式计算;H=TV+HLH—模板高度T—混凝土达到滑升强度所需要的时间V—模板的滑升速度(m/h)HL—浇筑层的厚度(m)H=2×0.45+0.3+0.1=1.2米取钢模板高度为:外模1.2米,内模1.2米侧压力计算:新浇混凝土的侧压力,计算假定底部一定高度混凝土已经初凝,不对模板产生侧压力,同时将上部侧压力变化曲线简化为直线变化的等效梯形分布图形。
侧压力的合力:WL=3/4PHWL 新浇混凝土侧压力的合力P 混凝土侧压力计算最大值(KN/M3)P=1/2rhr 混凝土的重量h 新浇注混凝土侧压力的作用高度(m),取0.55h加上混凝土下料时对模板的水平冲击力W2,取 2.KN/m2:根据作用力的情况确定模板厚度,取2.0mm,边肋用L40*4的角钢。
筒壁模板以上模板均用2mm钢板及L40×3制作3)围檩设计:围檩用12号槽钢制作,共两道分别取标高30米、60米 90米标高处平均弧度加工制作,便于拆换安装。
4)吊架设计:筒体设内外吊架,外吊架高1.8米,宽0.6米,50mm厚木板铺设,内吊架设二层,第一层与鼓型下钢圈平,第二层距下钢圈1.8米,吊架用L75×5制作,每层铺50mm厚木板,Ф18钢筋护栏。
5)电缆敷设:上平台的施工电源电缆及控制电缆,沿着在平台辐射梁上挂设的一根长180米直径6MM的钢丝绳往上敷设,电缆每一米用卡具固定在钢丝绳上。
卡具安装时在电缆外层包裹一层橡皮,确保电缆不受损伤,并注意电缆要略有弯曲,使电缆本身不受力。
6)滑升平台接地: 滑升平台处于烟囱顶部容易受雷击,为防止雷电,在井架顶部设置避雷针,并高于井架1.5米,引下线采用16mm2铜芯线与筒体内四根ф16圆钢避雷引下线(设计永久避雷引下线)连接。
避雷针与电线与引下线的连接必须牢固,确保雷击电流安全传输至大地。
2、操作平台设置及验算操作平台、平面骨架、内外圆钢圈共设置5道,用12号槽钢制作,为了便于安装和拆卸钢圈分段制作的端头用ф14螺栓联接板固定钢圈1)、支承杆.千斤顶的验算(第一组合)计算荷载组合数值如下±0.000m时首次平台组装,平台面积256.77m2。
滑升平台自重:1500.13KN模板与混凝土的摩擦阻166.53KN模板自重400.16KN合计400.16KN千斤顶选用QH-60型滚珠式液压千斤顶千斤顶数量计算:n=N/P=400.16/30=13.33(考虑提升架的间距)故取28台千斤顶,加上4台双顶,共计32台支承杆的强度、稳定计算:支承杆采用Φ48×3.5,支承计算长度1.25米P0=α·f·(μL)/γ·An=0.7×14×(0.75×1.25)/1.58=8.31KN<30KN2)、滑升平台结构验算(第二组合计算)计算简图荷载计算:a)井架自重 600×1.2=720kgb)避雷针24×1.2 =28.8kgc)限位器 12×1.2 =14.4kgd)天轮架系统 100×1.2=120kge)平台料斗 200×1.2=240kgf)砌内衬吊平台砖 2000×1.2=2400kgg)链条葫芦24×1.2=28.8kgh)中心鼓圈自重 1300×1.2=1560kgi)拉紧系统 500×1×1.2= 600kgj)吊笼自重 500Kg×1×1.4×1.2=840kgk)吊笼钢丝绳 104.8/100×180×2×1.4×1.2=498.01kg l)吊笼载重(额定荷载1000Kg) 1000Kg×2×1.4×1.2=3360kgm)道索钢丝绳 132.7/100×180×2×1.2=573.26kgn)辐射梁自重 12.059×1.2×4.8×32=2211.84kgo)平台板自重600×0.1×0.2×1.2×129=1857.6kg合计: 14653kgF=14653/100=146.53KNp)钢圈转化为均布荷载12.4×1.2=14.88kgq)施工活荷载150×1.4=210kgq1=(72+14.88+210)×0.5024+80.04=229.19kg/m q2=(72+14.88+210)×3.830+80.04=1217.09kg/m3)、内力计算a)RA =RB=1/2×(229.19+1217.09)×11.9+146.53=8751.896 kgb)拉索张力ΣME=0 8.751×11.9-0.229×11.9×1/2×11.9 -1/2×(1.217-0.229)×11.9×2/3×11.9-SD×8.4×sin28.18°=0SDc)辐射梁弯矩计算简图d)内力图①辐射梁弯矩图②辐射梁轴力图③辐射梁剪力图e) 中心鼓圈上钢圈受到的压力P=nHE/πd=5×10.39cos28.18°/(3.14×3.2)=4.56t/m f) 中心鼓圈下钢圈受到的拉力H=nSDcosα/πd=5× 10.39 cos28.18°/ (3.14×3.2) =4.56t/mg) 上下钢圈垂直支撑压力总值h)N=NE =5×SD× Sin28.18°=5×10.39× Sin28.18°=24.53 ti)构件选型J)辐射梁初步选定辐射梁采用热轧[型槽钢HN120×53×5.3,其截面特性如下:截面积 A=13.825 cm2理论重量 G=12.059 kg/m截惯性矩 Ix =29000 cm4 rx=18.5cm Wx=1300cm3IY =1580 cm4 ry=4.31 cm Wy=159 cm3抗弯强度验算σ=M/WX=32.9×10000000/(1300×1000)=253MPa <315 MPa=f抗剪强度验算S≈53×12×(211+6)+8×211×(211×0.5)=696280mm2τmax=VS/(It)=115510×696280/(29E7×8)=34 MPa <185 MPa=fv挠度验算略按照梁模型整体稳定验算ξ=L1t1(b1h)=2975×8/(199×446)=0.268βb=0.69+0.13×0.268=0.727λy =Ly/ry=2975/43.1=69.026фb=0.727×4320/69.0262×(8495×446)/1300000×√1+(69.026×8/4.4×446)2 ×235/345=1.3594фb1≈0.837M/фb 1WX=32.9×10000000/(0.837×1300×1000)=302.4Mpa <315 Mpa=fD-E段按照柱模型计算整体稳定λx =2970/185=16.08 фx=0.972Nex =л2×EA/λ2x= 3.142×2×105×8495/16.082 =64785913.41 NλY =2970/43.1=69.026 фY=0.664弯矩作用平面内的稳定验算15300/0.972×8495+(329000000-153000×300) /1.05×1300000×(1-0.8×153000/64785913.4)=226.32 Mpa<f弯矩作用平面外的稳定验算153000/0.664×8495+(329000000-153000×300/0.837×1300000)=287.3 Mpa <315 Mpa=f注:考虑系统中拉索偏离辐射梁中轴线,其轴向分力产生的弯矩对结构有利,因而在329000000中扣减153000×300.中心鼓圈:中心鼓圈上钢圈截面压力4.56 t,现选用16a槽钢,Iy=242cm4, A=31.8cm2上钢圈强度验算:4.56×100000/(31.8×100)=143.4Mpa <215 Mpa=f上钢圈稳定验算上钢圈截面的临界压力:F=PR=3EI/R3×R=3×2E5×242×10000/16002 =567187.5N>30.46 t下钢圈选用16a槽钢,A=31.8cm2下钢圈强度验算10.39×10000/(31.8×100)=32.68Mpa <215 Mpa=f上下钢圈垂直支撑压力总值N=NE = 5×SD×Sin28.18°=5×10.39×Sin28.18°=24.53t单根支撑受的压力24.53/5=4.91t=4910N,选用80×8等边角钢imax=1.68cm,A=12.3cm2计算长度数 4.77/3=1.59m, 取计算长度l=1.6m,λ=1600/1.68=95.23<150 ф=0.58682000/(0.56×12.3×100)=113.77 Mpa <215 Mpa=fk)拉索计算拉索张力173.59KN,选用2ф16.5(6×37+1-1700)钢丝绳,总破断力2×296KN,安全系数3.41倍.l)平台系统刚度计算荷载图:单位力作用简图:计算假定: (1)中心钢圈是刚体;(2)辐射梁仅考虑弯矩引起的变形;(3)拉索按照线性变形体考虑.最不利荷载组合状态下,A-D段的辐射梁弯矩函数:Mx =RAX-(q2-0.0932X)X(1/2)X-(1/2)X0.0932X(2/3)XMx=11.552X-(1.3385-0.0932X)X(1/2)X-0.0311X3Mx=11.552X-0.6692X2+0.0466X3-0.0311X3Mx=11.552X-0.6692X2+0.0155X3最不利荷载组合状态下,D-E段的辐射梁弯矩函数:Mx =RAX-(q2-0.0932X)X(1/2)X-(1/2)X0.0932X(2/3)X-SD(X-3.5) Sin28.18°Mx=11.552X-0.6692X2+0.0155X3-8.198X+28.692Mx=3.354X-0.6692X2+0.0155X3+28.692单位力系作用下辐射梁弯矩函数:A-D段M=XD-E段M=X-11.9/8.4(X-2)=4.958-0.417X单位力系作用下拉索的张力S=3中心鼓圈在最不利组合荷载作用下的位移:δ=∫3.5χ(11.552χ-0.6692χ2+0.0155χ3)1013/EI×dχ+∫3.511.9(4.958-0.417χ)(3.354χ-0.6692χ2+0.0155χ3+28.692)1013/EI×dχ+∫9.35173590×3×103/E1A×dχ=24.42+65+71.2=160.62mmm)平台板强度验算平台板最大跨度数5.00m,木板实际厚度50mm,计算宽度取出200mm.q=1.2×0.2×0.05×500+1.4×150×0.2=48kg/mM=(1/8)ql2=103.2kg-m=1032000N-mm W=(1/6)bh2=213333.33mm3σ=M/W=4.8375 Mpa <17=fw3、液压及承重系统设置;根据液压滑动模板,设计规范规定,操作平台中的辐射梁设28组,辐射梁全部用2根12号槽钢组合,辐射梁的长度考虑为10米,辐射梁设置在内外环梁的上面,并用2M16的螺栓与每道环梁联接,内端伸至内环梁里口,外端伸出外环梁50cm,同时采用28排提升架,32台千斤顶,(其中有四台双顶)ф48支撑杆本工程滑升操作平台刚结构采用下悬式空间结构,下悬拉杆采用Φ16钢丝绳加调节螺栓,操作平台按1/500起拱,平台中心设随升井架一座,把杆一只,吊笼一只,解决烟囱施工材料的垂直运输,随升井架的支撑为刚性支撑。