钢筋台车设计安装措施

目录
一、工程概况 (2)
二、台车结构设计 (2)
2.1结构设计 (2)
2.2焊接要求 (2)
三、台车组装方案 (3)
3.1场地准备 (3)
3.2组装步骤 (3)
四、台车受力计算 (3)
4.1设计荷载 (3)
4.2受力计算 (4)
4.2.1 I20a工字钢横梁稳定验算 (4)
4.2.2竖向力作用下I20a立柱稳定验算 (7)
4.2.3操作平台DN80钢管骨架抗弯验算 (9)
五、质量保证措施 (11)
六、安全文明施工措施 (11)
七、节能减排措施 (13)
一、工程概况
泄洪洞无压隧洞采用一坡到底的形式，洞长1077.50m，纵坡坡比i=0.1039，断面形式为圆拱直墙型，净空断面尺寸为14.00m～16.00m×18.00m～20.00m（宽×高）。

洞身1+037.7～0+025段使用钢筋台车进行衬砌混凝土钢筋制安，该段混凝土衬砌共有三种断面：1+037.7~0+150段断面尺寸为14m×18m，0+120~0+025段断面尺寸为14m×20m，0+150～0+120段为渐变段。

二、台车结构设计
2.1结构设计
钢筋台车主体结构采用20a工字钢与DN159钢管组合。

台车底部设有行走机构，采用20a工字钢做立柱支撑于行走机构上，立柱上部布置20a工字钢横梁，横梁两端设置20a工字钢斜撑，形成台车受力门架结构；上部采用DN159钢管与门架结构焊接加高台车形成台车主体；采用DN80、DN50钢管与台车主体焊接形成工作面。

钢筋台车下部预留9m×6m（宽×高）的施工通道，通道上部平台满铺竹条板，底部挂设安全防护网。

两侧均设置钢筋爬梯，爬梯骨架及梯步采用φ25钢筋焊制，爬梯宽60cm，梯步间距30cm。

爬梯扶手采用Φ25钢筋焊制，扶手高60cm。

每层操作平台两段头及外侧设置安全护栏，护栏立柱采用Φ25钢筋、栏杆采用25Φ钢筋焊制，护栏高90cm，立杆间距1.5m。

具体台车结构详见《泄洪洞钢筋台车加工示意图》。

2.2 焊接要求
钢筋台车的焊接主要是型钢与型钢之间、钢管与钢管之间及钢管与钢筋之间的焊接。

其焊接接头主要为T、K形相贯接头角焊缝，其焊接破口及焊缝厚度参照下表：T、K形相贯接头角焊缝的计算厚度表表一
ψ趾部侧部跟部焊缝计算
厚度（h e）＞120°110°～120°100°～110°≤100°＜60°
最小h f
支管端部切斜t b 1.2 t b 1.1 t b t b 1.5 t b0.7t b 支管端部切斜1.4t b 1.8 t b 1.6 t b 1.4 t b 1.5 t b t b
支管端部整个切斜
60°～90°破口
2.0 t b 1.75 t b 1.5 t b 1.5 t b或1.4
t b+Z取较大值
1.07
t b
备注：1、h e-表示焊缝厚度；t b-表示侧管壁厚；ψ-表示接头角度；Z-表示焊缝厚度折减值。

2、低碳钢（σ≤280MPa）圆钢，要求焊缝与管材超强匹配的弹性工作应力设计时h e=0.7 t b；
要求焊缝与管材等强匹配的极限强度设计时h e=1.0 t b；
3、其它各种情况h e= t c或h e=1.07 t b中较小值（t c为主管壁厚）
钢筋焊接时，焊接操作严格按施工规范进行，其焊缝高度应为被焊接钢筋直径的0.25倍，且不小于4mm，焊缝的宽度应为被焊钢筋直径的0.7倍，且不小于10mm，当钢筋与钢管焊接时，焊缝高度应为被焊接钢筋的0.35倍，且不小于6mm，焊缝宽度应为被焊接钢筋直径的0.5倍，且不小于8mm。

钢筋搭接焊搭接长度要求：单面焊时不小于10d，双面焊时不小于5d。

钢管及钢筋焊接时焊缝焊接必须饱满无砂眼，焊接表面应均匀、平顺、无裂缝、夹碴、明显咬肉、凹陷、焊瘤和气孔等缺陷，必须保证焊接长度，不得损伤钢管与钢筋，每一部位焊接完后需清除焊碴。

三、台车组装方案
3.1 场地准备
（1）组装场地在泄洪洞内2#施工支洞上游1+022.5~0+900段，场地需平整，沿隧洞纵向平整72m左右的轨道铺设长度，供钢筋作业台车安装；
（2）在铺设轨道处，地基应进行压实处理，并浇筑混凝土支墩；
（3）部件在综合加工厂制作完成后用自卸汽车运至洞内，采用汽车吊进行吊装；
3.2 组装步骤
行走装置→20a工字钢A组件→φ159钢管B组件→φ159钢管C组件→φ80钢管D组件→爬梯→操作平台→栏杆、扶手→通道安全防护
四、台车受力计算
为保证钢筋台车的结构稳定、运行安全，针对台车容易受到破坏的部位，进行荷载分析，并对工作平台进行抗弯稳定验算。

4.1 设计荷载
（1）配件A自重：G
=4797.32kg=47973.2N；
1
（2）配件B自重：G
=6109kg=61090N；
2
=3151kg=31510N；
（3）配件C自重：G
3
（4）配件D自重：G
=1236kg=12360N；
4
=4960kg=49600N；
（5）杆件总自重：G
5
（6）DN50钢管重量：G
=634.8kg=6348N；
6
（7）竹条板重量：G
=500kg =5000N；
7
（8）操作人员自重：G
=500kg=5000N；
8
=300kg =3000N；
（9）其他施工荷载：q
9
4.2 受力计算
钢筋台车上部静荷载主要作用于I20a工字钢横梁、立柱，动荷载主要作用于操作平台DN80钢管骨架，此三个部位最容易受到破坏，如果此三个部位受力满足要求则台车整体结构满足要求。

所以，取主体结构中横梁I20a工字钢横梁、立柱及作操作平台DN80钢管骨架为计算模型。

4.2.1 I20a工字钢横梁稳定验算
将横梁上部荷载均视为均布荷载，垂直作用于中部横梁I20a工字钢上。

（1）恒载计算：
q恒=(G2+G3+G4+G5+G6+G7)
=(61090+31510+12360+49600+6348+5000)N
=165908N
（2）活载计算：
q活=( G8+ q9)=（5000+3000）kg=8000N
（3）总荷载计算：
恒载的分项系数取1.2，活载的分项系数取1.4，则作用在钢梁上的总荷载为：
q= q恒×1.2+ q活×1.4=165908×1.2+8000×1.4=210289.6N。

(一) I20a工字钢相关技术参数：
①截面积A =35.55cm2；
②理论重量=27.91kg/m；
③惯性矩I x =2369cm4，I y =157.9cm4；
④截面模量W x=236.9cm3，W y=31.6cm3；
⑤弹性模量E=206000N/mm2；
⑥截面矩S=136.1cm3；
⑦回转半径：i x=81.6mm，i y=21.1mm；
(二) 荷载计算
作用在单根I20a工字钢横梁上的均布荷载：Q=210298.6N/9.5m/5=4427N/m，其力学计算模型如下：
由上图可知，I20a工字横梁的力学计算模型为多跨超静定梁，根据超静定梁的受力特点，其弯矩图计算如下：
根据以上弯矩图可知，I20a工字横梁的最大弯矩发生在跨中部位，最大弯矩为：
，最大剪力为：。

（1）抗弯验算：
式中：γx——截面塑形发展系数，工字形钢γx=1.05，γy=1.2；
F——钢材的抗弯设计强度值；
满足要求。

（2）抗剪验算：
式中：——剪力；
——剪力计算处以上毛截面积对中和轴的面积矩；
I——梁的毛截面惯性矩；
tw——腹板厚7.0mm；
fv——钢材的抗剪强度设计值；
满足要求。

（3）稳定验算：
式中：——整体稳定系数；
Wx——毛截面抵抗矩；
f——钢材的抗弯强度；
满足要求。

（4）挠度验算：
根据结构挠度计算,只需要计算中部一跨梁的挠度符合要求，则整个梁挠度符合要求。

取最大均布荷载计算，中部3.66m工字钢梁由宽2.25m范围内上部所有均布荷载为
引起的挠度：
对比总挠度：
满足要求。

4.2.2竖向力作用下I20a立柱稳定验算
1) 受力分析
立柱主要承受横梁及其上部所有荷载,均视为均布荷载计算，每根横梁下部各设置2根立柱，则作用在单根立柱上的荷载为（恒载的分项系数取1.2）：
单根横梁上均布荷载：Q=4427N/m
单个配件A自重：G1/5 =47973.2N/5=9594.6 N
立柱轴心力：
立柱端部弯矩：
（2）强度验算
式中：N——轴心力
A——净截面面积
f——抗压强度
满足要求。

（3）抗弯验算
式中：γx——截面塑形发展系数，圆形钢γx=1.05，γy=1.2； F——钢材的抗弯设计强度值；
满足要求。

（4）稳定验算
轴心力作用下稳定验算：
f A N ≤ϕ
式中: N ——计算立杆段的轴向力设计值 ϕ——轴心受压构件的稳定系数 λ ——长细比，i L /=λ； L ——计算长度 i ——截面回转半径 A ——立杆的截面面积 f ——钢材的抗弯强度设计值
根据λ，查表得ϕ=0.820
满足要求。

（5）弯矩作用下的稳定验算：
式中：
——整体稳定系数，此处取0.61；
Wx ——毛截面抵抗矩； f ——钢材的抗弯强度；
满足要求。

4.2.3操作平台DN80钢管骨架抗弯验算 (一) 单根DN80钢管上部荷载
（1）φ16钢筋网片重量：q 1=94.8kg=948N ； （2）单个配件D 自重：q 2= G 4/40=12360N/40=309N ；
（3）电焊机自重：q
3
=50kg=500N
（4）安装操作人员自重：q
4
=250kg=2500N；
（5）其他施工荷载：q
1
,=100kg =1000N；
(二) 荷载计算
(1)恒载计算：
q
恒=(q
1
+q
2
+q
3
)=(948+309+500) N =1757N
(2)活载计算：
q
活=(q
4
+q
1
,)=（2500+1000）kg=3500N
(3)总荷载计算：
恒载的分项系数取1.2，活载的分项系数取1.4，将DN80钢管上部荷载均视为均布荷载，垂直作用在DN80钢管上，则作用在单根钢管上的均布荷载为：q= （q恒×1.2+ q活×1.4）/L=（1757×1.2+3500×1.4）/2=3529N/m。

最大弯矩：
最大剪力：
（4）抗弯验算
式中：γx——截面塑形发展系数，槽钢γx= 1.05，γy=1.2，Wx=40.774cm3；
F——钢材的抗弯设计强度值；
满足要求。

（5）抗剪验算
式中：——剪力；
I——梁的毛截面惯性矩；
fv——钢材的抗剪强度设计值，取125MPa；
满足要求。

为了确保结构的稳定性，在操作平台下部增设DN80钢管斜撑，水平距离2.25m，详见《泄洪洞钢筋台车加工示意图》。

五、质量保证措施
1、开工前，由技术负责人向安装施工人员进行全面的技术交底。

2、用作天锚的系统锚杆必须做无损检测及拉拔实验，确认合格后方可用于吊装。

3、安装过程中，严格按施工设计图纸及有关技术要求进行施工。

每道工序严格执行施工质量“三检制”，前道工序质检合格后，方可开始下一道工序。

4、在施工过程中，做好的施工记录和质量检验数据，以便有可行的验收依据。

5、在施工过程中，应及时检查构件的尺寸变形。

如果发现质量隐患，应及时进行处理。

六、安全文明施工措施
通过对安装作业的全过程进行严格的安全控制，杜绝安全事故的发生，确保台车安装作业安全。

特制定如下安全保证措施，并在具体安装作业过程中切实执行：
1、开工前，针对安装施工的具体情况，对所有参与施工人员进行安全、文明施工教育和技术及安全交底，使每个人明确自己所在岗位存在的安全隐患，以及应对隐患的采取的措施与方法。

指定专人负责安全、文明施工工作。

2、所有用于吊装设备的吊点在使用前，必须按要求做负载试验。

3、钢筋台车吊装时，必须由专门的专业人员指挥，指挥信号清晰、明确、无误。

吊装每个部件前，必须检查其构件间连接是否牢固，钢丝绳的拴法与连接是否可靠。

4、施工人员进入工作区必须配戴安全帽，非安装人员未经允许不得进入工作区。

5、设备应由熟悉操作规程的专人操作，无证人员不得驾驶吊车等起重设备。

6、电工、焊工等特殊工种人员必须持证上岗，对氧气、乙炔等化工危险易燃易爆材料的使用、运输及保管制定相应的规程，并严格执行，杜绝事故发生。

7、挖掘机、导链吊装过程中，下面不得站人，旁边必须有专人指挥。

8、吊具、安全用具使用前后，仔细检查是否完好，随时保证其安全可靠。

9、台车操作部位需设置防护网，确保做到安全防护。

10、禁止移动台车时在台车上进行作业，需确保无施工人员在台车上工作。

11、现场指挥人员要带上哨子，危险时要及时吹哨。

12、相关操作人员在操作台车前必须培训，了解台车工作过程和操作程序，在制作方安装人员协助下，弄清大致结构。

13、严禁在台车上任意跨越，作业人员需带安全带作业。

14、严禁在台车上悬挂任何无关物品，尤其是台车设置的电器装置处，不得放置一些杂物。

15、施工期间有车辆从台车下面通过时，应注意行使速度及拐弯半径。

现场有专门交通疏导人员对车辆进行指挥，严防车辆撞击台车。

16、吊装前根据吊物的重量选用的吊装设施应合理布置并经计算，保证足够的安全系数。

吊装过程中，应专人指挥，整个过程应缓慢进行，在不同部位有专人监护，保证设备平稳吊装，不与周围物体碰撞，确保设备吊装安全。

吊装就位后，在确认已落实或已可靠固定后，才允许摘钩。

17、每天施工完成后必须对施工范围内的场地进行清理，并将施工工器具收拾整理并保管好。

18、每次使用天、地锚作业前，需检查天、地锚的变化情况，防止安全隐患存在。

19、在进行施工过程中要保证充足的照明设备，使用安全电压并应设有保护罩。

使用的电缆、电线应有序敷设，不得乱拉乱接。

20、注意文明施工和生产区、生活区的卫生。

材料、设备应整齐、有序放置，废料、垃
圾应及时清理，做到工完料清。

七、节能减排措施
.1、施工现场分别设定生产、生活、办公和施工设备的用电控制指标，定期进行计量、核算、对比分析，并有预防与纠正措施。

2、合理安排施工顺序，以减少作业区域的机具数量，相邻作业区充分利用共有的机具资源。

安排施工工艺时，应优先考虑耗用电能的或其它能耗较少的施工工艺。

3、根据施工进度、库存情况等合理安排材料的采购、进场时间和批次，减少库存。

4、材料运输工具适宜，装卸方法得当，防止损坏和遗失。

根据现场平面布置情况就近卸载，避免和减少二次搬运。