龙门架安装方案含计算

龙门架施工方案

目录

一、工程概况

二、龙门架结构形式

三、龙门架安装施工

四、安全注意事项

一、工程概况

本标段设计桩号3+741至4+391长度650m，隧道断面结构为2.6m×2.9m，共设干线检查井5座，分别为1#、2#、3#、4#、5#矩形人孔井，矩形通风井2座，支线井1座；

二、龙门架结构形式

2.1龙门架结构形式

2.1.1龙门架采用2跨结构，全长12m，其中土仓部位长6m，竖井部位长6m；宽6.0m；高6m。

2.1.2每座竖井配置1台5吨电葫芦；1个1.0×1.0×1.0m的土斗，土斗使用1cm厚钢板制作；土仓末端距离行走梁2.0m位置设置修理平台，修理平台使用10#槽钢、Φ32钢管和大板搭设；龙门架上方使用∟40角钢和围挡板搭设防雨棚。

2.1.3龙门架的行走梁采用I30b工字钢，承重横梁、立柱均采用I28b工字钢；土仓部位距离地面0.5m和2.0m处增加25#工字钢，与立柱焊接，外附2cm 厚钢板；竖井部位立柱之间使用14#槽钢焊接剪刀撑；龙门架纵向和两端横向使用14#槽钢焊接纵撑和横撑，支撑交叉位置采用钢板焊接；

2.1.4龙门架工字钢与工字钢之间连接，在工字钢上焊接0.4×0.4m的2cm 厚钢板，使用Φ20mm的螺栓连接；立柱工字钢与地面连接，采用预埋0.6×0.9m

的2cm厚钢板，与立柱工字钢焊接，并另附4块加强钢板焊接。

2.1.5龙门架基础

每个基础的断面形式为1.2m×1.2m×1.2m现浇C25混凝土，在基础中预埋钢板，以便于立柱与基础的连接，钢板厚度20mm，平面尺寸为900mm×600mm，在预埋钢板上焊接3根直径?25钢筋，钢筋长度为2.3m。钢筋与钢板的焊接应当牢固、饱满。

平台宽度不小于1.5m，木板满铺，用铅丝绑牢，不许有探头板，设置护栏，并挂设安全护网；搭设电葫芦操作平台采用L100×80角钢，平面尺寸1m×2m，栏杆高度1.4m，水平护栏不少于3道。

1)检修平台

在提升架上设电葫芦简易检修平台，检修平台未设置栏杆，在进行检修作业时，应按高空作业要求进行，必须佩带保险绳。另外，本检修平台承载力较低，检修人员不超过两人，检修用工具重量不超过10Kg。

2)爬梯及挡土撑

在龙门架立柱上焊接φ20的圆钢作爬梯踏步，间距300mm，圆钢与立柱工字钢两翼焊牢。为方便堆土和出土，在堆土跨距立柱底0.4m，1.2m和2.0m处立柱内侧各设一道挡土撑，挡土撑采用I14。

图—1 柱脚部位做法

图—2龙门架基础图

图—3龙门架立面图

图—4龙门架剖面图

2.2龙门架结构验算

龙门架的受力为集中荷载且沿着大梁移动，行梁采用Ｉ30b工字钢，为了偏于安全计算按照最不利的简支梁受力方式进行。

主要荷载如下：

土斗自重：1×1×5=5m3×78.5kg/m2=392.5kg×10≈4KN

土方重量：1m3×2t/m3≈2000kg×10=20KN

电葫芦重量：≈9KN

合计：33KN。

故集中荷载取F=20+4+9=33KN。根据过去的施工经验，可选用Ｉ30b工字钢

行走梁进行强度和稳定性验算。梁跨度为6m 、6m ，荷载为33KN ，工字钢比重为52.8kg/m ，强度和稳定性验算如下：

（1） 内力计算

电葫芦荷载考虑1.1的动力系数，最大弯矩设计值： Mmax=1.2（1/8*q*L 2+1/4*F*L ）

=1.2*1/8*0.528*62+1.1*1.4*1/4*33*6 =79.1KN ·M 支座最大剪力值：

Vmax=1.2q*L+1.1*1.4*1.0*F =1.2*0.528*6+1.1*1.4*1*33 =54.62KN （2）抗弯强度验算

提升架为临时施工结构，重要性系数取0.9。 查表GB/T706-2008中热轧工字钢截面特性表，可知 Wx=627×103mm3 σ=0.9×Mmax/ Wx

=0.9×79.1×106/627×103 =114N/ mm 2 ＜f=215 N/ mm 2 故强度满足要求。 （3）抗剪强度验算

查表GB/T706-2008中热轧工字钢截面特性表，可知 Ix=9400cm 4，Ix/Sx=25.4，

tw=11.8mm

τ=0.9×Vmax×Sx/Ix×tw

=0.9×(54.62×103) ×1/(25.4×11.8)

=164N/mm2

＜f=215 N/ mm2

故强度满足要求。

（4）稳定性验算计算

大梁受压翼缘侧向自由度长度最大值L=6m，与梁宽度的比值L/b=6000/128=46.88＞16，必须进行整体稳定性计算。查表得Ｉ30b工字钢的整体稳定性系数Φb=0.6，Φb′=0.7。

0.9×Mmax/Φb′×Wx=σ/Φb′=160N/mm2

＜f=215 N/ mm2

整体稳定性满足要求。

（5）刚度验算

E=210×103N/mm2，I=11.6×103cm4

v=FL3/48EI

=33×103×63×109/48×210×103×11.6×107=6mm＜6000/300=20mm。

承重横梁采用Ｉ28b工字钢，与立柱一起形成框架结构。为了偏于安全，验算按照最不利的简支梁受力方式进行，横梁计算长度6m，按简支梁计算，弯矩最大为C点。

（1）抗弯强度验算

Mmax=1.1×1.4×0.25FL

=1.1×1.4×0.25×（33+0.53×6）×3

=41.8KN·M

查表：GB/T706-2008中热轧工字钢截面特性表，可知Wx=534×103 σ=Mmax/ Wx

=41.8×106/534×103 =78 N/mm 2 ＜f=215 N/ mm 2 故抗弯强度符合。 （2）整体稳定性验算：

由于L/b=3000/124=24.2＞16，必须进行整体稳定性计算。查表得Ｉ28b 工字钢的整体稳定性系数Φb=0.825，Φb ′=1.07-0.282/0.825=0.95。

0.9×Mmax/Φb ′Wx=σ/Φb ′ =78/0.95=82.1 N/ mm 2 ＜f=215 N/ mm 2 （3）刚度验算：

E=210×103N/mm 2，I=11.6×103cm 4 V=FL 3/48EI

=36.18×103×63×109/48×210×103×11.6×107=6.34mm ＜6000/300=20mm 立柱采用Ｉ28b 工字钢，按立柱高度6m 进行验算。

计算荷载：立柱所受的竖向荷载主要有：门架梁的自重、行梁的自重、电葫芦的负荷。八字撑Ｉ20工字钢，八字撑可抗行梁对立柱的偏心压力，立柱受力可简化计算，将电葫芦的负荷加在一根立柱上进行计算，该计算结果远大于一根立柱实际受力的计算结果，因而用前一种受荷方式进行验算更加安全。

（1）抗压强度计算： 公式：

σ=N/A ≤f

Nmax=N=33.6KN ，截面面积A=61cm 2

=33.6×103/61×10ˉ4=5.508×106Pa ＜f=215Mpa （2）稳定性验算

公式：σ=π2E/λ2＜f=215Mpa 长细

比：λx=l αx/h=6/0.28=21.43

6m

33.6KN