卷扬机方案全解

目录

一、概况 (1)

二、垂直运输方案 (1)

三、滑轨稳定性验算 (1)

四、施工方案 (5)

五、安全措施 (6)

卷扬机施工方案

一、概况

深云车辆段新开挖边坡，最大高度高度85m（自现状地面），最低处分为五级，最高度分为八级。根据工期、施工难度、对后续施工的影响的需要将新开挖边坡分为3个施工区，安排3个施工队伍进行施工。

边坡花池砌筑施工需要大量的工程用材料如青砖、沙子、水泥等。一级到三级马道因为边坡高度低，施工材料采用起重量为100吨的汽车吊进行垂直运输能够满足要求；四级～八级马道则存在垂直运输困难问题。根据施工需要拟布置2台卷扬机进行垂直运输。

二、垂直运输方案

一级到三级马道采用汽车吊进行垂直运输。

四级马道及以上采用卷扬机进行垂直运输。采用禅联建筑工程机械厂生产额定拉力为0.8吨的卷扬机，电动机功率3KW，钢丝绳直径11.5mm，卷筒直径180mm，卷筒容绳量45m，钢丝绳额定速度35m/min，整机重量200kg。动力采用河南省长葛市嘉瑞电机厂生产的Y112M-4型电动机。

采用普通架子管做滑轨，间距3.1m。Φ22mm螺纹钢筋锚入岩石做支撑，锚固深度50cm。钢筋支撑外露部分即净高不超过70cm，间距1.0m。

卷扬机每次吊一级边坡，具体布置详见附图。

三、滑轨稳定性验算

吊篮每次运输100块青砖，每块尺寸为230x110x50mm，单位重量：2.3kg/块；

吊篮为连根6m长架子管和12.8mΦ20mm钢筋制成；

每次运输吊篮和架子管总重为：

F=（100×2.3+6×2×3.33+12.8×2.47）×10=3681.76N

根据实测五级～八级边坡最小坡比1:0.7，坡面倾斜度约为55°。

垂直运输时吊篮对单根斜坡滑轨的垂直压力

=F/2×cos55°=3681.76÷2×0.574=1056.67N

F

垂

吊篮与滑轨之间采用黄油做润滑剂，钢材与钢材之间有润滑时滑动摩擦系数为0.05～0.1，吊篮与滑轨之间是架子管与架子管圆弧面接触，接触面较小，本次计算滑动摩擦系数取0.07。

滑动摩擦力：F′=0.07×3681.76=257.72N。

1、斜坡段滑轨抗弯强度和挠度验算

滑轨采用壁厚3.0mm、外径48mm的架子管，抗剪强度满足要求，仅对其进行弯矩和挠度进行验算。

①抗弯强度验算

弯矩验算按照三等跨连续梁进行计算，跨间距即钢筋支撑间距l=1.0m。

动荷载系数取1.4，净荷载系数取1.2；

当荷载位于跨中时弯矩和挠度最大

架子管自重均布净荷载：q=3.33×10=33.3N·m

最大弯矩

×l=0.08×1.2×33.3×1×1+0.2×1.4×1056.67×1 M=0.08×1.2×q×l2+0.2×1.4×F

垂

=299.1N·m

抗弯强度

架子管截面抵抗矩W=4493mm3

σ=M/W=299.1×1000÷4493=66.56 N/㎜2＜205 N/㎜2=f

满足要求

②挠度验算

挠度计算按照二等跨连续梁偏安全

容许长细比取150

钢材弹性模量E=206KN/㎜2

架子管惯性矩I=10.78㎝4

ν=0.521×q×l4÷（100×E×I）+1.497×F垂×l3÷（100×E×I）

=0.712mm＜1000/150=6.67㎜

满足要求

2、斜坡段支撑稳定性验算

滑轨支撑采用Φ22mm螺纹钢筋，入岩50cm，净高h=70cm。

面积A=380.13mm2

惯性矩I=11499.01mm4

回转半径i=5.5mm

长度系数μ取1.5

①对稳定性公式适用范围进行验算

柔度λ=μh/i=1.5×700÷5.5=190.9小于钢结构支撑容许长细比[λ]=200

满足公式要求

②稳定性验算

由λ=190.9查得ψ=0.218

/(ψA)= 1056.67÷（0.218×380.13）=12.75 N/㎜2＜205 N/㎜2=f

F

垂

满足稳定性要求。

3、平台水平段滑轨弯矩和挠度验算

①最大弯矩

M=0.08×1.2×q×l2+0.2×1.4×F×l=0.08×1.2×33.3×1×1+0.2×1.4×1840.88×1 =518.64N·m

②抗弯强度

架子管截面抵抗矩W=4493mm3

σ=M/W=518.64×1000÷4493=115.43 N/㎜2＜205 N/㎜2=f

满足要求

②挠度验算

挠度计算按照二等跨连续梁偏安全

容许长细比取150

钢材弹性模量E=206KN/㎜2

架子管惯性矩I=10.78㎝4

ν=0.521×q×l4÷（100×E×I）+1.497×F×l3÷（100×E×I）

=1.241mm＜1000/150=6.67㎜

满足要求

4、平台水平段稳定性验算

①对稳定性公式适用范围进行验算

柔度λ=μh/i=1.5×700÷5.5=190.9小于钢结构支撑容许长细比[λ]=200

满足公式要求

②稳定性验算

由λ=190.9查得ψ=0.218

F

/(ψA)= 1840.88÷（0.218×380.13）=22.21 N/㎜2＜205 N/㎜2=f 垂

满足稳定性要求。

5、卷扬机稳定性验算

卷扬机底座尺寸1.31m×0.96m，垂直钢丝绳方向长1.31m，平行钢丝绳方向长0.96m。

卷扬机重量200kg，因为电动机装在底座偏后侧，卷扬机的重心偏后，为了偏于安全，

假设卷扬机的重心在底座中心处。

钢丝绳的角度与水平的夹角55°，受力点在钢丝绳与滚筒相切处。钢丝绳的最大拉

力为启动时的瞬间拉力，此时拉力为卷扬机的额定拉力800kg。

卷扬机重力和钢丝绳拉力的力矩以底座底部外侧点（B点）为支点。受力简图如下：

①抗倾覆验算

F1=200×10=2000N

F2=800×10=8000N

F1距B点的距离L1=0.48m，F1对B点的力矩：m1= F1×L1=2000×0.48=960N·m

F2距B点的距离L2=0.07m，F2对B点的力矩：m2= F2×L2=8000×0.07=560N·m

安全系数= m1/ m2=1.714，而且底座四个角还有四根地锚增加抗倾覆性，满足抗倾覆

要求。

②抗滑移验算

在卷扬机底座的四个角做地锚，采用Φ22mm螺纹钢筋锚入地面不低于80cm，外露

20cm。地锚的抗剪强度很显然满足要求，需要进行验算的是土的抗剪强度。

卷扬机和土的摩擦系数取0.4。

提升时摩擦力：F

=0.4×（2000+8000×sin55°）=3421.3N

摩