龙门架设计方案

220KV变电站改造220KV切改工程

竖

井

龙

门

架

及

电

葫

芦

装

卸

方

案

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日期: 2007年8月28日

220KV变电站改造220KV切改工程

竖井龙门架及电葫芦安装拆卸方案

一.设计依据:

1.<<钢结构设计规范>>;

2.<<结构力学>>，清华大学，龙驭球；

3.<<钢结构设计原理>> 天津大学出版社，丁阳；

二. 现场情况及设计要求

依据现场情况,龙门架设计上需要考虑以下要求：

1．统一规格、材料及颜色；

2．适应工程竖井尺寸、满足提升能力的要求及市区施工较大存土能力的需要；

3．应方便安装、拆卸且保证施工安全。

三．初步设计

计划设计二跨单轨龙门架作为垂直运输工具。用于出土运料之用，设计承载能力为5吨，导轨大梁采用两跨总跨度为12m的I30a 工字钢梁，两跨分别为5.5m和6.5m。钢架横梁采用跨度为5.6m的单跨I30a工字钢。导轨大梁距离地面高度为5.6m。

此设计的力学验算，具体如下：

四．设计计算

导轨大梁受力主要为集中荷载，并且沿大梁移动。电葫芦重为1t，设计承载力为5t，集中荷载取50KN。依据设计，龙门架支立见

附图，受力简图如下：

采用I30a工字钢做大梁，梁自重为39.2Kg/m,强度及稳定性验算如下：

4．1．1 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=1.2×0.08ql2+1.1×1.4×0.2×Fl

=92.736KN*M

支座最大剪力设计值：

Vmax=1.2×0.6×ql+1.1×1.4×1.0×F

=79.565KN

4.1.2 抗弯强度验算

龙门架作为临时施工结构，重要性系数取0.9，查表GB706-65中热轧工字钢截面特性，可知：

Wx=682×103mm3;

0.9σ=0.9×Mmax/Wx=127.774N/m＜f=215N/m;

故强度满足要求。

4.1.3抗剪强度验算

龙门架作为临时施工结构，重要性系数取0.9，查表GB706-65中热轧工字钢截面特性，可知：

Ix/Sx=203.3;tw=10.2mm;

0.9ξ=0.9×VS/Itw=33.346N/m m2＜f=125N/m m2

故强度满足要求。

4.1.4稳定性验算

大梁受压翼缘侧向自由强度最大值 l=6.0m;

与梁宽的比值： l/b=41＞20；

查表φb=0.92

Φb’=0.76

0.9Mmax/(Φb’*Wx)=0.9×σ/Φb’=158.88N/m m2＜f=215N/mm

故整体稳定性满足要求。

4.1.5 刚度验算

最不利荷载组合如下图所示：

图中E点挠度：

We=0.521×ql4/100EI+1.497×FL3/100EI

=6.246mm＜15mm;

故刚度满足要求。

4.2钢架横梁

考虑根据竖井提升要求用双轨，为简化计算，工字钢自重不计。

横梁长6.0m,按简支梁计算跨中弯矩设计值：

Mmax=1.1×1.4×0.25×Fl=113.6KN*M

最大弯矩为C点。

0.9σ=0.9Mmax/Wx=158.768N/mm＜f=215N/mm

由于l/b=3000/145=20.69＞20，需要进行稳定性计算。

查表φb=0.92

Φb’=0.76

0.9Mmax/(Φb’*Wx)=198.751N/m m2＜f=215N/mm2

故整体稳定性满足要求。

4.3立柱

采用I30a工字钢，5.6m高，经查表计算长度系数为0.684。

截面特性值：截面面积A=49.9cm3,惯性距Ix=7112cm4,Iy=527cm4。

长细比：

Λx=lo/ix=33.456

Λy= lo/ix=122.145＜150符合规范要求。

4．4支撑工字钢的稳定性验算

采用两根I30a工字钢并排码放，承担中间吊梁的重量，南侧悬空部分力学计算。为简化计算，立柱工字钢重量忽略不计。受力简图如下：

横梁长6.0m，按简支梁计算跨中弯矩设计值：

Mmax=1.1×1.4 ×0.25×Fl=112.3KN*M

由于采用的是两根I30工字钢，故单根受力为:Mmax’=Mmax/2=55.78KN*M

最大弯矩为C点。

0.9σ=0.9Mmax/Wx=67.88N/mm2＜f=215N/mm2

由于l/b=3500/145=20.138＞20，需要进行稳定性计算。

查表φb=0.92

Φb’=0.76

0.9Mmax/(Φb’*Wx)=73.876N/m m2＜f=215N/mm2

五．设计说明

1．预埋件采用σ=20mm钢板，尺寸准确无误，立柱基础尺寸：长×宽×高=0.5×0.6×0.6m；灌注C25砼，振捣密实。

2．工字钢与连接钢板焊接必须牢固，螺栓必须套紧，保证在提升重物时，提升架整体稳定；

4．龙门架应安设防雷接地装置，且符合规定；

5．龙门架侧向加设剪刀撑，以增强侧向刚度。剪刀撑为角钢L10×8，与立柱间采用焊接，连接板采用10mm厚钢板；

6．在立柱上下部各焊一块10mm厚剪刀撑连接钢板，上部剪刀撑连接钢板中心距立柱顶0.3m，下部剪刀撑连接钢板中心距立柱底1.25m。剪刀撑角钢与连接钢板焊接牢固。

7．手工焊接时，采用E43系列焊条；自动焊或半自动焊时，焊丝和焊剂与主体金属强度相应，焊丝采用H08A;

8．与立柱焊接处焊缝高度为8mm，其余焊缝均为6mm，且满焊。 9．挡土撑上满铺10mm厚钢板，并焊接牢固；

10．为保证龙门架承重梁及吊梁的整体稳定性，分别在其两翼部分焊接交承，工字钢型号不小于I25。

六.电葫芦安装

1. 电葫芦为额定载荷5吨。在安装前需要到指定部门检测得出检测报告并附有产品合格证书。

3．电葫芦轨梁I30a工字钢与横梁I30a工字钢连接必须牢固。电葫芦应加垂直和水平运输陷位器；