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國能望奎生物發(fā)電1×30MW擴建120m煙囪工程井架及提論文
摘 要：有井架提升模板施工工藝以其設(shè)備簡單、便于操作、工程質(zhì)量容易控制、施工成本較低等優(yōu)點，在140m以下煙囪等高聳構(gòu)筑物工程中較多利用，井架的承載能力和安全穩(wěn)定性是保證工程下正常施工的關(guān)鍵。本論文結(jié)合國能望奎生物發(fā)電1×30MW擴建120m煙囪工程為實例，對有井架提升模板施工工藝的豎井架及提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)的驗算。
關(guān)鍵詞：豎井架；提升系統(tǒng)；安全穩(wěn)定性
1. 前言
目前，在鋼筋混凝土煙囪工程施工中，一般主要采取以下兩種施工工藝，一種是有井架提升模板施工工藝，另一種是液壓滑模施工工藝。而有井架提升模板施工工藝以其設(shè)備簡單、便于操作、工程質(zhì)量容易控制、施工成本較低等優(yōu)點，在100m乃至140m以下煙囪等高聳構(gòu)筑物工程中較多利用，其工藝原理是外模采用滑模原理，采用一節(jié)模板向上提升；內(nèi)模采用倒模原理采用兩節(jié)模板向上翻模，其特點是：外模采用手動葫蘆提升工藝，內(nèi)模采用兩節(jié)模板移置工藝，垂直運輸采用型鋼豎井架。
采用有井架提升模板施工工藝，由于所有荷載最終均作用在豎井架上，井架的承載能力和安全穩(wěn)定性控制就成為采用本工藝施工安全管理工作的主要內(nèi)容。因此有必要對井架及操作提升系統(tǒng)的承載能力進行核算。本文以國能望奎生物發(fā)電1×30MW擴建120m煙囪工程為例，詳細介紹豎井架及提升操作系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性計算。
2、井架及操作平臺構(gòu)成
國能望奎生物發(fā)電1×30MW擴建120m煙囪高度為120m，底口直徑10.6m，出口直徑4m。井架斷面尺寸為1000×1000，立柱采用∠75×8角鋼制作，水平及斜拉桿采用∠50×5制作，立柱單節(jié)長2500mm，兩端及中間均設(shè)置水平拉桿，每節(jié)內(nèi)設(shè)兩道斜拉桿，筒身內(nèi)每30m高四周設(shè)水平拉結(jié)，以保證井架的垂直度。
操作平臺系統(tǒng)：操作平臺由14根下一頁
=110.6KN.m
�、� 工作狀態(tài)：
荷載 Q=Qs+Qd+Ql=0.73*12.5+83.26+33.7=126.1KN
彎矩：M=119KN.m
4.2.2.2 頂部平臺處僅驗算工作狀態(tài)。
4.2.3 底部驗算：
4.2.3.1 井架截面整體長細比：
λ= 4—1
λ==62.6
換算長細比
λ0=(λ2+40xA/A1)1/2 4—2
λ0=（62.62+40x4600/960)1/2=64.1
φ=0.786
4.2.3.2 井架的理論承載力：
Nex=π2EA/1.1λ02 4—3
Nex =3.142*210000x4600/(1.1*64.12)=2107KN
�、� 125m時：
σ=Kx(N/φA+M/W(1-φN/Nex)) 4—4
σ=2*(208.34/(0.786*4600)+0)=115Mpa<fk=215Mpa
�、� 42.5m時：
σ=Kx(N/φA+M/W(1-φN/Nex))
=2*(148/(0.786*4600)+67650/(2111249*(1-0.786*148/2107)) =150Mpa<fk=215Mpa
4.2.3.3分肢穩(wěn)定：
λ1=L0/imin 4—5
λ1=1250/14.7=85
φ=0.655
① 125m時：
σ=KxN/φA1 4—6
σ=2*208.34/(4*0.655*1150)=138Mpa<fk=215Mpa
�、� 42.5m時：
σ=KxN/φA1
=2*（148+67650/0.5/2)/(4*0.655*1150)=188Mpa<fk=215Mpa
結(jié)論，當(dāng)井架高度42.5m時，且僅30m設(shè)一道支撐時，施工狀態(tài)結(jié)構(gòu)最不利，薄弱點為分肢穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)承載力滿足安全要求。
4.2.4頂部驗算：
a) 井架截面整體長細比：
λ===26.1
換算長細比
λ0=(λ2+40xA/A1)1/2=（26.12+40x4600/960)1/2=29.5
φ=0.936
井架的理論承載力：
Nex=π2EA/1.1λ02=3.142*210000x4600/(1.1*29.52)=9935KN
σ=Kx(N/φA+M/W(1-φN/Nex))
=2*(126.1/(0.936*4600)+119000/(2111249*(1-0.936*126.1/9935))
=155Mpa<fk=215Mpa
分肢驗算：
σ=KxN/φA1
=2*（124+119000/0.5/2)/(4*0.655*1150)=216Mpa≈fk=215Mpa
結(jié)論：經(jīng)驗算，在平臺處，在工作狀態(tài)，井架整體穩(wěn)定滿足要求，分肢穩(wěn)定達到極限狀態(tài)，由于施工狀態(tài)存在不確定性，施工中應(yīng)采取避免兩車砼過于集中并分散施工人員。
5、 鋼絲繩安全性驗算：
本工程用于材料運輸起重的鋼絲繩采用 φ=16mm，破斷拉力為 132KN的鋼絲繩，鋼絲繩允許拉力為：
[Fg]=βFg/k 5—1
[Fg]=0.82*132/5=21.65KN>Q10+Q14=6+4.6=10.6KN.
說明鋼絲繩是安全的。
6、平臺提升系統(tǒng)承載能力驗算：
平臺系統(tǒng)采用18個3t手扳葫蘆，其總承載能力為：
P=18x3=54t=540KN。
平臺系統(tǒng)總荷重：
P0=Qd+QL=83.26+33.7=117KN
平臺系統(tǒng)提升時按20%超載，手扳葫蘆按75%能力工作，則其安全系數(shù)為：
K=Px0.75/P0x1.2=540x0.75/(117x1.2)=2.88
計算說明平臺提升系統(tǒng)是安全的。
7、其他：
7.1 當(dāng)井架系統(tǒng)低于42.5m高，即在30m處僅有一道支撐時，該支撐應(yīng)采用剛性支撐，其構(gòu)件長細比應(yīng)不大于120。
7.2當(dāng)井架高度大于42.5m時，除最頂部的支撐采用剛性支撐外，其余支撐可采用柔性支撐。
7.3本結(jié)構(gòu)薄弱點在平臺處的井架主肢上，施工中應(yīng)控制施工荷載的不均衡布置，必要的
時候采用加固平臺處主肢的措施。
8、附圖
平臺剖面示意圖
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