国能望奎生物发电1×30MW扩建120m烟囱工程井架及提论文
摘 要：有井架提升模板施工工艺以其设备简单、便于操作、工程质量容易控制、施工成本较低等优点，在140m以下烟囱等高耸构筑物工程中较多利用，井架的承载能力和安全稳定性是保证工程下正常施工的关键。本论文结合国能望奎生物发电1×30MW扩建120m烟囱工程为实例，对有井架提升模板施工工艺的竖井架及提升系统的安全稳定性进行了系统的验算。
关键词：竖井架；提升系统；安全稳定性
1. 前言
目前，在钢筋混凝土烟囱工程施工中，一般主要采取以下两种施工工艺，一种是有井架提升模板施工工艺，另一种是液压滑模施工工艺。而有井架提升模板施工工艺以其设备简单、便于操作、工程质量容易控制、施工成本较低等优点，在100m乃至140m以下烟囱等高耸构筑物工程中较多利用，其工艺原理是外模采用滑模原理，采用一节模板向上提升；内模采用倒模原理采用两节模板向上翻模，其特点是：外模采用手动葫芦提升工艺，内模采用两节模板移置工艺，垂直运输采用型钢竖井架。
采用有井架提升模板施工工艺，由于所有荷载最终均作用在竖井架上，井架的承载能力和安全稳定性控制就成为采用本工艺施工安全管理工作的主要内容。因此有必要对井架及操作提升系统的承载能力进行核算。本文以国能望奎生物发电1×30MW扩建120m烟囱工程为例，详细介绍竖井架及提升操作系统的安全稳定性计算。
2、井架及操作平台构成
国能望奎生物发电1×30MW扩建120m烟囱高度为120m，底口直径10.6m，出口直径4m。井架断面尺寸为1000×1000，立柱采用∠75×8角钢制作，水平及斜拉杆采用∠50×5制作，立柱单节长2500mm，两端及中间均设置水平拉杆，每节内设两道斜拉杆，筒身内每30m高四周设水平拉结，以保证井架的垂直度。
操作平台系统：操作平台由14根下一页
=110.6KN.m
② 工作状态：
荷载 Q=Qs+Qd+Ql=0.73*12.5+83.26+33.7=126.1KN
弯矩：M=119KN.m
4.2.2.2 顶部平台处仅验算工作状态。
4.2.3 底部验算：
4.2.3.1 井架截面整体长细比：
λ= 4—1
λ==62.6
换算长细比
λ0=(λ2+40xA/A1)1/2 4—2
λ0=（62.62+40x4600/960)1/2=64.1
φ=0.786
4.2.3.2 井架的理论承载力：
Nex=π2EA/1.1λ02 4—3
Nex =3.142*210000x4600/(1.1*64.12)=2107KN
① 125m时：
σ=Kx(N/φA+M/W(1-φN/Nex)) 4—4
σ=2*(208.34/(0.786*4600)+0)=115Mpa<fk=215Mpa
② 42.5m时：
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分肢稳定：
λ1=L0/imin 4—5
λ1=1250/14.7=85
φ=0.655
① 125m时：
σ=KxN/φA1 4—6
σ=2*208.34/(4*0.655*1150)=138Mpa<fk=215Mpa
② 42.5m时：
σ=KxN/φA1
=2*（148+67650/0.5/2)/(4*0.655*1150)=188Mpa<fk=215Mpa
结论，当井架高度42.5m时，且仅30m设一道支撑时，施工状态结构最不利，薄弱点为分肢稳定，但结构承载力满足安全要求。
4.2.4顶部验算：
a) 井架截面整体长细比：
λ===26.1
换算长细比
λ0=(λ2+40xA/A1)1/2=（26.12+40x4600/960)1/2=29.5
φ=0.936
井架的`理论承载力：
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
分肢验算：
σ=KxN/φA1
=2*（124+119000/0.5/2)/(4*0.655*1150)=216Mpa≈fk=215Mpa
结论：经验算，在平台处，在工作状态，井架整体稳定满足要求，分肢稳定达到极限状态，由于施工状态存在不确定性，施工中应采取避免两车砼过于集中并分散施工人员。
5、 钢丝绳安全性验算：
本工程用于材料运输起重的钢丝绳采用 φ=16mm，破断拉力为 132KN的钢丝绳，钢丝绳允许拉力为：
[Fg]=βFg/k 5—1
[Fg]=0.82*132/5=21.65KN>Q10+Q14=6+4.6=10.6KN.
说明钢丝绳是安全的。
6、平台提升系统承载能力验算：
平台系统采用18个3t手扳葫芦，其总承载能力为：
P=18x3=54t=540KN。
平台系统总荷重：
P0=Qd+QL=83.26+33.7=117KN
平台系统提升时按20%超载，手扳葫芦按75%能力工作，则其安全系数为：
K=Px0.75/P0x1.2=540x0.75/(117x1.2)=2.88
计算说明平台提升系统是安全的。
7、其他：
7.1 当井架系统低于42.5m高，即在30m处仅有一道支撑时，该支撑应采用刚性支撑，其构件长细比应不大于120。
7.2当井架高度大于42.5m时，除最顶部的支撑采用刚性支撑外，其余支撑可采用柔性支撑。
7.3本结构薄弱点在平台处的井架主肢上，施工中应控制施工荷载的不均衡布置，必要的
时候采用加固平台处主肢的措施。
8、附图
平台剖面示意图
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