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1、1引水发电洞竖井段卷扬机安装方案1.概述根据引水发电洞竖井开挖支护及衬砌施工需要，须安设一台卷扬机用于起吊施工平台及钢筋、模板等材料的垂直运输。2. 卷扬机及辅助设备布置2.1 卷扬机布置竖井开挖及衬砌施工用卷扬机采用JM-5t卷扬机。因引水洞洞内空间小，卷扬机布置需便于其他设备出入、材料的运输及便于起吊，进行布置。卷扬机布置于上平段末端电洞0+256.00+257.57 洞段靠右侧紧邻风、水管布置。2.2 辅助设备布置卷扬机的辅助设备主要为滑轮和钢丝绳。根据引水发电洞竖井开挖、衬砌及施工安全要求，我部采用定、动滑轮配合卷扬机的方式起吊，即在竖井轴心顶部上弯段顶拱向下 1.5m 处设置 1#定
2、滑轮；为了防止卷扬机的起吊过程中出现脱轨现象，在距卷扬机 7m 的范围内设置 2#定滑轮。1#、2#定滑轮以及卷扬机轴心必须位于在同一条直线上。为了防止在起吊过程中钢丝绳受力后发生扭转，将钢丝绳的端部固定于固定 1#定滑轮的简易桁架上，并在钢丝绳的中部设置动滑轮。具体布置详见引水洞竖井段施工卷扬机布置图（NZX-YSD-SG-01）3 安装措施3.1 卷扬机安装方案安装前，先采用挖机将场地整平，后采用全站仪准确放样出卷扬机及定滑轮的位置。安装时，采用 ZL50G 装载机将 5t 卷扬机挑至指定部位并按照要求调整卷扬机为角度。调整结束后，在卷扬机槽钢底座上加配重，后拉地锚固定。3.2 辅助设备安
3、装1#定滑轮安装前，根据原设计图纸要求在其上弯段拱顶电洞 0+274.85 处设置吊耳锚杆，但由于开挖后，其上弯段围岩不稳定、岩体破碎，采用吊耳锚杆固定定滑轮，不能满足施工起吊重量的要求。根据现场开挖后的实际情况，我部在上弯段电洞 0+274.85 处支护拱架上增设简易桁架。为了满足施工起吊重量的要求，2简易桁架采用 I220a 型钢现场加工制作，并与支护拱架有效焊接。桁架安设完成后，在其上采用全站仪准确放样处 1#定滑轮的位置，调整好角度后，焊接固定于桁架上。2#定滑轮固定于上弯段内侧且靠近卷扬机，在起吊过程中，随着钢丝绳在卷筒上顺次缠绕，会给定滑轮以左或右的拉力。2#定滑轮安装时，在其底部
4、焊接 50cm的方形底板。并在其两边设置锚杆后与底板焊接加固。定滑轮安装完成后，安装钢丝绳及动滑轮。3.3 施工流程根据施工要求结合现场实际情况，卷扬机及其辅助设备安装流程如下：卷扬机及其辅助设备安装流程 图 13.4 施工准备组织专业的技术人员，进行施工方案编制。通过会议讨论，最终确定最优施工方案。并根据最中确定的方案要求，将设备、材料拉运至施工现场。3.5 受力分析通过对卷扬机、滑轮等设备的受力分析、计算，确定卷扬机、滑轮的布置及加固方式，从而保证整个施工过程的安全性。3.5.1 卷扬机受力分析 fGmFyx卷扬机受力分析图 图 2经分析，卷扬机上部加盖的配重及其自身重量作用下的静摩擦力和
5、四根锁脚施工准备 场地整平、测量放线卷扬机安装、加固辅助设备安装、加固联合验收3锚杆提供的拉力的合力。由公式，合力 F=f+f=（G+G）+0.9*n*f=（8+51.8）*1.6+0.9*4*80=383.68KN式中， F为卷扬机底座下部锁脚锚杆提供的拉力及配重块和卷扬机自身提供的静摩擦力的合力。F 为配重块和卷扬机自身提供的静摩擦力。f为卷扬机底座下部锁脚锚杆提供的拉力。G 为卷扬机整机重量，5t 卷扬机整机重量 800kg。G为配重块重量，一个配重块中 2.59t。 为摩擦系数，其为碎石碾压处理摩擦系数取 1.6。n 为固定卷扬机底座的锁脚锚杆个数。卷扬机在 x 轴方向的分力 Fx F
6、x=cos*F=0.961*50=48.06KNFF x ,加固满足使用要求。3.5.2 2#定滑轮受力分析 Gm1FyxF156742#定滑轮受力分析图 图 32#定滑轮采用在底座上焊接方形钢板，并用 3.0m 锁脚锚杆加固。经分析，滑轮自身重量和钢板的重量以及四根锁脚锚杆提供的拉力的合力。由公式，合力 F2=G+0.9*n*f=(G+g)+0.9*n* f=(0.15+0.02)+0.9*4* 80=(0.15+0.02)+0.9*4* 80= 288.17KN4式中， F 2为 2#定滑轮底座下部锁脚锚杆提供的拉力及自身和底座重量的合力。G为 2#定滑轮自身和底座重量之和。G 为 2#定
7、滑轮自身重量。g 为 2#定滑轮底板重量。2#定滑轮受到钢丝绳的拉力在 y 轴方向的分力 FY FY=cos*F+ cos*F 1=cos74*50+ cos56*50=41.742KN式中，F Y为 2#定滑轮受钢丝绳拉力在 y 轴的合力。F 为卷扬机通过钢丝绳给 2#定滑轮的作用力。F 1为 1#定滑轮通过钢丝绳给 2#定滑轮的作用力。 为 F 作用力与 y 轴的夹角，夹角为 74。 为 F 1作用力与 y 轴的夹角，夹角为 56。F2 Fx 因此,对 2#定滑轮的加固方案满足使用要求。3.5.3 对 1#定滑轮的支撑桁架进行受理分析 Gm2xF134钢桁架受力分析图 图 4根据方案，桁架
8、顶部的钢梁采用 I220a 型钢，两侧的斜支撑采用 I160 型钢。通过分析桁架的受力，进而分析桁架在受动荷载条件下的整体稳定性、局部稳定性，从而判断桁架在卷扬机运行过程中的安全性。整体稳定性分析经分析，桁架在 y 轴方向的合力为 Fy=G+sin*F 1=50+ sin34*50=77.95KN5经分析，桁架两端焊接在支护拱架上且两侧有斜支撑，按照结构力学分析该结构为跨中受集中荷载作用、两端固定的超静定梁，其跨中在受荷载作用时的最大弯矩为Mmax。由式得，桁架跨中最大弯矩 Mmax=1/8*FL=1/8*77.95*1.33=12.96 KNM钢桁架采用 I220a 型钢，其 I220a 型
9、钢的弹性模量 E=2.061011N/m、剪切模量G=E/(1+)=7.7410 10N/m， I220a 的型钢截面惯性矩Iw=bh3/12=22*113/12=2440.17cm4有钢结构设计手册查的：I y=225cm4 It=309 cm4 L=2.66m钢梁发生整体失稳的临界弯矩 Mcr：cr= EL2w1+G 2式中， I y为 I220a 截面到 y 轴的惯性矩。It为 I220a 受压截面的惯性矩。L 为钢梁的有效距离，即两个固定支座之间的距离。经计算，得 Mcr=2.14106Ncm=21.4KNm， Mcr Mmax 表明钢桁架的整体稳定性满足施工要求。局部稳定性分析我部在
10、加固钢桁架时，在桁架顶部钢梁上每间隔 0.81.0m 设置了侧向支撑。根据钢结构局部稳定性分析要求，热轧工字钢在有纵向加劲肋或者侧向支撑时，不必验算、分析器钢梁的稳定性。因此，I220a 型钢桁架满足局部稳定性要求。3.5 测量放线、场地整平安装前，先采用全站仪根据布置要求，大致放样处卷扬机及 2#滑轮的安装位置。后采用小松 PC200 挖机对场地进行整平。整平后，再采用全站仪准确放样出卷扬机及2#定滑轮的安装位置，并用红色自喷漆正确标记。3.6 卷扬机安装、加固卷扬机有 8t 载重汽车经引水洞进口 1#临时施工道路拉运至现场。安装时，采用6ZL50G 装载机将 5t 卷扬机挑至事先标记好的卷
11、扬机的准确位置上。根据卷扬机、定滑轮的安装布置及安装要求，卷扬机的轴心应与与洞轴线夹角为79安装。卷扬机就位准确后，进行卷扬机的加固加固采用在卷扬机槽钢底座周围安打四根 3m 的锁脚锚杆，并在其上加盖配重块加固。配重块的尺寸根据以往拉混凝土面板时的施工经验，5t 卷扬机配重块尺寸采用 0.8*0.9*150cm，混凝土采用 C15 混凝土。使用时提前预制，待其强度达到强度的 70%后，采用 8t 载重汽车拉运至现场使用。3.7 辅助设备安装、加固辅助设备包括钢桁架、1#、2#定滑轮、动滑轮及钢丝绳。3.7.1 钢桁架加固1#定滑轮安装前，先在电洞 0+274.85 处安设简易桁架，待简易桁架安
12、设好后安装1#定滑轮。钢桁架加固采用将钢桁架梁的端部与洞体的支护拱架焊接，并将其两侧的斜支撑亦与支护拱架下部焊接牢靠，焊接完成后在钢桁架的斜支撑两侧各安打 4 根直径为 25mm，4.5m 长的锁脚锚杆与并斜支撑焊接加固。上弯段围岩极其不稳定、岩体节理裂隙发育，开挖过程中不断出现坍塌，且上弯段下部靠近竖井部分开挖后岩石极其破碎，且有泥化夹层，为了防止卷扬机在后期运行过程中，桁架受力后其脚部出现卸荷而发生大面积的垮塌以及在施工过程中竖井开口部位出现掉块。我部拟在其钢桁架的下部紧贴斜支撑安设垂直于竖井轴心线的型钢拱圈，拱圈间隔 50cm 设置，拱圈采用I160 型钢，拱圈与拱圈之间间隔 2m 设置
13、竖向支撑。在紧贴型钢拱架下部，环向间隔1m 垂直岩面安打 3m 的锚杆，锚杆端部预先弯 10cm 的弯钩与拱圈焊接牢靠。拱圈、竖向支撑、锚杆采用焊接的方式使其连接为一个整体，保证整个桁架的稳定和施工的安全。具体钢桁架加固布置详见引水洞竖井段钢桁架加固支撑图（NZX-YSD-SG-03）7引水发电洞竖井段开挖后影像资料3.7.2 1#定滑轮安装1#定滑轮安设时其轴心应于卷扬机轴心安装在一条直线上，即亦必须将其轴心与洞轴心线夹角调整为 79 ，准确调整好滑轮位置后将其滑轮的底座焊接在桁架上即可。3.7.3 2#定滑轮安装、加固2#定滑轮固定在上弯段内侧距上弯段起始端 7m 处。由于其上弯段内总体岩
14、体破碎，风化严重，加之 2#定滑轮为接地滑轮其靠近卷扬机，起吊过程中定滑轮受钢丝绳给它的一个向上的作用力，且随着钢丝绳在卷筒上顺次缠绕，会给定滑轮以左或右的拉力。因此，固定、加固好 2#定滑轮非常重要，我部采用在 2#定滑轮的底座焊接 50*50*1cm的钢板，将其位置调整好后在其周围安打四根 3m 的锁脚锚杆加固。3.7.4 钢丝绳安装1#、2#动滑轮安装完成后，安装钢丝绳和动滑轮。钢丝绳穿过 2#动滑轮的轮槽，后经 1#动滑轮，并从桁架的中心穿过，再穿过动滑轮后将其钢丝绳末端固定于桁架上即可。3.8 卷扬机安全装置安装待卷扬机及其辅助设备安装完成后，安装卷扬机安全装置。安全装置一般包括荷载
15、限制器、行程限制器等。卷扬式的容许超载值一般定为不得大于额定起重容量的 10%。因此，在实际负荷达到额定起重量的 110%时，荷载限制器应自动切断电源，使电动机停止转动。上、下行程限位一般采用行程开关控制器，当卷扬机起吊或下降超过规定8时，行程开关制器会自动切断电源，使电动机停止转动。安全装置安装完成后，项目部联系监理进行验收。3.9 联合验收卷扬机及其辅助设备、安全装置安装完成后，由项目部联系监理进行验收，进行试运行，验收通过后方可投入使用。4 卷扬机安全操作规程4.1 安装时，基座必须平稳牢固，设置可靠的地锚并应搭设工作棚。操作人员的位置应能看清指挥人员和拖动的物件。 4.2 作业前检查卷
16、扬机与地面固定情况、防护设施、电气线路接地线、制动装置和钢丝绳等全部合格后方可使用。 4.3 卷扬机司机必须经过专业培训，考试合格，持证上岗作业，并专人专机。4.4 卷扬机后面应埋设地锚与卷扬机底座用钢丝绳拴牢，并应在底座前面打桩。 4.5 卷筒上的钢丝绳应排列整齐，如发现重叠和斜绕时，应停机重新排列。4.6 钢丝绳不许放完，最少应保留三圈。 4.7 钢丝绳不许打结、扭绕，在一个节距内断线超过 10时，应予更换。 4.8 作业中，任何人不得跨越钢丝绳，物件提升后，操作人员不得离开卷扬机。休息时物件或吊笼应降至地面。 4.9 作业中，司机、信号员要同吊起物保持良好的能见度，司机与信号员应密切配合，服从信号统一指挥。 4.10 作业中，如遇停电，应切断电源，将提升物降至地面。 4.11 卷扬机安装完毕必须按标准进行检验，并进行空载、动载、超载试验。 4.12 每日班前
