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1、四川九龙河溪古水电站压力钢管制作安装工程临时施工简易往复式运输索道设计、安装措施批准： 审核： 编写： 中国水电七局九龙河机电安装项目部二一一年六月十五日1压力钢管垂直运输用临时施工简易往复式运输索道设计方案及安装措施一、概述四川省甘孜州九龙河溪古水电站位于九龙河中游，电站为引水式电站；在近厂房段隧洞内布置压力钢管，根据施工布置，压力钢管需从山下往上平支洞口和中平支洞口运输，然后在支洞口卸车并运输至安装位置。二、方案设计及选型1、编制依据1.1、建设单位及压力钢管安装单位的要求；1.2、压力钢管最重吊装重量、外形尺寸等参数；1.3、现场实际地形地貌及测量资料；1.4、选型设备及材料参数资料；1
2、.5、现场施工布置及现场施工条件；1.6、 缆索式起重机设计 、 起重与运输 、 建筑施工计算手册等专业书籍。2、索道设计2.1、索道布置原则根据前期地形地貌测量资料以及用途作为依据来布置索道，有以下几个方面：（1） 、索道轴线必须满足能在中平支洞及上平支洞附件的公路上卸车，且不影响施工道路；并尽量减少成本投入。（2） 、根据地形，卷扬机系统只能布置在下主锚固端附件。（3） 、索道的上锚固端尽量高，以满足最大件压力钢管能在上平支洞口附件的公路上卸车。2（4） 、综合考虑吊装压力钢管参数，并考虑安全系数，索道设计按吊装 10t 设计。2.2、选型参数及校核（1）主要设备选型根据测量资料、吊装荷载
3、等参数要求初步选定主要设备、材料参数见表 1。表 1 主要参数选型表额定起重量（t）跨度（m）上下锚固端高差（m）主承载索 牵引索 起升索 起重卷扬机 牵引卷扬机10 452 339.9256mm（1770MPa）637IWR28mm（1770MPa）637FC20mm（1770MPa）637FCJM-10t卷扬机QP-10t 双卷筒摩擦型卷扬机（2）校核计算a、承载索安全系数： K=2.504主索单位荷载： q 1=29.8111.9 kg/m=233.5 N（2 根主索）牵引索单位荷载： q2=29.812.7 kg/m=52.97 N（3 根牵引绳，其中两根受力于承载索上）起升索单位荷载
4、： q 3=9.811.382 kg/m=6.77 N（起重绳的一半作用于承载索上）总均布荷载： q=293.24 N荷载重力： P=10t=98.1 KN小车、吊具等： Q=3t=29.43 KN(综合考虑小车、吊具及绳索等取 3t)跨中挠度： f=0.055L=24.86m（初始绕度取 4.5%，最大受力时绕度取35.5%）视线坡角： =36.94跨度： l=452m两端高差： h=339.9m当荷载位于主索跨中时承载索为最大内力，其最大内力 T 为：承载索最大水平张力： 2()956.88cos4mqlPQlHKNff垂直分力： 1().022mlhVHl最大内力： 2190.37mmT
5、KN查五金手册56mm 钢丝绳单根最小破断拉力为 1770KN，两根主索总破断拉力为：Sb=3540KN。安全系数： 满足要求。2.74bSKT完全应力验算：钢丝绳弯曲应力与拉应力之比，应满足下式要求： np 1.0其中 ()nHpPQEA式中 钢丝绳弯曲应力（N/mm 2） ；n钢丝绳拉应力（N/mm 2） ；pAH 钢丝绳的截面积（mm 2） ；n 滑轮上的滑轮数；4E 弹性模量，E=810 4 N/mm2。236/pHTNmA=满足要求。2()0/nHpPQEnp 0.56因此，承载索选用两根 56mm， 637IWR，1770MPa 钢丝绳满足要求。b、牵引系统牵引钢丝绳的内力为：F
6、= F 1 + F2 +F3 + F4 F1 、F 2为克服沿倾斜承载索上升的内力，F 1 =（P+Q） ， F 2=0.5Q；sin为钢丝绳倾角（） ，取 36.94；F3克服滑车滚轴中的摩擦力，取 0.15（P+Q） ；F4起重绳产生的拉力。所以 F = F1 + F2 +F3 + F4 =127.530.6+0.15127.43+43.8=190.46KN取牵引钢丝绳的内力为：43.8KN；28mm 起重钢丝绳采用 3 根布置，两根平均受力，每根钢丝绳受力为：190.46/2=95.23KN。查表 28mm 破断拉力为：409KN，安全系数 ，满足要求。4.bSKT选用 100KN 卷扬
7、机，其牵引力 100KN95.23KN，满足要求（小车两端布置一动滑轮，卷扬机牵引力降低一半） 。c、起重系统20mm 钢丝绳单根破断拉力 208KN，采用双联动滑轮组（=2） ，最大起重量为10t，即单根钢丝绳受力为 5t=49.05KN；所以起重钢丝绳安全系数 K=4.24，满足要求。选用 10t 起重卷扬机，卷扬机起重力大于最大起重量，满足要求。52.3 地锚设计根据受力计算上部主地锚受力最大，总受力 1290KN，其中水平力 956KN，垂直力866KN。地锚按 3 倍安全系数考虑，所以布置地锚受力应3600KN，根据现场施工条件及地质情况，上部地锚采用锚筋束、锚杆和砼联合受力方式。下
8、部主地锚深埋式地垄砼压重地锚，挖坑利用岩土阻力，以减少砼的浇注量，从而降低成本。具体见索道上下地锚布置图。3、 索道下游侧地锚3.1 索道主地锚下主地锚设置在业主办公楼上游侧（见示意图 1） ，沿地面开挖出坑约长 4.5m宽4.5m深 3.5m。在坑底布置防滑键或打锚杆以增加抗滑移能力，再用水泥砂浆浇筑平，然后铺设主锚埋件。埋件用 2509 钢管长约 3.5m，管内用水泥砂浆填实。将32mm螺纹钢（共 13 组）制作成 u 形，均匀环套在钢管上，并点焊固定（见示意图 2） 。用临时支撑将主锚和附锚临时固定。按设计要求将环套在钢管上的钢筋与地锚逐一连接。在钢管上部每间隔 1m 布置一层 16mm
9、 钢筋，共三层，钢筋间距 20cm。四周布置一层，其作用是：确保钢筋、砼联合、钢管联合受力，四周钢筋网能保证整个地锚整体受力，在以上工作完成后，按图浇筑砼，回填完成后，在主锚四周回填石渣并夯实。3.2 卷扬机地锚在距主锚约 20m 处，设置卷扬机地锚。挖掘一个长 6m、深 2m、宽 1m 的槽，倾斜度为75，布置 25 的螺纹钢筋 6 组，每组 3 根。立模后回填 c25 砼。然后，在锚坑四周回填石渣并夯实整平。最后，在往主锚方向浇筑一块 6m3m0.2m 的 c25 钢筋砼。4 、上主地锚：上主地锚利用锚筋束、锚杆和砼联合受力方法，具体见图及索道上锚固端技术说明。另外，山顶地锚的轴线位置正好
10、在 6#支洞顶部，需要该部位的棚子拆除、平整，还有靠外侧的岩石需开挖一个宽 5m，长 5m，深 5m 的缺口，以利于索道在吊运钢管时运行（实际开挖情况根据主索布置完成后确定） 。65、牵引地锚根据受力计算上部牵引地锚受力最大，总受力 18.5t，可在主地锚上下联合布置。三、主要设备及材料表根据选定设计方案，10t 缆索式起重机设备材料表见表 2。表 2 索道设备材料需求表序号 名称 型号规格 单位 数量 备注1 主索 56mm-637+IWR， 1770MPa m 1450 2 根主索2 牵引索 28mm-637+FC， 1770MPa m 19503 起重索 20mm-637+FC， 177
11、0MPa m 8004 起重卷扬机 10t 台 15 牵引卷扬机 10t，050m/min 台 1 摩擦双卷筒6 小车 缆索运行小车 套 1 含加工件7 主锚埋件 现场制作 套 2 8 卷扬埋件 现场制作 套 2 9 牵引钢构架 现场制作 套 2 含滑轮10 检修平台 个 311 配电盘 块 3 12 电缆 395+1 m 15013 电缆 350+1 m 10014 电缆 316+1 m 35015 卡扣 10t 个 816 卡扣 20t 个 817 绳卡 60 个 5018 绳卡 32 个 4019 导向滑车 自制 20t 个 10 含备件个20 导向滑车 10t 个 1621 导向滑车
12、16t 个 8722 卷扬机 JM-5t 台 1 施工单位供，检修用四、资源投入1、根据施工布置及安装要求，主要施工设备及材料投入见表 3。表 3 施工设备及材料投入表序号 名称 型号规格 单位 数量 备注1 汽车吊 25t 1 装卸车2 载重汽车 3t 辆 13 皮卡车 0.48t 辆 14 指挥车 现代越野 辆 15 卷扬机 JM5t 台 26 电焊机 ZX7400A 台 57 焊把线 50mm2 米 3008 焊把 500A 个 109 电焊条 E5015 Kg 120010 割枪 G100 套 211 氧气 瓶 10012 乙炔 瓶 5013 氧气带 米 20014 乙炔带 米 200
13、15 脚手架管 48 米 800 3.072T16 扣件 个 30017 铁丝 8#、10# Kg 20018 大锤 16P 把 219 断线钳 把 220 电工工具 套 121 铆工工具 套 122 安全绳 L=30m 根 1023 安全带 根 20824 安全帽 顶 3525 布手套 双 60026 线手套 双 10027 电焊手套 双 1028 钢板 各种板厚 t 429 电缆 24mm2 米 20030 电缆 36mm2+1 米 10031 磨光机 150/100 台 432 砂轮片 150/100 片 10033 油漆 各种颜色 Kg 10034 钢丝绳 15.5mm 米 8035
14、钢丝绳 19.5mm 米 8036 钢丝绳 24mm 米 802、人力资源投入为保证该缆索式起重机施工按期安全完成,根据本项目的实际情况，拟配精干、高效的施工班组；选派高素质、技术水平高的专业技术人员负责该项目施工。项目经理全面负责该项工作的组织、协调、指导，对整个工程的质量、安全、进度负责；设计人员负责对该缆机进行设计，并对施工过程进行设计指导；总工及技术员主要负责施工方案、工艺、技术，负责解决施工中具体实际问题以及技术指导工作；质量检验员全面对质量检验负责；安全员主要负责生产安全，确保施工在安全的前提下顺利进行。各施工工种各司其职，并相互协调，确保安装进度。其具体人力资源配置见表 4（不含
15、土建施工人员）。表 4 人力资源配置表序号 类别 人数 主要作用 备注1 项目经理 1 全面管理2 总工 1 全面技术指导3 技术员 1 现场技术服务94 质检员 1 质量跟踪及验收5 安全员 2 安全监管 专兼职各一名6 电气安装工 3 施工布置、维护及电气安装等7 机械工 6 设备安装调试8 起重运输工 10 起重运输、吊装9 电焊工 3 埋件制作及焊接10 司机 2 负责汽车、汽车吊等车辆11 普工 812 后勤人员 1 保障前方施工需要五、工期安排根据实际情况，只能计划每项工作直线工期。具体工期计划如下：1、埋件制造：20 天；2、主地锚施工（开挖、打孔、灌浆、浇注、扎筋、埋件）：30 天；3、缆索起重机安装准备：8 天；4、缆索起重机安装：20 天；5、调试、负荷试验：6 天。如果工期安
