梯笼专项综合项目施工专项方案.doc

第一节 编制依据
《建筑施工手册》第四版 中国建筑工业出版社；
《钢结构设计规范》(GB50017-) 中国建筑工业出版社；
《建筑结构荷载规范》(GB50009-)中国建筑工业出版社；
《建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)》中国建筑工业出版社；
《建筑施工安全检验标准》JGJ59-99 中国建筑工业出版社；
《建筑施工计算手册》江正荣著 中国建筑工业出版社；
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-)
第二节 工程概况
上海市轨道交通12号线土建工程29标段工程；属于深基坑;;地下2层；基坑局部深度13.58m；总建筑面积：11019.34平方米；施工单位：中铁二十四局集团。
本工程由上海轨道交通12号线发展投资建设，中铁第四勘察设计院集团设计，地质勘察，上海建科建设监理咨询监理，中铁二十四局集团组织施工；
第三节 人行梯笼方案选择
本工程考虑到施工工期、质量和安全要求，故在选择方案时，应充足考虑以下几点：
1、笼体结构设计，努力争取做到结构要安全可靠，造价经济合理。
2、在要求条件下和要求使用期限内，能够充足满足预期安全性和耐久性。
3、选择材料时，努力争取做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。
4、结构选型时，努力争取做到受力明确，结构方法到位，升降搭拆方便，便于检验验收；
5、综合以上几点，人行梯笼，还必需符合《建筑施工安全检验标准》要求，要符合市文明标化工地相关标准。
6、结合以上人行梯笼设计标准，同时结合本工程实际情况，综合考虑了以往施工经验，决定采取以下1种人行梯笼方案：
选择规格为（3600×1700×2500）箱式深基坑施工行人安全B型梯笼。

第四节 安装方案
1、施工前准备工作：
1.1 梯笼安装前应对安装人员进行安全技术培训。对质量及安全防护要求具体交底。
1.2 安装班组人员要有明确分工，确定指挥人员，设置安全警戒区，挂设安全标志，并派监护人员排除作业障碍。
1.3 依据设计建筑基坑深度查对安装高度。
1.4 安装作业前检验内容包含：
1.4.1箱式笼体成套性和完好性；
1.4.2提升机构是否完整良好；
1.4.3基础位置和做法是否符合要求；
1.4.4附墙架连接埋件位置是否正确和埋设牢靠；
1.4.5必备多种安全装置是否含有和性能是否可靠。
2、梯笼安装：
2.1基础
2.1.1在施工现场选择合理安装位置，对梯笼安装基础进行处理，开挖基础并扎实找平。
2.1.2在经扎实基础基础上铺设一层50厚木方，铺设面积为4100×2500。
2.1.3基础四面不得有积水现象，必需时在基础四面开挖排水沟。
2.2、安装程序
2.2.1安装人行出口标准节。
2. 2.1.1将出口标准节吊装在木方垫层上（出口向外），校准好水平，确保出口标准节安装好后垂直度在千分之一之内。
2.2.1.2安装第一道水平拉结杆，采取M12*160化学锚栓固定在地下连续墙上。
2.2.1.3以脚手管或角钢等金属材料，夯入地内2500mm深，并用导线和架体紧密连接。
2.2.2、安装标准节
2.2.2.1对标准节固定螺孔进行清理，确保螺孔和螺栓直径相配。
2.2.2.2采取10t以上吊机进行吊装，吊装时注意标准节内踏步走向要和出口节踏步走向一致，标准节吊装就位后安装螺栓并使螺栓展现放松状态，以利校正和安装，校正后紧固全部螺栓。依次循环，直至完成。
2.2.2.3标准节超出三节是需增加一道水平拉结杆，采取M12*160化学锚栓固定在地下连续墙上。
2.2.3、 安装入口节
2.2.3.1入口节吊装时注意安全门开启方向。
2.2.3.2入口节吊装就位后安装螺栓并使螺栓展现放松状态，以利校正和安装，校正后紧固全部螺栓。
2.2.3.3安装水平拉结杆，采取M12*160化学锚栓固定在地下连续墙上。
2.2.4、 安装入口通道
2.2.4.1入口通道和入口节门槛尽可能保持水平。
2.2.4.2入口通道采取50厚木方铺设，上面每500mm加设一道防滑条。
2.2.4.2入口通道安装完成后两边采取Φ48mm钢管搭设1.2m高防护栏杆。
梯笼使用过程中需随挖土深度进行加节，加节过程同安装程序。

第五节、安全和维护
5.1 梯笼内需安装24v安全电源照明行灯。
5.2定时对梯笼连接螺栓进行维护，如发觉松动立即进行紧固。
5.3定时对梯笼对垂直度进行测量，如发觉倾斜立即进行校正。

第六节 梯笼拆除安全技术方法
1、拆除前，全方面检验拟拆梯笼，依据检验结果，拟订出作业计划，报请同意，进行技术交底后才准工作。作业计划通常包含：拆除步骤和方法、安全方法、材料堆放地点、劳动组织安排等。
2、拆除时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专员指挥，严禁非作业人员进入。
3、拆除高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。
4、拆架程序应遵守由上而下，用吊机逐节吊除。

第七节、 附安装图
一、标高4.655m处梯笼安装平面部署示意图

注：
1、本图全部尺寸(除注明者外)均以毫米为单位，标高以米为单位。
2、附着杆件采取8#槽钢，连墙件采取200x200x10钢板，表面采取防腐处理，焊缝处除渣后刷无机富锌漆防腐。
3、后置锚栓为M12*160化学螺栓，拉力应满足11.00Kn。

二、标高-0.345m处梯笼安装立面部署示意图

注：
1、本图全部尺寸(除注明者外)均以毫米为单位，标高以米为单位。
2、附着杆件采取8#槽钢，连墙件采取200x200x10钢板，表面采取防腐处理，焊缝处除渣后刷无机富锌漆防腐。
3、后置锚栓为M12*160化学螺栓，拉力应满足11.00Kn。
4、后期随挖土深度进行加节，附着杆件安装高度应进行对应调整。
5、附着杆件安装位置及高度和现场结构相抵触时，应依据现场实际情况进行对应调整。

三、标高-7.034m处梯笼安装立面部署示意图

注：
1、本图全部尺寸(除注明者外)均以毫米为单位，标高以米为单位。
2、附着杆件采取8#槽钢，连墙件采取200x200x10钢板，表面采取防腐处理，焊缝处除渣后刷无机富锌漆防腐。
3、后置锚栓为M12*160化学螺栓，拉力应满足11.00Kn。
4、基础底板砼浇捣完成且达成设计强度后，对梯笼进行移位。安装位置应选在永久洞口处，待基坑主体完成后在进行拆除。
5、附着杆件安装位置及高度和现场结构相抵触时，应依据现场实际情况进行对应调整。

第八节 箱式梯笼计算书
箱式梯笼在工程上关键用于深基坑上下行人，各箱式笼体通常由厂家直接加工成型，施工现场必需严格根据厂商说明书安装。
本计算书根据《建筑施工计算手册》（江正荣主编）、《建筑施工安全检验标准》（JGJ59-99）编制。
一、荷载计算
1.梯笼自重力
梯笼自重力4.8kN/m；
梯笼总自重Nq=4.8×15=72 kN；
附墙架以上部分自重：
Nq1=4.8×(15-5)= 48kN；
Nq2=4.8×(15-10)= 24kN；
2.风荷载为 q = 0.719 kN/m；
风荷载标准值应根据以下公式计算：
Wk=W0×μz×μs×βz = 0.45×1.42×0.48×0.70 = 0.215 kN/m2；
其中 W0── 基础风压(kN/m2)，根据《建筑结构荷载规范》(GBJ9)要求；
采取：W0 = 0.45 kN2；
μz── 风压高度改变系数，根据《建筑结构荷载规范》(GBJ9)要求；
采取：μz = 1.42 ；
μs── 风荷载体型系数：μs = 0.48 ；
βz── 高度Z处风振系数，βz = 0.70 ；
风荷载水平作用力:
q = Wk×B=0.215×3.35= 0.719 kN/m；
其中 Wk── 风荷载水平压力，Wk= 0.215 kN/m2；
B── 风荷载作用宽度，架截面对角线长度，B= 3.35 m；
经计算得到风荷载水平作用力 q = 0.719 kN/m；
二、梯笼计算

梯笼简图

1、基础假定：
为简化梯笼计算，作以下部分基础假定：
（1）梯笼节点近似地看作铰接；
（2）吊装时，和起吊重物同一侧缆风绳全部看作不受力；
（3）梯笼空间结构分解为平面结构进行计算。
2、风荷载作用下梯笼约束力计算
附墙架对梯笼产生水平力起到稳定梯笼作用，在风荷载作用下，梯笼计算简图以下：

弯矩图（附墙件）

剪力图（附墙件）

各附着由下到上内力分别为：R(1)=1.029 kN , M(1)=0.643kN.m；
各附着由下到上内力分别为：R(2)=7.329 kN , M(2)=9kN.m；
Rmax=7.329kN；
3、梯笼轴力计算
各附墙架和型钢梯笼连接点截面轴向力计算：
经过计算得到由下到上各附墙架和梯笼接点处截面轴向力分别为:
第1道H1= 5 m；
N1 = G + Nq1 +S =11 + 48 +11.22 =70.22 kN；
第2道H2= 10 m；
N2 = G + Nq2 +S =11 + 24 +11.22 =46.22 kN；
4.截面验算
（1）梯笼截面力学特征：
梯笼截面尺寸为1.7×3.6m；
主肢型钢采取4L100X10；
一个主肢截面力学参数为:zo=28.4 cm，Ixo = Iyo = 179.51 cm4，Ao=19.26 cm2 ，i1 = 284.68 cm；
缀条型钢采取L100X10；

格构式型钢梯笼截面示意图
梯笼y-y轴截面总惯性矩：

梯笼x-x轴截面总惯性矩：

梯笼y1-y1轴和x1-x1轴截面总惯性矩：

经过计算得到：
Ix= 4×(179.51+ 19.26×（360/2- 28.4）2)= 1771294.462 cm4；
Iy= 4×(179.51+ 19.26×（170/2- 28.4）2)= 247520.302 cm4；
Iy'=Ix'=1/2×（1771294.462+247520.302）= 1009407.382cm4；
计算中取梯笼惯性矩为其中最小值247520.302 cm4。
2.梯笼长细比计算：
梯笼长细比计算公式：

其中 H – 梯笼总高度，取15m；
I – 梯笼截面最小惯性矩，取247520.302cm4；
A0 -- 一个主肢截面面积，取19.26cm4。
经过计算得到λ=26.463。
换算长细比计算公式：

其中 A – 梯笼横截面毛截面面积，取4×19.26 cm2；
A1—梯笼横截面所截垂直于x-x轴或y-y轴毛截面面积，取2×19.26cm2；
经过计算得到 λ0= 28。
查表得φ=0.943 。
3. 梯笼整体稳定性计算：
梯笼在弯矩作用平面内整体稳定性计算公式：

其中 N -- 轴心压力计算值(kN)；
A – 梯笼横截面毛截面面积，取77.04 cm2；
φ-- 轴心受压构件弯矩作用平面内稳定系数，取φ =0.943；
βmx -- 等效弯矩系数, 取1.0；
M -- 计算范围段最大偏心弯矩值(kN.m)；
W1 -- 弯矩作用平面内，较大受压纤维毛截面抵御矩,
W1 = I/(a/2) = 247520.302/(170/2) = 2912.004 cm3；
N'EX ---欧拉临界力，N'EX =π2EA/(1.1×λ2) ；
N'EX= π2×2.06 ×105×77.04×102/(1.1×26.4632) = 20333052.848 N；
经过计算得到由上到下各附墙件和梯笼接点处截面强度分别为
第1道H1=5 m, N1= 70.22 kN ,M1=0.643 kN.m；
σ=70.22×103/(0.943×77.04×102)＋(1.0×0.643×106)/[2912.004×103 ×(1－0.943×70.22×103/20333052.848)] = 10N/mm2；
第1道附墙件处截面计算强度σ=10N/mm2≤许可强度215N/mm2,满足要求!
第2道H2=10 m, N2= 46.22 kN ,M2=9 kN.m；
σ=46.22×103/(0.943×77.04×102)＋(1.0×9×106)/[2912.004×103 ×(1－0.943×46.22×103/20333052.848)] = 9N/mm2；
第2道附墙件处截面计算强度σ=9N/mm2≤许可强度215N/mm2,满足要求!
三、附着计算
(一)、附墙架内力计算
梯笼四附着杆件计算属于一次超静定问题，在外力N作用下求附着杆内力,N取第二部分计算所得Rmax，N= 7.329 kN 。
采取结构力学计算个杆件内力:
计算简图：

方法基础方程：
计算过程以下：

其中: Δ1p为静定结构位移；
Ti0为X=1时各杆件轴向力；
Ti为在外力N作用下时各杆件轴向力；
li为为各杆件长度。
考虑到各杆件材料截面相同，在计算中将弹性模量和截面面积积EA约去，能够得到：

各杆件轴向力为：

以上计算过程将θ从0-360度循环，解得每杆件最大轴压力，最大轴拉力：
杆1最大轴向拉力为: 1.50 kN；
杆2最大轴向拉力为: 11.62 kN；
杆3最大轴向拉力为: 11.62 kN；
杆4最大轴向拉力为: 1.50 kN；
杆1最大轴向压力为: 1.50 kN；
杆2最大轴向压力为: 11.62 kN；
杆3最大轴向压力为: 11.62 kN；
杆4最大轴向压力为: 1.50 kN；
(二)、附墙架强度验算
1． 杆件轴心受拉强度验算
验算公式:
σ= N / An ≤f
其中 σ --- 为杆件受拉应力；
N --- 为杆件最大轴向拉力,取 N =11.62 kN；
An --- 为杆件截面面积， 本工程选择是 8号槽钢；
查表可知 An =1024.00 mm2。
经计算，杆件最大受拉应力 σ=11.62×103/1024.00 =11.35N/mm2；
最大拉应力σ=11.35 N/mm2小于拉杆许可拉应力 215N/mm2, 满足要求。
2． 杆件轴心受压强度验算
验算公式:
σ= N / φAn ≤f

其中 σ --- 为杆件受压应力；
N --- 为杆件轴向压力， 杆1: 取N =1.50kN；
杆2: 取N =11.62kN；
An --- 为杆件截面面积， 本工程选择是 8号槽钢；
查表可知 An =1024.00 mm2。
λ --- 杆件长细比，,由l/i值确定；
杆1:取λ= 5124.451 / 31.500 = 163；
杆2:取λ= 1392.839 / 31.500 = 44；
φ --- 为杆件受压稳定系数， 是依据 λ查表计算得：
杆1: 取φ=0.265 ， 杆2: 取φ=0.872；
杆1：σ1 = 1.497 ×103 / (0.265 × 1024.000) = 5.516 N/mm2；
杆2：σ2 = 11.620 ×103 / (0.872 × 1024.000) = 13.014 N/mm2；
经计算，杆件最大受压应力 σ=13.014 N/mm2；
最大压应力 13.014N/mm2 小于许可应力 215N/mm2， 满足要求。
四、梯笼基础验算
地基土类型: 扎实素土；地基承载力标准值(kpa):80.00；
梯笼基础底面面积(m2):6.12；地基承载力调整系数:1.00。
梯笼基础底面平均压力应满足下式要求 ：
p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 80 kpa；
其中，地基承载力标准值：fgk= 80 kpa ；
梯笼地基承载力调整系数：kc = 1 ；
梯笼基础底面平均压力：p = N/A =15.395 kpa ；
其中，上部结构传至基础顶面轴向力设计值 ：N = G + Nq +S =11 + 72 +11.22 =94.22 kN；
基础底面面积 ：A =6.12 m2 。
p=15.395 ≤ fg=80 kpa 。地基承载力满足要求！