【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 x/wx=1000/=≤ [σ]=310MPa。 因此，天輪架固定錨桿彎曲應(yīng)力滿足應(yīng)力強(qiáng)度要求。 2）天輪架固定錨桿拉應(yīng)力分析 在 F2 作用下天輪架固定錨桿承受拉力，其拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 σ必須滿足下式要求： σ=（ F 牽 +F2） /A*N≤ [σ] 式中： F 牽 —— 鋼絲繩牽引力， F 牽 = F2—— 鋼絲繩牽引力沿豎直方向的分力 ， F2=； A—— Φ25 鋼筋 截面 面積 ， A=πD2/4=； N—— 錨桿數(shù)量 ， N=20； [σ]—— 材料許用應(yīng)力， 螺紋鋼 許用應(yīng)力為 310MPa； σ=（ F 牽 +F2） /A=（ +） 1000247。（ 20） =≤ [σ]=310MPa； 安全技術(shù)方案 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站項(xiàng)目經(jīng)理部 13 因此，天輪架固定錨桿拉應(yīng)力滿足應(yīng)力強(qiáng)度要求。 天輪架承受的拉力 F 牽 +F2= 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 20 根 Φ25 錨桿的錨固力（ 20127=2540kN）， 所以錨桿錨固力及鋼筋拉應(yīng)力均滿足使用要求。 尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖及支護(hù)提升系統(tǒng)安全分析 尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖及支護(hù)施工中，總共布置兩套提升系統(tǒng)，兩套提升系統(tǒng)分別為井蓋提升系統(tǒng)，載人、載物吊籠提升系統(tǒng)。其中載人、載物提升系統(tǒng)嚴(yán)禁人料混裝，載人時(shí)不允許載物，載物時(shí)只允許搭載一名指揮人員且物料在吊籠中要擺放穩(wěn)固。提升系統(tǒng)的安全分析從鋼絲繩的安全系數(shù)、 絞車 （ 卷揚(yáng)機(jī) ）安全系數(shù)、 絞車 （ 卷揚(yáng)機(jī) ）抗傾覆分析等方面進(jìn)行分析。 提升系統(tǒng)鋼絲繩安全分析 根據(jù)《水電水利工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程》（ DLT53702021）第 條表 的要求，載人的升降機(jī)、吊籃鋼絲繩的最小安全系數(shù)為 14，其余起吊重物的鋼絲繩最小安全系數(shù)為 6。尾水調(diào)壓井開挖及支護(hù)施工中提升井蓋的鋼絲繩和吊籠穩(wěn)繩均選用公稱抗拉強(qiáng)度 1670Mpa， 直徑為 26mm 的 637s+FC 纖維芯鋼絲繩。吊籠牽引鋼絲繩選用 公稱抗拉強(qiáng)度 1670Mpa， 直徑為 32mm 的 637s+FC 纖維芯鋼絲繩。由《一般用途鋼絲繩》（ GBT202182021）表 19 查得 公稱抗 拉強(qiáng)度 1670Mpa， 直徑為 26mm的 637s+FC 纖維芯鋼絲繩的最小破斷拉力為 373kN，直徑為 32mm 的最小破斷拉力為 564kN。 鋼絲繩破斷拉力總和 =鋼絲繩最小破斷拉力 ，因此 公稱抗拉強(qiáng)度 1670Mpa 直徑為 26mm的637s+FC 纖維芯鋼絲繩的破斷拉力總和 =373=，直徑為 32mm的鋼絲繩破斷拉力總和 =564=。鋼絲繩安全系數(shù) K=鋼絲繩破斷拉力總和 247。鋼絲繩牽引力。 尾水調(diào)壓井升管段二次開挖及支護(hù)施工中， 井蓋提升系統(tǒng)鋼絲繩的牽引重量為 噸（井蓋自重及載重 噸；鋼絲繩最大長(zhǎng)度 ，共 噸），鋼絲繩牽引力為 。載人、載物吊籠提升系統(tǒng)鋼絲繩的牽引重量為 噸（吊籠自重 噸，材料 1 噸（載人時(shí)限載 4 人， 75kg/人），鋼絲繩最大長(zhǎng)度 180m，自重 噸），鋼絲繩牽引力為 。 因此，井蓋提升系統(tǒng)鋼絲繩安全系數(shù) K=247。=6； 由于載人、載物的吊籠牽提升系統(tǒng)在上升啟動(dòng)或下降制動(dòng)時(shí)鋼絲繩所受的荷載最大，鋼絲繩最大荷載為 Fmax，根據(jù)《建筑卷揚(yáng)機(jī)》（ GB/T19552021）附錄 B 的要求，鋼絲繩的最大荷載（ Fmax）按下式計(jì)算： 安全技術(shù)方案 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站項(xiàng)目經(jīng)理部 14 式中： k— 不均勻系數(shù)， k= φ 2— 考慮彈性影響的動(dòng)載系數(shù)，φ 2為 ～ ，本次計(jì)算取 ； a— 空中懸吊載荷上升啟動(dòng)或下降制動(dòng)時(shí)的加速度或減速度， 根據(jù)提升設(shè)備要求不超過 ，按 計(jì)算； g— 重力加速度， g=； F 牽 — 吊籠勻速運(yùn)行時(shí)鋼絲繩的牽引力， F 牽 =； Fmax— 緊急制動(dòng)時(shí)鋼絲繩受到的最大牽引力（含沖擊荷載）； Fmax=（ 1+2247。） =； 因此，載人、載物吊籠提升系統(tǒng)鋼絲繩安全系數(shù) K=247。=14； 所以， 尾水調(diào)壓井升管段二次開挖及支護(hù)施工中所用的兩套提升系統(tǒng)鋼絲繩的安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。 提升系統(tǒng)安全分析 根據(jù)《水電水利工程斜井豎井施工規(guī)范》（ DL/T54072021）第 條的規(guī)定，提升吊籠的卷揚(yáng)機(jī)的提升能力，應(yīng)為計(jì)算最大提升力的 倍 ~2 倍。 卷揚(yáng)機(jī)安全系數(shù) K=卷揚(yáng)機(jī)額定牽引力 247。卷揚(yáng)機(jī)計(jì)算最大提升力。 尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖及支護(hù)施工中，總共布置兩套提升系統(tǒng)，其中 1 臺(tái) 10t卷揚(yáng)機(jī)提 升井蓋， 2 臺(tái) 10t 絞車通過一根直徑為 30mm 的鋼絲繩同步牽引吊籠 ，卷揚(yáng)機(jī)及絞車額定牽引力均為 100kN。由上述計(jì)算得出：井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)最大提升力為，載人、載物吊籠提升系統(tǒng)絞車最大提升力為 。 因此，井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī) 安全系數(shù) K=100247。=； 載人、載物吊籠提升系統(tǒng)絞車 安全系數(shù) K=100247。（ 247。2） =； 所以 尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖及支護(hù)施工中布置的兩套提升系統(tǒng)提升設(shè)備安全系數(shù)均滿足 《水電水利工程斜井豎井施工規(guī)范》（ DL/T54072021）和《 水電水利工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程》（ DL/T53702021）的要求。 設(shè)備 抗傾覆及固定錨桿受力分析 1） 設(shè)備 抗傾覆分析 設(shè)備 預(yù)埋螺栓固定錨桿采用 Φ25 錨桿進(jìn)行固定，錨桿入巖 2m，外露 。 根據(jù)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（ GB500862021）第 小節(jié)，采用全長(zhǎng)粘結(jié)型 Φ25牽（ FgakF )1 2ma x ??? 安全技術(shù)方案 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站項(xiàng)目經(jīng)理部 15 普通水泥砂漿錨桿，水泥砂漿強(qiáng)度 M30， Φ42鉆孔。 尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖 施工井口卷揚(yáng)機(jī)固定錨桿錨固力： Nt=LaπDqr/K 式中： Nt－錨桿錨固力（ kN）； La－錨桿錨固長(zhǎng)度，取 200mm； K－安全系數(shù)，取 ； D－錨固體直徑，取 42mm； qr－水泥結(jié)石體與巖石孔壁間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 。 代入以上數(shù)值： Nt=LaπDqr/K=2021421247。=。 Φ25螺紋鋼筋最大拉力 F=[σ]A； 式中： F—— Φ25錨桿（ M30 螺栓） 最大拉力； A—— Φ25鋼筋截面面積， A=πD2/4=； [σ]—— 材料許用應(yīng)力，螺紋鋼許用應(yīng)力為 310MPa； F=[σ]A=310106106=152094N=。 根據(jù)廣東清遠(yuǎn)抽水蓄能電站水道及廠房土建工程招標(biāo)文件的要求， Φ25 錨桿拉拔力為 127kN，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錨桿拉拔試驗(yàn)， Φ25 錨桿的錨固力均可達(dá)到 127kN，綜述以上計(jì)算和要求， 尾水調(diào)壓井井口 設(shè)備 預(yù)埋螺栓固定錨桿采用入巖 ， M30 砂漿注漿的 Φ25錨桿其每根錨桿拉拔力均按 127kN 進(jìn)行受力分析時(shí)，錨桿的 錨固力和鋼筋的拉力均滿足要求。根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)生產(chǎn)廠家提供的相關(guān)數(shù)據(jù)得知，底座預(yù)埋螺栓采用 M30 螺栓， M30螺栓能夠承受比 Φ25 鋼筋更大的拉力， 因此可以按照每根螺栓最大承受 127kN 的拉力對(duì) 設(shè)備 進(jìn)行抗傾覆 計(jì)算。 通過對(duì)尾水調(diào)壓井兩套提升系統(tǒng)的分析，井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)所受到的牽引力與水平地面的夾角最大（ ） ，因此該卷揚(yáng)機(jī)傾覆的可能性最大，所以選用該卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行抗傾覆分析 。卷揚(yáng)機(jī)抗傾覆分析簡(jiǎn)圖見下圖。 安全技術(shù)方案 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站項(xiàng)目經(jīng)理部 16 圖 3 卷揚(yáng)機(jī)抗傾覆計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)江正榮編著的《建筑施工手冊(cè)》（中國建筑工業(yè)出版社出版）第 節(jié)卷揚(yáng)機(jī)底座壓重計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，在 F 牽 的作用下， 井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī) 存在繞圖中 A 點(diǎn)所示位置傾覆的可能，要保證提升設(shè)備不繞 A 點(diǎn)傾覆，下式必須成立： ba GaeFhFF yx ? ??? 式中： F— 底座固定錨桿錨固力， F=127KN； F 牽 — 卷揚(yáng)機(jī)牽引力， F 牽 =； Fx— 卷揚(yáng)機(jī)牽引力沿水平方向的分力， Fx=F 牽 =； Fy— 卷揚(yáng)機(jī)牽引力沿豎直方向的分力， Fy=F 牽 =； G— 卷揚(yáng)機(jī)自重，由于卷揚(yáng)機(jī)自重不明確，但不影響卷揚(yáng)機(jī)的抗傾覆分析，因?yàn)榫頁P(yáng)機(jī)自重有利于卷揚(yáng)機(jī)的穩(wěn)定，當(dāng)忽略卷揚(yáng)機(jī)自重時(shí)分析卷揚(yáng)機(jī)的穩(wěn)定性時(shí)，如果滿足要求，則在實(shí)際中考慮卷揚(yáng)機(jī)自重時(shí)卷揚(yáng)機(jī)一定不被傾覆，因此，在此取 G=0； a、 b、 e、 h— 符號(hào)意義見圖 2； 經(jīng)實(shí)測(cè) a=， b=；經(jīng)分析 e=， h=； 將以上數(shù)據(jù)代入 ba GaeFhFF yx ? ??? 中進(jìn)行分析： kNFkNba GaeFhF yx ????????? ?? ； 所以， 尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖及支護(hù)井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)抗傾覆計(jì)算滿足要求，即井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)在牽引力的作用下沒 有傾覆的可能性。 絞車嚴(yán)格按照廠家要求進(jìn)行基礎(chǔ)處理及安裝，在此不再進(jìn)行抗傾覆計(jì)算。 安全技術(shù)方案 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站項(xiàng)目經(jīng)理部 17 注：圖 3 中卷揚(yáng)機(jī)的外形尺寸均根據(jù)現(xiàn)有 10 噸卷揚(yáng)機(jī)實(shí)測(cè)所得， 10 噸卷揚(yáng)機(jī)尺寸 若 與圖 3 中差別較大，我部將按照此分析方法根據(jù) 10 噸卷揚(yáng)機(jī)尺寸進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算。 2）卷揚(yáng)機(jī)固定錨桿受力分析 同樣以提升井蓋的卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)為分析對(duì)象對(duì)卷揚(yáng)機(jī)（絞車）固定錨桿進(jìn)行受力分析，分析簡(jiǎn)圖參照上圖 3。 （ 1）抗剪驗(yàn)算 卷揚(yáng)機(jī)采用 M30 螺栓進(jìn)行固定，每根螺栓采用至少一根 Φ25 錨桿（入巖 2m，外露）進(jìn)行固定，根據(jù)廠家提供相關(guān)數(shù)據(jù)，卷揚(yáng)機(jī)固定 螺栓不少于 8 根，因此現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)至少布置 8 根錨桿對(duì)卷揚(yáng)機(jī)固定螺栓進(jìn)行固定。 卷揚(yáng)機(jī)預(yù)埋螺栓固定錨桿抗剪能力應(yīng)滿足下式要求： KcFx/（ 8πd2247。4） ≤ [fv] 式中： Kc— 安全系數(shù)； Fx— 卷揚(yáng)機(jī)牽引力沿水平方向的分力， Fx=； d— 固定錨桿直徑； [fv]— 鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500172021） 第 條， [fv]=170MPa。 取安全系數(shù)Kc=，將數(shù)值代入公式得： 24230/（ 8d2247。4 ） ≤ 170 得： d≥ 所以，尾水調(diào)壓井升管段二次擴(kuò)挖施工井口布置的兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)提升設(shè)備選用 8 根Φ25 錨桿滿足抗剪強(qiáng)度要求。 （ 2）抗拉驗(yàn)算 井蓋提升系統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)每根錨桿所受的拉拔力 F=Fy247。8=247。8=，其每根錨桿實(shí)際所受的拉拔力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于每根錨桿能夠承受的最大拉力 127kN， 因此卷揚(yáng)機(jī)固定錨桿所受拉力滿足抗拉強(qiáng)度要求。 載人、載物吊籠結(jié)構(gòu)計(jì)算 載物吊籠籠體四角采用 4 根∠ 80 7 的等邊角鋼，在兩個(gè)對(duì)立的側(cè)面布置兩根 [10槽鋼，在吊籠運(yùn)行中 4 根∠ 80 7 的等邊角鋼和兩根 [10 槽鋼承受拉力，吊籠自重 噸 ，運(yùn)送材料不超過 1 噸，吊籠本體所受最大拉力為 25KN（ 噸）， 4 根∠ 80 7 的等邊 安全技術(shù)方案 清遠(yuǎn)抽水蓄能電站項(xiàng)目經(jīng)理部 18 角鋼和兩根 [10 槽鋼每根型鋼均承受 F=25247。6= 的拉力。型鋼拉應(yīng)力 σ滿足下式要求： σ=F/A≤ [σ] 式中： F—— 型鋼承受的最大拉力 ； A—— 型鋼 截面 面積 ， [10 槽鋼： A=； ∠ 80 7 等邊角鋼：A=。 [σ]—— 材料許用應(yīng)力， Q235 型鋼 許用應(yīng)力為 215MPa； 因此，對(duì)于 [10 槽鋼： σ= 103247。 104=≤ [σ]=215MPa； 對(duì)于 ∠ 80 7 等邊角鋼： σ= 103247。 104=≤ [σ]=215MPa； 所以，吊籠籠體的主受力桿件滿足吊籠運(yùn)行時(shí)拉應(yīng)力的強(qiáng)度要求。 吊籠底面四周框體采用 [10 槽鋼，在框體中間橫向設(shè)置一根 [10 槽鋼，縱向（圖示方向）每排布置 3 根∠ 50 4 等邊角鋼，總共布置兩排，每排角鋼均和框體 [10 槽鋼和框體中間的 [10 槽鋼焊接在一起。第一根 [10 槽鋼和相鄰∠ 50 4 等邊角鋼的布置間距為300mm，∠ 50 4 等邊角鋼之間的布置間距為 275mm。由于 [10 槽鋼的截面抵抗彎矩（截面系數(shù)）大于∠ 50 4 等邊角鋼的截面抵抗彎矩，所以吊籠底面（頂面）受力的薄弱點(diǎn)是∠ 50 4 等邊角鋼，角鋼長(zhǎng)為 ，其所能承受承受的最大荷載滿足下式要求： Mmax/wx≤ [σ] 式中： Mmax—— 最大彎矩 ； wx—— 材料截面系數(shù)， ∠ 50 4 等邊角鋼 wx=； [σ]—— 材料許用應(yīng)力， Q235 鋼材許用應(yīng)力為 215MPa；