1、H130m 尾气放散塔自升式塔吊工 装 方 案2一.方案概述云南三环中化 120 万吨磷铵/年工程硫酸包主装置尾气排放装置放散塔（含烟道）全高 H=130.0m，由 4 根钢管柱组成格构式结构，其结构特点如下：1、 结构尺寸塔架体形为四边折棱柱形，塔柱为钢管截面，柱脚为平板铰节点，构件连接为板式节点，交叉腹杆，梁式横隔。塔架高 129.5m，脚部高 20.5m，以后每 6m 设一横隔，共 18 层，最后一段 h7m，其中在标高12.5m、20.5m、38.5m、56.5m、74.5m、92.5m、110.5m、122.5m、129.5m 横隔处设有休息平台，各层间设直爬梯。塔架由三个变坡段和一
2、个等截面段组成：a、第一变坡段：此段为脚部，标高 0.0020.5m，由 2020m 变坡至 1313m，由 4 只外形为斜三角锥的支腿组成；b、第二变坡段：塔架中部，标高 20.5m80.5m，由 1313m 变坡至 77m，立面外形为正四棱体；c、第三变坡段：塔架中部，标高 80.5m110.5m，由 77m 变坡至55m，立面外形为正四棱体；等截面段：塔 架 上 部 ， 标 高 110.5 129.5m， 截 面 尺 寸55m， 立 面 外 形 为 长 方 体 。2、 塔架材料2.1 塔柱材料无缝管，由下而上规格为：45014、40014、32512、32510、24512；塔柱间连接横
3、杆材料无缝管，主要规格为：45012、40012、2.2 35110、29910、24510、21910、1808、13310、1218；2.3 腹杆材料无缝管，由下而上规格为：2458、2198、1808、1408；2.4 横 隔 处 无 缝 管 、 型 钢 ， 主要规格为：40012、35110、29910、27310、24510、21910、2198、180101808；2.5 休息平台板材料为厚度 8mm 花纹钢板；3、排气筒排气筒（即烟囱）是一直径为 3224128 的圆形筒体，均为碳钢 Q235，总高130m，下部是炭钢锥形封头，顶部 4.15m 为衬胶筒体，筒体下部设排气管口与人
4、孔，筒体安装标高下部为 12.0m，顶部为 130.00m，塔架各横隔处设导向辊，约束筒体。因起重吊装因素，场地有限，设计时按照使用大型自行式起重机安装方案设计，未考327273虑过大的强度与负荷。按照设计与场地特点，该塔体的安装只能按照正装法进行施工，故此我司基于已在云南三环化工施工的 100m 尾气放散塔的经验，决定采取附着式塔吊自升式施工 130m 尾气放散塔。具体吊装方案如下：因本塔架的施工特点要求，选用 F5015 型塔吊，该塔吊于 14.5m 的工作半径下，起吊能力为 10t。故此首先应对塔体进行排版分段，确认每段塔节的吊装重量，并且要求塔吊吊装的部分应控制于 8T 以内，吊装分段
5、的重量见下表：序号 标高段（m） 重量（kg） 备注1 0+12.5 62194.7 使用 120t 履带吊进行吊装2 12520.5 30161.7 使用 120t 及塔吊进行3 +20.5+26.5 13870.3 4 +26.5+32.5 13719.7 5 +32.5+38.5 11649.2 6 +38.5+44.5 12005.3 7 +44.5+50.5 15926.3 8 +50.5+56.5 8196.8 9 +56.5+62.5 8102.3 10 +62.5+68.5 12026.2 11 +74.5+80.5 6865.0 12 +80.5+86.5 6473.4 13
6、 +86.5+92.5 8942.7 14 +92.5+98.5 5304.6 15 +98.5+104.5 4745.8 16 +104.5+110.5 5986.7 17 +110.5+116.5 4508.9 18 +116.5+122.5 5583.0 19 +122.5+128.5 8223.6 合计吊装塔节将分两个阶段进行，一为使用 Q=50T、Q120T 履带吊、汽车吊混合吊装阶4段，按照 Q=120T 履带吊的工作能力，可吊装至标高+56mm，余下部分则使用塔吊进行吊装。风载荷计算表风级高度 m3 级 4 级 5 级 6 级 7 级 塔体面积 烟道面积 平均风速 风载荷 kn
7、风载弯 距10 5.4 7.9 10.7 13.8 17.1 12.5 5.627 8.23 11.15 14.38 17.82 216 40.3 17.5 14.78576 72.320.5 6.132 8.97 12.15 15.67 19.42 87 25.7 18.6 7. 78.0626.5 6.393 9.353 12.67 16.34 20.25 76.2 19.344 19.8 7. 175.332.5 6.601 9.657 13.08 16.87 20.9 72.6 19.344 20.6 7. 229.838.5 6.774 9.91 13.42 17.31 21.45
8、69 19.344 21.2 8. 28444.5 6.922 10.13 13.71 17.69 21.92 65.4 19.344 21.7 8. 337.150.5 7.05 10.31 13.97 18.02 22.33 61.8 19.344 22.1 8. 388.556.5 7.165 10.48 14.2 18.31 22.69 58.2 19.344 22.5 8. 437.662.5 7.268 10.63 14.4 18.57 23.01 54.6 19.344 22.9 8. 484.168.5 7.361 10.77 14.59 18.81 23.31 51 19.3
9、44 23.2 8.05659 527.774.5 7.447 10.89 14.76 19.03 23.58 47.4 19.344 23.4 7. 56880.5 7.526 11.01 14.91 19.23 23.83 43.8 19.344 23.7 7.80469 604.986.5 7.599 11.12 15.06 19.42 24.06 40.8 19.344 23.9 7. 642.592.5 7.667 11.22 15.19 19.59 24.28 38.4 19.344 24.2 7. 681.998.5 7.731 11.31 15.32 19.76 24.48 3
10、6 19.344 24.4 7.52806 718.9104.5 7.792 11.4 15.44 19.91 24.67 33.6 19.344 24.6 7. 753.4110.5 7.849 11.48 15.55 20.06 24.85 31.2 19.344 24.8 7. 785.2116.5 7.902 11.56 15.66 20.2 25.02 30 19.344 24.9 7. 827.5122.5 7.954 11.64 15.76 20.33 25.19 30 19.344 25.1 7.38867 882.9128.5 8.002 11.71 15.86 20.45
11、25.34 30 19.344 25.3 7. 939风速134.5 8.049 11.78 15.95 20.57 25.49 30 19.344 25.4 7. 995.7风载弯距（kN/m ）： 11415使用附着式塔吊进行安装的主体方案是：一、塔吊设置于塔架南面，距塔架中心13000mm，将烟囱向下延伸至地面，并于同时设置两根 11201060012 的钢管为副塔，塔吊附着于副塔上。二、烟囱与副塔均按照标准浇灌基础。三、烟囱与副塔采用三面均为桁架结构，形成三棱柱结构，塔吊附着层面设置水平梁。四、于塔吊设置 2 组安全揽风绳。按照设置，因塔吊风载产生的水平推力由烟囱与副塔承受，揽风绳加大
12、安全系数；在详细计算了塔架的强度与抵抗水平力强度后，同时与塔架进行弱连接，由塔架承受部分载荷，减小弯曲度及塔吊的摆动。副塔及其柱间支撑的拆除，采用混合拆除法进行，即高度大于 42m 时，用塔吊的吊臂与平衡臂拆除副塔，副塔间的支撑用悬挂滑轮组进行拆除，一直拆除至+42m，此时，塔吊527275的吊臂高度为+55m，以后使用汽车吊进行全部工装构件的拆除。按照塔吊的技术要求，应于塔吊拆除时于+38m 安装一附着支撑，以保证塔吊吊臂高度为+55m 时的安全。下表为理论计算各工况时的副塔与塔架的摆幅：标高 工况 摆幅 备注978mm 东西方向，副塔独立+128.5m 8 级风力196mm 南北方向，副塔
13、独立130mm 东西方向，副塔独立+105m 4 级风力42.3mm 南北方向，副塔独立二. 计 算 书按照我司于云磷磷铵项目施工 T404 洗涤塔尾气放散塔架、云磷 1311 干吸工段尾气放散塔的安装经验，在本项目中拟将使用 F5015 型 Q=145T/m 塔吊进行附着法吊装塔体构件，参照由塔吊公司提供的塔吊说明书与我司现有的工装材料进行塔吊及工装布置与强度复核计算如下：（一）.塔吊与可用工装材料1. 按照说明书的设计，塔吊于独立高度 44.8m 时，其基础受力为： 单位：kg工况 重量 最大力矩 剪力 拉力 压力工作状态 63560 3135 65767 97547非工作状态 53560
14、 10571 91588在无附着，塔吊高度 H44.8m 时，因风载（6 级风力）对基础将产生 21.4T 的推力，其产生的扭距为 105.5T*m；于高度 75m 时，因风载（8 级风力）对所附着的构造物及塔吊配重的不平衡将产生共计 42T 的推力；于高度 75m 时，因风载（7 级风力）对所附着的构造物及塔吊配重的不平衡将产生共计 49.5T 的推力；2.附着物受的推力对每层附着点的计算均应按 49.5T 为总力考虑；2.按照所交付的基础图进行基础施工，可满足塔吊的使用要求；3.塔吊的附着尺寸为 27m、54m、81m、105m，塔吊中心线距工装柱 4000mm，附着杆与副塔的中心线夹角
15、4555；4.在塔吊使用高度为 135m 时，第四道附着可适当降低高度。5.工装设计的安全系数应为 K=1.36我司准备用 10201060014，材质 Q235A 及 16Mn，总长220m 的钢管作为副塔的立柱，水平横梁用 H450250 H300200 的 “H”型钢以及其他零星型钢。干吸工段尾气放散塔的烟囱管为 320012mm，材质 Q235A，顶部标高+100.0m，底部标高+13.10m；放散塔架立柱 45014 27310 无缝管。底部立柱钢管材料口径为45014。（二） 吊与放散筒、副塔的受力分析按照现场实际情况，拟按照附图布置工装副塔及塔吊，即塔架中心距塔吊中心14000m
16、m，副塔距塔吊 4000mm，副塔间距 8000mm，附着杆与加固柱呈 50，塔吊吊装构件工况受力如下图：风载垂直与塔架时：风 载 推 力 塔 吊 副 塔烟 道推 力工 装 内 力 工 装 内 力 工 装 内 力塔 架 塔 架塔 架 塔 架727277此时，副塔对塔吊为支力，支力为 35T，当塔吊风载与副塔为 45角时，受力如下图：塔 架塔 架塔 架塔 架工 装 内 力工 装 内 力工 装 内 力推 力 烟 道 副 塔塔 吊 风 载 推 力此时，副塔的受力较为复杂，塔吊对烟囱与副塔形成的三角柱产生扭距，扭距245T*m，两根工装柱分别受拉力与压力，烟囱与副塔间的水平支撑点也分别受压与受拉，并且
17、此时单件副塔受力最大，支撑力达到 49.5T。故此，在塔吊安装运行时必须使用塔吊的标准附着杆零部件，以确保安全。塔吊风载与副塔为 180角时，受力如下图：8风载推力塔 吊 副 塔烟 道推 力工 装 内 力 工 装 内 力 工 装 内 力塔 架 塔 架塔 架 塔 架此时，副塔的受力也较为复杂，塔吊对烟囱与副塔形成的三角柱产生扭距，扭距346.5T*m，两根工装柱分别受拉力与压力，烟囱与副塔间的水平支撑点也分别受压与受拉，并且此时单件副塔受支撑力达到 35.1T。烟囱受的压力与拉力达到 26.7T。按照以上受力分析，应对塔吊的风载与塔架的风载进行核算，同时应对副塔烟囱的强度与挠度、工装副塔与塔架相
18、连后的强度与挠度进行核算与分析。（三） 整体稳定性计算按照塔吊风载受力情况及预想初步计算的情况，将烟囱管与两根副塔按照格构式整927279体进行塔吊的稳定性计算：塔架、工装重量 G=425T基础重量 Gg=285T重心位置 L=6000mm（距附塔中心）抗倾覆力距 MT=4260T*m3.基础土壤的抗拔力距：Mt=（G+F）*H=5*24*1.35*1.35/2=109T*m4.工装的抗倾覆力距：MT+ Mt=4369 T*mM F=1142+306=1448 T*m5.安全系数：K= MT+ Mt/ MF=4009/3456=3.03达到塔吊单位要求的安全系数大于 1.3 的要求。另因在春季
19、施工，如果于+63m 以上风载加大，摆幅大于 200mm，则应加设揽风绳，以抵消部分风载力距，减小因风载产生的摆动。（四）.副塔的强度复核1.按照放散塔架设计图纸进行强度复核：塔架按照结构形式属于轴心受压结构中的由钢管构成的 B 类正方形格构式结构，下部立柱由 45014 无缝管构成，上部由 27310 无缝管构成，其截面几何与力学特性如下：1.1 塔架+0.00M 断面，边长 2000020000mm， 4450141.1.145014 无缝管几何与力学特性截面积 F=（ D2-d2）/4=19176mm 2惯性距 J=（D 4-d4）/64=456.1 106mm4截面模数 W=（D 4-
20、d4）/32D=2.02710 6mm3重心距 ex=D/2=225mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=154.2mm1.1.2 格构式特性组合惯性距 J=（J+Fa 2）=7. 1012mm4重心距 ex=B/2=20000/2=10000mm10组合截面模数 W=J/ e x=7.6722108mm31.2 塔架+20.50M 断面，边长 1600016000mm， 4400141.2.140014 无缝管几何与力学特性截面积 F=（ D2-d2）/4=16977mm 2惯性距 J=（D 4-d4）/64=316.6 106mm4截面模数 W=（D 4-d4）/32D=1.58310
21、6mm3重心距 ex=D/2=200mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=136.6mm1.2.2 格构式特性组合惯性距 J=（J+Fa 2）=4.347 1012mm4重心距 ex=B/2=16000/2=8000mm组合截面模数 W=J/ e x=1.5541012/9000=5.434108mm31.3 塔架+104.50m 断面，边长 54005400mm， 4273101.3.1 27310 无缝管几何与力学特性截面积 F=（ D2-d2）/4=8262mm 2惯性距 J=（D 4-d4）/64=7.154 107mm4截面模数 W=（D 4-d4）/32D=5.24110 5mm
22、3重心距 ex=D/2=136.5mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=93mm1.3.2 格构式特性组合惯性距 J=（J+Fa 2）=2.41 1011mm4重心距 ex=B/2=5400/2=2700mm组合截面模数 W=J/ e x=6.6671010/2750=8.933107mm31.4 塔架烟囱 321683224121.4.132168 烟囱管几何与力学特性截面积 F=（ D2-d2）/4=80625mm 2惯性距 J=（D4-d 4）/64=1.0372 1011mm4截面模数 W=（D4-d 4）/32D=6.4510 7mm311272711重心距 ex=D/2=1608
23、mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=1134.2mm1.4.2322412 烟囱管几何与力学特性截面积 F=（ D2-d2）/4=mm 2惯性距 J=（D4-d 4）/64=1.562 1011mm4截面模数 W=（D4-d 4）/32D=6.210 9mm3重心距 ex=D/2=1612mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=1135mm1.4.3 与塔架组成格构式几何与力学特性截面积 F=mm 2组合惯性距 J=（J+Fa 2）=3.4472 1012mm4重心距 ex=B/2=5400/2=2700mm组合截面模数 W=J/ e x=5.21012/2700=1.2767109mm3
24、1.5 核算塔架强度1.5.1 核算塔架整体稳定性放散塔塔体重量262T，烟囱管重量 95T，放散塔架高度 H=mm，按钢结构设计原理，绕实轴稳定要求：绕实轴稳定长细比 y=60，查阅钢结构 Q235 钢 B 类截面，稳定系数=0.807，支撑塔架及烟囱重量所需截面积：A=N/（f ）=3.57106/（ 0.807215）=20576mm2因此，设计截面积 A1=4F=76704 mm2 20576mm 2塔架所需回转半径：i y=2H/ y=4283mm塔架实际回转半径：i y=0.28b=56003233验算绕实轴稳定性： y=L0y/ iy=38.5=150，1.5.3 烟囱正常安装时
25、强度12=（P/F）+M/W=3.57106/0.807*76704+11415kNm/7.67108=57.7+8.9=66.6N/mm2 155 N/mm2=1.5.4 烟囱延长至地面基础时强度=（P/F）+M/W=2.62106/0.807*+11415kNm/1.2767109=28.6+5.6=34.2N/mm2 155 N/mm2=根据以上计算，反推设计安全系数：截面安全系数：K=5回转半径安全系数：K=1.56强度安全系数 1： K=155/66.6=2.32强度安全系数 2： K=155/34.2=4.53按照以上计算，塔架的自有强度较好，此时，再复核塔架的风载弯曲挠度：q=3
26、M/l3=311415103/ =1.6108 N/mm2 q最大挠度 Y=-（11ql 4）/（ 120EJ）=-（11*1.6*10 8 *）/（120*7.67 1012）=254mm于 105m 附着高度位置：挠度 Y=LZ3-2L2Z2-Z5/（10L ）q/（12EJ）=-108mm故此，附着于+105M 高度，风载对塔架的挠曲变形满足要求。2.按照塔架的结构特点与现场场地情况设计工装：塔架中心距塔吊中心 14000mm，副塔距塔吊 4000mm，副塔间距 8000mm，附着杆与加固柱呈 45，塔吊将自升至 H=135m，第一道附着高度 H=27m，第二道附着高度H=54m，第三道
27、附着高度 H=81m，第四道附着高度 H=105m，即第四道附着高度比塔吊要求的高度降低 3m，烟囱采用卷管（322412）延伸至地面，并与工装柱一同浇灌基础，13272713工装加固柱与烟囱连接为三角形格构式结构，边长分别为L=8000mm、L=8944mm、L=8944mm，同时将工装柱与塔架相连，烟囱与塔架间的支脚焊接，以补强烟囱的受力点强度。按照安全操作规程，安全系数应为 35，故此，在受力分析时，按照塔吊单位提供的推力载荷 49T 计算，按照 4 级风力风载计算， 按照设计院提供的风载计算，按照附着力学分布风载计算，安全系数将按 K=3 考虑。2.1.1 副塔由 60012 卷焊管构
28、成，材质为 16Mn，截面几何与力学特性如下：截面积 F=（ D2-d2）/4=22167mm 2惯性距 J=（D4-d 4）/64=958.4 106mm4截面模数 W=（D4-d 4）/32D=3.19510 6mm3重心距 ex=D/2=300mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=207.9mm16Mn 板材 =12mm 允许应力 =240N/mm 2，2.1.2 副塔与烟囱管构成格构式后，工装重量100T，截面几何与力学特性如下：截面积 F=mm 2组合惯性距 J 1=（J+Fa 2）=5.46 1012mm4组合惯性距 J 2=（J+Fa 2）=1.09 1012mm4重心距（距副
29、塔） ex1=5613mm重心距（距烟囱） ex1=2387mm重心距（距副塔） ex1=4000mm组合截面模数 X 向 W=J/ ex=5.461012/5613=9.727108mm3组合截面模数 Y 向 W=J/ ex=1.091012/3500=3.114108mm32.2 根据相关资料计算塔吊及副塔的风载2.2.1 按照理论力学以最坏工况将塔吊单位给出的 49T 推力分布于 4 个附着点上，同时考虑高空系数 K=1.31.55，风载分布按照塔吊迎风面计算，塔身按 M=1.6m，H=105m，塔臂按 M=1.8m， L=42.5m，序号标高 风载 KN 计算距离 0.0m对 0.0m
30、 力距KN.m1 105m 376.14 105 39495142 81m 51.66 81 41843 54m 32.87 54 17754 27m 15.055 27 406合计 475.725 458602.2.3 按照理论计算的风速推算风载风载荷计算表风级高度 m3 级 4 级 5 级 6 级 7 级 塔体面积 烟道面积 平均风速 风载荷 kn 风载弯 距10 5.4 7.9 10.7 13.8 17.1 12.5 5.627 8.23 11.15 14.38 17.82 216 40.3 17.5 14.78576 72.320.5 6.132 8.97 12.15 15.67 19
31、.42 87 25.7 18.6 7. 78.0626.5 6.393 9.353 12.67 16.34 20.25 76.2 19.344 19.8 7. 175.332.5 6.601 9.657 13.08 16.87 20.9 72.6 19.344 20.6 7. 229.838.5 6.774 9.91 13.42 17.31 21.45 69 19.344 21.2 8. 28444.5 6.922 10.13 13.71 17.69 21.92 65.4 19.344 21.7 8. 337.150.5 7.05 10.31 13.97 18.02 22.33 61.8 19
32、.344 22.1 8. 388.556.5 7.165 10.48 14.2 18.31 22.69 58.2 19.344 22.5 8. 437.662.5 7.268 10.63 14.4 18.57 23.01 54.6 19.344 22.9 8. 484.168.5 7.361 10.77 14.59 18.81 23.31 51 19.344 23.2 8.05659 527.774.5 7.447 10.89 14.76 19.03 23.58 47.4 19.344 23.4 7. 56880.5 7.526 11.01 14.91 19.23 23.83 43.8 19.
33、344 23.7 7.80469 604.986.5 7.599 11.12 15.06 19.42 24.06 40.8 19.344 23.9 7. 642.592.5 7.667 11.22 15.19 19.59 24.28 38.4 19.344 24.2 7. 681.998.5 7.731 11.31 15.32 19.76 24.48 36 19.344 24.4 7.52806 718.9104.5 7.792 11.4 15.44 19.91 24.67 33.6 19.344 24.6 7. 753.4110.5 7.849 11.48 15.55 20.06 24.85
34、 31.2 19.344 24.8 7. 785.2116.5 7.902 11.56 15.66 20.2 25.02 30 19.344 24.9 7. 827.5122.5 7.954 11.64 15.76 20.33 25.19 30 19.344 25.1 7.38867 882.9128.5 8.002 11.71 15.86 20.45 25.34 30 19.344 25.3 7. 939风速134.5 8.049 11.78 15.95 20.57 25.49 30 19.344 25.4 7. 995.7风载弯距（kN/m ）： 11415此时，副塔与烟囱组成的三棱柱将用
35、于抵抗塔吊风载与工装自有风载之和，但因烟囱立于塔架中，并于塔架相连，烟囱的风载已于塔架承担，故此，工装的风载应小于上表的数据。因计算复杂，此处按照上表的数据折减计算，折减系数按 K=0.62。152727152.3 按照塔吊单位提供的推力载荷 49T 计算，按照 4 级风力风载计算，按照设计院提供的风载计算，按照附着力学分布风载计算，核算强度应按照最大受力时计算，即推力为 Q=42T，按照受压兼受弯件应力公式计算：=（P/F）+（M+M G）/WP烟囱及工装重力，单位 N纵向弯曲折减系数，按 y=60，=0.807F截面积，单位 mm2M弯曲力距，N*mmW截面模数，单位 mm4此时，按照截面
36、模数的两个计算数据进行复核，即组合截面模数 X 向 W=J/ ex=5.461012/5613=9.727108mm3组合截面模数 Y 向 W=J/ ex=1.091012/3500=3.114108mm3组合截面模数 W1 时，=/（0.807）+（1.23+2. 97）10 10/（3.99610 8）=13.2+105.1=118.3N/mm2155N/mm 2= ，满足强度要求。组合截面模数 W2 时，此时风载弯距较小，仍按照 M = MG =1.231010 计算=/（0.807）+（1.1415+4.586）10 10/（3.11410 8）=11.9+183.92=195.8N/
37、mm2240N/mm 2= ， 满足强度要求。此时要求 60012 钢管质量极佳，尤其为焊缝。因塔吊单位提供的数据为最大，按照复核已满足强度要求，故此，由我司计算的塔吊风载不再复核强度。2.4 按照单个受力点对副塔烟囱的挠度变形进行核算，核算依据为理论计算的副塔及烟囱构成的格构式结构的惯性距，以及由塔吊单位提供的数据和钢结构的经验公式：挠度 Y=Y 单点+Y 工装风载16=-（Pl 3）/（3EJ）- （11ql 4）/（120EJ）因格构式为三角形布置，故此其惯性距按照方向不同，有两个数据：组合惯性距 J 1=（J+Fa 2）=5.46 1012mm4组合惯性距 J 2=（J+Fa 2）=1
38、.09 1012mm4分别予以核算：Y1=-（47.510 4）/35.4610 12-（331.23 1010）/1205.4610 12=-163-33.2=-196mmY2=-（47.510 4）/31.0910 12-（111.23 1010）/31.0910 12=-812-166=-978mm按照以上计算可以确认，施工时，在风力为 7 级风力时，如果风向为南北向，则南北方向的挠度最大为 978mm，如果风向为东西向，则东西方向的挠度最大为 196mm。此时，按照国家相关安全规范，严禁高空作业，塔吊应按照风向放置吊臂。副塔及其他工装此时强度足够，无安全隐患。但必须设置揽风绳，用以抵抗
39、部分风载，防止日常工作时天气突变，因塔架等挠度加大，人员无法上下。揽风绳应按照单方向的水平拉力为 1520T 设置，并且应设置于副塔上，高度为+75m。2.6.1 核算 4 级风力+105m 高度摆幅挠度 Y=Y 塔吊风载+Y 工装风载=-（11ql 4）/（120EJ ）组合惯性距 J 1=（J+Fa 2）=5.46 1012mm4组合惯性距 J 2=（J+Fa 2）=1.09 1012mm4弯距 M=M1+M2Y1=-33（2.83+2.07）10 9/1202.2431012=-42.3mmY2=-33（2.83+2.07）10 9/1206.9931011=-13017272717按照
40、该数据分析，副塔的东西方向于施工中摆幅为 130mm，于南北方向摆幅为42.3mm，满足施工要求。3.复核整体强度因本方案在实施过程，副塔与塔架间会有较多的连接，故此，塔架与副塔实际为一个整体。考虑到施工安全，应将塔架与副塔一同考虑，同时防止外力单独传于塔架，应将塔架单独核算，3.1 塔架单独核算强度按照塔吊风载与塔架风载一同作用于塔架上，该工况为最坏工况。此时，烟囱按照延伸至地面计算。322412 烟囱管几何与力学特性截面积 F=（ D2-d2）/4=mm 2惯性距 J=（D4-d 4）/64=1.562 1011mm4截面模数 W=（D4-d 4）/32D=6.210 9mm3重心距 ex
41、=D/2=1612mm回转半径 i=（D 2+d2）/4=1135mm与塔架组成格构式几何与力学特性截面积 F=mm 2组合惯性距 J=（J+Fa 2）=7.828 1012mm4重心距 ex=B/2=20000/2=10000mm组合截面模数 W=J/ e x=7.8281012/10000=7.828108mm3按照受压兼受弯件应力公式计算：=（P/F）+（M+M G）/W=/（0.807）+（1.1415+4.586）10 10/（7.82810 8）=22.7+73.2=95.9N/mm2155N/mm 2= ，满足强度要求3.2 副塔与塔架为整体核算副塔与塔架组成格构式几何与力学特性
42、18截面积 F=+221672=mm 2组合惯性距 J=（J+Fa 2）=12.26 1012mm4重心距 ex=B/2=20000/2=10000mm组合截面模数 W=J/ e x=12.261012/10000=12.26108mm3总重量 G=N按照受压兼受弯件应力公式计算：=（P/F）+（M+M G）/W=/（0.807）+（2.65+1.1415+4.586） 1010/（12.2610 8）=21.6+68.3=89.9N/mm2155N/mm 2= ，满足强度要求33 计算高度+128.5M 时的挠度挠度 Y=Y 塔架风载+Y 工装风载 + Y 塔吊风载=-（11ql 4） /（
43、120EJ ）Y=-33（2.65+1.1415+4.586）10 10/（12012.2610 12）=-150.5mm 满足挠度要求以上为风载为 8 级强度时的综合挠度。按照以上计算，如果把塔架与副塔单独考虑承受风载，则风载为 8 级强度时挠度大于 450mm，当将副塔与塔架可靠的连接为一个整体后，抗风强度加大，风载为 8 级强度时挠度130mm，故此为确保安全，在施工中应于塔架上设置连接节点，烟囱的导向节点应于施工中固定，待施工完毕后，拆除烟囱连接段时松开固定点。4.桁架杆件的设计桁架杆件的设计以抵抗弯距为基本要求，同时考虑工装自重，此时将塔架移开，工装考虑为一刚体，副塔按照材质为 16
44、Mn 考虑计算，连接杆件按照材质为 Q235 考虑，内部杆件的许用应力加设余量，设置折减系数 K=2。受力情况如下图：F019272719107m 105mFA G FB8m支点6mm A（F）=0：F 0H1GL=0F0=420KNG=5390KNF0H2FBL1=0FB =3938KNFA =GFB=1996KN因 FA 副塔为 2600 14 管柱，故此，单根管柱的内力应为FA/2cos=1996/2cos23.63=1089KN此时形成受力以烟囱管为主，故此许用应力以烟囱材质为主，即材质为 Q235A，许用应力 =155N/mm2 （已考虑焊缝强度与折减系数） 。并且此时截面模数 W
45、已按照工装柱间距 L=8000mm 考虑，故此在满足许用应力条件下，不在复核工装柱间距，仅对格构式缀条进行计算设计。4.1 柱子的剪力副塔 V=Af/85=22167345/85=56069N=90kN烟囱管 V=Af/85=215/85=306.2KN3.2 使用 H300200812 H3502001016 型钢为缀条，H300200812 惯性距 J= mm4截面积 A=6944mm2H3502001016 惯性距 J= mm420截面积 A=9088mm2每根 H 型钢剪力 60014 管柱 V1=V =90KN320012 烟囱 V1=V/2 =153.1KN因塔架缀条间距 6000
46、mm，故此处缀条间距 L=6000mm。4.2 验算缀条强度4.2.160014 管柱间= V 1/（A）=90000/0.669*0.807*6944=90000/（0.6690.8076944）=24 N/mm2155N/mm 2= 满足强度要求但因缀距有 6000mm，故此应于合适位置加设剪刀支撑，以提高其安全系数，剪刀支撑宜用1008 角钢。焊缝要求按照钢结构设计规范进行，即焊缝高度 H8mm ，长度L300mm 。剪刀支撑可承受水平内应力：F=A =1563.91550.8070.699sin45=96674N90000N强度设计复核要求。复核水平梁抗拉内应力：= V 1/（A）=/
47、0.669*0.807*6944=112155 N/mm 2= 满足强度要求4.2.2 320012 管柱与 260014 副塔间= V 1/（A）=/（ 0.6690.8079088）=31.2 N/mm2155N/mm 2= 满足强度要求但因缀距有 6000mm，故此应于合适位置加设剪刀支撑，以提高其安全系数，剪刀支21272721撑宜用12510 角钢。焊缝要求按照钢结构设计规范进行，即焊缝高度 H8mm ，长度L300mm。剪刀支撑可承受水平内应力：F=A =2437.31550.8070.699sin45=N/2=76550N强度设计复核要求。复核水平梁抗拉内应力：= V 1/（A）=/0.669*0.807*9088=56155 N/mm 2= 柱子与支撑的节点按照设计规范进行，副塔与烟囱延长柱的柱脚按照轴心受压柱柱脚进行设计。按照此计算，选用剪刀撑及柱间梁表如下：副塔间水平梁选用序号标高m梁型号 截面 cm2惯性距cm4中心距cm承载 T1 0 4503001016 138 51310 19.3 382 +7 4503001016 138 51310 19.3
