大壩檢修通道鋼直梯設(shè)計與受力計算

馬建偉

（中國水利水電第七工程局有限公司機(jī)電安裝分局，四川 彭山 620860）

我公司中標(biāo)該項(xiàng)目，工作內(nèi)容包括設(shè)計、采購與施工，本人有幸組織編寫設(shè)計方案并參與全過程施工，該項(xiàng)目于2017年6月完成。本文敘述了檢修通道材料的選擇、錨固方式以及受力計算說明，供同行借鑒。

1 檢修通道結(jié)構(gòu)特征

從底孔工作閘室底EL1092.10m高程設(shè)置到EL1078.00m高程（底孔出口高程在EL1078.84m），為減少表孔及中孔泄洪所形成水霧對樓梯的銹蝕，鋼直梯設(shè)置于兩個底孔工作閘室外側(cè)。

圖1 鋼直梯檢修通道圖

（2）休息平臺。鋼直梯分兩段，在EL1085.10m高程設(shè)置休息平臺。休息平臺支承鋼結(jié)構(gòu)由矩形空心型鋼100×50×4焊接而成，上鋪鋼格柵G405/30/100，材質(zhì)均為316不銹鋼。欄桿采用26.9×3管材焊接而成，材質(zhì)為316不銹鋼。

（3）橫向行走平臺。EL1078.10m高程設(shè)橫向行走平臺，能貫通兩底孔。從EL1078.10m高程到流道出口高程1078.84m設(shè)置爬梯。橫向行走平臺支承鋼結(jié)構(gòu)由矩形空心型鋼100×50×4焊接而成，上鋪鋼格柵G405/30/100，材質(zhì)均為316不銹鋼。

（4）活動式欄桿。為不影響底孔流道泄水，孔口段欄桿設(shè)置成折疊式，帶鎖定裝置，活動欄桿平時處于收縮關(guān)閉狀態(tài)，使用時拉伸打開。欄桿采用26.9×3管材焊接而成，材質(zhì)為316不銹鋼。

2 檢修通道的技術(shù)要求

（1）鋼直梯的設(shè)計按照GB4053-2009《固定式鋼梯及平臺安全要求》執(zhí)行。

（2）鋼直梯由梯梁、踏棍及護(hù)籠組成。

（3）鋼直梯、休息平臺及行走平臺均采用喜利得化學(xué)粘著安卡不銹鋼M16×190錨栓連接固定，不銹鋼螺桿直徑及鉆孔深度按錨栓廠家技術(shù)要求執(zhí)行。每對梯子支撐及其連接件能承受7.5kN的垂直載荷及1.5kN的拉出載荷。

（4）鋼直梯設(shè)計載荷按組裝固定后其上端承受5kN垂直集中荷載計算，在任何方向上的撓曲變形應(yīng)不大于2mm。

（5）踏棍設(shè)計載荷按在其中點(diǎn)2.5kN垂直集中動載荷計算，允許撓度不大于踏棍長度的1/250。

（6）休息平臺及行走平臺按其外側(cè)承受5kN垂直集中荷載計算，允許撓度不大于平臺寬度的1/250 。

（7）鋼直梯、休息平臺、行走平臺、欄桿及踢腳板材質(zhì)均采用316不銹鋼。行走平臺寬度不小于600mm，并設(shè)有100mm高的踢腳板。

（8）行走平臺選用不銹鋼柵格板，柵格板的承載能力要≥3.5kN/m2。

3 強(qiáng)度計算

3.1 計算依據(jù)

《固定式鋼梯及平臺安全要求》（GB4053.1）

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）

3.2 設(shè)計載荷

①直梯設(shè)計荷載：招標(biāo)文件中規(guī)定，踏棍設(shè)計載荷按在其中點(diǎn)2.5kN垂直集中動載荷計算，允許撓度不大于踏棍長度的1/250。

②鋼格柵設(shè)計荷載：招標(biāo)文件中規(guī)定，柵格板的承載能力要≥3.5kN/m2。

③鋼平臺設(shè)計荷載：規(guī)范中第4.4.2條規(guī)定整個平臺區(qū)域內(nèi)應(yīng)承受不小于3kN/m2均勻分布載荷。規(guī)范中第4.4.3條規(guī)定平臺區(qū)域內(nèi)應(yīng)能承受不小于1kN的集中載荷。招標(biāo)文件中規(guī)定，休息平臺及行走平臺按其外側(cè)承受5kN垂直集中荷載計算，允許撓度不大于平臺寬度的1/250。

④每個三角架支承之間的平臺自重為90kg，計0.9kN，三角架支承間距為1000mm，支承寬度為800mm，根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，將均布荷載及平臺自重均考慮分布在支撐架外側(cè)：

按照招標(biāo)文件要求，計算荷載作用在支撐架外側(cè)：

取最大荷載為計算荷載

3.3 鋼直梯強(qiáng)度計算

鋼直梯受力如右圖所示：

圖2 鋼直梯受力情況

3.4 鋼格柵強(qiáng)度計算

鋼格柵尺寸如右圖所示：

圖3 鋼格柵尺寸

3.5 行走平臺強(qiáng)度計算

支撐架的受力如右圖所示：

圖4 支撐架的受力情況

剛度滿足要求。

（6）支承強(qiáng)度驗(yàn)算

支座A、B均采用兩顆喜利得HVU配合HAS-R M12不銹鋼螺桿化學(xué)錨栓固定，查詢喜利得緊固技術(shù)手冊，配合壩體C20/25混凝土的承載力設(shè)計值；抗剪承載力設(shè)計

4 結(jié)束語

二灘電站底孔閘門檢修通道自形成至今已3年有余，使用工況正常，達(dá)到了合同技術(shù)文件要求，為檢查流道和閘門提供的便利條件。