大壩檢修通道鋼直梯設計與受力計算

馬建偉

（中國水利水電第七工程局有限公司機電安裝分局，四川 彭山 620860）

我公司中標該項目，工作內容包括設計、采購與施工，本人有幸組織編寫設計方案并參與全過程施工，該項目于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 檢修通道結構特征

從底孔工作閘室底EL1092.10m高程設置到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，鋼直梯設置于兩個底孔工作閘室外側。

圖1 鋼直梯檢修通道圖

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

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

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

2 檢修通道的技術要求

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

（2）鋼直梯由梯梁、踏棍及護籠組成。

（3）鋼直梯、休息平臺及行走平臺均采用喜利得化學粘著安卡不銹鋼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要求執行。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不大于2mm。

（5）踏棍設計載荷按在其中點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、欄桿及踢腳板材質均采用316不銹鋼。行走平臺寬度不小于600mm，并設有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 強度計算

3.1 計算依據

《固定式鋼梯及平臺安全要求》（GB4053.1）

《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）

3.2 設計載荷

①直梯設計荷載：招標文件中規定，踏棍設計載荷按在其中點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鋼格柵設計荷載：招標文件中規定，柵格板的承載能力要≥3.5kN/m2。

③鋼平臺設計荷載：規范中第4.4.2條規定整個平臺區域內應承受不小于3kN/m2均勻分布載荷。規范中第4.4.3條規定平臺區域內應能承受不小于1kN的集中載荷。招標文件中規定，休息平臺及行走平臺按其外側承受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，根據設計規范的要求，將均布荷載及平臺自重均考慮分布在支撐架外側：

按照招標文件要求，計算荷載作用在支撐架外側：

取最大荷載為計算荷載

3.3 鋼直梯強度計算

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）支承強度驗算

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

4 結束語

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，達到了合同技術文件要求，為檢查流道和閘門提供的便利條件。