箱形钢结构井架安装工艺陈大峰(中煤第三建设公司,宿州,234000)杂、重量大,安装难度及要求较高。结合中煤第三建设公司近年来在箱形钢结构架安装方面的成功实践,介绍这种架的几种安装方法。
3:B 1箱形井架的结构特征箱形钢井架适用于落地式多绳轮摩擦轮及单绳缠绕式绞车的矿井提升,根据井架用途和提升机的数量,分为L型(橹式)结构及A型结构等。L型井架由斜架和立架组成,A型井架由主、副斜架和立架组成,其中斜架为钢板焊接的等断面或变断面的箱型结构,立文章编号:1002-6029(2000)03-架为空间桁架结构,上下天轮及起重梁布置在斜架上,立架内安装稳罐道和防撞木等。
自80年代末至今,我公司先后担负了淮北童亭煤矿和祁南煤矿,龙口梁家煤矿,河南陈四楼煤矿、车集煤矿及新集矿区,济北矿区等17座箱形井架的安装。部分井架基本特征见表1.表1部分井架基本特征矿井名称项目名称结构形式商度/m质量/t设计单位童亭煤矿主井架邯郸院梁家煤矿副井架济南院陈四楼煤矿副井架河南院梁家煤矿主井架济南院刘二煤矿主井架合肥院2箱形井架的施工方案选择箱形钢井架的安装,目前多采用桅杆起吊法施工。桅杆起吊又分单桅杆和多桅杆,并有“半翻转”、“大翻转”及“滑动提升”等多种形式。
在选择施工方案时,应从井架的结构、质量、现场条件、安全、施工机具和工期等方面进行综合考虑,制订出合理的方案。以下几座井架的施工方案,是根据不同的现场条件制订的,其主要施工方法和施工工期见表2部分井架主要施工方法和施工工期项目名称吊装方法吊装顺序施工工期主斜架副斜架立架主斜架副斜架立架安装工期/月占井口时间/d竣工日期童亭矿主井架半翻转先后梁家矿副井架半翻转先后陈四楼矿副井架(两用井架)整体半翻转同时梁家矿主井架半翻转滑移半翻转先后*后刘二矿主井架半翻转先后3箱型井架的安装方法31井架制作及现场组装按照原煤炭部颁布的行业标准(MT501095)参照钢结构施工及验收规范及有关设计要求,专门制定出“箱型钢井架加工制作质量标准”(厂标)及“焊接工艺卡”,作为工厂加工制作、检查验收的规范及标准。加工制作的井架经过各工序检查,厂内预组装合格,并出具出厂合格证后方能出厂。井架的现场组装应根据起吊方案的要求进行布置,立架应保证各断面尺寸、长度及螺栓紧固等符合规定;斜架应在保证各部纵横向几何尺寸、水平度及焊缝间隙坡口等符合要求后,将各连接焊缝点焊再按“工地焊接工艺卡”要求进行打磨焊接,并经X射线和超声波检查,确保焊接质量。
32L型井架的吊装方法根据L型井架的结构特征及现场建筑布置,在童亭矿主井架和梁家矿副井架的施工中,采用了“斜架和立架成垂直方向组装(沿井筒中心十字线方向)两架各用1根桅杆,半翻转法先竖斜架,后竖立架”的吊装方法。这种方法的优点是,斜架和立架的组装及吊装准备同时进行,竖立时互不干扰,两架竖立间隔短,安全稳妥。
童亭矿主井架组装时,由于选矸楼影响,将其与井筒中心线成3夹角组装(一条腿在基础上,另一条腿偏离基础2 5m)为此,在斜架腿部设置柔性拌腿,并在要移位的斜腿底部铺设滑道;斜架提升开始,先收紧拌腿,滑车系统,使斜架转腿至设计位置后,再继续提升。
梁家矿副井架的组装,由于工期紧,为不占用井口采取了场外组装。竖立前再将斜架和立架水平滑移至井口,均采用钢铰链与锁口梁和基础连接。刘二矿主井架的竖立,采用了“斜架、立架前后布置,单桅杆半翻转法先竖斜架,再用斜架扳立架”的施工方法。
井架的找正应主要控制斜架天轮平台的十字中心线误差,测量方法为:斜架竖立前先分出天轮平台十字中心线并作出油漆标记,待立架竖起后先松斜架进行合拢连接,再用经掉仪从4个方向观测标记,并后视地面上的基点,通过调整找正,控制偏差在0. 5/1000H(H为地面至天轮平台的高度)之内,*大不超过15mm即可。
33A型井架的吊装方法A型井架有4条支腿,其结构尺寸和质量均较同规格的L型井架大。在梁家矿主井架和陈四楼矿副井架的施工中,根据不同的现场条件,采用了不同的吊装方法。
33.1梁家矿主井架的吊装施工方法为‘半翻转“与”滑动提升“相结合,即将主副斜架按平面位置对头组装,立架在其垂直方向上同时组装,采用双桅杆半翻转法先竖立主斜架,再用主斜架滑移提升副斜架,空中对接后放倒桅杆,*后再用斜架扳立架,主斜架和立架均采用铰链固定。桅杆竖立时,先用1根辅助桅杆竖起1号主桅杆,再用1号主桅杆竖起2号主桅杆。
施工中为减少高空作业和保证安装质当其头部超过选矸楼时停止起吊,调整拌腿‘量将副斜架天轮平台组装在主斜架上起吊,即把主、副斜架的接头位置由设计图纸的I一I断面改为一断面,这样主、副斜架天轮平台的连接找正均可在地面进行,较好地保证了组装质量。若在I一I断面进行空中合拢找正,则主、副斜架的接头有4个箱形断面,对接难度大,且天轮平台上大量的结构件需待两架找正焊接后才能高空吊装,工期长,高空作业多,工人劳动强度大,不安全,也难以保证安装质量。而一断面接头只有两个,为此,制作了两套找正模具,竖立前装在两架的接头处,当副斜架提升到位后,紧固模具连接螺栓,并用千斤顶在副斜腿底部配合找正,确保了两架空中准确对接;副斜架从吊装到找正好后交焊工施焊只用了0.5d时间,焊接用了1d时间,大大缩短了主斜架的悬立时间。
332陈四楼矿副井架的吊装采用“先将主、副斜架分片平面组装,再翻身90合拢成一体*后用单桅杆半翻转法整体竖立”的施工工艺。
井架组装为场外平行作业,分主、副斜架和吊装平台3部分进行。先利用1根小桅杆完成主、副斜架的翻身合拢,再用吊车将吊装平台与斜架组装成整体然后滑移至井口对铰链。
井架竖立时,先启动提升稳车,将其扳至50°。由于桅杆起吊要满足强度及稳定性要求,桅杆站立位置较为靠近斜架;当提到50时,提升系统不能继续工作,此时收紧主缆风绳,进行倒杆竖立。无建筑物影响的情况下,斜架起吊到70时达到自倾临界点,停止收主缆风绳。为减轻井架留绳受力,先松提升绳放倒桅杆,然后再缓缓松留绳,使井架在自重作用下回转到90°。这种方法的优点是,主、副斜架整体一次吊起,避免空中对接,地面组装可保证安装质量,桅杆在井架竖立终了前即可放倒。吊装平面布置示意见。
箱形井架的吊装,还可以采用双桅杆立在主斜架外侧(边根,t立在垂直于提升中oni线的井筒中线上)并设置后牵绳配合提升的方法竖起主斜架,用后牵绳留住后,再腾出桅杆吊副斜架或立架。
4主要受力分析及机具选择在箱形井架的吊装中,我公司多采用半翻转法其受力分析如下。
41提升力计算V栽冻卅躲酱-H嵌茴冻嵌州实联鹞联s垅1.1;K'为双桅杆间的不均匀系数,取K'=1. 1;Q总为井架及吊索重量,kN;0,为井架与水平线间夹角,(°);02为吊点与水平线间夹角,(°;1为井架重心到基础中心距,m;2为吊点到基础中心距,m;a为起吊角,42主缆风绳受力计算3为主缆风绳入F正压力,MN;F为截面面积,m2;X为应力折减系数;M为偏心弯矩,MNm;W为断面系数,m3;〔a〕为许用应力,MPa. 5几点体会和认识箱型井架的安装,方案选择是关键,合理的施工方案对安全施工、缩短工期、减少高空作业及提高工程质量具有重要意义。
井架吊装应充分考虑利用单位己有规格的机具索具,如我公司使用28mm钢绳代替令32.5mm钢绳多台小吨位滑车代替8X1t以上滑车等(起吊中使用滑车*大吨位50t钢绳为37-fe8mm),不仅节省了大量资金而且掌握了吊装准备工作的主动权平衡滑车的应用,对解决提升系统多组复式滑车间的受力不均起到了关键作用,保证了井架、桅杆和提升稳车间的受力均衡。
吊耳及铰链的使用,改进了施工工艺。起吊采用刚性吊耳和销轴,能避免绳套捆绑容易滑动、产生死弯及易折断而造成事故等问题,滑车通过卸扣和销轴相连,拆装方便。使用铰链不仅可节省拌腿地锚和机具索具,而且能有效地控制井架竖起后各几何尺寸的准确度,使找正既快又准。
井架起吊前组装及滑移使用轻轨小平车,用滚动代替滑动,不仅减小了牵引力,操作也平稳方便。
箱形井架的制作及吊装工艺,许多方面还有待于进一步总结和完善。随着新技术、新工艺如门式桅杆和无锚施工等的发展和应用,安装工艺必将得到不断改进和提高。
陈大峰,男,1963年出生,高级工程师。1984年毕业于淮南矿业学院机电系矿山机械化专业,多年来从事煤矿。冶金。石油。化工等行业工程施工,现任中煤第三建设公司总经理曾发表多篇论文并获奖。