井架施工（精选十篇）
井架施工 篇1
关键词：箱型井架,整体吊装,直接起吊
1 工程概况
云南楚雄矿冶六苴矿区1#探矿措施竖井永久井架为四斜架式钢井架,按永久生产使用而设计,主要构件采用箱型截面,该井架设置了两层永久提升天轮平台,井架四斜架与混凝土基础铰接。
井架高35.9m,上天轮平台标高28.5m,下天轮平台标高22.28m,主斜架两地角中心跨距为14m,井筒中心至主斜架底角中心跨距为12.679m,主斜架中心与水平面间的夹角为68°42',箱型斜架最大截面为1 900mm×1 300mm。副斜架两地角中心跨距为14m,井筒中心至副斜架底角中心跨距为1 0.7 14m,副斜架中心与水平面间的夹角为73°22'33",箱型斜架最大截面为1 000mm×900 mm。
井架构件主要由三部分组成。①主斜架部分。主斜架由主斜腿正反梁ZL1、梁1CL1、梁2GL1、22.28m平台、28.5m平台、35.9m平台组成,总重150 526.9kg,各构件均以焊接方式进行连接。②副斜架部分。副斜架由副斜腿正反梁ZL2、梁1GL2、梁2GL2、1GL3正反、2GL3正反、1GL5、1GL6、1GL7组成,总重55 334.4kg,各构件均以焊接方式进行连接。③井口立架部分。井口立架由GL-1～GL-13、TL1～TL3、GZ1～GZ3、ZC-1～ZC-6、ZC1a～ZC5a组成,联结方式为焊接和螺栓连接,重量为25 668.6kg。
2 施工关键技术
(1)采用地面整体组装工艺、4台吊车起立井架施工工艺。施工前如何合理选择吊点,保持4台吊车协调配合,确保井架完整、不受损伤是关键技术之一。
(2)井架起立后,主、副斜架在空中进行对接前,如何根据井筒中心线,对整个井架进行操平、找正是另一项关键技术。
3 井架组装工艺流程
井架按图1所示流程进行安装。
3.1 斜架组装
井架单件最大重量为14.761t,单件最长构件长10.3m,现场租用一台25T汽车吊组装井架。
(1)节点放线。①平整场地,使之符合井架组装要求。②计算斜架各节点几何关系,现场放出各个节点位置,并设置临时节点位置,混凝土埋设节点进行保护。组装前,测量人员复核节点位置。
(2)斜架组装。①搭设组装平台,平台由150mm×150mm×1 500mm道木与预先制作好的铁架组成,道木在底部并排成排,每道接口两端各设一组平台。②吊车将各部件就位,千斤顶对各构件进行调整,使之初步定位。1h后观察平台平整度,如有变化,重新调整。③主斜架组装。主斜架采取自下而上依次找正的方法进行组装。依图纸调整主斜架第一段7m段正反位置,经纬仪定位主斜架中心线,做好临时基准点。经纬仪配合50m钢卷尺测量第一段7m正反与井架中心线,确保距离为7 000mm,保证构件第一段7m段正反中心线间距7 000mm,复查构件对角线尺寸确保无误。井架找正过程中,水准仪检查构件第一段7m段正反侧面中心线是否达到组装标高要求;磁力锤球检查井架正面中心线与端面节点的重合度,保证井架组装中心线与井筒中心线的重合。上述过程是交互的,找正时要检查构件的水平度,操平时要检查构件的几何尺寸,只有两者都满足技术要求时才能进行定位焊接。构件前后左右移动用千斤顶调整,构件上下移动用垫铁调整。同样的方法找正下一个7m段正反、ZL1、4.7m段正反、6.421m段正反、1GL1、7.2m段正反、2GL1和5.318m段,定位后焊接连接焊缝。④副斜架与主斜架组装方法相同。
3.2 立架组装
立架在主斜架旁组装。组装时搭设组装平台,先组装立架GK-1扇面,再组装GK-2、GK-3扇面,最后用吊车将立架各扇面连接组装。组装时立架头部向着井口方向,由底角向头部依次进行拼接。
(1)GK-1扇面立架组装。依图纸在组装平台上摆放立架GK-1、扇面立柱GZ1,依据立架组装中心线找正,水准仪操平,安装并点焊两立柱之间的连接构件GL-8,整体操平、找正,无误后焊接立柱GZ1,其余部分使用螺栓连接,扇面构件全部连接完毕并核实各部位尺寸无误后焊接扇面。
同样方法组装和焊接GK-2扇面、GK-3扇面。
(2) CK-A、CK-B扇面组装。25T汽车吊将GK-1、GK-2、GK-3扇面竖起并锚固,组装CK-A、CK-B扇面立架。构件GL-9、GL-12用定位螺栓连接或点焊到构件GZ1、GZ2上,GL-10、GL-13构件用定位螺栓或点焊到构件GZ2、GZ3上,操平找正GL-9、GL-12、GL-10、GL-13构件后,将各部位焊接牢固,点焊ZC-1、ZC-2、ZC-3、ZC-4、ZC-5、ZC-1a、ZC-2a、ZC-3a、ZC-4a、ZC-5a等斜撑。
井架立架组装完毕后再次核实各部位尺寸,确保无误,准备吊装。
4 井架起吊重心计算与设备选型
4.1 主斜架重心计算
主斜架重心计算见表1。
4.2 设备选型计算
4.2.1 主斜架起吊
主斜架总重量150.53t,斜长37.9m,,基础标高0.6m。安装后垂直高度35.09m。
(1)吊装受力计算:如图2,P1为主吊力,P2为溜尾吊力,G为井架重量。
以斜架初始起吊时吊车起重量计算。主吊点受力:
利用2台主吊车抬吊,则单台吊车吊重为:
P=1/2×P1=63.8t
溜尾吊点受力:
利用2台辅助吊车溜尾,则单台吊车吊重为:
(2)吊装机具选择:根据吊装参数和主吊点、溜尾吊点受力及吊装平面图选用吊装机具如下。
①主吊吊车:选用300T汽车吊,起吊有效高度60m,支腿距离8.7m×8.5m,360°回转,100t配重。
主吊吊车起升最大高度:
式中:h1——主斜架起吊点垂直起吊高度,h1=25 099 mm;
吊索高度， mm ;
h3吊装裕度高度，
基础
②溜尾吊车:选用130T汽车吊,支腿全伸,全方位作业,30t配重。
③吊装索具:主吊钢丝绳选用Φ3-6×37+1-170,其破断力为PP=97.15×104N,每根绳长12m,2弯4股使用,钢丝绳最大受力点发生在起吊初始时刻,则每根钢丝绳安全系数K为:
溜尾钢丝绳选用φ36.5-6×37+1-1770钢丝绳扣1根,其破断力为Pp=70.2×104N,绳长12m,1弯2股使用,则每根钢丝绳安全系数K为:
(3)吊耳的允许负荷计算:
式中:P—吊耳允许负荷;
C—起重量;
D—不均匀受力系数,D=1.1;
E—动载系数,E=1.1;
n—同时受力的吊耳数。
根据HGT 21574-2008上的相关标准,主吊选用80t吊耳,吊耳强度检验:
式中:Fmin——垂直于P力方向的最小截面积,mm2;
Amin——平行于P力方向的最小截面积,mm2;
[σ]——材料许用正应力,MPa;
k——安全系数,一般取k=2.5～3.0;
σs——钢材的屈服极限,钢材选用Q235,σs=225MPa。
由上面公式可以得出:
4.2.2 立架起吊
立架重量25.7t,长21.97m,安装后垂直高度21.19m,基础标高-0.78m。
(1)吊装受力计算:如图3,设P1为主吊力,P2为溜尾吊力,G立架重量。
主吊点受力:
溜尾吊点受力:
(2)吊装机具选择:根据吊装参数和主吊点受力及吊装平面图选用吊装机具如下。
①主吊吊车:选用130T汽车吊,支腿全伸,全方位作业,30t配重。
主吊吊车起升最大高度:
式中:h1——井架垂直起吊高度,h1=17 970mm;
h2——吊索高度,h2=6 000mm;
h3——吊装裕度高度,h3=200mm;
h4——基础高度,h3=0mm。
②溜尾吊车:选用70T汽车吊,支腿全伸,全方位作业。
③吊装索具:主吊钢丝绳选用6×37-1770-Φ36,钢丝绳在吊车钩头和起吊卸扣上缠绕2圈,钢丝绳最大受力点发生在130T汽车吊将立架整个吊起时刻,此时每台吊车受力12.85t。安全系数R=67.6×2/12.85=10.5>6(安全)。
溜尾钢丝绳选用6×37-1770-Φ36,钢丝绳在吊车钩头和起吊卸扣上缠绕1圈,钢丝绳最大受力点发生在起吊初始时刻,此时吊车受力11.8t。安全系数R=67.6×2/11.8=11.5>6(安全)。
(3)吊耳的允许负荷计算方法与主斜架相同,经计算正应力与切应力均处于安全允许范围内。
4.2.3 副斜架起吊
副斜架总重量55.334t,斜长29.266m,安装后垂直高度28.5m,基础标高+0.6m。
(1)吊装受力计算:如图4,设P1为主吊力,P2为溜尾吊力,G为井架副斜架重量。
副斜架初始起吊时吊车起重量计算。主吊点受力:
利用2台主吊车抬吊,则单台吊车吊重为:
溜尾吊点受力:
利用2台辅助吊车溜尾,则单台吊车吊重为:
(2)吊装机具选择:根据吊装参数和主吊点、溜尾吊点受力及吊装平面图选用吊装机具如下。
①主吊吊车:选用130T汽车吊,支腿全伸,3全方位作业,30t配重。
主吊吊车起升最大高度:
式中:h1——副斜架垂直起吊高度,h1=26 423mm;
h2——吊索高度,h2=2 000mm;
h3——吊装裕度高度,h3=200mm;
h4——基础高度,h4=600mm。
②溜尾吊车:选用70T汽车吊,支腿全伸,后方和侧方作业,360°回转。
③吊装索具:主吊钢丝绳选用6×37-1770-Φ36,钢丝绳在吊车钩头和起吊卸扣上缠绕1圈,钢丝绳最大受力点发生在2台130T汽车吊将副斜架下段垂直吊起时刻,此时每台吊车受力27.7t。安全系数R=67.6×2/27.7=9.8>6(安全)。
溜尾钢丝绳选用6×37-1770-φ36,钢丝绳在吊车钩头和起吊卸扣上缠绕1圈,钢丝绳最大受力点发生在起吊初始时刻,此时每台吊车受力9.4t。安全系数R=67.6×2/9.4=14>6(安全)。
④吊耳的允许负荷计算方法与主斜架相同,经计算正应力与切应力均处于安全允许范围内。
5 井架起立
5.1 井架起立工序
施工准备→索具设置→场地清理并夯实平整→起重机进厂就位、组装→主斜架吊装→立架吊装→副斜架吊装→井架操平找正→清理施工现场→各平台梁、梯子及附属设施安装→工程竣工验收。
5.2 施工准备
(1)井口底框梁安装。依据井筒十字中心线放出井口底框梁GL-1中心线和标高基准点,验收底框梁基础,合格后用25T汽车吊将井口底框梁就位,整体进行操平找正,达到要求后与基础预埋钢板焊接牢固。井口底框梁与井筒十字中心线的偏差不超过1mm,标高不超过±5mm。
(2)平整施工现场,架设施工用电。
(3)专人仔细全面检查吊车、吊车钩头、钢丝绳套、吊车驻足位置等,确保井架安全起立。
5.3 索具设置
(1)主斜架下段上每个吊耳所受的吊装力Pt=70t,80t吊耳2个,80t卸扣2只。
(2)立架吊耳上每个吊耳所受的吊装力Pt=6.45t,10t吊耳4个,10t卸扣4只。
(3)副斜架上每个吊耳所受的吊装力Pt=27.7t,30t吊耳2个,30t卸扣2只。
5.4 主斜架吊装
主斜架正反上23.95m处焊接的2个80t吊耳,吊耳上连接80t卸扣2个,用两根等长的43NAT6×37+FC1670钢丝绳套四绳分别与卸扣连接,钢丝绳中部再与2台130T吊车主钩头连接。
在主斜架正反底脚底部用两根等长的36.5NAT6×37+FC1670钢丝绳套双绳连接,吊点采用钢丝绳捆绑,钢丝绳中部再与2台300T吊车主钩头连接。
300T吊车抬头,2台130T吊车辅助,将主斜架缓慢吊起使底脚离开地面约100mm,观察钢丝绳、起重吊耳、卸扣等受力情况,进行试吊。试吊合格后4车采取承提承送的方式,主、副吊车配合使主斜架由水平渐渐变为设计倾斜状态后,两主吊车在两溜尾辅助吊车的配合下进行回转或变幅动作,使主斜架支腿置于其基础之上,顺着井架卡位装置就位,摘除两台130T吊车钩头绳索,2台300T吊车吊住主斜架驻足不动。主斜架现场吊装施工如图5所示。
5.5 立架吊装
将立架顶部防撞梁连接钢梁上焊接的4个10t吊耳,并连接10t卸扣4个,两根等长的36.5NAT6×37+FC1670钢丝绳套分别与卸扣连接,钢丝绳中部再与130T吊车主钩头连接。
将立架底部位置用两根等长的36.5NAT6×37+FC1670钢丝绳套分别与卸扣连接,钢丝绳中部再与130T吊车主钩头连接。
顶部用130T吊车抬头,尾部130T吊车辅助,将立架缓慢吊起使底脚离开地面约1 00mm。试吊合格后两台汽车吊采用承提承送的方法将立架慢慢吊起,直至立架垂直竖立,再将立架放置在井口底框梁上,找正后螺栓连接就位。
5.6 副斜架吊装
标高+22.28m副斜架正反上焊接的2个30t吊耳,并连接30t卸扣2个,2根43NAT6×37+FC1670钢丝绳套分别与卸扣连接,钢丝绳中部再与130T吊车主钩头连接。
副斜架脚底部用两根等长的36.5NAT6×37+FC1670钢丝绳套双绳连接,吊点采用钢丝绳捆绑,钢丝绳中部再与2台70T吊车主钩头连接。
两台130T吊车抬头,2台70T吊车辅助,将副斜架缓慢吊起使底脚离开地面约100mm。试吊合格后,四车采取承提承送方式,顺着井架卡位装置将副斜架直接就位于副斜架基础上。主斜架、副斜架4台主吊车配合将主斜架和副斜架进行倾斜角度的调整,用水准仪、经纬仪操平找正主副斜架后垫好垫铁,使副斜架上2GL3构件与主斜架对接,找平后进行焊接,将1GL3构件起吊到安装位置,操平找正后,与主斜架和副斜架焊接。最后摘掉4台主吊车钩头及索具。副斜架现场吊装施工如图6所示,现场吊装后效果如图7和图8所示。
5.7 井架附件安装
在井架起立安装完成后,天轮、天轮平台栏杆、钢梯等安装工作及时完成
6 结语
楚雄矿冶六苴矿区1#探矿措施竖井井架起吊采用现场组装、整体平移、4台吊车同时起吊的技术,克服了因工业场地狭小而井架起立的困难,减少了立抱杆、布置稳车等繁琐的准备工作,有效地避免了因立抱杆等工序带来的安全隐患,实现了整个施工过程的安全、快速、便捷,减少了对施工现场周围环境的破坏。整个起吊过程为3个工作日(包括吊车准备期),大大缩短了施工周期,节省了大量劳动力和施工成本,提高了施工效率,为公司施工类似大型箱体井架积累了经验,具有很强的应用性和较高的推广价值。
参考文献
[1]MT5010-95,煤矿安装工程质量检验评定标准[S].
[2]王民中等.张双楼煤矿新副井井架整体吊装[J].能源技术与管理,2009,(4).
井架施工 篇2
滑模平台由辐射梁、下弦拉杆、环梁、鼓圈等组成，烟囱底部外半径为12.05m,组装平台半径取14.0m。经平台设计计算,取40对18号槽钢作为辐射梁,辐射梁与鼓圈采用螺栓连接;设40根<32mm钢筋作为下弦拉杆,下弦拉杆用花篮螺栓联接在鼓圈的下钢圈上;鼓圈内径4.0m,高度3.0m,由上下钢圈通过腹杆组合而成;井架高9m,平面尺寸2.8m×2.8m,井架用4根<19mm钢丝绳与平台拉接。本结构千斤顶布置采用单双相间布置,共布置GYD-60(额定承载力为3t)千斤顶60台,相应配置40根<48mm×3.5mm钢管作为支承爬杆,刚度(EI)是<25mm圆钢的6.36倍,承载力为圆钢的3.9倍,而其重量却比圆钢略小,因而更经济，
烟囱的半径随高度的增加逐渐缩小,在150m处,拆除部分千斤顶,由原来单双间隔布置改为全双布置,千斤顶减少为40台。滑模装置在地面按施工设计图制作完成后,为确保在高空滑升中的安全,必须对滑模平台进行试压。试压荷载取1.2倍施工荷载,试压时将平台分为2个受荷区,分3次进行加荷。试压结果显示:鼓圈下沉量60.55mm,略大于设计要求L/400=60mm,辐射梁挠度39.5mm,略小于设计要求L/250=40mm,均符合使用要求。
2滑模偏差控制
井架施工 篇3
关键词：钢结构井架 双桅杆并联 翻转吊装 创新
1 工程概况
谢桥矿矸石井为缠绕式绞车临时提升系统，已使用15年，随着矿井产能提升和矿井采场向深部延伸，临时提升系统不能满足要求，需改为箱型永久钢结构井架和落地式摩擦多绳提升机提升系统。根据改造顺序，先安装箱型永久钢结构井架，井架高67.8m，重约570t。井架设+52.1m、+58.6m天轮平台，以及+68.0m井架顶部平台。主副斜架跨距为27m*27m。主、副斜架及平台截面为箱形体结构。而矸石井周围永久建筑多，施工空间有限，施工场地极为复杂。
2 现场特点及总体施工工艺
2.1 工程特点：矸石井井架施工条件与新建矿井不同，一是应减少影响临时提升系统提升，减少跨越临时凿井井架施工。二是矸石井周围是矿车运输主干道，应减少影响轨道运输。三是矸石井周围厂房车间多，要保持车间正常生产。四是矸石井周围只有北侧有有限施工空间，在矿车轨道运输环形道内。而南北只有98m空间，东西只有102m空间。
2.2 总体施工工艺：针对施工现场复杂条件，结合井架结构特点，将井架分为主斜架（重386t，高68m）副斜架（重184t，高56m）两吊装单元，在井口北边施工场地距井口中76m，沿东西方向组对吊装两座52m桅杆，用桅杆将主斜架吊装至45°后，然后用桅杆倒杆扳吊将主斜架吊至60°至63°左右。再利用设在主斜架顶部1套绳锁具，即起吊副斜架起吊绳，将主斜架吊装至85°左右即设计位置。最后将副斜架吊装到位。
3 井架安装施工工艺
3.1 桅杆选择和竖立创新
3.1.1 站位选择：一般吊装井架桅杆站位在主斜架基础附近，为保证桅杆安全竖立，以桅杆站位点为圆心，以R≥50m为半径范围内设缆风绳。结合现场条件，如桅杆站在主斜架基础旁，桅杆南侧缆风绳和主缆风绳要跨越临时凿井井架、提升机主提升绳、轨道等。根据现场北侧场地尺寸只有将桅杆布置在主斜架腿外侧，距主斜架基础中心线向北方向50m位置。桅杆主缆风绳一端在副斜井基础上，这样桅杆主辅缆风绳均不跨越矸石井临时井架等。
3.1.2 高度选择:桅杆应满足两个要求。一是用桅杆将主斜架抬头至45°，然后倒杆将主斜架吊装大于60°，这样吊装副斜架绳索继续扳吊主斜架时副斜架基础受力小，同时吊装副斜架绳索受力后在凿井井架上方压不住提升绳。二是桅杆应尽量高，且组对时不超过环形轨道。综合上述因素桅杆规格为：两根断面尺寸为1.6m×1.6m、高度为H=52m、主肢角钢为∠200×200×20角钢格构式金属桅杆并联使用。
3.1.3 桅杆组对：根据现场情况，桅杆沿东西方向组对头部向西，先组对1#杆后组对2#杆。组对后将吊主斜架的机索具和起吊桅杆的锁具布置在桅杆上。
3.1.4 1#桅杆竖立：1#桅杆竖立除自身缆风绳外另增加2根临时缆风绳，桅杆竖立时，用100t汽车吊将桅杆抬头与地面的夹角≥30°，再用两台稳车将其扳起。起吊滑车组为H80×5D，滑车组跑绳为一根 L=1000m φ28-6×37-1570。跑绳为双出头，滑车上拖拉绳为一根L=140m φ56-6×37-1870(双股)钢丝绳。
3.2 井架吊装工艺
3.2.1 主斜架地面组对：主斜架组对从基础铰链处向头部进行，组装前先测出井筒中心线、基础中心线、绞链中心线及标高，再放出斜架组装位置中心线及构件位置标高，确定组装高度架好道木垛子。构件用吊车配合进行，组装各接头用手拉葫芦及千斤顶等进行调整。井架组装中心线位置以井架中心线为基准，用全站仪等测量偏差。
3.2.2 副斜架组装：副斜架腿构件同样从基础铰链处向头部进行，井架平台方向朝上。组装方式同主斜架，为不影响临时提升，副斜架组装在主斜架起吊到位后进行。此种方式可以减少占用井口时间，但井架吊装需延长7天。
3.2.3 井架吊装工艺过程
①主斜架吊装：采用二根52m桅杆旋转法整体扳吊，吊装采用1套12－11走22双出头跑绳的滑车组。即上滑车为（4H50×2w+2H20×1KL+2H32×1KL），下滑车为（4H50×2W +4H20×KL），每组滑车跑绳为L=1600m φ36－6×37-1870钢丝绳。滑车组采用双出头，跑绳从桅杆顶引下经导向滑车（H20×1L）引向两台16t凿井稳车。为了平衡对桅杆的力，桅杆设了两套主缆风绳，主锚点设在副斜腿上。将主斜架吊到30°后，再利用桅杆主缆风绳将桅杆倒杆至21°，这样将主斜架扳吊至45°。再次启动另两凿井稳车将主斜架吊到48°，然后再次倒杆至23°将主斜架扳吊至51°。
②利用副斜架基础为锚点和起吊副斜架绳索，将主斜架扳吊至95°，上滑车组为2H32×1KL +4H50×2w+2H20×1KL，挂在主斜架顶部。下滑车组为4H50×2w+2H20×1KL，设在副斜架顶部，跑绳为一根L=3200m钢丝绳，中间设平衡滑车。
③主斜架吊到95°时会因自重产生回转力矩继续向副斜架方向倾到，为此主斜架上设1套溜绳[（4H50×2w+1H20×1KL）+（4H50×2w）]进行溜放，将主斜架溜放到设计角度。
3.2.4 副斜架吊装：副斜架利用主斜架整体扳吊。起吊滑车组为起吊主斜架滑车组。副斜架旋转到85°左右时，会依靠副斜架自重产生回转力矩继续向主斜架方向旋转，因此副斜架须设后2套H32×3D后留滑车，上段拖拉绳为L=100m二股φ43－6×37-1870钢丝绳。下段滑车绳为L=500m φ24-6×37-155钢丝绳。副斜架吊装总重量为184t，重心距斜腿根部旋转绞链中心的距离为35.0m，总起吊长度为58.5m。
3.3 井架吊装施工技术创新
3.3.1 平衡技术应用
大型构件或设备吊装时，为满足吊装要求使用二套及以上起吊滑车组，因此应考虑两套吊装受力系统受力平衡，以避免某一个受力系统超负荷而产生安全问题，从而引起构件平面扭曲变形。本井架吊装为解决井架吊装时受力平衡，在主缆风绳上采用了平衡板技术。副斜架吊装为解决吊装平衡，在起吊滑车组装置上设置平衡滑车，使平衡轮两边滑车组受力基本一致。
3.3.2 绞链设置位置与构造件的改进
在翻转起吊设备中，一般安装翻转支撑铰链。井架安装过程中，斜架翻转铰链一般设在主斜架正前方，这种结构形式铰链受力最大，钢构件承受弯距，各部应力较大，矸石井架施工鉸链设计在主斜架底板位置，在斜架受力最大位置时，铰链承受力为压应力，从而改善了斜架在吊装过程中受力状态，保证了施工吊装过程中安全。
3.3.3 井架吊装工艺创新
井架吊装施工现场为临时凿井井架提升，以及工广矿车轨道运输，为减少施工对临时提升和对工广运输影响，采取桅杆站位在主斜井头部位置，将主斜井吊装至≥60°，利用副斜架吊装锁具和基础锚点相结合，通过一系列轮系将主斜架吊装至设计位置。这种井架吊装工艺创新，减少了井架起吊对临时提升影响，对井架的安全起吊起到了决定的作用。
4 结语
谢桥矿矸石井井架安装工程，采用该吊装工艺，一次性的节省工期8天，针对井架在现场条件跨越凿井井架的特点，吊装采用了双桅杆并联使用，分片整体旋转法扳吊与桅杆倒杆操作相结合等施工工艺。该施工工艺安全可靠、操作方便、占用井口所用的施工工期大幅度缩短、质量得到保证，为矿井生产取得了好的经济效益。
大型钢结构井架安装竖立的施工技术 篇4
钢结构井架是我国煤矿提升系统中一个重要设施, 是煤矿安全提升系统的重要保障。一般来说, 每对矿井根据其生产设计能力的不同, 其井架设计的结构也不同, 有框架结构式井架、橹式井架、管式结构井架、型钢式井架等多种结构形式, 其组装竖立的方法也不同。主斜架起吊一般有半翻转法、大翻转法、吊装法等, 副斜架起吊一般有滑移起吊法、吊装法、翻转法。本文就刘店煤矿主井框架钢结构式井架的安装竖立方法做一下详细介绍。
2 井架技术特征
刘店煤矿主井井架由煤炭工业合肥设计院设计, 为四斜柱框架式井架, 是目前淮北矿业集团最高最重的一座井架, 总重约500t, 其中主斜架约300t, 副斜架200t以上, 是永久临时两用井架。
井架及设置绞车的技术参数:一台4米落地式多绳摩擦式提升机, 两个直径4米的天轮在井架上下布置, 井架高度为64米、总重503吨。
3 施工方案的选择
井架的竖立因不同的结构及大小而异, 在选择施工工艺时犹为重要, 是竖立成功的关键。井架安装竖立的施工方案选择分为三个方面, 一是井架的组装方案;二是起吊抱杆的设置方案;三是井架的吊装方案, 井架吊装又分为两部分, 主斜架的吊装与副斜架的吊装。
3.1 井架组装方案
刘店矿主井井架组装是将主斜架头朝南, 由北向南组装的。副斜架在主斜架东边组装。主斜架竖立后, 将副斜架向西平移至井口, 利用主斜架抬头, 再将横梁与主副斜架组装为一体。
3.2 抱杆组装竖立
本次井架起吊时采用两副抱杆, 抱杆在井架东西侧中心线上组装, 抱杆底部位于井筒中心线, 利用副抱杆配合吊车竖立。
3.3 井架吊装方案
主斜架由抱杆采用翻转法起吊就位, 副斜架利用主斜架, 采用滑移法就位, 主斜架吊装时与基础采用转动折页连接。
4 井架施工工艺
4.1 稳车、地锚的选用
4.1.1 根据载荷和稳车容绳量及安全系数
选用稳车和地锚, 主提升机采用2台16吨稳车, 主牵引机采用4台10吨稳车。
4.1.2 副斜架腿部留绳选用2台10吨稳
车, 且与主提升机共用一个地锚, 并辅助副斜架跨越基础。
4.1.3 两侧缆风绳选用两个20吨地锚和2
台10吨稳车, 抱杆绊腿绳利用4个30吨地锚, 及四只10吨手拉葫芦。
4.2 井架出厂、运输及现场组装
4.2.1 主副斜架各
构件应严格按图纸要求下料焊接和防腐处理, 出厂前对其各部几何尺寸、几何角度及焊接质量, 按图纸和规范要求进行检查验收。
4.2.2 为便于运输, 大件应注明重量,
装车时应进行合理的铺垫, 并绑扎牢固, 以防变形和晃动。各构件应有清晰而准确的中心线标记, 且按预组装情况编号。
4.2.3 井架的组装场地
必须平整夯实, 并按平面布置图进行井架的组装。按照主斜架各构件与井架中心线的相对位置, 由北往南依次组装为一体。
4.3 抱杆的竖立
此主井井架的吊装使用两副截面为1.45×1.45米,
高49.6米, 重37.36吨的抱杆。利用一副1.00×1.00米, 长28.0米的副抱杆将两副主抱杆竖立。
4.3.1 抱杆下部地基平整夯实后纵横交错
Ⅰ28~Ⅰ32工字钢两层, 按施工平面图组装抱杆, 抱杆每一段间的连接要贴实紧固。
4.3.2 副抱杆由25t吊车抬头, 用南北方向
的临时缆风绳控制其摆头, 再利用竖立的副抱杆将B2抱杆竖立, 并固定好各侧临时缆风绳及绊腿绳, 接着利用B2抱杆将副抱杆放倒, 将B1抱杆挪到副抱杆竖立位置, 利用B2抱杆将B1抱杆竖立, 固定所有的绊腿绳及临时缆风绳及永久的缆风绳。
4.4 主斜架的竖立
主斜架的最大起吊重量为291吨, 最大提升力为311吨, 抱杆的最大主牵力220吨, 对基础的最大水平推力为193吨。因此, 主提升系统选用6×37-Φ32.5-1700的钢丝绳作为主提升绳, 组成一套复式滑车系统, 并用平衡滑车, 以保证稳车的受力均匀。跑头由两台16吨稳车牵引。
主斜架正式竖立前, 应做一次全面检查, 确认无不安全因素后方可起吊。提升过程中, 工作人员应随时向指挥报告提升角度, 以及平衡轮处钢丝绳的串动量, 抱杆的受力情况, 如图1。
待主斜架起吊到设计位置时, 将提升绳跑头卡固在抱杆腿部。主斜架起吊结束, 用垫铁垫起井架底脚, 穿上地脚螺栓。如图2。
4.5 副斜架的吊装
副斜架组装后, 滑移至井口南边井架中心线上, 利用主斜架将其抬头11米, 然后, 将横梁与主副斜架组装在一起。辅助副斜架跨越基础就位, 与主斜架合拢。如图3。
4.6 斜架的找正
整个斜架就位后, 分别将各斜腿的基础螺栓装好, 利用经伟仪从两个方向观测井筒中心线, 在底角处用100吨千斤顶对井架进行找正。井架底部与基础间布置好垫铁, 找正后将地脚螺栓拧紧, 并进行二次灌浆。
4.7 抱杆的拆放
待副斜架起吊就位与主斜架对接找正并焊接完毕后, 进行抱杆的拆放。慢慢收紧主牵绳, 同时放松主提升绳, 并利用两侧缆风绳控制其摆头。收紧抱杆腿部绊腿绳, 将抱杆放到并进行拆除。
结束语
大型钢结构井架的安装竖立工序是环环相扣的, 不能孤立任何一道施工工序。井架安装竖立是以井架组装为起点, 抱杆竖立为中线, 斜架起吊为重点, 地锚埋设为辅线。在施工过程中要注意以下几点:a.在组装过程中要严格控制好各项尺寸, 如井架底脚中心线, 井架开档尺寸, 天轮平台标高尺寸等, 要通过施工单位的自检、监理单位与建设单位检查验收来控制组装质量。b.严格把握抱杆竖立过程的安全注意事项, 做好各种保护工作以及各项机电设备的安全管理工作。c.要做好井架竖立过程中的各种安全监控措施, 保证各操作岗位人员到位, 并要求其施工人员精力集中且听从统一指挥。
JJ30型井架安装方案 篇5
井 架 装 拆 施 工 方 案
编制：
审核：
2014年9月10日
井架装、拆施工方案
工程概况
工程名称: 上海吉田拉链有限公司半成品物流自动
化及生活辅助用房
建设单位: 上海吉田拉链有限公司 设计单位: 上海思必成建筑设计有限公司 监理单位: 上海华申工程建设监理咨询有限公司 施工单位: 施美高（上海）工程有限公司 勘探单位: 化学工业岩土工程有限公司
本工程上海吉田拉链有限公司生活辅助用房位于上海市闵行区经济技术开发区绿春路468号，上海吉田拉链有限公司厂区内，建筑面积4035m2，建筑高度10.7m，地上三层，混凝土框架结构。新建生活辅助用房一幢、自行车棚、生活辅助用房周边道路等土建工程。
本工程设计使用年限为50年，安全等级为二级，抗震等级为七级，建筑物设计标高±0.000相当于绝对标高4.750m，室内外高差0.50m。基础采用柱下桩基础。
一、概述
JJ30型井字架提升机，以下简称井架。由钢结构、机械结构、安全设施及电器等部分组成。井架装拆之前，必须了解其独特性能，熟读使用说明书上的每一页，熟悉其机械和电器原理，这样才能保证安全，快速和高质量的完成拆装工作。
二、装拆前准备阶段
1、场地清理，打扫场内道路上的障碍物，保证应有的作业空间，作业区域上空（有无）高压电线、电缆（如有高压电线、电缆，现场应做保护措施）。
2、组成拆装作业队伍工作时必须进行安全任务书技术交底。
3、所有作业人员必须戴好安全帽，高空作业人员系好安全带，对索具、其中机具、手拉葫芦、扳手及其他辅助工具认真检查，不合格概不准使用。
三、装拆实施阶段
1、阅读，熟悉井架使用说明书，整个装拆过程严格按井架装拆规定及装拆方案执行。
2、井架的装拆工作应由持操作证的人员进行。
3、装拆区域设置警戒线，有明显标志，并有专人监拆。
4、待装拆的井架应做到性能完好，金属机构部分无疲劳损伤，无焊缝开裂脱焊，无严重锈蚀。对钢丝绳、滑轮组、电器设备、安全保险机构等，装拆前均应认真检查，发现问题必须马上整改。
四、拆装安全要求
1、装拆现场应清理场地，并用标志杆等围起来，禁止非工作人员入内。
2、防止装拆地点上方掉落物件。
3、井架运行时，人员的头、手不可露出安全门。
4、如果有人在井架上工作时，不允许开动井架。
5、安装作业人员应按空中作业的安全要求，包括必须戴好的安全帽，系好安全带，穿好防滑鞋。
6、井架操作时，严禁在吊笼内载人。
7、吊笼启动前，必须按井架额定安装载重量装卸，不允许超载运行。
8、雷雨天、雪天或风速超过10m/s的天气，不能进行安装拆卸作业。
9、井架的安装、拆卸，必须在专业人员统一指挥下按照程序进行。安装后，经企业技术负责人会同有关部门对基础和附墙支座及井架安装的质量，精度进行全面检查，试运转，经检测合格后方可投入运行。
五、井架底盘混泥土基础施工方案
1、在施工现场选择合理的地理位置。去除浮土并夯实。
2、按井架基础图放好钢筋、预埋螺栓，浇注30cm厚C30混凝土。
3、基础表面原浆抹平，水平控制在2-3mm以内。基础应用排水措施。
4、强度达到75%后，进行安装。
六、井架安装
1、先将底盘安装在混凝土基础上校准好水平，把内吊篮置于底盘中间并检查进料口方向是否正确。
2、在底盘上安装4根立杆，取两长两短，应对角安装，再
在短主杆上装2块大连接板，在长立杆上装2块小连接板
3、对准卷扬机方向，并借用大连接板将地滑轮装在底盘上。
4、装四根水平撑，再装4根斜撑，上螺栓呈放松状态回下去坚固下节所有螺栓，以利校正与安装，依此循环，直到完成。
5、内吊篮装好第一节时，把4只导轨装上去与有孔平撑紧固。
6、装顶上竖撑时，把2根短竖撑装上去，装上顶角撑板，装上顶平撑和斜撑，坚固螺栓，将天梁按井架的对角方向安装在井架最上端，并将靠近天梁外端侧滑轮的一端伸出井字架。
7、用压板与螺丝坚固，再安装避雷针。
七、附墙或缆风绳安装
1、当井架使用附墙钢性固定时，井字架装到9m高度，必须在井架体的四角安装第一道附墙架,往上每6米安装一道附墙.井架护墙间距不得大于6米。建筑物顶层必须设一道附墙。
2、附墙架与架体及建筑之间，均应采用刚性件连接，并形成稳定结构，不得连接在脚手架上。严禁用铅丝绑扎。
3、附墙架的材质应与架体的材质相同，不得用木杆、竹杆等做附墙与金属架体连接。
4、井架缆风绳地矛桩深度1.7米。
八、钢丝绳安装
1、将钢绳穿入地滑轮，然后在井字架外侧将钢丝绳拉到天梁处，穿入天梁上的2个滑轮内，从天梁中间的滑轮把钢丝绳放下，穿过吊篮上部滑轮，往上拉到天梁地面的吊环上，用螺卡卡紧。
2、根据井架同卷扬机的距离加上绳筒上按照规定应留的钢丝绳圈数，确定地面钢丝绳的长度，剪断钢丝绳，把钢丝绳同卷扬机固定好。
九、井架安全装置的安装
1、安装吊篮安全门。
2、安装井架外安全门。
3、安装限载控制器。上下限位装置直接安装在卷扬机绳筒轴端，超重限位安装在超重地滑轮上。
4、安装电视监控器。
十、井架拆卸顺序
1、电器拆装——天梁、地滑轮拆卸——附墙或缆风绳拆卸——标准节拆卸——吊笼拆卸——底盘拆卸。
2、按规定和施工要求附卸附墙架或缆风绳。
3、应认真检查，发现问题立即整改。
4、拆卸后及时做好转移使用或清理入库等运输工作。
十一、井架试吊
1、全部安装完毕，井架必须进行轻重车试吊，吊篮内放额定荷载，在全程起升高度内反复升降吊篮3次以上，做到井架体无变形和摇晃（目测），各滑轮组转动灵活，所有坚固件无松动现象，吊篮在滑道内无异常声响，各安全装置动作正常。确认一切正常后，报请公司主管部门验收，认定合格挂牌后方可使用。
十二、驾驶员安全技术措施
1、操作人员要持证上岗，严禁无证人员擅自操作，严格遵守操作规程，做到定机、定人。
2、吊篮内严禁乘人，吊臂下严禁站人。
3、吊篮、吊臂严禁同时使用。
4、严禁超负荷及超高使用。
5、由专业机修工及电工，每10天对井架进行检查，对安全门轨道进行注油，检查钢丝绳的使用情况，对达到报废程度的钢丝绳马上进行更换，对坚固螺栓的松紧情况进行检查。
十三、卷扬机的维护和保养
卷扬机的维护和保养可分每班保养，一级保养和二级保养
1、每班保养（每班工作前、工作中、工作后进行）（1）清洁机体，按规定加注油料。
（2）检查各部联接螺栓，应完整无缺、紧固牢靠。
（3）检查钢丝绳有无断丝变形现象，各连接处要紧固可靠，卷筒上的钢丝绳应排列整齐、（4）检查电路和控制设备，各接头应连接可靠，保险丝应符规定。清除开关等电器元件上的灰尘和脏物。电器设备应防雨防潮、接地良好、工作可靠。
（5）检查制动器拉杆销轴牢固，各开口销不得缺损，制动瓦应保持清洁无油。制动应可靠，分离要彻底，防护罩应完好。（6）检视运转情况，应无冲击、震动与过大的噪音。
2、一级保养（每隔300工作小时进行）（1）进行每班保养的全部作业。
（2）检查调整制动器和离器，清除油污。调整闸瓦与制动轮的间隙：快速卷扬机JK1为0.8mm；
（3）清洗减速箱，将减速箱内的脏油放出后加入适量柴油，运转35分钟将其放出，洗涤干净后再加注新润滑油至规定的液面高度。大齿轮浸没一个半齿高即可。
3、二级保养（每隔600工作小时进行）（1）进行一级工作保养的全部工作。
（2）检查线路是否完好，转动部分要加油润滑，保持
运转灵活。（3）用500V摇表测量电动机的绝缘电阻值，应低于0.5欧姆，否则应予干燥。清除定子绕组上的灰垢，检查定子与转子间有无摩擦痕迹；清洗轴承，加注润滑油脂。
（4）拆检制动器，清除污垢，检查磨损程序。制动瓦与轮的接触面积不应小于80%，否则应予调整或更换。
（5）检查减速箱是否漏油。清洗减速箱齿轮、轴承及油道。齿轮的侧向间隙不能大于1.8mm，滚动轴承的径向间隙不应超过0.16~0.20mm，否则更换。加注新润滑油后油封处不应渗油。（6）检查钢丝绳接头是否牢固，当钢丝绳磨损达到报废标准时应予更换。
（7）进行满载和超载实验（超载量为25%），各部分应符合要求，工作可靠。
十四、管理
井架使用中应进行经常性维修保养，并符号下列条件规定：
1、司机应按使用说明书的有关规定，对井架各润滑部位进行注油润滑。
2、维修保养时，应将所有控制开关至于零位，切断主电源，并在闸箱处挂“禁止合闸”标志，必要时应设专人监护。
3、井架处于工作状态时，不得进行保养、维修。排除故障应在停机后进行。
4、更换零件时，零部件必须与原部件的材质、性能相同，并符合设计与制造标准。
5、维修主要结构时所用焊条逢质量，均应符合原设计要求。
6、维修和保养井架架体顶部时，应搭设工作平台，并符合高处作业安全要求。
7、井架应由设备部门统一管理，不得对卷扬机和架体分开管理。
8、金属结构码放时，应放在垫木上，在室外存放时要有防雨及排水措施。电器、仪表及易损件的存放，注意防震、防潮。
9、一般情况下每月或暴风雨后需对井架基础沉陷、螺栓紧固、钢丝绳情况、立拄是否倾斜等情况进行一次全面检查。发现问题及时更换，如有结构件焊逢开裂要及时补焊。
11、每项工程结束，对卸下的立柱、平斜撑、吊蓝、天梁等结构件，应全面清理，刷漆防锈。电动卷扬机要进行维护保养。
12、储藏、转场运输、禁止杂乱堆放、碰撞和挤压。要求有序放置，搬动时捆扎牢固。储藏时宜加遮盖物防止生锈。凡储运中引起的构件变形、断裂、必须修复后放能使用。
13、钢丝绳应根据使用情况，做到定期润滑，定期检查。钢丝的检验和报废应符合GB5972的规定。
14、停层保护装置、安全机构、弹簧、钢丝绳等每天上班前要检查，发现问题应及时更换或修复。
十五、卸料平台验算
卸料平台搭设规格为1.45m×2.8m，卸荷装置与脚手架一样在二层、屋面处进行卸荷。钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。
计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为18.0米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.60米，立杆的横距1.00米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.20米。施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设10层。
A、大横杆的计算: 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.300×1.000/3=0.100kN/m 活荷载标准值 Q=3.000×1.000/3=1.000kN/m 静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.100=0.166kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×1.000=1.400kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.166+0.10×1.400)×1.6002=0.392kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.166+0.117×1.400)×1.6002=-0.462kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.462×106/5080.0=90.914N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.100=0.138kN/m 活荷载标准值q2=1.000kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.138+0.990×1.000)×1600.04/(100×2.06×105×121900.0)=2.828mm 大横杆的最大挠度小于1600.0/150与10mm,满足要求!B、小横杆的计算: 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.600=0.061kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.300×1.000×1.600/3=0.160kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.000×1.600/3=1.600kN 载的计算值 P=1.2×0.061+1.2×0.160+1.4×1.600=2.506kN
小横杆计算简图 2.强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.0002/8+2.506×1.000/3=0.841kN.m =0.841×106/5080.0=165.552N/mm
2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×1000.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值P=0.061+0.160+1.600=1.821kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1821.440×1000.0×(3×1000.02-4×1000.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.575mm 最大挠度和 V=V1+V2=2.594mm 小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!C、扣件抗滑力的计算: 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc 其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
1.荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.038×1.000=0.061kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.300×1.000×1.600/2=0.240kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.000×1.600/2=2.400kN 荷载的计算值 R=1.2×0.061+1.2×0.240+1.4×2.400=3.722kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!D、脚手架荷载标准值: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248 NG1 = 0.125×18.000=2.246kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.30 NG2 = 0.300×10×1.600×(1.000+0.300)/2=3.120kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11 NG3 = 0.110×1.600×10/2=0.880kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.600×18.000=0.144kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.390kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 3.000×2×1.600×1.000/2=4.800kN 风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.850 Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 0.840 Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.000 经计算得到，风荷载标准值
Wk = 0.7×0.850×0.840×1.000 = 0.500kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk —— 风荷载基本风压值(kN/m2)； la —— 立杆的纵距(m)； h —— 立杆的步距(m)。
E、立杆的稳定性计算: 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=14.39kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
l0 —— 计算长度(m),由公式 l0 = kuh 确定，u=1.50；
求!
l0=3.12m；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；
—— 钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；
经计算得到 = 158.38 [f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=13.38kN；
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比
l0/i 的结果查表得到0.19；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；
l0 —— 计算长度(m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50
A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；
MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.308kN.m；
—— 钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；
经计算得到 = 204.98
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!F、连墙件的计算: 连墙件的轴向力计算值应按照下式计算： Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载基本风压值，wk = 0.500kN/m2； Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×3.20 = 11.520m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力
(kN)；No = 5.000 经计算得到 Nlw = 8.061kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 13.061kN 连墙件轴向力设计值 Nf = A[f] 其中
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.58的结果查表得到=0.95；
A = 4.89cm2；[f] = 205.00N/mm2。
经过计算得到 Nf = 95.411kN Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl = 13.061kN小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!G、拉杆强度计算
各支点的支撑力 RCi=RUisini+RDisini
且有 RUicosi=RDicosi
可以得到
按照以上公式计算得到由左至右各杆件力分别为
1 2 2AB
悬挑脚手架示意图 RU1=7.859kN RU2=7.267kN RD1=7.859kN RD2=7.267kN 6×19直径为11的钢丝绳公称抗拉强度为61.3kN能满足要求
十六、附特别提示：
1、手动停靠装置
（1）每天工作前对停靠装置进行几次试运行，未发现任何问题，方可进行正常工作。
（2）每星期对搁置杆导向管，各转动件加注一次润滑油。（3）每星期搁置架进行一次全面检查，紧固松动的螺栓。搁置架防装置误动作功能是否可靠。
（4）每星期对各连接点进行一次检查，紧固螺栓，曲杆及连杆损坏以及时修复。
2、防坠器
（1）每天工作前对防坠器进行几次试动作，确认有效，方可正常工作。
（2）每星期对调节螺丝、刹车块加油润滑，使它更加灵活。（3）每星期对防坠器进行一次全面检查，全面调试。
井架施工 篇6
关键词 钻、修井井架；高空检测；安全；现状；技术问题
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0180-01
在钻、修井石油井架都是比較复杂的大型金属钢架的结构，对油田和石油的生产有着很重要的作用，井架承载比价重，形体也较大，加上比较复杂恶劣的工作环境，同时在井架的安装和搬迁以及其作业的特性等因素造成了很多井架产生了不同程度的结构锈蚀、损伤和变形，这些都让井架不能够按照原设计的承载负荷，而且有些井架的一些检修、使用和档案记录是没有进行记载的，因此有些井架純粹是感觉状态在进行使用，无法让钻井作业中得到安全保护和正常运行，这样很容易产生事故并使得人员的安全和国家财产无法得到保证。
1 钻、修井井架高空检测国内现状分析
根据标准SY/T 6326-1997，目前最为普遍的对井架选截面进行应力检测的测试这种检测方法，是为了让钻机井架在钻井作业时得到正常使用。我国现在已经有中原油田设备监测站、大庆石油学院和中石化胜利设备监测站等一些机构进行井架检测的工作，有很多种对石油井架的承载能力和强度的检测，但是一般都是使用应变片电测法进行，而这种方法我国的石油行业也是非常推荐的。
2 现今存在的技术问题
首先对井架进行检测，之后再进行评估是采用选截面的部位应力测点，可是在现场进行测试，无法把井架的每个杆件都布置测点进行测试，因此试验的条件有限。而且测点和选截面也不能够完全反映井架中比较危险的测点和截面，因此，在评估和检测的时候，除了对外观进行检查之外，还需要结合一些其他的辅助测试，来全面的进行评价。像这样的综合性安全评价里都有一定的经验成分，并且在现场的加载试验中，风载对井架的承载能力无法考虑其影响。
除了技术问题，其实钻、修井井架高空检测中也存在其他一些问题。
1）不够完善的井架质量检测的标准。
2）井架在检测时，设备不能够满足其要求。
3）在检测监督方面，人员不够。
4）还需要继续提高检测人员的敬业精神和专业技术的素质。
3 钻、修井井架高空检测的建议
3.1 补充和完善其标准
技术检测需要根据其标准进行检测，而井架检测的标准是SY/T6326-1997，它的内容包括井架的动载和静载试验，井架的外观和使用情况的检查。
井架的腐蚀厚度与整体变形程度都是我们需要重视的，它对井架的承载能力有很大的影响，而井架的检测标准中并没有相关要求，因此，在井架高空检测时，应该对腐蚀厚度和整体变形这两个内容进行增加，并且把结果成为评估的依据。这样可以完善检测的内容和技术，根据实际的现场情况对标准进行完善和补充，并让其内容和技术更加贴近实际情况。在检测的时候，不仅仅要遵从标准，还应该通过实际情况进行完善和补充。把检测工作的作用充分发挥出来，使得检测的水平有所提高。
3.2 深入检测的评估原则
井架动载和静载进行试验、检查井架的外观和使用情况，这些都是属于井架检测的质量监督，而前为测试参数，后为检测参数。测试参数主要是以井架的动载和静载的试验为中心，而检测参数主要是以井架外观作为主要，而井架的使用情况作为辅助作用的评估原则。
3.3 提高检测人员的素质
一般的检测人员都是首先需要通过专业技术的培训，然后在培训合格之后才能够进行持证上岗。而现场检测人员还需要在检测的过程中进行监督和控制，如果一些检测人员发现了问题但并不及时纠正，还纵容其并帮助作弊的，应该受到严重的处罚。
在井架上进行现场高空检测作业的时候，首先不能够对钻井的正常生产进行影响，因为设备此时都在高压和高速的运转，因此检测人员在遵守和执行安全方面的法律法规以外，还应该注意以下几点问题。
1）在检测之前，应该提高每个检测人员的安全意识，对其进行安全教育。
2）在上高空井架之前，要清点清楚所有需要携带的用品，一些安全用品和劳保用品应该穿戴好，像工鞋、安全带、安全帽、劳保服装等，还要互相进行检查。
3）上井架后把所需物品系放好，并且栓好安全带，将安全带栓到井架安全构件上面，这样既保证了自己安全，也防止坠落物品和伤害到他人。
4）检查好抛光轮或是砂轮的安装情况，通上电进行检查运转情况以后，再使用角向抛光机。在打磨的时候，。将其头部把砂轮旋转的切线方向进行错开，然后要及时对抛光轮进行更换，一定要间歇性进行打磨，避免抛光轮的爆炸。
5）在现场检查的时候观察钻井时的生产动态，对作业队、钻井队进行配合和协调。
3.4 维护和保养检测设备
井架的高空检测设备都属于高精密仪器，因此在进行使用的时候应该特别注意：在测量之前，都应该检定应用标准应变发生器。油污、强磁场、潮湿、重尘和碰撞都应该严格控制；把对包装好的仪器经常保持清洁，灵活的插和接，连接件和接口都没有变形，表面也没有
灰尘。
3.5 科学的制定井架检测的周期
通过综合分析评估和对井架的质检进行分析，提出以下几点建议。
1）超过十年的服役时间，就需要每两年进行一次检测。
2）井架的承载能力在检测时还无法达到原来设计的70%的每年都要进行一次检测。
3）在五到十年的服役时间的井架，每三年进行一次检测。
4）新进行投产的井架，第一次进行打井时必须进行检测。
4 结束语
钻、修井井架的高空检测是一项非常复杂以及危险的工作，同时它也是一个长期的作业。而在我国，这项检测工作才刚开始发展，因此，把钻、修井井架的检测和评价工作处理好，并把相关的法律法规制定好，行业技术标准化的体系进行完善，各种目前还具有很多缺陷的理论研究工作关于钻、修井井架承载能力的，设置专业和规范的检测团队，是一个必然的发展和我们所需要实现的目标。
参考文献
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井架施工 篇7
煤矿井架基础施工主要受到以下几个因素影响:模板配置的细部尺寸, 预埋套筒的定位、大体积混凝土施工、坐标和高程、外侧测量控制网的建立、模板加固、套筒安装的牢固性等。在以上诸多因素中, 前三项是主要因素。通过计算机软件Auto CAD技术在施工中的运用, 根据图纸绘制基础空间立体模型, 选择相应坐标原点, 建立正确的空间坐标系, 点击各点、线的属性, 得到相关数据, 改善施工工艺, 加强施工控制, 鲜明准确, 无需配置实体模型进行校核。
杨营煤矿副井井架基础工程、主井井架基础通过应用Auto CAD技术, 节省了实配实体模型的材料费和人工费, 减少了累计误差, 提高了工程施工质量, 加快了施工进度。另外, 计算机Auto CAD技术在建筑工程施工技术管理中的利用, 如一些不规则的构筑物 (如井架基础) 的施工、放样、工程量的计算、工程资料的收集、整理, 都可以达到事半功倍的效果。
1 工程概况
杨营矿井主井井架基础为四个钢筋混凝土独立基础, 基础基底标高为-5.6米 (-4.6米) , 基础底部尺寸7米×9米×1.5米 (4米×6米×1.2米) , 基础为多方向倾斜的不规则几何异型体, 为近似菱台形, 预埋钢套筒为超重量高精度预埋件 (每组四个, 单个套筒重均超过150公斤;安装位移允许偏差为20mm) , 基础为典型大体积混凝土工程 (单体混凝土量大400立方, 最小断截面尺寸为1.5米) , 混凝土强度为C30, 垫层混凝土强度为C15。设计图纸中基础上平面四角及套筒标高、坐标和套筒定位轴线与控制线关系不详, 无模板配置详图和螺栓套筒安装加固方案。
2 Auto CAD智能化控制技术在本工程施工质量控制中的应用
2.1 主井井架工程定位坐标系统的准确建立
在井架工程开工伊始, 应用Auto CAD按照杨营井筒“+”测量成果表及井架设计图上提供的坐标系统, 将杨营矿主井井架基础工程整个平面布置图输入到计算机中。在后来的测量放线过程中, 减轻了测量控制点坐标的计算工作, 而且使测量控制点坐标计算的准确性大大提高, 使测量坐标计算变得简单而准确。
2.2 快速而准确的发现设计图中存在的问题
本工程利用Auto CAD把工程图纸重新绘制的一遍, 一来可以更准确的理解设计院设计的意图和原则, 二来可提前发现设计图纸中大量不容易被直觉所发现的问题, 并及时汇报给了监理和设计单位, 从而避免了工程到了现场施工阶段才发现问题而严重影响工程进度的事情发生。
2.3
如果采用解析法进行手工计算和传统的模板放样等作法来解决本工程的问题, 计算量是非常巨大的, 而且因为现场技术人员的水平所限, 在采用解析法进行手工计算中可能会出现较大的偏差甚或错误。在以往的井架施工中曾经出现过因计算偏差过大, 配置的模板在现场组装时, 不能满足需要, 只好返工的现象, 不但造成窝工而且严重影响了工期。利用计算机Auto CAD技术三维建模则能够简洁明了的获得施工中所需的坐标、高程、模板的配置尺寸、埋件的定位线等相关尺寸, 而且计算的精确度、准确性大大提高, 操作简单, 便于校核, 能安全牢固经济合理的确保螺栓钢套筒的施工质量。作法如下:
(1) 进行三维建模;
(2) 根据需要点选各个要素, 从特性框中可查知可点的坐标等;
(3) 利用Auto CAD技术的查询功能, 查询所需的几何数据, 如点坐标、距离、面积及积等;
(4) 根据所查询的结果, 直接利用或计算所需要的施工要素。从查询的结果来看, 施工所需的很多要素, 如模板尺寸、预埋套筒的坐标位置都直接可从查询结果中得到, 或者经较简单的计算即可得到。
2.4 利用Auto CAD三维立体功能, 能准确的计算出井架基础结构的混凝土方量
井架基础结构因为比较复杂, 用解析法一时很难准确计算出其体积。利用Auto CAD三维立体绘图功能, 将井架基础的三维立体图绘制出来, 利用Auto CAD的体积查询命令准确的查询出了结构的体积, 为指导现场生产提供了准确的基础资料, 而且从经营结算上也避免了因计算错误而造成的经济损失。
2.5 预先演练出工程施工中的各个过程, 使作业层能准确无误的理解技术人员的意图
利用Auto CAD精确的绘图功能, 可以预先准确地演练出工程施工的各个施工过程, 从而对施工方案的优化提供的很好的直觉效果, 使作业层能准确、直观的理解技术人员的意图。本工程利用Auto CAD技术模拟出了套筒安装加固情况, 对套筒方案的编制及方案的优化起着决定性的作用。实践证明, 套筒安装加固按照模拟的方案, 在施工过程中准确地实现安装意图。
2.6 在井架基础资料整理中, 尤其是隐蔽工程记录采用Auto CAD软件将隐蔽结构画图附在相应的质量检测资料, 加快了工程资料整理的快捷和准确
现在, 随着工程建设备案制度的完善, 要求工程资料与工程建设同步进行, 工程资料的完善与否将影响到工程的计量、项目部的资金运转以及工程的交工。对于工程的隐蔽工程, 做资料的时候需要把很多隐蔽结构附在相应的质量检测资料中画出, 传统的手工绘图不但需要技术人员付出的大量的劳动而且速度非常慢, 已经渐不适应工程建设的需要了。现在使用的办公软件word、excel等软件的绘图功能相对于Auto CAD软件在绘图功能上差很多, 并且不能完成复杂图形的绘制。利用Auto CAD软件强大的绘图能力及能够十分自由地在word、excel等软件中转换的特性, 可以把技术人员从隐蔽结构画图的繁琐的工作解脱出来。
3 计算机Auto CAD技术在本井架基础工程建筑施工中起到的实际效果
该井架基础工程比预定工期提前了21天, 各项质量指标均达监理单位确定的优良水平, 达到了设计要求和满足后期井架安装的需要, 一次性竣工验收合格并交接, 为后期的钢井架顺利安装施工奠定了基础。
摘要：本文介绍了计算机软件AutoCAD技术在井架基础施工质量控制中的应用。
关键词：变压器,短路,措施
参考文献
[1]路耀华.煤炭工业基本建设管理[J], 1997.
井架施工 篇8
立井凿井井架5个型号7个品种, 能满足于井径3.5～8 m、井深200～1 000 m的立井井筒施工, 其中Ⅴ型井架更适用于机械化施工要求。Ⅴ型井架适用断面直径6.5～8 m井筒, 机械化配套为双钩提升, 机械化配套作业线。但对于井筒直径超过8 m的立井施工, 为提高井筒掘砌施工速度, 如何解决大断面井筒施工机械化施工设备的平面布置, 解决模板悬吊等问题, 井架选择是解决上述问题的关键。
1 Ⅵ型井架结构技术特征
Ⅵ型井架仍采用Ⅴ型井架的结构形式, 由天轮房、天轮平台、主支撑梁、水平支撑梁、斜支撑梁和扶梯六大部分组成。天轮平台由主梁L-1、L-2、L-3、L-4各一根, L-5两根共6根主梁组成, 比传统的Ⅴ型井架增加了一根主梁L-5。天轮平台平面示意图如图1所示。主支撑梁共4根, 相邻两根主支撑梁间通过水平支撑梁连接、主支撑梁和水平支撑梁组合连接成塔式架。若干根斜支撑梁连接在主支撑梁和水平支撑梁之间。
Ⅵ型凿井井架技术参数:角柱基础跨距17.55 m×17.55 m, 天轮平台尺寸9.05 m×9.05 m, 天轮平台高度26.678 m, 由基础顶面至翻矸平台中线的高度10 m, 井架重量 (不包括天轮房和扶梯) 94 422 kg。
2 应用实例
葫芦素煤矿位于鄂尔多斯市乌审旗图克镇, 为东胜煤田呼吉尔特矿区规划矿井之一。由中煤邯郸设计工程有限责任公司设计。葫芦素煤矿主井φ9.6 m, 井筒深度669.482 m, 井筒荒径φ12.4 m, 设计支护形式为钢筋砼井壁, 井筒上部520 m采用冻结法施工, 下部采用普通法施工。主井井筒冻结表土及风化基岩段, 外壁掘进使用SH-210 (改) 型挖掘机挖土装罐, 人工风镐刷帮;冻结基岩及基岩段, 掘砌采用立井混合作业法施工。掘砌段高3.6 m, 使用3.6 m段高的单缝液压式整体下移大模板 (该模板加工成两段, 在不稳定岩层中采用2.5 m小段高模板) 砌壁。
2.1 井筒施工设备配置
井筒内设置二层凿井吊盘, 下层吊盘安设3台中心回转抓岩机配合出矸, 上层吊盘设转水水箱和MD100-80×8型卧泵进行排水。采用MJY3.6型整体金属下滑模板砌壁, 模板通过井架、天轮由地面稳车悬吊。砌壁砼由集中搅拌站配制, 再由底卸式吊桶下料到吊盘, 经分灰器入模。选用FJD-8G型伞钻, 配YGZ-70型凿岩机凿岩, 压风管、供水管、排水管、风筒沿井壁固定吊挂, 以加大井内提升及作业空间。
总共布置3套提升系统, 主提升布置1台2JKZ-3.6/15.5型绞车, 挂5 m3吊桶提升, 副提升一布置1台JKZ-3.2/18型绞车, 挂5 m3吊桶提升。副提升二布置1台JKZ-2.8/15.5型绞车。排矸采用座钩式翻矸吊桶经溜槽入矸石场地, 然后由装载机集中装自卸汽车外运。主井井筒机械化设备配备如表1所示。
2.2 天轮平台平面布置方案
采用两面对称布置, 提升天轮布置在同一水平, 三套提升系统及排矸系统为均匀布置, 凿井设备平面布置如图2所示。天轮平台设计2个5号大梁, 为布置天轮梁设计, 并为二期改绞负荷均布提供条件。天轮平台布置吊盘悬吊天轮4只, 模板悬吊绳均匀布置在井筒中, 悬吊天轮4只, 排水系统动力电缆悬吊天轮1只, 放炮电缆悬吊天轮1只, 主、副提升稳绳悬吊天轮3只, 安全梯悬吊天轮1只。压风管、供水管、排水管、风筒均沿井壁固定, 其它提升吊挂系统全部由天轮平台下放。
2.3 载荷
经统计, 该Ⅵ型凿井井架在葫芦素煤矿主井井筒施工应用中承受载荷如表2所示, 总净荷重为2 417.31 kN。
3 Ⅵ型凿井井架在应用中几点体会
Ⅵ型凿井井架满足葫芦素煤矿主井井筒机械施工要求, 能安全承担施工载荷;Ⅵ型凿井井架底部跨距增大, 临时凿井设备布置空间加大, 布置更加灵活, 设备安全间隙增大;由于Ⅵ型凿井井架天轮平台设计两个L-5大梁, 因此在天轮平台平面布置设计中, 要求天轮梁设计时跨距减小, 增加梁系稳定性;2根L-5大梁对称布置, 载荷分布更均匀, 增加安全系数;无论在井筒掘砌还是改绞过程中, 能够使提升中心线与井架中心线重合, 有利于各悬吊点对称布置。
摘要：通过对临时凿井井架的使用范围分析, 介绍Ⅵ型凿井井架在大断面井筒施工中应用, 简单介绍Ⅵ型凿井井架结构技术特征, 及在葫芦素煤矿主井井筒施工中的天轮平台平面布置、井架承受载荷和实际应用中的几点体会。
钻井井架可靠度分析 篇9
井架结构可靠度
在用井架可靠度鉴定要解决的根本问题是：井架使用多年之后，在井架有缺陷、损伤情况下，保证井架能满足钻井作业的各种要求。一般而言，在用井架应满足下列各项要求[1]：
(1)能承受正常钻井作业中可能出现的各种荷载作用。
(2)正常钻井时，井架及其各构件具有良好的工作性能。
(3)在正常使用维护下，井架具有足够的耐久性。
井架在规定时间和规定条件下完成规定功能的概率用pR表示，而井架结构不能完成规定功能的概率称为失效概率以pf表示，pR+pf=1,pR和pf都能用来度量结构的可靠性，但习惯上选用pf度量。pf大，可靠性低;pf小，可靠性高。
井架可靠度通常受荷载种类、材料强度、几何尺寸等随机因素及计算公式不确定性等的影响。通常将这些随机因素称为基本变量，用xi(i=1,2…,n)表示，井架由其极限状态来设计，可建立包括各有关基本变量的关系式：
式(1)称为极限状态方程，其中Z=g(x1,x2…,xn称为井架的功能函数。当采用井架抗力R和荷载效应S为综合基本变量时，则结构功能函数可表示为：
当Z>0时，结构处于可靠状态;
当Z<0时，结构处于失效状态;
当Z=0时，结构处于极限状态。
井架的可靠性指标与失效概率的关系[2,3,4]
设结构抗力R、荷载效应S为互相独立的基本变量,且若R、S均为正态分布则Z为正态分布。其均值和标准差分别为uR,uS,uZ和σR，σS，σZ，表达式为：
由图1所示，功能函数Z=R-S为正态分布，f(Z)为功能函数Z的概率密度函数，其中阴影部分的面积Z<0，概率即失效概率pf:
设βσZ=uZ
将正态分布标准化,引入标准化当量这时ut=0,σt=1则
这时ut=0，σt=1则
或
式中φ为标准正态分布函数。β与pf存在着一一对应关系。β增大，pf减少;β减少，pf增大。β也具有与pf相对应的物理关系，β的大小表示可靠度的大小，β越大时结构越可靠。β称为结构的可靠指标。
井架结构整体可靠度
井架结构是由许多构件组成的多次超静定结构，一个截面、一根构件的局部破坏并不一定标志整个井架的破坏，从系统角度来讲，实际井架是由若干个串联系统和并联系统组成的混联系统。理论上，分析这种混联系统的可靠度时，可先计算各子系统(串联或并联系统)的可靠度，然后将各子系统视为一个构件，再分析整个结构的可靠度，精确计算是相当繁琐的。井架的工作荷载一般为大钩钩载(竖直向下)，井架大腿上任一个断面失效，将使得井架整体结构失效，因此，井架整体可靠性分析可采用井架大腿立柱构件以串联形式的链环模型来描述，较好地反映了实际，如图2所示。
井架结构模型可靠度的计算
1井架模型构件抗力、荷载效应的统计分析
井架模型构件抗力指的是构件抵抗破坏或变形的能力[5]，在进行评定时，根据公式：
构件抗力R=RKKMKλKP(9)
抗力均值uR=RKuKMuKλuKP(10)
抗力变异系数(11)
式中，RK为按规范计算的构件抗力(即强度的标准值);Kλ为构件几何参数的不定性;KM为材料强度或刚度的不定性;KP为构件计算模式的不定性。
表1列出了井架模型在试验时的实测结果,它初步反映出试件长度及受力偏心等多种不定(随机)因素的影响。由于计算的目的是确定模型的压溃载荷,而破坏准则是井架模型的整体失稳压溃,并不是模型某杆件局部发生屈服变形,因此材料抗力应按井架模型的柔度λ=77.72取井架模型材料的临界应力R=227.26MPa,而不是取材料的屈服极限。经大量的统计分析可知,井架各截面应力,服从正态分布[6]。
2井架模型失效概率的计算
如图3所示，井架由左、右大腿连接而成，而左、右大腿均由4段格构式组成，任一根大腿的失效都将引起整个井架的失效，这样整个井架都可看作是两个串联子系统，每根大腿20个单元桁格为串联模式，所以每根大腿应取20个单元桁格结构中各截面失效概率之和，两大腿失效概率最大值代表了整个井架的失效概率。截面编号见图3，表2和表3分别给出了井架模型在钩载20、28kN时的失效概率计算值。
结论
表2是井架模型在钩载在22kN时，计算得到的失效概率pf为25.45%，pR=74.55%，由于pR>pf，井架结构处于安全状态。表3是井架模型在钩载28kN时，计算得到的失效概率pf为53.26%，pR=46.74%，pR
由井架模型最大荷载试验可知，虽然大钩荷载实际已加到22kN，但由于这时井架模型的可靠概率大于失效概率，因此井架模型不会发生破坏。由此可见，用可靠性方法分析井架模型的可靠度是可行的。本文基于可靠性理论，利用井架模型的实测数据，给出了井架模型失效概率的计算方法和计算结果，为进行井架结构定量的可靠性分析提供一种合理方法。
摘要：井架作为石油钻井生产的一种特种设备,价格昂贵,安全性要求高,井架可靠性分析和评估显得尤为重要。基于可靠性理论,根据井架模型的实测数据,给出了井架可靠性指标的判断方法。最后给出了井架模型失效概率的计算方法和计算结果。
关键词：井架,失效概率,可靠度
参考文献
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矿山竖井钢井架设计分析 篇10
从结构上来讲, 矿山竖井钢井架属于空间受力体系, 主要构件受力都比较复杂, 目前还没有一个完全适合钢井架设计的专用计算软件。所以在这里, 笔者根据以往的工程设计实践, 对钢井架的设计、计算过程进行了总结和论述, 根据手工计算过程, 利用中国建筑科学研究院所编制的PKPM CAD系列软件中STS模块进行了井架内力计算, 以期对今后铀矿山工程井架设计提供参考。
1 井架总体结构设计
1.1 原始资料数据收集
钢井架结构设计首先应满足提升工艺的使用要求, 所以需要矿山机械等其他相关专业提供有关提升系统和竖井的相关设计资料。所需要设计资料主要包括:井筒位置、深度及井口标高;提升设备数目及用途;提升容器的规格、自重及矿物的自重;卸载标高及卸载曲轨;所用的天轮规格及自重;提升机滚筒的直径;提升最大速度与加速度;钢丝绳规格、破断力、工作荷载、最大静张力及静张力差;制动钢丝绳规格及自身重力;提升系统图;井筒锁口平、剖面图;井口运输线路布置图等。
1.2 井架总体结构的选择
在满足提升工艺要求的前提下, 本着保证安全、制造组装方便、经济节约、施工时间短的原则, 并根据相关专业所提供的接口资料, 选择合适的钢架结构形式。最终要尽量满足结构简单、受力明确、传力简捷, 适应矿井服务年限及使用环境的要求。
常用的井架形式按提升方式分为两大类, 即单绳和多绳提升钢井架。大中型矿井一般多采用多绳提升钢井架, 而小型矿井则一般采用单绳提升钢井架。井架结构一般分为立架、斜撑、起重架、天轮平台、支撑框架和基础6个部分。下面我们分别对这几个部分的布置进行分析。
1.3 井架平面的布置
井架平面布置最重要的是要满足提升技术的要求, 也就是说, 要处理好井架与提升机房位置的关系。具体注意事项有以下几点。
(1) 确定井架斜撑底跨平面尺寸时, 应使提升钢丝绳合力作用线在井架斜撑轴线的内侧, 且两条线宜接近, 以便充分发挥斜撑柱受压作用及减少井架水平位移, 并防止提升制动或发生事故时井架产生过大的振动。
(2) 确定斜撑底跨量支点间跨度时 (垂直于提升平面) , 应满足斜撑纵向的刚度要求, 保证能够有效抵御风载和地震作用。斜撑基础顶面中心线之间的距离一般大于井架总高度的三分之一。
(3) 立架平面布置应处理好立架与井口平面锁口、摇台设备的关系, 并保证提升容器与井架杆件之间必要的净空。同时, 应满足立架整体稳定性要求, 两个方向边长大于立架高度的十分之一。立架柱尽可能落在井颈上。
(4) 多绳提升井架为了控制井架的初位移, 斜撑牛腿联系铰由立架中间向斜撑方向移动0.15～1.10米, 并使井架斜撑与立架顶或井口建筑保持一定距离, 以免相碰。
1.4 井架的竖向结构设置
井架的竖向结构设置则主要需要考虑提升技术要求以及天轮安装检修的需要, 设置天轮平台、工作平台及天轮起吊平台。各层平台应综合考虑天轮布置、检修操作所需空间以及安全间隙要求, 同时注意满足竖向交通所需的空间。井架立架的竖向布置需考虑罐道、防撞装置、托罐装置、罐笼等安装及检修方便。井架高度应由工艺专业确定。
1.5 支撑框架设置
应根据井架的平面布置支撑框架的位置, 需要考虑因素有井筒装备平面布置、托罐装置、摇台、罐道及罐道梁、安全门等构件的安装及联结要求。在罐笼井架中支撑框架与托罐梁通常结合在一起。支撑框架设置深度视托罐梁的位置而定, 不能影响摇台的工作范围。箕斗井架中支撑框架的顶面与井口同一标高或降低100毫米, 以便设置井口防火门或安全门。支撑框架主梁支点位置一般在离开井筒外壁300～400毫米处, 主梁的锚栓离开井筒内壁应大于200毫米。
1.6 立架构件的布置
立架是由四个平行架或框架组成的空间结构, 除承受斜撑传来的力、风荷载及地震作用外, 还承受提升容器或平衡锤传来的各种力, 因此立架需设置辅助构件来承担这些力, 例如罐道梁、防撞梁、托罐梁等。立架构件布置应考虑以下几点。
(1) 过卷制动力缓冲装置布置在提升容器或平衡锤的两侧, 并且承受很大的向上拉力。因此提升容器之间或容器与平衡锤之间须布置受力很大的构件。在提升过程中, 罐道梁除了承受垂直力外, 还要承受双向水平力。
(2) 当提升发生事故时, 防撞梁承受向上撞击力, 而断绳后容器或平衡锤落下, 托罐梁又承受向下冲击力。这2种力都很大, 但不同时发生。防撞梁截面比较大, 布置在立架顶梁的下方, 与立架顶梁组成刚度很大的平面, 对整个井架的稳定起重要作用。
(3) 立架更换容器框口内布置可拆构件, 更换容器时拆除这些构件。整体计算中可不考虑这些构件的作用, 而把整个框口当作铰接框架计算。
2 防腐处理
防腐处理对钢井架投入使用后的寿命十分重要。仿佛是所采用的涂料以及钢材表面的除锈等级以及其它防腐蚀技术处理, 都应当符合现行国家标准GB500462008工业建筑防腐蚀设计规范中所规定的技术标准, 而在刚加的设计文件中, 也应该注明钢材的仿佛是等级、涂料种类以及涂层厚度。
3 结语
钢井架是一个空间受力体系, 主要构件受力比较复杂, 其计算过程也比较繁琐, 宜进行整体荷载效应计算与分析, 对于布置规则的钢井架, 可将其简化为若干平面框架或桁架, 并利用平面分析软件计算荷载效应。这种做法在类似工程设计中取得了成功。另外, 目前本行业还没有一个针对钢井架的专用计算软件, 这也为我们今后的工作指明了努力的方向。
参考文献
[1]吴枝亮, 王文福.钢梁结构井架在竖井改造中的应用[J].黄金, 2000 (5) .