關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝技術(shù)的相關(guān)研究

摘要：文章主要圍繞鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝技術(shù)開展，分析了鋼結(jié)構(gòu)井架安裝過程中較常使用的“翻轉(zhuǎn)法”以及“滑移提升法”的技術(shù)原理，然后依據(jù)不同的井架類型分別介紹了它們的安裝方法。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)井架；安裝技術(shù)；桅桿；提升繩；滑移

在煤礦礦井建筑施工中，井架需要根據(jù)自身結(jié)構(gòu)和重量進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般是先將其設(shè)計(jì)為若干部件然后由制造的工廠將其預(yù)組裝。合格以后運(yùn)送到施工現(xiàn)場然后組裝、焊接找正，之后吊裝豎立。井架的構(gòu)造主要包括焊接型鋼部件、箱型及其它零部件和構(gòu)件。井架的分段以一個運(yùn)輸單元為標(biāo)準(zhǔn)，分段過程中要盡量減少鋼板的拼接，因此長度一般不超過12米。井架的安裝工藝主要有翻轉(zhuǎn)法和滑移提升法兩種。

1.鋼結(jié)構(gòu)井架安裝技術(shù)原理

鋼結(jié)構(gòu)井架主要有單繩提升井架和多繩提升井架兩種，其中多繩提升井架又包括A 式、櫓式（L）和L-A 型三種類型。單繩提升井架主要包括斜撐架和立架軀體兩個組成部分，多繩提升井架則由立架和斜撐架組成，同時斜撐架又包含主、副斜架兩個部分。不同的鋼結(jié)構(gòu)井架，其安裝步驟稍有不同：單繩提升井架首先將立架軀體豎起來然后吊裝斜撐架，而多繩井架則需要先豎立斜架之后豎立立架。施工工藝的不同主要體現(xiàn)在起吊工藝上，“滑移提升法”指的就是利用滑移提升的方法進(jìn)行起吊，“翻轉(zhuǎn)法”安裝工藝指的就是利用利用翻轉(zhuǎn)法進(jìn)行起吊，也可以稱為“旋轉(zhuǎn)法”或者“扳吊法”，其又分為“大翻裝法”和“半翻轉(zhuǎn)法”兩種。

1.1. “翻轉(zhuǎn)法”技術(shù)原理

“半翻轉(zhuǎn)法”安裝技術(shù)是指豎立桅桿同時在井架底部設(shè)置絆腿或者回轉(zhuǎn)鉸鏈，依照桅桿頭部的提升方向設(shè)置定滑輪組，為避免應(yīng)力過于集中的情況，需要根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)動滑輪組。地錨的埋設(shè)需要進(jìn)行計(jì)算，確保其與繩角之間的角度在30°到45°范圍內(nèi)。從桅桿頭部穿繩掛設(shè)滑車組穿鋼絲繩組成主牽平衡系統(tǒng)，以桅桿穩(wěn)定纜風(fēng)作為側(cè)牽平衡系統(tǒng)。井架通過提升穩(wěn)車來運(yùn)轉(zhuǎn)并收緊起吊系統(tǒng)來提升鋼絲繩，直到將井架翻轉(zhuǎn)豎起到設(shè)計(jì)位置?！鞍敕D(zhuǎn)法”被廣泛應(yīng)用于建筑施工中，其現(xiàn)場的組裝與布置非常簡便，并且提升時受力最大，非常安全，因此經(jīng)常應(yīng)用于井口絞車房等建筑物形成后的安裝工藝中。

“大翻轉(zhuǎn)法”就是在“半翻轉(zhuǎn)法”的基礎(chǔ)上將主纜風(fēng)側(cè)的鋼絲繩作為提升繩來牽引和帶動井架的翻轉(zhuǎn)，同步傾倒桅桿，當(dāng)垂直安裝的設(shè)備已經(jīng)豎立到位以后放倒桅桿值地面即可。“大翻轉(zhuǎn)法”的提升力與“半翻轉(zhuǎn)法”相比要小，并且井架上的吊點(diǎn)更多，桅桿中部與井架之間可以柔性相連，可以大幅改善桅桿和井架在受力作用下發(fā)生變形的情況，同時放倒桅桿的工作量也會相應(yīng)減少。但是這種安裝技術(shù)也有缺點(diǎn)，就是井架底部的絆腿或者回轉(zhuǎn)鉸鏈的設(shè)置和起吊操作比較復(fù)雜，當(dāng)井架側(cè)的鋼絲繩與提升繩之間成平角時，需啟動井架側(cè)的鋼絲繩系統(tǒng)來提供豎立的助力，同時還要滿足倒桿條件。因此該安裝方法主要應(yīng)用于同時具備立架安裝以及兩用井架整體安裝條件的施工現(xiàn)場。

1.2. “滑移提升法”技術(shù)原理

“滑移提升法”是通過連接豎起的主架或者桅桿和被吊井架頭部吊點(diǎn)來構(gòu)成鋼絲繩滑車組，利用提升穩(wěn)車的收緊作用來提升鋼絲繩，在其牽引力作用下提升并離開地面，通過井架腿部設(shè)置的留繩滑車組來控制器偏擺角度以及向前的分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頭部的合攏連接與找正。“滑移提升法”施工過程中需要設(shè)置多個吊耳和吊點(diǎn)，在使用桅桿時還需要設(shè)置；平衡系統(tǒng)來控制施工的穩(wěn)定性?！盎铺嵘ā痹谔嵘轿粫r的提升力量最大，因此一般應(yīng)用于單繩井架的立架、櫓式井架中的立架以及L-A 型、A 式井架中副斜架的安裝。

2.鋼結(jié)構(gòu)井架安裝方法

2.1.單繩井架的安裝方法

單繩井架安裝步驟為先將立架軀體吊起，然后利用立架起吊斜撐。在吊裝立架時，可以根據(jù)立架的質(zhì)量與高度確定起吊方式，有分段起吊和整體起吊兩種。在采用整體起吊時需要盡量避免高空散裝，以免影響起吊的安全與質(zhì)量。首先根據(jù)井口布置來組裝斜撐和立架，并在井口組裝方向另一側(cè)的對稱點(diǎn)豎立桅桿并將其滑移至井口。用回轉(zhuǎn)鉸鏈來固定板梁和底部之后開始起吊。當(dāng)井架提升到自傾臨界角度時停止提升并放松后留繩，讓其在自重作用下回轉(zhuǎn)，當(dāng)其處于垂直位置時將其固定。桅桿的放倒主要通過放松提升繩的方式來實(shí)現(xiàn)，其與豎立過程剛好相反，然后將斜撐滑移到井口，使用立架在滑移提升法的作用下將其豎起。當(dāng)斜撐向基礎(chǔ)逐漸靠近時，緩慢放松留繩，讓斜撐的腿部落到井架的基礎(chǔ)上。立架頭部與斜撐之間使用鋼型模具進(jìn)行連接，以便于緊固件的連接與找正。

2.2. 櫓式多繩井架的安裝方法

櫓式井架較常應(yīng)用于單系統(tǒng)多繩提升的永久井架， 立架與斜架頭部鉸接在一起。櫓式多繩井架的安裝步驟為：先將斜架樹立起來，然后豎立立架，所使用的一般為金屬格構(gòu)式桅桿。在組裝與豎立井架時，由于井口周圍往往已經(jīng)建成很多構(gòu)建物，尤其是永久絞車，滑移提升工藝一般無法施行，故斜架的豎立一般采用扳吊工藝。在斜架的提升過程中。角度需要稍大于設(shè)計(jì)傾角，為立架頭部的豎起保留一定空間。斜架豎立并過基礎(chǔ)螺栓并固定，等立架就位以后松開斜架的提升繩將頭部連接起來，然后放倒桅桿并找正。采用場外組裝的方式來組裝井架，減少井口的占用時間。組裝井架時，井架的中心線需要與提升中心線呈夾角，并且一條腿不動留在基礎(chǔ)上，另一條腿與基礎(chǔ)偏離。起吊時首先收緊井架底部的絆腿繩，當(dāng)井架的頭部超出建筑物時將井架轉(zhuǎn)腿到其基礎(chǔ)上，固定好以后繼續(xù)起吊。在起吊過程中，桅桿越靠近吊點(diǎn)提升所需的越小，因此吊點(diǎn)應(yīng)該選擇井架上比較靠前的位置。同時需要注意的是，吊點(diǎn)過于靠前對井架強(qiáng)度的要求也會隨之提高，并且容易出現(xiàn)井架頭部構(gòu)件與提升繩相碰等問題，影響起吊的到位程度。如果通過增加桅桿高度來減小提升所需的力，又會影響到桅桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，因此在制定起吊方案時，需要綜合考慮各種影響因素，采用倒桿、移桿豎立與扳吊法相結(jié)合的方式或者是后牽繩與扳吊法相結(jié)合的方式來安裝。

2.3. A式多繩井架安裝

A式多繩井架包括立架和雙斜撐兩個主要組成部分，其主要采用桅桿法進(jìn)行井架的吊裝，其中斜架的樹立可以使用副斜架滑移提升、主斜架扳吊以及桅桿法整體扳吊的方法。桅桿的選擇與站立位置的確定和櫓式井架中斜架的布置方式相同，整體豎立斜架時需要首先將主副斜架翻身90°并合攏為一體，之后再進(jìn)行扳吊豎立。在空中合攏主副斜架時要盡量減少接頭的數(shù)量并使用型鋼找正模具進(jìn)行找正。在模具樹立錢首先將其安裝在兩架接頭處，待斜架起吊到位，將型鋼模具與螺栓連接并固定，利用千斤頂配合找正來確保對接的準(zhǔn)度。合攏主副斜架并焊接好以后就可以放倒桅桿并開始吊裝立架?！按蠓D(zhuǎn)法”可以大幅改善桅桿和井架在受力作用下發(fā)生變形的情況，但是井架底部的絆腿或者回轉(zhuǎn)鉸鏈的設(shè)置和起吊操作比較復(fù)雜，因此主要應(yīng)用于同時具備立架安裝以及兩用井架整體安裝條件的施工現(xiàn)場。

3.結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)井架的施工工藝主要有“滑移提升法”以及“翻轉(zhuǎn)法”兩種，二者的主要區(qū)別體現(xiàn)在起吊工藝上?！胺D(zhuǎn)法”分為“大翻裝法”和“半翻轉(zhuǎn)法”兩種。“半翻轉(zhuǎn)法”被廣泛應(yīng)用于建筑施工中，其現(xiàn)場的組裝與布置非常簡便，非常安全?！按蠓D(zhuǎn)法”可以大幅改善桅桿和井架在受力作用下發(fā)生變形的情況，但是井架底部的絆腿或者回轉(zhuǎn)鉸鏈的設(shè)置和起吊操作比較復(fù)雜，因此主要應(yīng)用于同時具備立架安裝以及兩用井架整體安裝條件的施工現(xiàn)場。“滑移提升法”主要應(yīng)用于單繩井架的立架、櫓式井架中的立架以及L-A型、A式井架中副斜架的安裝。鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝， 隨著新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用， 如“門式架-無錨吊推法”在井架吊裝中的應(yīng)用以及利用有限元法、CAD技術(shù)進(jìn)行井架起吊相關(guān)力學(xué)分析；建立井架吊裝的計(jì)算機(jī)安全監(jiān)控模擬系統(tǒng)等， 必將對井架的安全快速起吊、提高安裝技術(shù)水平起到積極的促進(jìn)作用。