簡述礦山井架之立架防撞梁計算

魏 鵬 翔

(大同煤礦集團設(shè)計研究有限責任公司，山西 大同 037003)

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簡述礦山井架之立架防撞梁計算

魏 鵬 翔

(大同煤礦集團設(shè)計研究有限責任公司，山西 大同 037003)

通過建立某礦山井架的立架防撞梁受力模型，從手工校核方面，對防撞梁的設(shè)計計算進行了分析，解決了礦山井架設(shè)計中，沒有專門的計算軟件，只能采用通用軟件進行分析的問題，對井架設(shè)計實際工作有較重要的意義。

礦井，立架，防撞梁，受力分析

近年來，由于礦井開采規(guī)模的不斷擴大，大型、特大型礦井項目的不斷上馬，立井以其井筒短、提升速度快、提升能力大等優(yōu)點逐漸取代了斜井，在礦山開采中發(fā)揮著越來越重要的作用，而作為立井中主要提升設(shè)備的井架在設(shè)計工作中則顯得尤為重要。井架的內(nèi)力分析及構(gòu)件驗算并沒有專門的設(shè)計軟件，只能采用通用的結(jié)構(gòu)分析軟件，使得實際設(shè)計工作中的難度大大提升，但有些構(gòu)件可以通過力學模型進行手工計算校核，本文根據(jù)工程設(shè)計實踐，針對井架設(shè)計中的立架防撞梁的計算過程進行論述和總結(jié)，以期對今后的礦山井架設(shè)計提供參考。

1 工程概況

某礦井副立井提升立架(罐道架)，防撞梁位于標高18.1 m處，平面布置見圖1，已知提升鋼絲繩最大靜張力Smax=703.65 kN(工藝提供)，防撞梁受力位置距①軸距離a=1 199 mm(工藝提供)。

2 防撞梁受力分析及計算

單獨對防撞梁(GL1)進行受力分析，受力簡圖如圖2所示，已知a=1 199 mm。

根據(jù)GB 50385—2006礦山井架設(shè)計規(guī)范4.1.4條，可知防撞梁(GL1)荷載標準值A(chǔ)3k=4.0Ssmx=4×703.65=2 814.6 kN。

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，防撞梁(GL1)荷載設(shè)計值F=1.4A3k=1.4×2 814.6=3 940.44 kN。

本工程中，設(shè)計擬用2根防撞梁承擔防撞梁荷載，所以每根防撞梁承擔荷載:

P=F/2=3 940.44÷2=1 970.22 kN。

根據(jù)圖2，查結(jié)構(gòu)靜力計算手冊可知：

假定防撞梁選用Q345H型鋼,型號為HN900×300×16×28,查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，其截面特性指標iy=6.45cm,WX=8 880.72cm3,A=303.04cm2,f=310N/mm2,fy=345N/mm2,hw=844mm,tw=16mm。

因為：

λy=l/iy=5.352×102÷6.45=82.98。

根據(jù)GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范B.5-1：

即所選防撞梁斷面滿足要求，可以采用。

3 防撞梁(GL1)與框架鋼梁(GL2)連接螺栓計算

本工程中，螺栓選用M24(Q345)，10.9級高強螺栓，接觸面采用噴砂處理，即μ=0.45，P=225kN,fv=180N/mm2。

根據(jù)GB50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范7.2.2-1：

其中，nf為傳力摩擦面數(shù)目；μ為摩擦面的抗滑移系數(shù)；P為一個高強螺栓的預拉力。

所以

設(shè)計中為保證統(tǒng)一性，A,B端均取27根螺栓(見圖3)。

4 防撞梁端部抗剪強度驗算

其中，R為支座反力；hw為腹板高度;tw為腹板厚度。

5 設(shè)計中需注意的問題

1)防撞梁鋼板最小厚度不宜小于8 mm；2)防撞梁只可用于提升容器過卷后防止沖撞井架構(gòu)筑物，不得兼作他用；3)防撞梁底面與箕斗或罐籠撞擊的部位，應設(shè)截面不小于200 mm×200 mm的方木或橡膠緩沖墊，如圖4所示。

以上所述，即為一個完整的防撞梁計算過程，井架設(shè)計雖然復雜，但是如果抽絲剝繭，將復雜的問題簡單化、細化，則可大大降低其設(shè)計難度。

[1] 邵一謀,王宗祥.礦山井架設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社,2006.

[2] 張啟文,夏志斌.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社,2003.

[3] 金新陽,王 建.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社,2012.

[4] 汪一駿.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2013.

Briefly introduction to vertical frame anti-collision beam calculation of mine derrick

Wei Pengxiang

(DatongCoalMineGroupDesign&ResearchLimitedLiabilityCompany,Datong037003,China)

This paper established the vertical frame anti-collision beam force model of a mine derrick, from the manual checking aspects, analyzed the design and calculation of anti-collision beam, solved in mine derrick design, without special calculation software, could only use the general software to analyze the problems, had important significance to derrick design actual work.

mine, vertical frame, anti-collision beam, force analysis

1009-6825(2017)07-0034-03

2016-12-27

魏鵬翔(1980- ),男,工程師

TD214

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