關于鋼結構井架的安裝技術的相關研究

摘要：文章主要圍繞鋼結構井架的安裝技術開展，分析了鋼結構井架安裝過程中較常使用的“翻轉法”以及“滑移提升法”的技術原理，然后依據不同的井架類型分別介紹了它們的安裝方法。

關鍵詞：鋼結構井架；安裝技術；桅桿；提升繩；滑移

在煤礦礦井建筑施工中，井架需要根據自身結構和重量進行設計，一般是先將其設計為若干部件然后由制造的工廠將其預組裝。合格以后運送到施工現場然后組裝、焊接找正，之后吊裝豎立。井架的構造主要包括焊接型鋼部件、箱型及其它零部件和構件。井架的分段以一個運輸單元為標準，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法和滑移提升法兩種。

1.鋼結構井架安裝技術原理

鋼結構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。不同的鋼結構井架，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行起吊，“翻轉法”安裝工藝指的就是利用利用翻轉法進行起吊，也可以稱為“旋轉法”或者“扳吊法”，其又分為“大翻裝法”和“半翻轉法”兩種。

1.1. “翻轉法”技術原理

“半翻轉法”安裝技術是指豎立桅桿同時在井架底部設置絆腿或者回轉鉸鏈，依照桅桿頭部的提升方向設置定滑輪組，為避免應力過于集中的情況，需要根據實際情況增設動滑輪組。地錨的埋設需要進行計算，確保其與繩角之間的角度在30°到45°范圍內。從桅桿頭部穿繩掛設滑車組穿鋼絲繩組成主牽平衡系統，以桅桿穩定纜風作為側牽平衡系統。井架通過提升穩車來運轉并收緊起吊系統來提升鋼絲繩，直到將井架翻轉豎起到設計位置。“半翻轉法”被廣泛應用于建筑施工中，其現場的組裝與布置非常簡便，并且提升時受力最大，非常安全，因此經常應用于井口絞車房等建筑物形成后的安裝工藝中。

“大翻轉法”就是在“半翻轉法”的基礎上將主纜風側的鋼絲繩作為提升繩來牽引和帶動井架的翻轉，同步傾倒桅桿，當垂直安裝的設備已經豎立到位以后放倒桅桿值地面即可。“大翻轉法”的提升力與“半翻轉法”相比要小，并且井架上的吊點更多，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生變形的情況，同時放倒桅桿的工作量也會相應減少。但是這種安裝技術也有缺點，就是井架底部的絆腿或者回轉鉸鏈的設置和起吊操作比較復雜，當井架側的鋼絲繩與提升繩之間成平角時，需啟動井架側的鋼絲繩系統來提供豎立的助力，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場。

1.2. “滑移提升法”技術原理

“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來構成鋼絲繩滑車組，利用提升穩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，通過井架腿部設置的留繩滑車組來控制器偏擺角度以及向前的分離，進而實現頭部的合攏連接與找正。“滑移提升法”施工過程中需要設置多個吊耳和吊點，在使用桅桿時還需要設置；平衡系統來控制施工的穩定性。“滑移提升法”在提升到位時的提升力量最大，因此一般應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.鋼結構井架安裝方法

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，可以根據立架的質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量。首先根據井口布置來組裝斜撐和立架，并在井口組裝方向另一側的對稱點豎立桅桿并將其滑移至井口。用回轉鉸鏈來固定板梁和底部之后開始起吊。當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，當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現，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。當斜撐向基礎逐漸靠近時，緩慢放松留繩，讓斜撐的腿部落到井架的基礎上。立架頭部與斜撐之間使用鋼型模具進行連接，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

櫓式井架較常應用于單系統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式桅桿。在組裝與豎立井架時，由于井口周圍往往已經建成很多構建物，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。角度需要稍大于設計傾角，為立架頭部的豎起保留一定空間。斜架豎立并過基礎螺栓并固定，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上，另一條腿與基礎偏離。起吊時首先收緊井架底部的絆腿繩，當井架的頭部超出建筑物時將井架轉腿到其基礎上，固定好以后繼續起吊。在起吊過程中，桅桿越靠近吊點提升所需的越小，因此吊點應該選擇井架上比較靠前的位置。同時需要注意的是，吊點過于靠前對井架強度的要求也會隨之提高，并且容易出現井架頭部構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定性和強度，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合的方式或者是后牽繩與扳吊法相結合的方式來安裝。

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，之后再進行扳吊豎立。在空中合攏主副斜架時要盡量減少接頭的數量并使用型鋼找正模具進行找正。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。“大翻轉法”可以大幅改善桅桿和井架在受力作用下發生變形的情況，但是井架底部的絆腿或者回轉鉸鏈的設置和起吊操作比較復雜，因此主要應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場。

3.結束語

鋼結構井架的施工工藝主要有“滑移提升法”以及“翻轉法”兩種，二者的主要區別體現在起吊工藝上。“翻轉法”分為“大翻裝法”和“半翻轉法”兩種。“半翻轉法”被廣泛應用于建筑施工中，其現場的組裝與布置非常簡便，非常安全。“大翻轉法”可以大幅改善桅桿和井架在受力作用下發生變形的情況，但是井架底部的絆腿或者回轉鉸鏈的設置和起吊操作比較復雜，因此主要應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場。“滑移提升法”主要應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。鋼結構井架的安裝， 隨著新技術、新工藝的應用， 如“門式架-無錨吊推法”在井架吊裝中的應用以及利用有限元法、CAD技術進行井架起吊相關力學分析；建立井架吊裝的計算機安全監控模擬系統等， 必將對井架的安全快速起吊、提高安裝技術水平起到積極的促進作用。