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关于钢结构井架的安装技术的相关研究

文章主要围绕钢结构井架的安装技术开展，分析了钢结构井架安装过程中较常使用的“翻转法〞以及“滑移提升法〞的技术原理，然后依据不同的井架类型分别介绍了它们的安装方法。
    在煤矿矿井建筑施工中，井架需要依据自身结构和重量进行制定，一般是先将其制定为假设干部件然后由制造的工厂将其预组装。合格以后运送到施工现场然后组装、焊接找正，之后吊装竖立。井架的构造主要包括焊接型钢部件、箱型及其它零部件和构件。井架的分段以一个运输单元为标准，分段过程中要尽量减少钢板的拼接，因此长度一般不超过12米。井架的安装工艺主要有翻转法和滑移提升法两种。

    钢结构井架主要有单绳提升井架和多绳提升井架两种，其中多绳提升井架又包括A 式、橹式〔L〕和L-A 型三种类型。单绳提升井架主要包括斜撑架和立架躯体两个组成部分，多绳提升井架则由立架和斜撑架组成，同时斜撑架又包含主、副斜架两个部分。不同的钢结构井架，其安装步骤稍有不同：单绳提升井架首先将立架躯体竖起来然后吊装斜撑架，而多绳井架则需要先竖立斜架之后竖立立架。施工工艺的不同主要体现在起吊工艺上，“滑移提升法〞指的就是利用滑移提升的方法进行起吊，“翻转法〞安装工艺指的就是利用利用翻转法进行起吊，也可以称为“旋转法〞或者“扳吊法〞，其又分为“大翻装法〞和“半翻转法〞两种。
    11. “翻转法〞技术原理
    “半翻转法〞安装技术是指竖立桅杆同时在井架底部设置绊腿或者回转铰链，依照桅杆头部的提升方向设置定滑轮组，为避免应力过于集中的状况，需要依据实际状况增设动滑轮组。地锚的埋设需要进行计算，保证其与绳角之间的角度在30°到45°范围内。从桅杆头部穿绳挂设滑车组穿钢丝绳组成主牵平衡系统，以桅杆稳定缆风作为侧牵平衡系统。井架通过提升稳车来运转并收紧起吊系统来提升钢丝绳，直到将井架翻转竖起到制定位置。“半翻转法〞被广泛应用于建筑施工中，其现场的组装与布置非常简便，并且提升时受力最大，非常安全，因此常常应用于井口绞车房等建筑物形成后的安装工艺中。
    “大翻转法〞就是在“半翻转法〞的基础上将主缆风侧的钢丝绳作为提升绳来牵引和带动井架的翻转，同步倾倒桅杆，当垂直安装的设备已经竖立到位以后放倒桅杆值地面即可。“大翻转法〞的提升力与“半翻转法〞相比要小，并且井架上的吊点更多，桅杆中部与井架之间可以柔性相连，可以大幅改善桅杆和井架在受力作用下发生变形的状况，同时放倒桅杆的工作量也会相应减少。但是这种安装技术也有缺点，就是井架底部的绊腿或者回转铰链的设置和起吊操作比较复杂，当井架侧的钢丝绳与提升绳之间成平角时，需启动井架侧的钢丝绳系统来提供竖立的助力，同时还要满足倒杆条件。因此该安装方法主要应用于同时具备立架安装以及两用井架整体安装条件的施工现场。
    12. “滑移提升法〞技术原理
    “滑移提升法〞是通过连接竖起的主架或者桅杆和被吊井架头部吊点来构成钢丝绳滑车组，利用提升稳车的收紧作用来提升钢丝绳，在其牵引力作用下提升并离开地面，通过井架腿部设置的留绳滑车组来控制器偏摆角度以及向前的分开，进而实现头部的合拢连接与找正。“滑移提升法〞施工过程中需要设置多个吊耳和吊点，在使用桅杆时还需要设置；平衡系统来控制施工的稳定性。“滑移提升法〞在提升到位时的提升力量最大，因此一般应用于单绳井架的立架、橹式井架中的立架以及L-A 型、A 式井架中副斜架的安装。

    单绳井架安装步骤为先将立架躯体吊起,然后利用立架起吊斜撑。在吊装立架时，可以依据立架的质量与高度确定起吊方式，有分段起吊和整体起吊两种。在采纳整体起吊时需要尽量避免高空散装，以免影响起吊的安全与质量。首先依据井口布置来组装斜撑和立架，并在井口组装方向另一侧的对称点竖立桅杆并将其滑移至井口。用回转铰链来固定板梁和底部之后开始起吊。当井架提升到自倾临界角度时停止提升并放松后留绳，让其在自重作用下回转，当其处于垂直位置时将其固定。桅杆的放倒主要通过放松提升绳的方式来实现，其与竖立过程刚好相反，然后将斜撑滑移到井口，使用立架在滑移提升法的作用下将其竖起。当斜撑向基础逐渐靠近时，缓慢放松留绳，让斜撑的腿部落到井架的基础上。立架头部与斜撑之间使用钢型模具进行连接，以便于紧固件的连接与找正。
    2.2. 橹式多绳井架的安装方法
    橹式井架较常应用于单系统多绳提升的永久井架, 立架与斜架头部铰接在一起。橹式多绳井架的安装步骤为：先将斜架树立起来，然后竖立立架，所使用的一般为金属格构式桅杆。在组装与竖立井架时，由于井口四周往往已经建成很多构建物，尤其是永久绞车，滑移提升工艺一般无法施行，故斜架的竖立一般采纳扳吊工艺。在斜架的提升过程中。角度需要稍大于制定倾角，为立架头部的竖起保留一定空间。斜架竖立并过基础螺栓并固定，等立架就位以后松开斜架的提升绳将头部连接起来，然后放倒桅杆并找正。采纳场外组装的方式来组装井架，减少井口的占用时间。组装井架时，井架的中心线需要与提升中心线呈夹角，并且一条腿不动留在基础上，另一条腿与基础偏离。起吊时首先收紧井架底部的绊腿绳，当井架的头部超出建筑物时将井架转腿到其基础上，固定好以后持续起吊。在起吊过程中，桅杆越靠近吊点提升所需的越小，因此吊点应该选择井架上比较靠前的位置。同时需要注意的是，吊点过于靠前对井架强度的要求也会随之提升，并且容易出现井架头部构件与提升绳相碰等问题，影响起吊的到位程度。如果通过增加桅杆高度来减小提升所需的力，又会影响到桅杆的稳定性和强度，因此在制定起吊方案时，需要综合合计各种影响因素，采纳倒杆、移杆竖立与扳吊法相结合的方式或者是后牵绳与扳吊法相结合的方式来安装。
    2.3. A式多绳井架安装
    A式多绳井架包括立架和双斜撑两个主要组成部分，其主要采纳桅杆法进行井架的吊装，其中斜架的树立可以使用副斜架滑移提升、主斜架扳吊以及桅杆法整体扳吊的方法。桅杆的选择与站立位置确实定和橹式井架中斜架的布置方式相同，整体竖立斜架时需要首先将主副斜架翻身90°并合拢为一体，之后再进行扳吊竖立。在空中合拢主副斜架时要尽量减少接头的数量并使用型钢找正模具进行找正。在模具树立钱首先将其安装在两架接头处，待斜架起吊到位，将型钢模具与螺栓连接并固定，利用千斤顶配合找正来保证对接的准度。合拢主副斜架并焊接好以后就可以放倒桅杆并开始吊装立架。“大翻转法〞可以大幅改善桅杆和井架在受力作用下发生变形的状况，但是井架底部的绊腿或者回转铰链的设置和起吊操作比较复杂，因此主要应用于同时具备立架安装以及两用井架整体安装条件的施工现场。
    钢结构井架的施工工艺主要有“滑移提升法〞以及“翻转法〞两种，二者的主要区别体现在起吊工艺上。“翻转法〞分为“大翻装法〞和“半翻转法〞两种。“半翻转法〞被广泛应用于建筑施工中，其现场的组装与布置非常简便，非常安全。“大翻转法〞可以大幅改善桅杆和井架在受力作用下发生变形的状况，但是井架底部的绊腿或者回转铰链的设置和起吊操作比较复杂，因此主要应用于同时具备立架安装以及两用井架整体安装条件的施工现场。“滑移提升法〞主要应用于单绳井架的立架、橹式井架中的立架以及L-A型、A式井架中副斜架的安装。钢结构井架的安装, 随着新技术、新工艺的应用, 如“门式架-无锚吊推法〞在井架吊装中的应用以及利用有限元法、CAD技术进行井架起吊相关力学分析；建立井架吊装的计算机安全监控模拟系统等, 必将对井架的安全快速起吊、提升安装技术水平起到积极的促进作用。