大型钢结构井架吊装关键技术.pdf

2 0 0 9年第2期 第 9 卷 总第 3 l 期 淮 南 职 业 技 术 学 院 学 报 J O URNAL OF HUI NAN V OC AT I ONA L ＆ T E CHNI C AL CO L L EG E NO． 2， 2 0 0 9 VOL． 9， S e r i a l No ． 3 1 大型钢结构井架吊装关键技术 高家权 淮南矿业集团安装工程分公司， 安徽 淮南 2 3 2 0 3 8 [ 摘要】 针对望峰岗矿主井钢结构井架的特点和施工要求 ， 采用双桅杆并联使用 、 翻转与倒杆操作相结 合吊装方案和关键技术进行 吊装， 缩短了工期， 节省了施工成本， 并安全地完成了该大型井架 的吊装， 为类似的 工程安装提供了较高的参考价值。 [ 关键词] 钢结构井架； 施工； 技术 [ 中图分类号] T D 5 4 1 [ 文献标识码] B [ 文章编号] 1 6 7 1- 4 7 3 3 2 0 0 9 0 2- 0 0 9 1 0 3 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 4 7 3 3 ． 2 0 0 9 ． 0 2 ． 0 2 7 一 工程概况 淮南矿业集团望峰岗矿主井钢结构井架由主斜 腿、 副斜腿、 钢平台和斜腿砼基础四部分组成， 其结 构型式见图 1 。井架采用空间框架结构， 主、 副斜腿 图 1 井架三维模型图 及平台大梁等主要构件采用等截面箱形体， 其它均采 用型钢或钢板焊接工字钢。井架斜腿底脚跨度为 3 3 ． 7 m 2 6 m 。主斜腿截面尺寸为2 ． 5 m 1 ． 7 rn ， 每 一 拼接段重约 1 9 t ， 副斜腿截面尺寸为 1 ． 7 m 1 ． 7 m， 每一拼接段重约 1 2 t 。井架共设五层平台， 标高分 别为4 5 ． 2 1 0 m、 5 1 ． 2 1 0 m、 5 7 ． 2 1 0 m、 6 3 ． 2 1 0 m、 7 2 ． 2 1 0 m 。主要构件 和直接 承受 动力荷载 的构件采用 Q 2 3 5 一 C ． z ， 其余次要构件采用 Q 2 3 5一 A F 。井架高 度为 7 2 ． 2 1 0 m， 井架重量约为 8 4 5 t 。 二吊装方案 根据井架的结构、 重量、 高度、 现场条件， 采取减 少高空拼装作业的原则 ， 在满足工程工期、 安全、 质 量要求的前提下， 将井架沿 4 5 ． 2 1 0 rn 、 5 1 ． 2 1 0 m、 5 7 ． 2 1 0 m平 台和 主斜 腿结合处进行 划分。 5 7 ． 2 1 0 m 平台和副斜腿为一吊装单元即副斜架吊 装单元 以下简称副斜架 ， 主、 副斜腿之间 4 5 ． 2 1 0 m、 5 1 ． 2 1 0 m二层连接梁单独吊装， 其余的为主斜 架吊装单元 以下简称主斜架 。 按事先划分好的主斜架和副斜架， 分别将构件 运至现场并按图2 进行地面组装。首先 ， 组对主斜 图2 地面组装平面图 [ 收稿日期] 2 0 0 9 0 3 2 7 [ 作者简介] 高家权 1 9 6 1 一 ， 男， 安徽颖上人， 工程师， 从事安装工程技术管理工作， 电话 0 5 5 4 - 7 6 2 0 9 5 3 。 淮南职业技术学院学‘报 第 9 卷 架采用并联使用的两根高度 H 5 0 m格构式金属 桅杆 单根起吊能力为3 5 0 t 将主斜架“ 小翻转” 旋 转法扳吊至 5 3 。 ； 然后进行倒杆操作， 将主斜架扳转 至设计角度 7 4 ． 5 6 8 。 ； 其次， 对副斜架， 因副斜架扳 起旋转角大于9 O 。 ， 利用主斜架采用“ 大翻转” 旋转 法整体扳吊副斜架， 副斜架吊起后与主斜架空中合 拢 见图3 。主、 副斜架找正后， 焊接合拢处焊缝。 最后利用已竖立的井架吊装并找正焊接主、 副斜腿 4 5 ． 2 1 0 I n 、 5 1 ． 2 1 0 m二层连系梁。 图3 主、 副斜架吊装示意图 三井架吊装的关键技术 一 采用了翻转与倒杆相结合新工艺 井架的吊装 ， 受井架重量、 高度及现场条件的制 约， 并应与施工企业的吊装机索具相适应， 当“ 半翻 转” 工艺不能将井架一次竖立到位时， 采用缩短桅 杆站位、 地点与吊点间的距离， 实施翻转与倒杆结合 的工艺， 可实现超大吨位井架及场地过于狭窄的井 架吊装， 该工艺能减少起吊力量及井架对基础的后 推力， 对机索具的选择及井架基础不被推动具有优 越性。在同等条件下， 可利用小桅杆起吊大井架， 尤 其对施工场地受限的井口更能突出该工艺的先进 性、 合理性和经济性。 二 采用双桅杆并联使用 当单桅杆起吊能力不能满足施工要求时， 可用 两根或两根以上的桅杆并联使用， 以提高起吊能力， 能满足超大重量构筑物吊装。并联使用的桅杆头部 使用连接绳连接。 三 应用平衡技术。 保证吊装安全 1 平衡板应用 在吊装主斜架时， 桅杆主缆风绳、 主斜架起吊绳 均使用了两组起吊索具 ， 因此必须考虑两组起吊索 具吊装受力系统的受力平衡问题， 以避免某一个受 力系统超负荷而产生安全问题和引起井架平面扭曲 变形， 为此在本井架吊装时在主缆风绳上采用了平 衡板。亦可在主斜架提升绳侧采用平衡滑车技术进 行平衡。 如图4 所示 2 平衡滑车的应用 图4 平衡板平衡技术 结4 副斜架 吊装 时 ， 在副斜架上设置平衡滑车进行 平衡使两套滑车组受力基本一样 如图5 所示 。 主斜 架 主斜架 付斜架 图5 滑车组平衡技术 3 分片组对、 吊装， 空中合拢技术 由于井架的重量、 高度、 结构特点， 井架不宜采 用整体扳吊或高空散装， 丽是将井架划分为主斜架、 副斜架两大吊装单元， 分片在地面组对， 分片吊装， 在空中合拢， 保证了安全、 质量， 较为合理， 在实践中 也确实可行 。 4 应用铰链定位技术， 保证井架定位精度 由于井架定位精度要求较高 规范要求 天轮 平台中心线偏差≤7 m m ， 井架重量较大， 安装后整 体找正调整较困难 ， 且井架主、 副斜腿为空间二面角 结构， 其空间位置较复杂， 为了保证定位的准确性， 采用了旋转铰链， 根据三维空间计算结果确定铰链 定位尺寸， 同时使用铰链能够节省绊腿地锚和机索 具， 从而减少安装环节， 保证安装质量。 同时利用主斜架吊装副斜架时， 每个铰链受力 达5 6 7 t ， 为此将其动铰链设计成钩状钩住主斜架底 板， 能有效地把一部分力传到井架的底板， 避免因主 斜腿下侧面受力太大而撕裂主斜架母材钢板。 如 图 6所示 5 井架基础抗推加固 井架起吊时， 对基础存在一个水平推力， 以副斜 腿基础为例 如图7 所示 ， 对基础进行稳定性验算。 第 2 期 高家权 大型钢结构井架吊装关键技术 基础稳定性验算包括 抗倾覆验算和抗滑移验算。 基础抗倾覆按下式验算 K ≥ 1 ． 5 1 1 式中 为基础抗倾覆安全系数； 为基础的抗倾覆力矩； 』 l 为作用于基础的倾覆力矩。 基础抗滑移按下式验算 K P ／ P≥ 1 ． 3 2 2 式中 K为基础抗滑移安全系数 ∑P 为基 础总 抗 水平滑 移力； P为外力水平推力。 图6 铰链结构图 图 7 副斜腿基础吊装加固及受力分析图 经计算基础的抗倾覆和抗滑移不能满足要求， 因此要对基础进行插管加固， 回填土采用三七灰回 填， 分层夯实。 6 多点起吊技术 井架吊装时， 需对井架的挠度进行校核， 如果挠 度超过允许值时， 应采用多点吊装。本工程的井架 为长细杆， 采用了多点吊装技术。 7 砼土混合结构锚点的应用 因井架吊装时桅杆的主缆风绳生根在主锚点 上 ， 主锚点最大受力达 4 5 6 t ， 且在主锚点处有锅炉 房等筑建， 如采用管式埋地锚点多点布置， 空间受到 限制， 而如采用纯混凝土锚点它占地位置小， 受力稳 定性和刚性较好 ， 且安全可靠。但是用纯混凝土锚 点不经济， 为此采用以下形式的砼土混合结构的锚 点 如图 8所示 ， 经使用效果较好。只要满足公 式 G l B 1 G 2 G 3 ≥KP L X C o n a 3 3 式中 G ， 为土块 自重； G 2 、 G 3 混凝土块 自 重； P为作用锚点上的拉力； B B 、 B 、 L分别对应 G ． 、 G 2 、 G 。 、 P到倾覆点 A问的距离。 图8 砼土混合结构锚点示意图 上式中 G 。 为土块自重， 、 G 3 混凝土块 自 重， P为作用锚点上的拉力， 1 、 2 、 B 3 、 别对应 G G 2 、 、P到倾覆点 A间的距离。 针对谢一矿望峰岗主井井架的结构特点和施工 要求， 采用双桅杆并联、 “ 小翻转” 旋转扳吊及倒杆 操作相结合的工艺吊装主斜架， 然后利用主斜架吊 装单元采用整体“ 大翻转” 板吊工艺吊装副斜架的 吊装方案和其相应的主要关键技术， 使井架安全、 按 质、 提前吊装成功。对今后类似的钢结构工程安装 提供了较高的的参考价值。 参考文献 [ 1 ] M T S 0 1 0 9 5 ． 煤矿安装工程质量评定标准I S ] ． [ 2 ] G B 5 0 2 0 5 2 0 0 1 ． 钢结构工程施工质量验收规范[ s ] ． [ 3 ] 陆寅 白 杨洪军． 电力建设施工起重方案及实例精选 [ M] ． 北京 中国水利水电出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 4 ] 吴洪生 莫振声． 初、 中、 高 级起重工工艺学[ M] ． 北 京 机械工业出版业， 1 9 8 9 ．