单桅杆单滑轮组起吊井架及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及起吊井架，特别是一种单桅杆单滑轮组起吊井架及其施工方法。
【背景技术】
[0002]近年来，由于煤矿建设的快速发展，矿井建设的规模也在不断扩大，与之配套的井架的施工明显增多，随着井架制造安装速度的加快，采用更为安全高效的施工方案，显得尤为突出和重要。
[0003]对于煤炭行业井架的安装来说，有众多不同的施工方法。现有的起吊井架及施工方法主要有两种:一是双桅杆或单桅杆双滑轮组起吊井架，二是单桅杆单滑轮组起吊井架。现有的双桅杆或单桅杆双滑轮组起吊井架主要存在如下问题:两套滑轮组合力起吊时起吊力的传递不均衡，并且施工工序繁琐、施工强度大、人力物力投入大、成本高；现有的采用单桅杆起吊井架主要存在如下问题:在起吊过程中，容易导致滑轮出现偏磨现象严重，甚至个别滑轮的轮边因受力过大，结果在起吊过程中出现损坏的相当严重的现实情况，给施工的安全带来极大地安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了解决现有技术的不足，提供一种单桅杆单滑轮组起吊井架及其施工方法。以解决现有双桅杆双滑轮组起吊井架两套滑轮组合力起吊时起吊力的传递不均衡、并且施工工序繁琐、施工强度大、人力物力投入大、成本高、以及现有单桅杆起吊井架在起吊过程中容易导致滑轮出现偏磨现象严重、甚至个别滑轮的轮边因受力过大而出现损坏给施工的安全带来极大地安全隐患的问题。
[0005]本发明通过下述技术方案得以解决:
一种单桅杆单滑轮组起吊井架，包括主斜撑、副斜撑、天轮平台、主斜撑吊点、副斜撑吊点、桅杆，主斜撑吊点焊接在主斜撑天轮平台上，主斜撑的支腿底端铰链固定，可实现反转；桅杆顶部通过一套滑轮组连接在主斜撑吊点上，主斜撑通过主斜撑吊点、滑轮组完成主斜撑的起吊，且可实现主斜撑的翻转起吊；主斜撑上焊接有副斜撑的吊点，副斜撑通过主斜撑、连接在主斜撑与副斜撑之间的滑轮组起吊，形成井架。
[0006]一种单桅杆单滑轮组起吊井架的施工方法，按如下步骤进行:
步骤一:建立井架基础，埋设起吊铰链梁。
[0007]步骤二:起吊设备、桅杆的基础浇筑，井架组装。
[0008]步骤三:起重设备布置、配电，井架组装。
[0009]步骤四:井架组装，焊接井架起吊点、铰链。
[0010]步骤五:主斜撑组装完成，安装滑轮组、穿起吊绳，组装桅杆。
[0011]步骤六:竖立桅杆并调整桅杆。
[0012]步骤七:起吊就位主斜撑。
[0013]步骤八:起吊就位副斜撑。
[0014]步骤九:空中组对焊接主斜撑、副斜撑。
[0015]步骤十:验收处理问题，临设拆除，施工完成。
[0016]采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是:
主斜撑的起吊仅用一个主斜撑吊点，使用一套滑轮组，便可完成主斜撑的起吊，不仅优化简化起吊工艺，而且避免了起吊点的滑轮绳索在起吊过程中转动，出现动载荷冲击问题，更为安全可靠。采用主斜撑设一个起吊点，解决了传统单桅杆或是双桅杆设两个斜撑吊点起吊主斜撑的复杂工艺，使起吊吊点更加简化合理，并克服了传统吊点与桅杆吊点斜向受拉而导致滑轮出现偏磨严重、甚至个别滑轮的轮边因受力过大出现损坏而导致安全隐患，使起吊更为安全可靠。
[0017]采用单套滑轮组起吊力的传递，消除了两套滑轮组起吊时力的不均衡问题，降低了施工准备的繁琐工艺，降低了施工强度，节省了人力物力的投入，使施工更加便捷、安全。
[0018]采用单桅杆起吊替代双桅杆起吊，能简化井架起吊施工工艺，降低成本和施工度，节省时间。
[0019]对于单桅杆底部的固定，采用长绳索替代单桅杆的根部锚粧，有效降低了施工强度，节约了施工成本。
[0020]本发明的优选方案是:
主斜撑吊点位于主斜撑天轮平台上方，井架形成后，吊点易于拆除，施工更为安全。
[0021]副斜撑顶部焊接有副斜撑吊点，副斜撑吊点为两个，带两个副斜撑吊点的副斜撑外形呈F字形。
[0022]绷绳为两根，两根绷绳分别设在桅杆两侧，两根绷绳在桅杆起吊过程中绷紧或松弛调节桅杆起立到合适位置。
[0023]主斜撑吊点和副斜撑吊点均采用无缝管。
[0024]竖立并调整桅杆步骤包括:在桅杆的30米处设吊车起吊点，要保证吊车能将桅杆抬高到20米以上；当桅杆顶端偏移达到500 mm时，调整桅杆两侧的绷绳，使桅杆的偏差度在要求范围内。
[0025]起吊就位主斜撑步骤包括:在井架的地脚螺栓套筒两侧，距套筒10mm处凿好垫铁位置；将主斜撑抬顶高500 mm左右时，停止起吊，检查主斜撑的各个部位、吊车及钢丝绳、基础铰链，确认无问题后方可继续起吊。
[0026]起吊就位副斜撑步骤包括:在井架的地脚螺栓套筒两侧，距套筒10mm处凿好垫铁位置；副斜撑上用白色油漆标出提升中心线；副斜撑起吊到与地面成60度角时，用吊车吊起副斜撑柱脚端往前送；副斜撑起吊到合适位置后，使用吊车把副斜撑柱脚放置到基础标线位置上，穿上地脚螺栓；当副斜撑到达要求位置时即可停止起吊，并把各起吊的凿井稳车绳进行保险固定。
[0027]空中组对焊接主斜撑、副斜撑步骤包括:主斜撑、副斜撑合拢后，利用全站仪观测井架上标识的提升中心线进行井架的找正工作，南北方向偏差通过调整起吊主副斜撑的桅杆滑轮组绳进行找正，东西方向偏差通过调整主斜撑、副斜撑柱脚下的垫铁进行找正；井架天轮平台十字中心线与设计位置允许偏差为±7 IM，主斜撑、副斜撑架两底脚中心线与井架中心线的重合度允许偏差为30 mm。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的单桅杆单滑轮组起吊井架平面布置示意图。
[0029]图2为本发明的井架起立前初始状态示意图。
[0030]图3为本发明的井架起立且桅杆未直立状态示意图。
[0031]图4为本发明的井架起立且桅杆直立后井架未开始起吊前状态示意图。
[0032]图5为本发明的井架起立且桅杆直立后主斜撑起吊、副斜撑未起吊状态示意图。
[0033]图6为本发明的井架起立且桅杆直立后主斜撑起吊已完成、起吊副斜撑状态示意图。
[0034]图7为本发明的井架起吊完成状态示意图。
[0035]图8为本发明的主斜撑起吊受力分析示意图。
[0036]附图标记说明:
I一绷绳；2—副斜撑；3—主斜撑；4一天轮平台；5—桅杆；6—滑轮组；7—吊车；8—凿井绞车组；9一主斜撑吊点；10—副斜撑吊点；11一主销粧，吊车起吊绳12。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图1至附图7对本发明作进一步阐述，但这些实施例不对本发明构成任何限制。
[0038]一种单桅杆单滑轮组起吊井架，参见附图1至附图7，包括主斜撑3、副斜撑2、天轮平台4、主斜撑吊点9、副斜撑10、桅杆5等，主斜撑3的自重做锚粧，利用主斜撑吊点9通过吊车7将桅杆5直立，桅杆5直立后，其后部绷绳I绷紧，凿井绞车组8牵引滑轮组6，主斜撑3底部的铰链翻转起立主斜撑3 ;后通过主斜撑3上的滑轮组6起吊副斜撑2。
[0039]桅杆5 —根，顶端前部通过滑轮组6与主斜撑吊点9相连，左右两侧通过绷绳I固定，顶端后部与主销粧11连接。
[0040]副斜撑2顶部焊接有副斜撑吊点10。
[0041]副斜撑吊点10为两个，带两个副斜撑吊点10的副斜撑2外形为F字形。
[0042]绷绳I为两根，两根绷绳I分别设在桅杆5两侧，两根绷绳I在桅杆5起吊过程中绷紧或松弛调节桅杆5起立到合适位置。
[0043]主斜斜撑吊点9、副斜撑吊点10采用无缝管。
[0044]井架斜撑吊点的为Φ426 X 14的无缝管，焊接在主斜撑天轮平台4的顶部，斜撑吊点焊接的角度保证主斜撑3、副斜撑2起吊到位后，斜撑吊点直立且绷绳I不滑脱，斜撑吊点起吊受力的背部焊接斜向拉条增强斜撑吊点强度；在天轮平台4的凹形处设置两根Φ219Χ10的无缝管做连接梁，消除天轮平台4的强度缺陷，保证施工安全。
[0045]桅杆5设置在主斜撑3基础的中心线位置，以桅杆5实际高38m、计算高度37m为例进行分析。主锚粧11距桅杆5中心81m处，主斜撑吊点9选择在天轮平台4轴中心标高位置上，主斜撑吊点9距铰链中心的距离为33155mm，主斜撑吊点9的垂直分力为151396.1kg。吊车起吊绳12、绷绳I的受力如附图8所示，其中，绷绳I拉力为f=156650kg，吊车起吊绳12 拉力为 F = 203286kg。
[0046]主斜撑3铰链的强度校核分析:
下铰链预埋钢梁连接圆钢直径的选择: 井中侧预埋圆钢承担的力矩Ml:
Ml=0.5X1.1XsXh = 0.5X 1.1X 135663X30 = 2238439kg.cm ；
式中:h为下铰链的高度；两铰链的不均匀系数取1.1 ；s为起吊时的水平分力。
[0047]预埋螺栓承受的拉力N:
N=M1/L1，式中:L1为预埋螺栓的计算力臂，LI = 98cm，N=22841Kg。
[0048]选用四条Φ 30的预埋螺栓，其拉应力为σ = 22841 / 4X JI X 1.5 X 1.5 = 807kg/
2
cm ο
[0049]远离井中线侧圆钢的选择:该圆钢平衡主斜撑3自重及起吊副斜撑2时的向下的合力。
[0050]P = 0.5XP+Q1=0.5X209115+0.5X1.1X66008 = 140862kg，式中:P 为