大型钢结构井架吊装关键技术

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232038 ）摘要本文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。关键词钢结构井架；主斜架；副斜架；双桅杆并联；“翻转法”扳吊；倒杆；施工技术1 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33.7m

2、 X26m。主 斜腿截面尺寸为2.5m X1.7m,每一拼接段重约为845吨。2 吊装方案图1井架三维模型图根据井架的结构、重量、高度、现场条件,19t，副斜腿截面尺寸为1.7m X1.7m,每一拼接 段重约12t。井架共设五层平台，标高分别为45.210m、51.210m、57.210m、63.210m、 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+45.210m、+51.210m、+57.210m 平台和72.210m。主要构件和直接承受动力荷载的构件采用Q235-C.Z,其余次要构件采用Q235-AF。井架高度为72.210m,井架重量约主斜腿结合处进

3、行划分。+57.210m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+45.210m、+51.210m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。先组对 主斜架，然后采用并联使用的两根高度 H=50m 格构式金属桅杆（单根起吊能力为 350t）将主斜架“小翻转”旋转法扳吊至53°, 然后进行倒杆操作，将主斜架扳转至设计角度 74.568。再组对副斜架，因副斜架扳起旋转 角大于90。，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

4、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+45.210m、+51.210m 二层 连系梁。图3主、副斜架吊装示意图3井架吊装的关键技术3.1采用了翻转与倒杆相结合新工艺M5 .J14T8T9M5J16-訓 M4T10C2 2 5MMMMT7T6副斜架主斜架98000N丄200t滑车组12勺#桅杆_ti平衡板讯店M5占M5T5M4 'M5T4M 为地锚T为缆风绳 J 为稳车J10J34M?5M5 M3 M5 M5图2 地面组装平面图井架的吊装，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

5、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 推动是有优越性。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。3.2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，便能吊装超大重量构筑物。并联使用的桅杆头部使用连接绳连接。架不宜采用整体扳吊或高空散装，而是将井3.3应用平衡技术，保证吊装安全3.3.1平衡板应用（见图4）在

6、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。桅杆顶* 11卜 I主斜腿顶部主斜腿顶部1fih'f/j i'i'jyj tt/V i"/ dV * b vfjr u,询卜 i t Elii!,!Ii!：!：! " Ni y v j y图4平衡板平衡技术3.3.2平衡滑车的应用（见图5）副斜架吊装时，在副斜架上设置平衡滑车

7、进行平衡使两套滑车组受力基本一样，如下图。主斜架主斜架. J2稳车结5.轲士结5结2J 2结3J3J1稳车结5结1丄''J -丄_L 平衡滑车结4付斜架J4 稳车架划分为主斜架、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。3.5 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w 7mm ），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

8、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567t，为此将其动铰链设计成钩状钩住 主斜架底板（见图6），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。图5滑车组平衡技术3.4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，井主斜腿基础主斜腿铰链主斜腿+0.554+0.104图6 铰链结构图3.6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（见图7），对基础进行稳定性验算。基础稳定性验算包括：抗倾覆验算和 抗滑移验算RyRx插管加固.w2084 _3

9、0006000图7副斜腿基础吊装加固及受力分析图a、基础抗倾覆按下式验算：K=M r/M av >1.5式中K-基础抗倾覆安全系数；Mr 基础的抗倾覆力矩；M av 作用于基础的倾覆力矩。b、基础抗滑移按下式验算：K= 3P/P>1.3护-基础总抗水平滑移力；P外力水平推力。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。3.7 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。3.8 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

10、上，主锚点最大受力达456T，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（见图8）， 经使用效果较好。只要满足公式：G1XB1+G2 XB2+G3XB3XXPXLXC0n a 式中：G1为土块自重，G2、G3混凝土块自重, P为作用锚点上的拉力，B1、B2、B3、L别对 应G1、G2、G3、P到倾覆点A间的距离。式中：K:基础抗滑移安全系数工艺学北京机械工业出版业.1989怦p3aSa抽,1*1 -A J:ftRW-lf图8砼土混合结构锚点示意图4结论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