箱形钢结构井架制作工艺与安装

孔德明

（铜陵有色铜冠矿山建设股份有限公司，安徽 铜陵 244000）

矿井钢结构在实际的生产和生活中可分为临时性的凿井井架和永久性的钢结构井架。临时性的钢结构井架有钢管连接井架和型钢连接井架两种形式。永久井架的主要组成部分是斜架和立架两个部分。斜架的主要形式有箱型斜架以及钢型斜架两种形式。立架型钢的主要形式有钢桁架结构和钢筋框架两种形式。型钢桁架具有加工工艺比较简单。安装制作以及强度比较强等方面均要比钢筋砼框架好，同时由于矿井生产周期比较长，型钢桁架能够满足其周期长的特点。因此在实际的生产中，型钢桁架的应用越来越广泛。在实际的矿井钢结构井架吊装的方法中，主要有金属吊装法，吊车法以及金属桅杆与吊车相互配合的方法。

1 箱形钢结构井架的结构设计

在得到箱型结构井架的设计图纸后，需要计算出井架单元的各个部件的重量以及构件总的质量。再结合每个单位实际的情况以及经济实力和技术水平，计算出钢结构桁架的吊装安装方法。当把编制方法制定后，需要制定出实际的施工方案。计算出钢结构桁架的模型以及绘制出总的平面图。当把施工器的布置图确定以后，需要制定相应的施工组织设计，绘制钢结构的各个安装结构图。同时对施工方案进行施工方案以及对编制的施工组织方案进行审核，根据井架模型对施工方案进行施工时的完整性以及可靠性。

井架会因施工的不同条件需要设定不同的施工方案，在实际的施工方案的选择时需要选择适合本施工环境的施工工艺，这是施工成功的关键。在选择井架安装时需要三个方面：第一个方面是井架的组装方案，第二方面是在设定起吊跑杆的位置时需要注意选取最佳位置，这样方便施工，第三个方面是注重吊架的吊装方案，在进行编制吊架的吊装方案时需要注意井架的吊装分为两个部分，主斜架的吊装以及副斜架的吊装。在进行施工方案时需要对井架组装方案进行设计以及抱杆组装进行设定，同时要确定井架的吊装方案。

在确保井架的制作质量时，需要认真核对图纸，对每一个部件之间的尺寸进行一一核对，确保施工的精度以及验收方案。材料是制作井架的基础，在制作时需要考虑材料的型号以及各种材料的数量等。最后再明确各个方箱的焊接位置。

2 箱形钢结构井架制作与安装

（1）箱形钢结构井架的制作方法。在制作箱型钢结构井架下料前，需要按照要求对各种设计图纸进行认真的核对，以方便与详细的提出各种材料规格以及清单，同时相应的材料备货部门就能够按照清单去提前采购好需要的各种物资，做好前期的准备工作，以方便于各种工序的有序进行。材料部门应该做好相应材料进出厂的各种验收报告，为以后的验收做好相应的准备工作。在进行下料前，需要对安装的钢材进行校正，校正时可以在平板机上进行较正，也可以在液压机上进行操作，根据相关要求，校正后钢材上的划痕深度不能超过0.5毫米。在下料前，应该仔细核对各种零件的外形尺寸，避免两个钢材之间相互连接。在进行号料时，需要作出工艺基准线，便于后面对各种构件的质检以及查询该种构件是否合格。在号好的钢材产品上，需要采用油漆标注好图号、间号等一些相关参数。

接下来就是进行焊缝坡口，在进行焊缝坡口时，采用半自动氧气切割机。该种机械的操作是正面切割，反面会弹线，这样便于控制下料的质量。当下料坡口加工完毕后，需要采用手提砂轮机对加工的器材进行磨光，这样可以控制下料的质量。同时如果加工钢材具有划伤的裂痕，需要对其裂痕进行磨平。

然后进行构件的拼装，在箱底版和两侧板上，需要做出相应的标记，例如加强板的位置线，同时根据焊缝收缩量以及需要预留出钢材横向焊缝的预留位置，其在长度方向需要略长于箱体的两端。焊接好的钢材在拼装前应该做好相应的焊缝检查，使各构件之间的箱体接触吻合。在拼装前，需要反复检查各个焊区的焊缝处理情况，当各个焊缝检验合格后需要进行焊接的组队。一般在施工过程中需要采用三面定位法封闭箱型，在箱型的外坡点进行点焊，在进行点焊前，需要将侧面板抵紧在底面板下，不留一点间隙。当点焊定位以后，需要进行外尺寸的检验，当外尺寸的检验合格后再将上盖板对点焊进行定位。规定的是所需的点焊的材料与焊接的材料需要相同。一般采用焊条的直径为4毫米，点焊的焊缝长度不能超过25mm，点焊的焊缝高度不能超过焊缝高度的三分之二，且最大长度为8毫米。

在进行焊接工艺时，需要讲究的是在进行箱体内部的焊接时，需要采用手工电弧焊进行焊接，在进行打底焊时需要采用直径为3.2毫米的焊条，所需要的焊接电流比平时要大些，这样可以保证焊缝焊接的根部比较深。当把焊缝进行焊接完成时，需要进行对焊缝的清理，如果发现有焊接的质量的缺陷时，就必须要对焊缝进行重新焊接。箱体外进行焊接时需要采用手工电焊将其打底，自动埋弧焊盖面的焊接工艺。在进行整形时，划出相关节点的几何交线并且给样品打上冲眼，这样便于在安装时找正。

（2）箱形钢结构井架的安装方法。箱型钢结构井架安装，目前的实际的施工方法中一般采用的桅杆起吊法施工，而实际的桅杆起吊又可以分为很多的方法，比如单桅杆起吊法、多桅杆起吊法以及门式桅杆的起吊方法三种。具体的方式有半翻转、大翻转以及滑移式等多种方式。在半翻转式方法的实际施工中井架刚刚抬头时所需的吊力非常大，随着起吊角度的增加，起吊力减小，即吊装开始就对有关的索具进行相关负荷性的检验。如果在实际的操作过程中，发现吊装设备有问题，需要提前对设备进行更换，但是该种安装方法所需要的场地比较宽广，同时需要的机械器具也比较多。

大翻转井调方式的井调布置的比较紧凑，适用于场地比较狭窄的工程安装，井架在起吊时，稳车开动的比较多，所以需要较高的稳定性；滑移式的井架安装方法对桅杆的稳定性以及桅杆的高度具有很高的要求，该种井架的安装方法适用于井架比较轻的结构，同时有时需要采用双桅杆进行作业。

在进行井架的现场安装时，需要采用平面分片的组装方法。主斜架位于副斜架的上面，同时需要保证副斜架倾斜一定的角度。高空作业具有一定的危险性，为了减小其危险性，同时提高施工的质量，需要将主斜架以及副斜架一起组装，主副斜架均采用铰链的链接方式，铰链的位置应该按照图纸的相关要求进行设置以及检验。当按照图纸的施工工艺施工完毕后，需要对焊接的部件进行复验，确保其无误后再进行组装。

然后将施工场地进行平整，这样确保井架的两大扇及吊装的天轮平台具有足够的安装场地，并且这样能够保证吊装到指定起吊的位置。检查井口是否有封盘的钢木结构，该种钢木结构是否具有足够的承载能力，在井口封口盘上安装一定的钢木结构，用木板或者竹夹板密封其井口，如果井口未往下掘进则需要对相关场地进行检验，看场地是否平整。接下来根据施工场地需要对地瞄桩的安装。把地瞄桩安装好以后需要安装4台稳车座位主揽风绳，副揽风绳子可以根据施工场地的土质打钢轨道尖，把主揽风绳子系在安装好的四条腿上，揽风绳子一般采用钢丝绳子，同时要求同一边两个锚间距必须大于8米，锚杆与井架地基之间的距离必须大于30米，地锚杆的尺寸可以根据当时施工环境的施工土壤而决定。当把地锚杆在地基上确定好之后，将其引出地面，同时将地锚土进行反复碾压并且进行压实。

在进行安装时，需要注意井架安装的要求比较高，灌注的质量以及地脚螺栓孔的位置要求也比较高，大小及深度检查的要求需要较高，在安装前需要进行反复的检查。井架的安装应该符合《钢结构工程施工及验收规范的相关要求》等，同时每一片主体在进行桁架组装时，需要采用支架进行临时的固定，防止其变形，竖立井架前需要对各种井架采取相应的补强措施。同时保证安装的误差小于规定的误差值，在进行安装时需要采取一定的防腐处理，井架实际的安装位置的中心线与设计的中心线之间的误差小于5米，天轮平台水平误差必须小于等于3毫米。为了保证井架在雷雨天工作的安全性，需要在井架上安装避雷装置。同时在井架实际的使用过程中，需要根据不同井型荷载选择不同的井架结构，同时不同的荷载时需要进行不同的荷载的运算。

3 结语

箱型钢结构井架在设计和安装对实际工程的施工以及施工方案的确定具有十分重要的意义，合理的施工方案对箱型钢结构井架的安全施工以及工程质量的保证具有十分重要的意义，因此做好箱型钢结构的施工工艺以及方案的提前准备对实际的箱型钢结构的施工具有十分重要的意义。