抱杆起立专项措施.docx

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抱杆起立专项措施

工程名称：

某矿副井井架安装工程桅杆组装起立专项措施

安装单位

2011年11月

专项措施审批

工程名称：

某矿副井井架安装工程桅杆组装起立

施工单位：

总工程师：

（签字）项目部安全副经理

安全质量检查科：

（签字盖章）项目部技术副经理：

项目部主管技术员：

工程技术科：

（签字盖章）

项目负责人：

编制人：

编制单位：

（盖章）

编制日期：

2011年11月23日

专项措施审批意见

工程名称：

某矿副井井架安装工程桅杆组装起立

专项措施项目部审批意见

工程名称：

某矿副井井架安装工程桅杆组装起立

技术副经理人意见：

安全负责人意见：

专项措施贯彻记录

工程名称：

某矿副井井架安装工程桅杆组装起立

主持人姓名

职务

贯彻人姓名

职务

应贯彻人数

实贯彻人数

时间

地点

应贯彻人名单

应贯彻人签字

应贯彻人名单

应贯彻人签字

某矿副井井架安装工程

桅杆组装起立专项措施

一、工程概况：

某矿副井井架为单斜撑式钢井架，分为立架和斜架两部分，立架部分为桁架式钢结构，其底部大梁直接落在井口锁口盘上，斜架部分为斜双柱框架式钢结构，构件为焊接封闭箱型断面，斜架柱与钢筋混凝土基础为铰接联接。

经过多方对井架起立方案会审，确定采用100T双桅杆进行起立。

起立井架前先要对桅杆进行起立，桅杆起立又是大临设施准备的重点，为了保证桅杆的安全、快捷、经济、科学的组装起立桅杆，特本专项措施，所有参建施工人员务必遵照执行。

桅杆技术参数：

桅杆规格：

中部最大截面1200×1200mm2

主肢角钢：

L200×200×20

主肢角钢敷钢板：

δ20×200×8000

副肢角钢：

L160×160×12

体重：

32.3t（含提升锁具）

总高度：

34m

每座桅杆选用4段标准段，6米/节，桅杆头部一段，5m/节尾部一段，5m/节，桅杆各部重力及重心点确定如下：

构件

重量（Kg）

重心距（距底脚;m）

重量距

（kg.m）

桅杆第一节

5106

2.5

12765

桅杆第二节

4500

8.5

38250

桅杆第三节

4500

14.5

65250

桅杆第四节

4500

20.5

92250

桅杆第五节

4500

26.5

119250

桅杆第六节

5320

31.5

167580

锁具

4500

33

148500

合计

32926

643845

重心距L=∑M/∑G=643845/32926=19.53m

二、编制依据：

1、煤矿安装质量检验评定标准《MT5010-95》

2、煤矿安全规程（2004版）

3、某矿副井井架安装施工组织设计

4、某矿副井井架安装设计图纸

5、某矿副井井架安装图纸会审纪要

三、大临设施准备

1、场地平整：

桅杆组装前对桅杆组装场地进行平整、对桅杆竖立位置基础进行分层夯实回填。

场地平整后按照平面布置图测量桅杆组装及桅杆基础中心线，所有中心线必须打桩做永久标记。

2、锚桩、锚点、稳车布置及用途

2.1桅杆北侧主溜绳锚桩、锚点及稳车布置：

在2基桅杆北侧，距离桅杆基础东西中心94.3米位置布设1个200T混凝土锚桩。

在混凝土锚桩基础上预埋φ30地脚螺栓，稳车底座固定于地脚螺栓，稳车采用螺栓固定在稳车底座上。

锚桩上共安装2台16T稳车（编号1#、2#），该2台稳车用于桅杆的主溜绳提升。

在混凝土锚桩基础上布设3个50T锚点（编号1#、2#、3#），此3个锚点上挂设主溜绳滑车系统。

北侧稳车锚桩、锚点平面布置见下图：

2.22#桅杆东侧锚桩、锚点及稳车布置：

在1#桅杆东侧距离1#桅杆62米处开挖4000*2500*3500锚桩坑一座（附图2）。

在坑锚预埋件上引出6*37+1-φ28钢丝绳扣，做为稳车绊腿绳和锚点牵引绳。

坑锚前5米共布置1台10T稳车（编号3#），并在3#10T稳车前置1个锚点（编号为4#），4#锚点挂设东侧揽风系统32T导向滑车滑车。

东侧坑锚、稳车、锚点平面布置见下图：

2.22#桅杆西侧锚桩、锚点及稳车布置：

在2#桅杆西侧距离2#桅杆55.3米处开挖8000*3500*3500锚桩坑一座（坑锚布置形式参见附图）。

在坑锚预埋件上引出6*37+1-φ28钢丝绳扣，做为稳车绊腿绳和锚点牵引绳。

坑锚前5.5米共布置1台10T稳车（编号5#）和1台16T稳车（编号6#），其中5#10T稳车用于桅杆的东侧溜绳牵引，6#16T稳车用于过河绳主提牵引。

并在5#10T稳车前置1个锚点（编号为5#），5#锚点挂设西侧揽风系统32T导向滑车。

西侧坑锚、稳车、锚点平面布置见下图：

2.3桅杆南侧锚桩、锚点、稳车布置及用途：

在2基桅杆南侧，距离2基桅杆基础中心线62.8米处分别开挖4000*300*3500锚桩坑一座（坑锚布置形式参见附图）。

在坑锚预埋件上引出6*37+1-φ28钢丝绳扣，做为稳车绊腿绳和锚点牵引绳。

在东侧坑锚前5.5米共布置1台10T稳车（编号7#），在西侧坑锚前5.5米处布置1台10T稳车（编号8#），其中7#10T稳车和8#10T稳车用于2基桅杆南侧溜绳提升。

并在2台稳车前分别布置1个锚点（编号为6#和7#），2个锚点挂设1台32T滑车，做为桅杆南侧揽风系统导向滑车。

南侧稳车锚桩、锚点平面布置见下图：

2.4桅杆底部绊腿绳锚桩布置：

在桅杆基坑回填前，在桅杆北侧和南侧埋设6*37+1-φ28钢丝绳扣，北侧钢丝绳固定于提升机基础，南侧钢丝绳固定井口锁口预留洞处，用于桅杆腿部南、北方向绊腿绳。

在2个斜架基础上分别锚固4个M27*450金属锚固，挂设2根6*37+1-φ28钢丝绳扣用于桅杆腿部东、西方向的绊腿绳。

2基桅杆之间采用1台10T倒链对拉进行紧固。

4个方向的锚点固定形式参见下图。

四、桅杆组装

在斜架基础与提升机房南墙空隙处东、西方向布置2台100T桅杆（东侧编号1#和西侧编号2#），2基桅杆东西中心线距离斜架基础中心线2.13米，2基桅杆南、北中心线间距6米，桅杆南北中心线与井筒中心线重合。

在井口锁口施工后将桅杆基础位置的土方开挖至老土位置（开挖深度5米），然后选用水分饱和砂粘土分层压实（每隔1米敷设一层砂石粘土，压实后再敷设1米砂石粘土再压实，直至回填至锁口标高±0米位置）。

桅杆基础压实后，在每基桅杆底座位置放置200*200*2000道木一层，道木铺设总宽度为2米，然后在道木上铺设1500*1500δ30钢板一块，桅杆坐落在δ30钢板上。

东侧为1#桅杆，组装时头朝东，尾朝西组装，场地平整后在组装位置上放置道木垛。

东侧为2#桅杆，组装时尾朝东，头朝西组装，场地平整后在组装位置上放置道木垛。

组装桅杆时选用1台25T吊车做起吊机具，采用风动扳手紧固连接螺栓。

下图为桅杆组装平面布置图。

五、桅杆头部揽风系统、提升系统滑车挂设

1、桅杆主揽风绳（北侧）滑车组挂设：

桅杆主揽风滑车组挂设在桅杆头部北侧揽风盘上，在每基桅杆头部北侧揽风盘上共挂设2套滑车组，1套用于桅杆起立时北侧揽风，另一套用于井架起立时北侧揽风。

在桅杆起立前在每基桅杆头部揽风盘北侧分别挂设1台H80-4D滑车，与1#和2#16T稳车主锚点处挂设的2台H50-2D和1台H50-3D滑车组成井架起立时主揽风绳提升系统。

另外在每基桅杆头部北侧再挂设1台32T滑车，作为桅杆起立时北侧揽风绳提升系统，起立桅杆时选用2根φ28钢丝绳300米/根，分别由1#和2#16T稳车牵引，钢丝绳穿过桅杆北侧揽风盘上的H32-1D滑车，跑绳绳头用钢丝绳卡锁死在对应16T稳车前50T锚点上。

在桅杆起立后，将稳车上的钢丝绳与跑绳绳头一同锁死在50T锚点上.下图为桅杆起立时，北侧主溜绳滑车组挂设和绕绳方式图。

2、桅杆侧揽风绳（东、西、南侧）滑车组挂设：

参见下图，在1#桅杆头部东侧和南侧，2#桅杆头部西侧和南侧，分别挂设1台H50-2D滑车，与对应的稳车前地锚点挂设的H32-1D滑车，组成侧揽风绳滑车系统，跑绳绳头分别由3#、5#、7#、8#10T稳车牵引，每侧揽风绳选用6*37-φ28-1670钢丝绳300米。

3、桅杆过河绳滑车组挂设：

在1#桅杆头部揽风盘西侧挂设1台H50-3D滑车，在2#桅杆头部揽风盘东侧挂设1台H50-3D滑车，组成桅杆起立过河绳提升系统，按顺穿绳法穿入6*37-φ28-1670钢丝绳800米，跑绳头由5#10T稳车牵引。

参见下图

六、起立桅杆主斜架上的准备工作：

在斜架正面4个100T吊耳处挂设4台H50-2D滑车，在50T吊耳处挂设1台H32-1D滑车，与桅杆南部揽风盘上挂设的2台H80-4D滑车和2台H32-1D滑车组成斜架起立主提升系统。

按顺穿绳法穿入6*37-φ32-1670钢丝绳800米/根，共2根，跑绳绳头分别由4#和6#稳车牵引，另外两个钢丝绳绳头穿过斜架上的H32-1D利用Y-32钢丝绳卡紧固一体。

以下为斜架主提升吊耳焊接位置及滑车组挂设绕绳方式图。

七、施工方法

1、1#桅杆起立

该井架起立时选用桅杆规格为1200*1200，总重33T（含起重锁具），总高度34米。

由于提升机房相对于井筒中心整体偏西，考虑到桅杆起立时揽风绳不挂碰提升机房，故先起立东侧1#桅杆。

利用100T吊车进行桅杆抬头，100T吊车站在1#桅杆北侧，距1#桅杆头部7.5米，距桅杆中心5米，此时吊车幅度为9米，1#桅杆头部抬离地面需18.7T力，吊车起吊高度为36米，副度为9米时，提升能力为20T。

在起立前，先将1#桅杆揽风盘处的钢丝绳迈到吊车西侧，防止1#桅杆在翻转过程中钢丝绳挂碰吊车。

1#和2#桅杆底部用拌腿绳锁死在锚点上，100T吊车将桅杆抬头至50度时，100T吊车受力18.4T。

6#16T稳车启动收紧过河绳，待过河绳绷劲后150T吊车自动卸掉吊车勾头，6#16稳车继续收紧过河绳，1#桅杆在翻转过程中，1#桅杆北侧揽风由9#55KW调度缠绕φ15.5钢丝绳300米牵引，东侧揽风由3#10T稳车缠绕φ28钢丝绳280米牵引,南侧揽风由7#10T稳车缠绕φ28钢丝绳300米牵引。

四个方向的揽风绳配合调整位置偏摆情况，直至1#桅杆起立垂直。

2、2#桅杆起立：

1#桅杆竖立后，收紧1#桅杆的揽风绳和绊腿绳，继续提升5#10T稳车收紧过河绳，利用1#桅杆做起立2#桅杆的桅杆，将2#桅杆抬头，此时过河绳H50-3D滑车组受力为32.15T，待头部起立地面200mm,观察提升锁具及桅杆腿部的拌腿绳受力，确保安全后，继续提升6#16T稳车，将2#桅杆翻转至垂直位置。

2#桅杆起立过程中，桅杆北侧揽风由10#55KW调度缠绕φ15.5钢丝绳300米牵引，西侧揽风由5#10T稳车缠绕φ28钢丝绳260米牵引，南侧揽风由8#10T稳车缠绕φ28钢丝绳300米牵引。

三个方向的揽风绳配合调整位置偏摆，直至2#桅杆起立垂直。

2#桅杆起立垂直各方向溜绳稳定后，将过河绳主提升6#16T稳车剩余钢丝绳倒出，重新缠绕斜架主提升钢丝绳，用于斜架提升。

3、桅杆起立后主揽风绳穿渡：

待2#桅杆起立垂直后，将2基桅杆北侧揽风绳（φ28钢丝绳300米）跑绳绳头分别锁死在1#和2#稳车前32T锚点上，然后将剩余钢丝绳从1#和2#16T稳车上倒出，接着缠绕永久揽风绳6*37-φ28-1670钢丝绳1200米/根，2根。

施工人员通过桅杆内侧的钢梯上至揽风盘处，施工人员在永久主揽风系统滑车内按顺穿绳法穿入φ30棕绳，棕绳另一端系主6*37-φ15.5-1670钢丝绳300米，由人力牵引将φ15.5钢丝绳钢丝绳穿过永久主揽风滑车系统，然后将φ15.5钢丝绳一端用钢丝卡将6*37-φ28-1670永久揽风绳绳头紧固一体，另一端由桅杆北侧的9#和10#调度绞车牵引将6*37-φ28-1670永久揽风绳穿过主揽风滑车系统，待2个6*37-φ28-1670钢丝绳牵引至地面时，利用钢丝绳卡将2个6*37-φ28-1670钢丝绳头固定一体，同时拆除掉φ15.5钢丝绳绳卡，将φ15.5钢丝绳与6*37-φ28-1670钢丝绳分离，同时启动1#和2#16T稳车预紧主揽风绳。

4、桅杆南侧溜绳固定：

由于在起立立架时用南侧的7#和8#稳车牵引，在桅杆起立后，将南侧溜绳跑绳绳头锁死在稳车前的32T锚点上，将剩余钢丝绳倒出，然后重新缠绕在2台稳车重新缠绕6*37-φ28-1670钢丝绳，600米，用于立架的起立。

八、双桅杆在起立过程中的受力分析

1、桅杆选型及重心确定；

桅杆选用1200*1200，100T共2基。

标准节为6米，头、尾部为5米，标准节单重为4500kg，头部重为5106kg,尾部重5320kg，本工程选用4节标准节，头、尾部各1节。

2基桅杆东、西布置，东侧为1#桅杆，西侧为2#桅杆，2基桅杆南北中心线与井筒南北中心线重合，2基桅杆东西中心线距斜架基础东西中线线向北2132mm，桅杆底部标高+300mm（井口锁口标高+238m为±0m）。

桅杆重量、重心、重量距计算（以1#桅杆为例）

构件

重量（Kg）

重心距（距底脚;m）

重量距

（kg.m）

桅杆第一节

5106

2.5

12765

桅杆第二节

4500

8.5

38250

桅杆第三节

4500

14.5

65250

桅杆第四节

4500

20.5

92250

桅杆第五节

4500

26.5

119250

桅杆第六节

5320

31.5

167580

锁具

4500

33

148500

合计

32926

643845

重心距L=∑M/∑G=643845/32926=19.53m

2、1#桅杆起立过程中，受力分析。

2.11#桅杆利用吊车抬头时，吊车受力计算。

吊车站在距桅杆头部7.5米处，距桅杆中心5米（吊车幅度9米）

F吊---------------------吊车受力

G重---------------------1#桅杆自重

由∑MA=0，得F吊*34000=G重*19300

F吊=32926*19300/34000=18.69T

3、1#桅杆抬头至500时，吊车受力计算。

由∑MA=0，得F吊*21855=G重*12206

F吊=32926*12206/21855=18.38T

吊车选型；查吊车性能表得：

100T吊车幅度9米，提升高度36米，提升能力为20T。

20＞18.38，故选用100T吊车满足吊装要求。

4、1#桅杆抬头至500后，过河绳滑车组牵引最大受力：

吊车将1#桅杆抬头至50度后，开始由过河绳滑车组牵引竖立桅杆。

此时滑车组受力最大。

F过*17291=G桅*12206

F过=32926*12206/17291=23243kg=24.243T

1#桅杆在50度时，过河绳滑车组受力为24.243T

5、2#桅杆起立过程中，过河绳及1#桅杆东揽风绳受力分析。

5.12#桅杆刚离地面时，过河绳滑车组受力分析。

F过-------------------过河绳滑车组受力

G桅2--------------------2#桅杆自重

由∑MA=0，得F过*25906=G重*（19300+6000）

F过=32926*25300/25906

=32.15T

5.22#桅杆刚离地面时，1#桅杆东侧揽风绳受力分析。

F过-------------------过河绳对1#桅杆反作用力。

F东揽----------------1#桅杆东侧揽风绳受力。

FX过=F过*cos40=32.15*0.766=24.628T

FX东揽=FX过=24.628T

F东揽=FX东揽/cos340=24.628/0.829=29.27T

7、2基桅杆竖立后，1#和2#桅杆东、南侧揽风绳初张紧拉力与给桅杆压力计算。

7.11#和2#桅杆南侧揽风绳初张紧拉力计算。

T南------------桅杆南侧揽风绳初张紧拉力

L----------------桅杆A点至南侧溜绳锚点B点跨度，57m。

l-----------------桅杆南侧溜绳斜长，66.14*4=268m，取钢丝绳长300米。

H----------------桅杆南侧溜绳对桅杆的水平拉力。

N----------------南侧溜绳对桅杆正压力。

g----------------桅杆南侧溜绳自重,φ28钢丝绳300米，0.82T

fmax--------------溜绳在预拉紧状态下的最大挠度值，fmax=3.5%L。

H==gL2/8fmaxcos310=gL2*100cos310/3.5L*8cos310

=3.57gL≈3.1gl

N=（gL/2cos310）+Htan310=（gL/2cos310）+3.57gL.tan310

=2.64gL≈2.3gl

T南=（H2+N2）1/2=[（3.1gl）2+（2.3gl）2]1/2=3.89gl=3.89*0.82=3.19T

以上计算可知，1#和2#桅杆南侧揽风绳初张紧拉力均为3.19T.

7.21#桅杆东侧揽风绳初张紧拉力计算。

T东------------1#桅杆东侧揽风绳初张紧拉力

L----------------桅杆A点至东侧溜绳锚点B点跨度，50.286m。

l-----------------桅杆东侧溜绳斜长，60.73*4=242m，取钢丝绳长260米。

H----------------桅杆东侧溜绳对桅杆的水平拉力。

N----------------东侧溜绳对桅杆正压力。

g----------------桅杆东侧溜绳自重,φ28钢丝绳260米，0.72T

fmax--------------溜绳在预拉紧状态下的最大挠度值，fmax=3.5%L。

H==gL2/8fmaxcos310=gL2*100cos340/3.5L*8cos340

=3.57gL≈3.1gl=3.1*0.72=2.23T

T东=H/cos340=2.23/0.829=2.68T

N=T东*cos340=2.68*0.829=2.22T

7.32#桅杆西侧揽风绳初张紧拉力计算。

T西------------2#桅杆西侧揽风绳初张紧拉力

L----------------桅杆A点至西侧溜绳锚点B点跨度，50.286m。

l-----------------桅杆西侧溜绳斜长，57.6*4=230m，取钢丝绳长250米。

H----------------桅杆西侧溜绳对桅杆的水平拉力。

N----------------西侧溜绳对桅杆正压力。

g----------------桅杆西侧溜绳自重,φ28钢丝绳250米，0.69T

fmax--------------溜绳在预拉紧状态下的最大挠度值，fmax=3.5%L。

H==gL2/8fmaxcos310=gL2*100cos360/3.5L*8cos360

=3.57gL≈3.1gl=3.1*0.69=2.139T

T西=H/cos360=2.139/0.81=2.64T

N=T西*cos360=2.64*0.81=2.13T

8、坑锚强度校核：

北侧主溜锚桩及南侧溜绳锚桩受力小于，东、西侧坑锚受力，现只需校核东、西侧坑锚强度。

8.1桅杆东侧坑锚的强度校核：

桅杆东侧溜绳坑锚，预埋φ325*10无缝钢管作为锚桩承重件。

坑锚强度核算共分两部分，1是核算坑锚的抗拨力，2是核算坑锚的抗拉力。

东侧坑锚布置形式如下：

1#桅杆东侧锚桩坑整体开挖，3#10T稳车和4#16T稳车绊腿锚桩预埋件分开布置，2台稳车绊腿绳锚桩预埋件均采用2根φ325*10，L=4089mm无缝钢管与锚桩坑底水平面成450角竖向放置，在无缝钢管上面并排放置200*200*2800道木7根。

利用6*37+1-φ28钢丝绳做绊腿绳，绊腿绳缠绕过2根无缝钢管，将绳头引出地面。

3#10T稳车绊腿锚桩引出2个绳头和2个绳鼻，2个绳头固定3#10T稳车，2个绳鼻固定32T滑车。

4#16T稳车绊腿锚桩共引出4个绳头，固定4#16T稳车，出绳点与地面角度为370，出绳点埋设有效深度为2686mm，土壤条件为砂粘土。

（1）3#10T稳车绊腿锚桩预埋件的抗弯应力：

Max=PL/8=23.7*9.8*1000*409/8=11894742N.cm

查表得φ325*10mm，抗弯截面系数为W=1347cm3,所以锚桩弯曲应力为σ=Mmax/W=11894742/1347=8830N/cm2

由于是2根无缝钢管，总弯曲应力为2σ=17600N/cm2

Q235钢的抗弯许用应力[σ]=16000N/cm2，2σ＜[σ]，所以锚桩抗弯能力满足使用要求。

（2）3#10T稳车绊腿锚桩的抗拨力核算：

坑锚的抗拨力由两部分组成，一是锚桩上部的土壤重量G，另一部分为锚桩与土壤摩擦力T。

因此抗拨力F为：

F=G+T

G=S*H*ρ*g

=2.5*2.686*2.8*1800*9.8/1000=331KN

T=f*Pcos370

=0.45*23.7*9.8*0.798=83.3KN

F=G+T=331+83.3=414.3KN

而K*Psin370=2*23.7*9.8*0.601=279.17KN＜F

故抗拨力符合要求。

式中F------锚桩抗拨力，KN

G------锚桩预埋件上部土壤重量，KN

S------锚桩预埋件上部土壤三角形面积，m2

H------锚桩预埋件上部土壤三角形高,m

ρ------土壤密度，查表得1800kg/m2

g--------重力加速度9.8

f---------土与钢管木擦系数，查表得0.45

P--------锚桩所受最大牵引力，此锚桩在2#桅杆抬头时所受东侧3#10t稳车揽风绳及4#锚点牵引力时最大为7.9+2*7.9=23.7T=232.26KN

（3）3#10T稳车绊腿锚桩的抗拉力核算：

在

（1）式中已算出锚桩的弯曲应力为17600N/cm2.

坑锚的抗拉力为：

N=hLσHη

=1.1*2.8*200*0.33

=203KN,

式中：

N-------锚桩抗拉力,KN

h-------预埋件宽度1.1m。

L-------预埋件长度2.8m。

σH------土壤允许耐压力，查表得200KN/cm2

η--------土壤允许耐压力折减系数，查表得0.33

要使锚桩在坑中不向前移动，抗拉力一定要大于外力向前的分力，N＞P*cos37=232.26*0.798=185KN，故该锚桩满足使用要求。

（4）4#16T稳车绊腿锚桩的强度核算：

4#16T稳车绊腿锚桩受力最大为斜架抬头时，4#16T稳车牵引力10.047T，该锚桩布置形式与3#10T稳车绊腿锚桩布置形式一致，3#10T稳车绊腿锚桩经过强度校核满足，由于10.047＜23.7，故4#16T稳车绊腿锚桩的强度也满足使用要求。

8.22#桅杆西侧坑锚的强度核算

该坑锚做为2#桅杆西侧溜绳卧式锚桩。

锚桩坑整体开挖，5#10T稳车侧溜绳与6#16T稳车主提升锚桩分开布置。

2组锚桩预埋件布置形式一致，均采用2