竖井井架设计和验算精品

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5．竖井口提升系统 5.1、井口平面布置

在竖井口及地面上的主要设备有龙门架、2台8t双速电动葫芦等；在井筒内的主要设备有小型挖掘机、料斗、通风管、压风管、供水管、排水管、砼输送管、动力电缆、安全梯等设备。龙门架采用型钢、钢管焊接或栓接而成。竖井口平面布置见图7-8。#6竖井提升设备设置如图7-8所示。龙门架力学检算见附件2。

图7-8井口平面布置图

5.2提升设备能力的验算 电动葫芦每循环所需时间：

6#井井深42.776m，加料斗提升高度4m及料斗本身高度2m，垂直提升距离为48.776m，提升速度为15m∕min，则单程提升时间为t1=3.25 min；

电动葫芦横移平均距离15m，考虑操作转换，横移时间为t2=3.0 min； 料斗摘钩、挂钩、卸碴时间t3=3 min；

则每一个出碴循环需时间t=2×t1+ t2+ t3=12.5 min；

料斗容积为3.15m3(1.5×1.5×1.4m)，则6#竖井日平均出碴能力为:

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Qp=n×T×V×m×s=4×12×3.15×0.85×2=257.0m3 QP——日平均出碴能力，m3

n——1小时的提升次数，60÷12.5=4.8次/小时，取4次 T——1天的工作时间，取12小时 V——1个料斗的容量，取3.15m3 m——料斗装满系数，取0.85 s——提升设备数量，2台电动葫芦

按左右线每个掌子面每天进尺0.5m(15m/月)计算一天的产碴量为： Qmax=74×0.5×4×1.4=207.2m3 其中：74——掌子面断面积 1.4——最大松散系数； Qp>Qmax，可以满足出碴需要。

隧道内的大部分进料任务也由提升设备完成，长大件料具可通过吊车下放到竖井底，其它材料安排在出碴间隙（每天除出碴占用的12小时以外）进行，除去检修保养用时2小时，仍累计有10小时的进料时间。所以提升设备能解决垂直运输问题。

5.3、提升作业注意事项 ①龙门架安装

龙门架立柱采用Φ325mm圆钢管，主梁为I45b工字钢，两端横梁及中间压梁为I28工字钢。

龙门架拼装采取钢板栓焊连接，便于拆装。立柱直接座在地连墙冠梁上，提前预埋钢板与立柱进行栓焊连接。延长到碴仓部分设独立基础。

主梁布置时需考虑电动葫芦同时工作时的设备间隙，使之避免互相干扰，同时保持吊装时与井壁的安全距离。

为确保龙门架整体刚度，立柱用剪刀撑连接，并保证构件间栓焊牢固。 ②碴仓

碴仓容积要保证至少能存碴一天，碴仓挡墙采用I20工字钢与10mm厚钢板焊接加工，工字钢埋入地下1.5m，用C20混凝土浇筑，露出地面靠近竖井侧高2.0m，其余两侧高3.0m。

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③设备间隙

井筒断面的总体布置是按提升间、管道间、梯子间分区设置的，特别是安全梯子间与井筒提升间要严格隔开。由于井筒的提升设备较多，因此，各项布置必须精心设计，周到安排，切切不能发生碰撞现象。

④竖井防护设施

整个施工期间，在龙门架上方设置防雨棚。

设置井口护栏，预防施工过程中弃碴及杂物掉入竖井，造成安全事故，为竖井施工营造良好的施工环境。

附件2：龙门架检算 1、吊车梁验算

吊车梁采用I40a工字钢，材质为Q235B,其截面特性为：Ix=21720cm4, Wx=1090cm3,

吊车梁最大跨度为9m， 电动葫芦自重约1吨，最大起重量为8吨。 正应力计算：最大弯矩Mmax=1/8*F*L, 其中F=9吨*10N/kg=90000 N，

L=9m,

则Mmax= 1/8*90000N*9m=101250N*m. σ=Mmax/

Wx=90000/1090=82.569N/mm2<【σ】=215 N/mm2,

强度满足要求。

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挠度计算:最大挠度 fmax=FL3/192EI,

其中E（弹性模量）=206*103 N/mm2,I=21720cm4， 则fmax=110000*80003/192*206*103*21720*108=7.06mm。

电动葫芦吊车梁挠度允许值为L/400=8000/400=20mm,因此挠度满足要求，即吊车梁刚度满足要求。经验算吊车梁采用I40a工字钢满足设计要求。

2、横梁验算

6#井横梁跨度最大为7m，吊挂2个电动葫芦，间距为2.3m,2.4m,2.3m.现检算其正应力和挠度。

正应力计算：最大弯矩Mmax=Fa2/3L, 其中F=9吨，L=7m,a=2.3m 则Mmax=22671.43N*m. σ=Mmax/

Wx=22671.43/1090=20.8N/mm2<【σ】=215 N/mm2,

强度满足要求。 挠度计算:最大挠度

fmax=FLa2/24EI*(1-a/L),

其中E（弹性模量）=206*103 N/mm2,I=21720cm4，

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则fmax=0.671*90000*23002*7000/24*206*103*21720*108=?mm。

横梁梁挠度允许值为L/600=8000/600=13mm,因此挠度满足要求，即横梁刚度满足要求。经验算横梁采用I40a工字钢满足设计要求。

1、 立柱验算

6#竖井井架柱高度为10.2m，采用Φ325×10钢管，其截面特性为：Ix=12286Cm4,ix=11.142Cm,Wx=1512.187Cm3,A=98.96Cm2。

柱承受载荷为：井架上部重量为28吨，单柱承受压力约为2吨，电动葫芦工作时载荷为：

Ra=(2-3a/L+3a2/L2)×F/2,

式中a=2.3m，L=6.5m，F=9吨，则Ra=8吨，单根柱承受载荷为10吨。

（1）．弯矩作用内的稳定性：根据压弯构件最大强度准则： N/ΦxA+β

mx

Mx/ΨxWx(1-0.8N/Nex) ≤f=215N/

式中：N=100000N，

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Φx为弯矩作用平面内轴心受压构件的稳定系数，查表可得Φx=0.938， Ψx：截面塑性发展系数，取Ψx=1.05，

Mx：截面范围内最大弯矩值，Mx=90000N*0.04*10.2m=36720N*m，0.04为电动葫芦轮压滚动系数，90000N为电动葫芦工作时载荷，

βmx：等效弯矩系数βmx=1.0， Nex=3.142EA/1.1λNex=2180967N。

N/ΦxA+β

mx

2

, λ为长细比，λ=10.2m/11.142cm=91.55，则

Mx/ΨxWx(1-0.8N/Nex) =37.7 N/ <f=215N/ 。

经计算弯矩作用内的稳定性满足设计要求。 （2）截面强度

N/A+ Mx/ΨxWx =100000N/98.96cm2+40480N*m/1.05×1512.187 cm3=35.6 N/ <f=215N/ 。

截面强度满足设计要求。 4、柱间支撑验算

柱间支撑主要验算长细比。电动葫芦在A1-A5工作制的厂房及框架结构容许长细比为400。

本井架柱间支撑采用∠70×6角钢，其i0=2.71,

6#井最长柱间支撑为10.76m，λ=10.76m/2.71cm=397<400,柱间支撑满足设计要求。

5、吊车梁连接验算

吊车梁与横梁间连接方式为焊接，现验算焊缝强度。I40a工字钢翼缘宽度为140mm,按直角角焊缝计算:

σf=N/heLw, 其中N=90000N， he为焊缝高度，取8mm。

Lw为焊缝长度，Lw=140mm×2=280mm。 σf=90000/8*280=40.2 N/ <f=160N/ 。 吊车梁焊接焊缝满足施工设计要求。

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综上，井架的强度，刚度，整体稳定性以及连接方式满足要求。