礦山井架設(shè)計(jì)規(guī)范

PAGE181總則1.0.1為了規(guī)范礦山井架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使井架設(shè)計(jì)做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量，特制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于礦山立井鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)井架的設(shè)計(jì)。1.0.3井架設(shè)計(jì)的安全等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。1.0.4井架抗震設(shè)防類別應(yīng)為乙類。1.0.5高度大于30m井架的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)為甲級(jí)。1.0.6井架生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性應(yīng)為丙類，結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)應(yīng)為二級(jí)。當(dāng)井口房的承重構(gòu)件及非承重外墻為非燃燒體時(shí)，井架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限可降低到0.25h。1.0.7井架設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，合理選擇材料和結(jié)構(gòu)方案，積極推廣新技術(shù)、新工藝，應(yīng)方便制作、安裝及維護(hù)。1.0.8井架設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.1術(shù)語(yǔ)2.1.1井架headframe安裝天輪及其它設(shè)備的構(gòu)筑物。2.1.2主井井架mainshaftheadframe位于主井井口用作提升煤炭、礦石的構(gòu)筑物。2.1.3副井井架auxiliaryshaftheadframe位于副井井口用作上下人員、提升矸石、下放材料和設(shè)備的構(gòu)筑物。2.1.4混合井井架combinationshaftheadframe兼有主井井架和副井井架功能的構(gòu)筑物。2.1.5鑿井井架sinkingshaftheadframe開(kāi)鑿井筒時(shí)用以懸掛吊盤、風(fēng)筒等鑿井設(shè)備，提升矸石、下放材料的構(gòu)筑物。2.1.6井架高度headframeheight井頸頂面到井架最上面天輪軸中心之間的垂直距離。2.1.7井架總高度totalheightofheadframe支承框架頂面至天輪起重架橫梁頂面之間的垂直距離。2.1.8天輪sheavewheel設(shè)置在井架頂部，承托提升鋼絲繩的導(dǎo)向輪。2.1.9天輪平臺(tái)sheavewheelplatform井架頂部安放天輪的平臺(tái)。2.1.10立架guideframe固定罐道，對(duì)提升容器起導(dǎo)向作用的結(jié)構(gòu)。2.1.11斜撐backstay承受提升荷載的主要承重結(jié)構(gòu)。2.1.12支承框架bearframe支承井架立架的承重結(jié)構(gòu)。2.1.13罐道guide提升容器在立井井筒及井架中上、下運(yùn)行時(shí)的導(dǎo)向裝置。2.1.14防撞梁bumperbeams提升容器過(guò)卷后防止沖撞井架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裝置。2.1.15托罐裝置kepgear能將撞擊防撞梁后下落高度不超過(guò)0.5m的容器托住的活動(dòng)裝置。2.1.16防墜器safetycatch提升鋼絲繩或連接裝置斷裂時(shí)，防止提升容器墜落的保護(hù)裝置。2.1.17提升鋼絲繩hoistingrope懸掛提升容器，傳遞提升動(dòng)力的鋼絲繩。2.1.18提升容器hoistingconveyance罐籠、箕斗、吊桶等的總稱。2.1.19罐籠cage裝載人員和礦車等的提升容器。2.1.20箕斗skip直接裝載煤炭、礦石、矸石等的提升容器。2.2符號(hào)2.2.1荷載和荷載效應(yīng)Gk——永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；Qk——可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；Wk——風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；Ak——偶然荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；Fk——地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；SGk——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；SQik——第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計(jì)算的效應(yīng)；SLK——提升工作荷載計(jì)算的效應(yīng)；SWk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；SGE——重力荷載代表值的效應(yīng)；SA1k、SA2k——第1個(gè)、第2個(gè)偶然荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；S——提升鋼絲繩的張力、荷載或荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；Smax、Smin——提升鋼絲繩的最大、最小靜張力；MG——抗傾覆力矩；MQ——傾覆力矩；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)值；C——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值。2.2.2幾何參數(shù)D——天輪直徑；H——井架高度；La、Lb——立架柱軸線間的距離；m1、m2、n——容器外形尺寸；a——提升容器中心距；b——立架柱軸線至橫梁內(nèi)側(cè)邊緣的距離；c——容器與立架橫梁之間的凈距離；d——箕斗卸載時(shí)的外伸部分尺寸；δ——鋼絲繩中心線之間的夾角。2.2.3計(jì)算系數(shù)?——運(yùn)行阻力系數(shù)；φ——擋風(fēng)系數(shù)；η——鑿井事故增大系數(shù)；γo——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；γG——永久荷載或重力荷載的分項(xiàng)系數(shù)；γL——提升工作荷載分項(xiàng)系數(shù)；γW——風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)；γEh、γEV——分別為水平、豎向地震作用的分項(xiàng)系數(shù)；γQi——第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；ψCi——第i個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)；ψqi——第i個(gè)可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。2.2.4其它X——平行于X軸的力；Y——平行于Y軸的力；Z——平行于Z軸的力；HZ——鋼絲繩張力的水平分力；VZ——鋼絲繩張力的垂直分力；RZ——鋼絲繩張力的合力。

3布置與選型3.1布置原則3.1.1井架布置應(yīng)根據(jù)提升工藝、抗震設(shè)防烈度、環(huán)境條件、工程地質(zhì)和加工安裝等的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。3.1.2生產(chǎn)用井架宜兼作鑿井用井架。3.1.3當(dāng)井架采用井口附近預(yù)組裝平移工藝或利用生產(chǎn)井架鑿井時(shí)，應(yīng)采用雙斜撐式井架。3.1.4井架防雷設(shè)計(jì)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057的規(guī)定。3.2結(jié)構(gòu)選型3.2.1井架一般包括立架、斜撐、起重架、天輪平臺(tái)、支承框架和基礎(chǔ)等六部分。3.2.2常用的井架型式，可分為下列五種：1單斜撐式鋼井架。2雙斜撐式鋼井架。3四柱或筒體懸臂式鋼筋混凝土井架。4六柱斜撐式鋼筋混凝土井架。5鋼筋混凝土立架和鋼斜撐組合式井架。3.2.3井架型式的選擇，應(yīng)符合以下原則：1滿足生產(chǎn)工藝要求，加工安裝方便，占用井口時(shí)間短。2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，傳力簡(jiǎn)捷。3當(dāng)選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，井架高度不宜超過(guò)25m。4適應(yīng)礦井服務(wù)年限及使用環(huán)境。3.3豎向布置3.3.1井架高度分段尺寸，應(yīng)符合下列規(guī)定（見(jiàn)圖3.3.1）：0—支承框架1—井頸2—容器3—懸掛裝置4—防撞梁5—下天輪6—上天輪7—吊鉤8—橫梁9—提升機(jī)圖3.3.1井架高度分段示意圖1井架高度h及總高度H，可按下式計(jì)算：h=h1+h2+h3+h4+h5（3.3.1-1）H=h0+h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7（3.3.1-2）式中h0——支承框架頂面至井頸頂面的高度；h1——罐籠提升時(shí)，取值為零；箕斗提升時(shí)，可取井頸頂面至箕斗底的高度；h2——罐籠出車軌面或箕斗下盤底面至提升容器上盤頂面的高度；h3——過(guò)卷高度，工藝確定；h4——防撞梁墊木底面至下天輪軸中心的高度；密閉井架，應(yīng)包括密閉所需要的高度；h5——下天輪軸中心至上天輪軸中心的高度，工藝確定；單繩提升時(shí)，此高度為零。h6——上天輪軸中心至吊鉤的高度，工藝確定；h7——吊鉤至天輪起重架橫梁頂面的高度。2防撞梁墊木底面至下天輪軸中心的高度，可按下式校核：h4≥h2′+（3.3.1-3）式中h2′——提升容器上盤頂面至懸掛裝置上緣的高度；D——天輪直徑。3當(dāng)天輪直徑大于、等于2m時(shí)，宜設(shè)安裝、檢修用的天輪起重架，起吊的高度，可按下式校核：h6≥+2m（3.3.1-4）3.3.2立架節(jié)間高度及框口尺寸，應(yīng)滿足工藝要求。3.4平面布置3.4.1立架平面尺寸La、Lb，應(yīng)由工藝確定，但不宜小于立架高度的1/10，見(jiàn)圖3.4.1。1—立架柱2—橫梁3—容器圖3.4.1立架平面尺寸示意圖La≥（3.4.1-1）Lb≥（3.4.1-2）式中La、Lb——立架柱軸線間的距離，宜取100mm模數(shù)進(jìn)級(jí)；m1、m2、n——容器外形尺寸；a——提升容器中心距；b——立架柱軸線至橫梁內(nèi)側(cè)邊緣的距離；c——容器與立架橫梁之間的凈距，當(dāng)工藝無(wú)要求時(shí)，對(duì)剛性罐道，應(yīng)不小于120mm；對(duì)柔性罐道，應(yīng)不小于200mm；d——箕斗卸載時(shí)的外伸部分尺寸，應(yīng)由工藝確定，當(dāng)工藝無(wú)要求時(shí)可取0。3.4.2井架提升鋼絲繩合力線，應(yīng)在立架與斜撐之間，合力線宜接近斜撐平面的中心線。3.4.3單斜撐式井架及雙斜撐式井架，提升一側(cè)的斜撐基礎(chǔ)頂面中心線之間的水平距離，不宜小于井架總高度的1/3。3.4.4天輪平臺(tái)上的通道凈寬，不應(yīng)小于700mm，提升鋼絲繩與平臺(tái)構(gòu)件間的凈距，不應(yīng)小于100mm。3.5輔助構(gòu)件3.5.1井架設(shè)計(jì)應(yīng)滿足防撞梁、防墜器、托罐裝置、緩沖裝置、罐道及罐道梁、卸載裝置、四角罐道和安全門等各類輔助構(gòu)件的安裝和連接要求。3.5.2井架承受通風(fēng)負(fù)壓時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)井架可用鋼板密封，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)井架可用鋼筋混凝土壁板或其它材料密閉。3.5.3通往各平臺(tái)的梯子，凈寬不應(yīng)小于600mm，斜度不宜超過(guò)60o；在特殊情況下,可采用寬度不小于600mm的直爬梯，并應(yīng)裝設(shè)防墜防護(hù)籠。通向天輪平臺(tái)的梯子，不宜布置在接近提升鋼絲繩的下方。3.5.4天輪平臺(tái)、檢修平臺(tái)等處周邊及梯子兩側(cè)，應(yīng)設(shè)置高1.2m鋼欄桿，天輪周邊應(yīng)設(shè)活動(dòng)欄桿，梯子踏步及平臺(tái)板，應(yīng)采用防滑鋼板。檢修平臺(tái)凈高不宜低于2.2m,平臺(tái)周邊臨空面欄桿底部應(yīng)設(shè)不小于0.1m高的擋板。4荷載4.1荷載分類4.1.1井架結(jié)構(gòu)上的荷載，可分為下列三類：1永久荷載：結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備重和地基變形等。2可變荷載：提升工作荷載、鋼絲繩罐道工作荷載、防墜鋼絲繩工作荷載、平臺(tái)活荷載、風(fēng)荷載、起重架安裝荷載、罐道梁工作荷載、鑿井工作荷載和溫度作用等。3偶然荷載：斷繩荷載、防墜器制動(dòng)荷載、過(guò)卷荷載、托罐荷載和地震作用等。4.1.2永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Gk）：1結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值（G1k），自重可按計(jì)算確定。2設(shè)備重標(biāo)準(zhǔn)值（G2k），天輪、軸承、罐道、起重設(shè)備、卸載裝置、防墜器、四角罐道和安全門等，應(yīng)由工藝確定。3地基變形引起的作用（G3k），可按實(shí)際情況考慮。4.1.3可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Qk、Wk）：1提升工作荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Q1k），可按下式計(jì)算；箕斗或罐籠上提時(shí)：Q1k=Smax（1+a+?）（4.1.3-1）g箕斗下放時(shí)：Q1k=Smin（1-a-?）（4.1.3-2）g罐籠下放時(shí)：Q1k=Smax（1-a-?）（4.1.3-3）g式中Smax、Smin——分別為提升最大、最小靜張力；a——提升加速度；g——重力加速度；?——運(yùn)行阻力系數(shù)，可取0.1。2鋼絲繩罐道工作荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Q2k），鋼絲繩罐道自重及拉緊力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)由工藝確定。3防墜鋼絲繩工作荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Q3k），防墜鋼絲繩自重及拉緊力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)由工藝確定。4平臺(tái)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Q4k），天輪平臺(tái)、檢修平臺(tái)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)工藝無(wú)特殊要求時(shí)，單繩提升可采用3.5kN/m2、多繩提升可采用5.0kN/m2、鋼梯及其它休息平臺(tái)可采用2.0kN/m2。5風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Wk），分縱向和橫向，應(yīng)按下式計(jì)算；Wk=φβZμSμZωO（4.1.3-4）式中φ——擋風(fēng)系數(shù)，對(duì)不封閉立架及起重架應(yīng)取0.6～0.7；當(dāng)立架封閉時(shí)應(yīng)取1.0；βZ——風(fēng)振系數(shù)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定；μS——風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)取1.3；μZ——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定；ωO——基本風(fēng)壓，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定或當(dāng)?shù)貧庀筚Y料確定，但不應(yīng)小于0.3kN/m2，當(dāng)井架高度大于60m時(shí)應(yīng)乘以1.1的系數(shù)。注：井架的縱向指提升方向，橫向指垂直于提升方向。6起重架安裝荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Qzk），應(yīng)由工藝根據(jù)天輪起重安裝方式確定。7罐道梁工作荷載標(biāo)準(zhǔn)值（QHk、QVk），可按下式計(jì)算；水平荷載：QHk=1Q1k（4.1.3-5）12垂直荷載：QVk=1QHk（4.1.3-6）48鑿井提升工作荷載標(biāo)準(zhǔn)值（QPk），可按下式計(jì)算：QPk=1.3ηPQ（4.1.3-7）式中1.3——?jiǎng)恿ο禂?shù)；η——鑿井事故增大系數(shù)可取1.5；PQ——容器、載重及鋼絲繩等總重。4.1.4偶然荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Ak、Fk）：1斷繩荷載標(biāo)準(zhǔn)值（A1k），應(yīng)按下列規(guī)定確定；對(duì)于單繩提升：一根為斷繩荷載，另一根為兩倍工作荷載；對(duì)于多繩提升：一側(cè)為所有鋼絲繩的斷繩荷載，另一側(cè)為所有鋼絲繩的0.33倍斷繩荷載。2防墜器制動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（A2k），可按下式計(jì)算：A2k=3.0Smax（4.1.4-1）防撞梁荷載標(biāo)準(zhǔn)值（A3k），可按下式計(jì)算：A3k=4.0Smax（4.1.4-2）4緩沖裝置荷載標(biāo)準(zhǔn)值（A4k），可按下式計(jì)算：A4k=2.0Smax(4.1.4-3)注：1此處緩沖裝置荷載標(biāo)準(zhǔn)值特指楔形罐道。2當(dāng)采用新型緩沖裝置時(shí)，應(yīng)由工藝確定。3當(dāng)工藝無(wú)法確定時(shí)可按上式取值。5托罐荷載標(biāo)準(zhǔn)值（A5k），可按下式計(jì)算：A5k=5.0Smax（4.1.4-4）注：1當(dāng)采用新型托罐裝置時(shí)，應(yīng)由工藝確定。2當(dāng)工藝無(wú)法確定時(shí)可按上式取值。6地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（FEk），應(yīng)符合本規(guī)范第7章的規(guī)定。4.2荷載組合4.2.1井架應(yīng)根據(jù)使用過(guò)程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，并取最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.2.2對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，并可采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)：1工作荷載基本組合：γoS≤R（4.2.2-1）偶然組合：1)斷繩、防墜制動(dòng)荷載組合：S≤R(4.2.2-2)2)地震作用組合：S≤R/γRE（4.2.2-3）式中γO——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1；S——荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì)值；γRE——承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50191的規(guī)定。4.2.3對(duì)于提升工作荷載效應(yīng)控制的基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S,應(yīng)按下式計(jì)算。S=γGSGk+γQ1SQ1k+n∑i=2γQiψCiSQik+γWSWk（4.2.3）式中γG——永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)；γQi——第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，其中γQ1為可變荷載Q1的分項(xiàng)系數(shù)；γW——風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)；SGk——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk計(jì)算的荷載效應(yīng)；SQik——可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計(jì)算的荷載效應(yīng)，其中SQ1k為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者；SWk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算的荷載效應(yīng)；ψci——第i個(gè)可變荷載Qi的組合值系數(shù)；n——參與組合的可變荷載數(shù)。注：基本組合中的設(shè)計(jì)值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。4.2.4對(duì)于偶然組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S，可按下列規(guī)定。1斷繩、防墜制動(dòng)荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)按下式計(jì)算：S=SGk+SA1k（SA2k）+n∑i=2ψCiSQik+SWk（4.2.4-1）式中SA1k——斷繩荷載標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)1k的荷載效應(yīng)；SA2k——防墜制動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)2k計(jì)算的荷載效應(yīng)。注：斷繩荷載A1k與防墜制動(dòng)荷載A2k不同時(shí)出現(xiàn)。2地震作用效應(yīng)控制的組合，可按下式計(jì)算：S=γGSGE+γLSLK+γEhSEhk+γEVSEVk+ψWγWSWk（4.2.4-2）式中γG——重力荷載分項(xiàng)系數(shù)；γL——提升工作荷載分項(xiàng)系數(shù)；γEh、γEV——分別為水平、豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)；γW——風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)；SGE——重力荷載代表值計(jì)算的效應(yīng)；SLK——提升工作荷載計(jì)算的效應(yīng)；SEhk——水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的效應(yīng)；SEVk——豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的效應(yīng)；SWk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的效應(yīng)；ψW——風(fēng)荷載組合值系數(shù)，井架總高度小于或等于60m時(shí)可取0；井架總高度大于60m時(shí)可取0.2。4.2.5對(duì)于承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合的分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)，應(yīng)符合表4.2.5的規(guī)定。表4.2.5井架荷載效應(yīng)組合的分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)荷載荷載種類組合情況荷載種類組合情況永久荷載提升工作荷載鋼絲繩罐道荷載防墜鋼絲繩荷載其它可變荷載斷繩荷載防墜制動(dòng)荷載風(fēng)荷載備注工作荷載工作荷載及風(fēng)荷載斷繩荷載斷繩荷載及風(fēng)荷載用于井架總高>60m防墜制動(dòng)荷載注：1方括號(hào)中所列數(shù)字為組合值系數(shù)；2當(dāng)豎向荷載效應(yīng)（提升工作荷載不屬于豎向荷載）對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力有利時(shí)，相應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)可取1.0。4.2.6對(duì)于承載能力極限狀態(tài)地震作用效應(yīng)組合的分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)，應(yīng)符合表4.2.6的規(guī)定。表4.2.6井架地震作用效應(yīng)組合的分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)荷荷載種類組合情況提升工作荷載鋼絲繩罐道荷載防墜鋼絲繩荷載重力荷載水平地震作用豎向地震作用風(fēng)荷載備注注：1方括號(hào)中所列數(shù)字為組合值系數(shù)；2當(dāng)豎向荷載效應(yīng)（提升工作荷載不屬于豎向荷載）對(duì)結(jié)構(gòu)承載力有利時(shí)，相應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)可取1.0。4.2.7對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行計(jì)算，其變形、裂縫的計(jì)算值，不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定限值。并可采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)：S≤C（4.2.7）式中C——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值。4.2.8對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S，可按下列規(guī)定確定。1標(biāo)準(zhǔn)組合，可按下式計(jì)算：S=SGk+SQ1k+n∑i=2ψCiSQik+ψWSQWk（4.2.8-1）式中ψci——第i個(gè)可變荷載Qi的組合值系數(shù)。2準(zhǔn)永久組合，可按下式計(jì)算：S=SGk+n∑i=1ψqiSQik（4.2.8-2）式中ψqi——第i個(gè)可變荷載Qi的準(zhǔn)永久值系數(shù)。4.2.9對(duì)于正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)，應(yīng)符合表4.2.9的規(guī)定。表4.2.9井架荷載效應(yīng)組合的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)荷荷載種類組合情況永久荷載提升工作荷載鋼絲繩罐道荷載防墜鋼絲繩荷載其它可變荷載斷繩荷載防墜制動(dòng)荷載風(fēng)荷載備注工作荷載1.01.0[0.9]0.8[0.9]0.8[0.6]0.8———工作荷載及風(fēng)荷載1.01.01.01.00.6——0.2用于井架總高>60m注：方括號(hào)中所列數(shù)字為準(zhǔn)永久值系數(shù)。4.2.10起重架安裝荷載、罐道梁工作荷載、鑿井提升工作荷載、防撞梁荷載、緩沖裝置荷載和托罐荷載的分項(xiàng)系數(shù)可取1.3。4.2.11對(duì)設(shè)有兩臺(tái)提升機(jī)的井架，應(yīng)只考慮其中一臺(tái)提升機(jī)斷繩，另一臺(tái)提升機(jī)應(yīng)為正常工作。

5計(jì)算5.1一般規(guī)定5.1.1井架結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間分析方法進(jìn)行荷載效應(yīng)計(jì)算，對(duì)布置規(guī)則的井架，也可將其簡(jiǎn)化為若干平面框架或桁架進(jìn)行荷載效應(yīng)計(jì)算，井架結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)可按彈性理論分析。5.1.2井架結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算：1所有結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力及穩(wěn)定計(jì)算，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆及滑移驗(yàn)算。2使用上需要控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。3鋼筋混凝土構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。5.1.3結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值；變形及裂縫寬度驗(yàn)算應(yīng)采用相應(yīng)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值。5.1.4兼作鑿井工作的井架應(yīng)進(jìn)行施工階段鑿井工作荷載的驗(yàn)算。5.1.5起重架安裝荷載、罐道梁工作荷載可只對(duì)直接支承的構(gòu)件及連接進(jìn)行計(jì)算或驗(yàn)算。過(guò)卷荷載、托罐荷載可只對(duì)緩沖裝置、防撞梁及托罐支承的構(gòu)件及連接進(jìn)行計(jì)算。5.1.6天輪支承結(jié)構(gòu)及其支座梁工作荷載組合、支承框架工作荷載組合、起重架安裝荷載計(jì)算時(shí)，應(yīng)乘以1.3動(dòng)力系數(shù)。5.1.7井架結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定應(yīng)按下式計(jì)算：MG/MQ≥1.3（5.1.7）式中MG——抗傾覆力矩（kN.m），分項(xiàng)系數(shù)可取0.9；MQ——傾覆力矩（kN.m），按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)可取1.0；按偶然荷載效應(yīng)組合時(shí)，其中斷繩或防墜制動(dòng)荷載值可取50%，不計(jì)風(fēng)荷載。5.1.8井架天輪軸中心處提升鋼絲繩張力的合力RZ、水平分力HZ和垂直分力VZ，可按下式計(jì)算，見(jiàn)圖5.1.8。圖5.1.8提升鋼絲繩的張力示意圖（5.1.8-1）(5.1.8-2)（5.1.8-3）式中S——提升鋼絲繩的張力（kN）；δ——鋼絲繩中心線之間的夾角（度）。5.1.9井架結(jié)構(gòu)計(jì)算模型可按下列原則處理：1單斜撐式鋼井架其立架支座為剛接，斜撐支座為鉸接，立架與斜撐之間單繩提升時(shí)為剛接，多繩提升時(shí)為鉸接或剛接。2雙斜撐式鋼井架斜撐支座為鉸接。懸臂式立架下部支座為剛接，上部為滑動(dòng)支座；吊掛式立架下部為滑動(dòng)支座，上部應(yīng)為剛接。3現(xiàn)澆鋼筋混凝土井架立架、斜撐支座為剛接。5.1.10鋼井架各構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可按下列要求取值，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定。1立架的立柱及桁架式斜撐柱平面內(nèi)和平面外系數(shù)可取1.0。2立架的腹桿、斜撐的腹桿平面內(nèi)系數(shù)可取0.8，平面外系數(shù)可取1.0。3斜撐柱應(yīng)根據(jù)梁柱剛度比計(jì)算。平面內(nèi)系數(shù)可取1.5～1.8；平面外系數(shù)可取1.1～1.3。5.1.11井架在工作荷載效應(yīng)組合時(shí)的水平變形值，應(yīng)控制在h/1000以內(nèi)。5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算5.2.1立架計(jì)算可按下列規(guī)定進(jìn)行：1單斜撐式鋼井架的立架承擔(dān)提升工作荷載，按空間桁架分析內(nèi)力，也可簡(jiǎn)化為平面桁架進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。2雙斜撐式鋼井架的立架可為懸臂式或吊掛式，立架不承擔(dān)提升工作荷載，可按懸臂式或吊掛式桁架進(jìn)行計(jì)算。5.2.2鋼井架立架更換容器的框口，其立柱應(yīng)加強(qiáng)，加強(qiáng)構(gòu)件上端延伸一個(gè)節(jié)間，簡(jiǎn)化為固定，下端為鉸接，可按鉸接框架計(jì)算；卸載框口的加強(qiáng)構(gòu)件，上下端各延伸一個(gè)節(jié)間，可按閉合框架計(jì)算。5.2.3鋼筋混凝土井架，應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。5.2.4密閉井架承受風(fēng)壓的構(gòu)件，應(yīng)按工藝提供的通風(fēng)機(jī)最大風(fēng)壓值驗(yàn)算。5.2.5立架橫梁，應(yīng)驗(yàn)算緩沖裝置傳來(lái)的垂直和水平荷載。5.2.6斜撐柱或斜撐桁架承擔(dān)平面內(nèi)及平面外兩個(gè)方向的荷載，應(yīng)按雙向偏心受壓、受扭計(jì)算其承載力和穩(wěn)定性。5.2.7斜撐牛腿與立架頂部鉸接式的井架，除應(yīng)按一般連接計(jì)算外，還應(yīng)驗(yàn)算局部承壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。5.3地基基礎(chǔ)5.3.1地基承載力和變形計(jì)算，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的規(guī)定。5.3.2井架基礎(chǔ)可按下式進(jìn)行抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算：≥1.2（5.4.2）式中Xk、Yk、Zk——斜撐柱對(duì)于基礎(chǔ)斜頂面中心作用力X、Y、Z分量的標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；Gk——基礎(chǔ)自重和上覆土重的標(biāo)準(zhǔn)值，可取平均值20kN/m3；μ——斜撐基礎(chǔ)底與地基土體間的摩擦系數(shù)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的規(guī)定。5.3.3地基及基礎(chǔ)，可不進(jìn)行斷繩、防墜制動(dòng)荷載效應(yīng)及地震作用效應(yīng)組合的驗(yàn)算。5.3.4井架地基變形允許值，宜符合下列規(guī)定：1單斜撐式鋼井架，斜撐基礎(chǔ)之間的沉降差不宜大于0.001L，最大沉降量不宜大于80mm；2雙斜撐式鋼井架，斜撐基礎(chǔ)之間的沉降差不宜大于0.0005L，最大沉降量不宜大于80mm；3鋼筋混凝土井架，基礎(chǔ)之間的沉降差不宜大于0.0015L。注：L為相鄰基礎(chǔ)水平中心距。5.3.5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)使斜撐柱中心線正交于基礎(chǔ)斜頂面，并宜使斜撐柱的合力作用線與基礎(chǔ)底面反力中心重合。5.3.6對(duì)地表下沉、凍脹土和液化土等地基上的井架，應(yīng)采取結(jié)構(gòu)構(gòu)造和地基處理措施。

6構(gòu)造6.1一般規(guī)定6.1.1鋼井架選用鋼材等級(jí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1井架主要受力構(gòu)件鋼材不應(yīng)選用Q235沸騰鋼。2次要構(gòu)件可采用Q235等級(jí)A的碳素結(jié)構(gòu)鋼。6.1.2鋼井架主要構(gòu)件材料規(guī)格，應(yīng)符合下列規(guī)定：1天輪支承結(jié)構(gòu)、托罐梁、防撞梁、立架柱、斜撐柱等，鋼板最小厚度不宜小于8mm；加勁肋鋼板厚度可用6mm。2立架支承框架鋼板厚度，不應(yīng)小于12mm。型鋼桿件最小截面：角鋼為∟63×6、工字鋼為I14、槽鋼為[12.6，H型鋼高度不應(yīng)小于150mm,鋼管DN50×2.5。節(jié)點(diǎn)板厚度，不宜小于8mm。6.1.3鋼井架構(gòu)件外表面鋼材應(yīng)噴砂或拋丸除銹、噴漆。鋼井架鋼材的防銹和防腐蝕所采用的涂料、鋼材表面的除銹等級(jí)以及防腐蝕對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求等，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046和《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》GB/T8923的規(guī)定。設(shè)計(jì)文件中應(yīng)注明鋼材除銹等級(jí)和采用涂料及涂層厚度。6.1.4鋼井架在構(gòu)造上應(yīng)避免出現(xiàn)難于檢查、清刷和涂漆之處。閉口截面構(gòu)件應(yīng)沿全長(zhǎng)和端部焊接封閉。6.1.5鋼井架在使用過(guò)程中使用單位應(yīng)定期檢測(cè)與維護(hù)。6.1.6鋼井架各桿件的長(zhǎng)細(xì)比，應(yīng)符合表6.1.6的規(guī)定。表6.1.6鋼井架桿件的長(zhǎng)細(xì)比限值構(gòu)件類別長(zhǎng)細(xì)比立架柱、斜撐柱、天輪支承結(jié)構(gòu)的壓桿150其它受壓桿件200主要受拉桿件250次要受拉桿件3006.1.7鋼筋混凝土井架的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，不應(yīng)低于C30，混凝土的最小水泥用量，不宜少于300kg/m3，最大水膠比，不應(yīng)大于0.5。6.1.8鋼筋混凝土井架混凝土保護(hù)層最小厚度，梁不應(yīng)小于30mm，柱不應(yīng)小于40mm；當(dāng)設(shè)計(jì)使用年限大于50年時(shí)，梁、柱等構(gòu)件的受力主筋混凝土保護(hù)層最小厚度，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的規(guī)定。6.1.9鋼筋混凝土井架柱的截面尺寸及縱向鋼筋，宜符合下列規(guī)定：柱的最小截面尺寸，宜符合表6.1.9的規(guī)定。柱節(jié)間凈高與截面高度之比宜大于4。柱截面長(zhǎng)邊與短邊的邊長(zhǎng)比不宜大于3。柱的縱向鋼筋每側(cè)的配筋率，不應(yīng)小于0.3%。表6.1.9井架柱最小截面（mm）結(jié)構(gòu)型式截面尺寸（縱向×橫向）四柱懸臂式400×500六柱斜撐式立架400×400斜撐450×3506.1.10鋼筋混凝土井架梁的截面尺寸，宜符合下列規(guī)定：梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁截面高度與寬度之比不宜大于4。3底層框架梁，宜加梁腋，腋高不宜小于梁高的1/4，坡度可采用1:3。6.1.11鋼筋混凝土井架框架節(jié)點(diǎn)鋼筋錨固長(zhǎng)度，應(yīng)按受拉錨固長(zhǎng)度取值。6.1.12鋼筋混凝土井架裂縫控制等級(jí)，應(yīng)為三級(jí)，最大裂縫寬度限值為0.2mm。6.1.13鋼筋混凝土井架梁柱，宜抹面或刷防碳化涂料。6.1.14嚴(yán)寒地區(qū)，井架天輪平臺(tái)及提升鋼絲繩宜采用封閉措施。6.2節(jié)點(diǎn)與連接6.2.1天輪軸座與井架連接處，應(yīng)有調(diào)整天輪水平和垂直位置的構(gòu)造措施；天輪軸承支座前后，應(yīng)設(shè)阻擋塊。6.2.2懸臂式立架其上部，應(yīng)有限制水平移動(dòng)的滑動(dòng)裝置；吊掛式立架其下部，應(yīng)設(shè)防止擺動(dòng)的滑動(dòng)裝置。6.2.3斜撐柱采用鋼板焊接的箱形截面時(shí)，內(nèi)部應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定設(shè)加勁肋，縱向可用角鋼或鋼板通長(zhǎng)設(shè)置，橫向可用鋼板設(shè)置，且每節(jié)兩端應(yīng)用鋼板封閉。6.2.4直接承受動(dòng)力荷載構(gòu)件的焊接和現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接，應(yīng)采用與鋼材強(qiáng)度相適應(yīng)的低氫堿性焊條；角焊縫的焊腳尺寸不應(yīng)小于1.5，且不應(yīng)小于6mm，重要部位焊縫質(zhì)量等級(jí)，應(yīng)不低于二級(jí)。注：t為較厚焊件的厚度；當(dāng)采用低氫堿性焊條施焊時(shí)，t可采用較薄焊件的厚度。6.2.5鋼井架主要受力構(gòu)件宜采用高強(qiáng)螺栓連接，螺栓最小規(guī)格應(yīng)為M20；安裝螺栓可采用普通C級(jí)，安裝及次要構(gòu)件連接螺栓可用M16。6.2.6提升速度大于3m/s的井架，必須設(shè)防撞梁和托罐裝置，防撞梁不得兼作它用。6.2.7防撞梁底面與箕斗或罐籠撞擊的部位，應(yīng)設(shè)截面不小于200mm×200mm的方木或橡膠緩沖墊，防撞梁應(yīng)能擋住提升過(guò)卷的容器。6.2.8托罐裝置必須能將撞擊防撞梁后下落高度不超過(guò)0.5m的容器托住，托罐裝置的托梁上在壓力中心處，應(yīng)設(shè)厚度不小于25mm的鋼板承壓墊。6.2.9鋼結(jié)構(gòu)井架斜撐與基礎(chǔ)的連接應(yīng)為鉸接。6.2.10鋼結(jié)構(gòu)井架斜撐牛腿與立架頂部連接采用鉸接時(shí)，宜采用弧形支座，支座可采用45號(hào)高強(qiáng)鋼制作。6.3基礎(chǔ)6.3.1斜撐基礎(chǔ)頂面，宜留有安裝千斤頂?shù)奈恢谩?.3.2斜撐基礎(chǔ)頂面，宜高出地坪0.8m左右，并應(yīng)留有二次澆灌層，厚度不應(yīng)小于100mm，基礎(chǔ)埋置深度不宜小于2.5m。6.3.3基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30，二次澆灌層如用細(xì)石混凝土，強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)高于基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)。6.3.4井頸作為鋼井架立架支座時(shí)，立架支承框架的主梁，伸入井頸內(nèi)邊緣，應(yīng)不小于400mm。6.3.5斜撐基礎(chǔ)頂面宜配置不少于兩層間距100mm的鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑不應(yīng)小于6mm，間距不應(yīng)大于200mm。6.3.6立架柱錨栓不應(yīng)小于M24；斜撐柱錨栓不應(yīng)小于M36。6.3.7井架在使用過(guò)程中，使用單位應(yīng)定期對(duì)基礎(chǔ)沉降進(jìn)行觀測(cè)。7抗震設(shè)計(jì)7.1一般規(guī)定7.1.1抗震設(shè)防地區(qū)的鋼井架、鋼筋混凝土井架，應(yīng)按本章規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50191的有關(guān)規(guī)定。7.1.2抗震設(shè)防烈度8度及以上地區(qū)的多繩提升井架宜采用雙斜撐式鋼井架。7.1.3井架的抗震等級(jí)應(yīng)按表7.1.4確定。表7.1.4井架的抗震等級(jí)地震烈度6度7度8度9度鋼筋混凝土井架三三二一≤50m的鋼井架四三二一>50m的鋼井架三二一一7.1.4井架與相鄰建筑結(jié)構(gòu)之間應(yīng)設(shè)防震縫。井架防震縫最小寬度應(yīng)符合表7.1.5的規(guī)定。表7.1.5井架防震縫最小寬度（mm）結(jié)構(gòu)型式提升類型6度7度8度9度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)罐籠ht/140(70)ht/140(70)ht/125(80)ht/90(110)箕斗ht/250(80)ht/200(90)ht/150(100)ht/100(140)鋼結(jié)構(gòu)罐籠ht/115(130)ht/115(130)ht/70(210)ht/40(370)箕斗ht/185(160)ht/185(160)ht/120(250)ht/70(430)注：1表中括號(hào)內(nèi)為防震縫最小寬度，ht為與井架相鄰的建筑高度。2混合提升井架，應(yīng)按箕斗提升井架采用防震縫寬度。7.2抗震計(jì)算要點(diǎn)7.2.1井架的抗震計(jì)算應(yīng)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析，可假定結(jié)構(gòu)與構(gòu)件處于彈性工作狀態(tài)，內(nèi)力和變形分析可采用線性靜力或線性動(dòng)力方法。7.2.2井架的抗震計(jì)算宜按多質(zhì)點(diǎn)空間桿系模型，采用振型分解反應(yīng)譜法。7.2.3四柱式鋼筋混凝土井架可采用底部剪力法。7.2.4立架與斜撐不連接的雙斜撐鋼井架，應(yīng)對(duì)斜撐和立架分別進(jìn)行抗震計(jì)算。7.2.59度時(shí)且高度大于60m的鋼井架，宜采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算。7.2.6井架應(yīng)按縱向橫向兩個(gè)主軸方向進(jìn)行地震作用計(jì)算。符合下列條件之一的井架可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算，但應(yīng)滿足相應(yīng)抗震措施要求：17、8度時(shí)的四柱式鋼筋混凝土井架的縱向水平地震作用。27度時(shí)的六柱式鋼筋混凝土井架的縱向水平地震作用。37度時(shí)的鋼井架。7.2.7鋼筋混凝土井架的阻尼比可采用0.05；鋼井架多遇地震下的阻尼比可采用0.03，罕遇地震下的阻尼比可采用0.04。7.2.8計(jì)算地震作用時(shí)，井架的重力荷載代表值應(yīng)符合下列規(guī)定：1結(jié)構(gòu)、天輪及其它設(shè)備、扶梯、固定在井架上的各種剛性罐道等，應(yīng)取自重標(biāo)準(zhǔn)值的100%。2各平臺(tái)上的可變荷載，當(dāng)按等效均布荷載計(jì)算時(shí)，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值的50%；當(dāng)按實(shí)際情況計(jì)算時(shí)，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值的100%。3提升容器及物料、拉緊重錘及有關(guān)鋼絲繩的重力荷載可不計(jì)。7.2.9采用振型分解反應(yīng)譜法時(shí)，鋼筋混凝土井架應(yīng)取不少于9個(gè)振型，鋼井架應(yīng)取不少于15個(gè)振型。7.2.109度時(shí)，井架應(yīng)計(jì)算豎向地震作用，豎向地震作用效應(yīng)增大系數(shù)取2.5，并應(yīng)將其與水平地震作用進(jìn)行組合。7.2.11鋼井架斜撐基礎(chǔ)的地腳螺栓應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。7.3抗震構(gòu)造措施7.3.1鋼筋混凝土井架的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，8度時(shí)不應(yīng)高于C70。7.3.2鋼筋混凝土井架柱的最小截面尺寸，應(yīng)符合表7.3.2的規(guī)定。表7.3.2井架柱最小截面尺寸（mm）結(jié)構(gòu)型式截面尺寸（縱向×橫向）四柱懸臂式400×600六柱斜撐式立架柱400×400斜撐柱500×3507.3.3鋼筋混凝土井架底層柱箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)取柱的全高。7.3.4鋼井架主要構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比，應(yīng)符合下列規(guī)定：1斜撐柱、立架柱及天輪支承結(jié)構(gòu)壓桿的長(zhǎng)細(xì)比，6度7度時(shí)不應(yīng)大于150，8度時(shí)不應(yīng)大于120，9度時(shí)不應(yīng)大于100；（fy為鋼材的屈服強(qiáng)度）。2斜撐及立架中的受壓腹桿，長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于150。3斜撐及立架的中的受拉腹桿，長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于250。7.3.5鋼井架主要受力構(gòu)件應(yīng)符合下列要求：1天輪支承結(jié)構(gòu)、托罐梁、防撞梁、立架柱、斜撐柱等，鋼板最小厚度不應(yīng)小于8mm。2節(jié)點(diǎn)板厚度不應(yīng)小于8mm。7.3.6鋼井架斜撐基礎(chǔ)的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：1地腳螺栓應(yīng)采用剛性錨板或錨梁的雙螺帽螺栓。2地腳螺栓中心距基礎(chǔ)邊緣的距離不應(yīng)小于螺栓直徑的8倍。3底板與基礎(chǔ)頂面的摩擦力小于地震剪力時(shí)，斜撐柱底板下應(yīng)設(shè)抗剪鍵。4鋼井架斜撐的基礎(chǔ)宜獨(dú)立設(shè)置。5在抗震設(shè)防烈度地震作用下，基礎(chǔ)底部不應(yīng)存在零應(yīng)力區(qū)。

本規(guī)范用詞說(shuō)明1為便于在執(zhí)行本規(guī)范條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說(shuō)明如下：1）表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴(yán)禁”；2）表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“應(yīng)”，反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”；3）表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞，采用“可”。條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為:“應(yīng)符合……的規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)礦山井架設(shè)計(jì)規(guī)范GB50385—201×條文說(shuō)明目次1總則 302術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 322.2符號(hào) 323布置與選型 333.1布置原則 333.2結(jié)構(gòu)選型 333.3豎向布置 373.4平面布置 383.5輔助構(gòu)件 384荷載 394.1荷載分類 394.2荷載組合 435計(jì)算 445.1一般規(guī)定 445.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 446構(gòu)造 496.1一般規(guī)定 496.2節(jié)點(diǎn)與連接 496.3基礎(chǔ) 507抗震設(shè)計(jì) 517.1一般規(guī)定 517.2抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn) 517.3抗震構(gòu)造措施 51

1總則1.0.1本次修訂根據(jù)近年來(lái)的工程經(jīng)驗(yàn)和調(diào)研成果，在總結(jié)調(diào)研應(yīng)用的前提下，對(duì)井架設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和調(diào)整。根據(jù)國(guó)家的工程建設(shè)方針、政策，編制符合我國(guó)實(shí)際情況，安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量的一本井架設(shè)計(jì)規(guī)范。1.0.2本條規(guī)定了規(guī)范的適用范圍，即新建、改建和擴(kuò)建的礦山立井鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)井架。木井架過(guò)去用于小型礦井鑿井和生產(chǎn)，但要消耗大量的優(yōu)質(zhì)木材，既不防火又不耐久，現(xiàn)已很少使用；磚井架過(guò)去也用于小型礦井，結(jié)合井口房設(shè)計(jì)，可以節(jié)省鋼材、資金，但由于抗震性能差、對(duì)地基要求高，現(xiàn)也已很少使用；故本規(guī)范不包括木井架和磚井架。斜井井架在受力上、結(jié)構(gòu)形式上、材料選用上都與立井井架有較大差別，一般高度也較低，故本規(guī)范不包括斜井井架。1.0.3、1.0.4井架是礦山主要提升系統(tǒng)中的核心構(gòu)筑物，如發(fā)生破壞，則直接危及井下人員的生命；如井下發(fā)生事故，井架又是井下?lián)岆U(xiǎn)救災(zāi)的唯一通道。對(duì)于煤炭行業(yè)井架的安全等級(jí)一般為一級(jí)，抗震設(shè)防類別為乙類，對(duì)于其他行業(yè)的井架安全等級(jí)及抗震設(shè)防類別劃分可參照本行業(yè)規(guī)定執(zhí)行。1.0.5對(duì)位于特殊土（如濕陷性黃土、膨脹土、軟土、凍土、人工填土等）地區(qū)的井架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)滿足相應(yīng)特殊土地基設(shè)計(jì)的規(guī)定。1.0.6本條是根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煤礦礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50592第3.3.2條的規(guī)定，井架的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為丙類，耐火等級(jí)為二級(jí)擬定的。當(dāng)井口房的承重構(gòu)件及非承重外墻為非燃燒體時(shí)，井架結(jié)構(gòu)構(gòu)件可不采取防火措施。因?yàn)闊o(wú)防火保護(hù)層的金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限本身能夠達(dá)到0.25h，所以本條中給出井架結(jié)構(gòu)的耐火極限不應(yīng)低于0.25h。當(dāng)井架封閉并與井口房聯(lián)通時(shí)，井架的防火措施應(yīng)同井口房的要求一致。參考《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016關(guān)于防火墻兩側(cè)門窗洞口之間最邊緣水平距離的要求，井口房門窗洞口距離井架主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的水平距離不應(yīng)小于2.0m，垂直距離不應(yīng)小于1.2m。根據(jù)調(diào)查及國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)井架均未采取防火保護(hù)措施，也極少發(fā)生過(guò)此類事故。1.0.7根據(jù)調(diào)查，在中小型礦井中鋼筋混凝土井架使用廣泛，鋼筋混凝土井架設(shè)計(jì)、施工簡(jiǎn)單，材料省、造價(jià)低，長(zhǎng)期使用維修量小。平頂山十礦北風(fēng)井多繩提升鋼筋混凝土井架，采用整體預(yù)制平移工藝，實(shí)際占用井口時(shí)間僅一個(gè)月，取得了與鋼井架建設(shè)速度相同的效果。潞安常村礦主井多繩提升鋼井架，采用預(yù)組裝平移工藝，大大縮短了鋼井架安裝占用井口的時(shí)間。1.0.8本規(guī)范屬專業(yè)性規(guī)范，編制力求簡(jiǎn)明、實(shí)用、突出特點(diǎn)，對(duì)于通用性的部分，可查閱現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：1《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007；2《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009；3《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010；4《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011；5《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016；6《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017；7《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019；8《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046；9《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057；10《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068；11《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153；12《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50191；13《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204；14《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205；15《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50215；16《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223；17《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661；18《煤礦科技術(shù)語(yǔ)第5部分：提升運(yùn)輸》GB/T15663.5；19《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50083；20《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50132；21《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79；22《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》JGJ82；23《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94；24《煤礦提升系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T51065。術(shù)語(yǔ)和符號(hào)術(shù)語(yǔ)和定義是標(biāo)準(zhǔn)的基本要素之一，術(shù)語(yǔ)和定義使用的混亂，會(huì)影響對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解和實(shí)施，正確規(guī)定術(shù)語(yǔ)和定義可避免歧義和誤解。本規(guī)范所用術(shù)語(yǔ)和符號(hào)，是參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煤礦科技術(shù)語(yǔ)第5部分：提升運(yùn)輸》GB/T15663.5、《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50083和《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50132的規(guī)定編制的，對(duì)于一些沒(méi)有規(guī)定的符號(hào)，參照了國(guó)內(nèi)和國(guó)外習(xí)慣用法進(jìn)行編制。2.2符號(hào)2.2.1MG抗傾覆力矩取永久荷載G為下標(biāo)，MQ傾覆力矩取可變荷載Q為下標(biāo)。3布置與選型3.1布置原則3.1.1井架設(shè)計(jì)，應(yīng)具備井筒平面布置圖、提升系統(tǒng)圖、進(jìn)出車、卸載口等資料。如兼作鑿井用，還應(yīng)具備鑿井施工方面的工藝資料。3.1.2近年來(lái)生產(chǎn)、鑿井兩用井架廣為應(yīng)用，永久井架在鑿井前就安裝好，并用它來(lái)鑿井，這不僅節(jié)省了鑿井井架費(fèi)用，而且可以縮短施工占用井口時(shí)間，加快建井速度，取得了良好的效果。鑿井、生產(chǎn)兩用井架已有不少成功的實(shí)例，如開(kāi)灤東歡坨礦副井井架、濟(jì)寧礦二號(hào)副井井架和永夏陳四樓礦副井井架等。3.1.3井架采用平移工藝或利用生產(chǎn)井架鑿井時(shí)，一般都宜選用雙斜撐式井架，以減少平移時(shí)臨時(shí)支撐費(fèi)用，雙斜撐式井架作為鑿井用時(shí)，可先安裝斜撐，后期再安裝永久性立架，以節(jié)省初期投資。3.2結(jié)構(gòu)選型3.2.2井架按提升方式可分為單繩提升井架、多繩提升井架；按用途可分為主井井架、副井井架和混合井井架；按結(jié)構(gòu)材料可分為鋼結(jié)構(gòu)井架、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)井架等。常用的井架型式見(jiàn)圖1～5。單斜撐式鋼井架，一般立架采用桁架結(jié)構(gòu)，斜撐采用桁架或框架結(jié)構(gòu)，用桁架結(jié)構(gòu)可節(jié)省較多的鋼材；雙斜撐式鋼井架可有三個(gè)斜撐柱或四個(gè)斜撐柱，為了不受地基沉陷影響，立架可以吊掛在雙斜撐式井架橫梁上或支承在井頸上。開(kāi)灤東歡坨礦副井鋼井架，立架懸吊在雙斜撐式鋼井架平臺(tái)梁上，而兗州鮑店礦副井雙斜撐式鋼井架，立架為獨(dú)立于井頸上的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；四柱懸臂式鋼筋混凝土井架，采用桁架或框架結(jié)構(gòu)，也有上部封閉為筒體，下部為四柱，用井頸作為基礎(chǔ)，當(dāng)井頸不允許承受井架荷載時(shí)，四柱可分開(kāi)成八字形，座落在天然地基上，采用單獨(dú)基礎(chǔ)；六柱斜撐式鋼筋混凝土井架，桁架或框架結(jié)構(gòu)，由于斜撐基礎(chǔ)座落在天然地基上，立架支承在支承框架或井頸上，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮不均勻沉降對(duì)井架產(chǎn)生附加應(yīng)力，或者井架設(shè)計(jì)為頂部鉸接、斜撐基礎(chǔ)可調(diào)，消除對(duì)井架受力的不利因素。1-1單斜撐（單繩）1-2單斜撐（多繩剛接）1-3單斜撐（多繩鉸接）圖1單斜撐式鋼井架2-1雙斜撐（單繩）2-2雙斜撐（多繩剛接）2-3雙斜撐（多繩）2-4雙斜撐（多繩剛接）圖2雙斜撐式鋼井架3-1四柱3-2筒體（圓或方形）3-3筒體（井塔型）圖3四柱或筒體懸臂式鋼筋混凝土井架4-1六柱（剛接）4-2六柱（鉸接）4-3六柱（多繩剛接）圖4六柱斜撐式鋼筋混凝土井架5-1組合式（頂部鉸接）5-2組合式（側(cè)面鉸接）圖5鋼筋混凝土立架和鋼斜撐組合式井架3.2.3根據(jù)對(duì)30多座單繩和多繩提升鋼筋混凝土井架的調(diào)查，使用基本正常。京西門頭溝礦兩座鋼筋混凝土井架，據(jù)介紹是1936年所建，新中國(guó)成立后主井井架進(jìn)行了加高改造，1998年調(diào)研時(shí)仍作為輔助提升井架在使用；曲仁礦區(qū)建成了多座鋼筋混凝土井架，還成功建成了我國(guó)第一座多繩提升鋼筋混凝土井架；平頂山大莊礦和云南后所大慶二號(hào)井結(jié)合井口房的設(shè)計(jì),使井架在高度上有所突破，大莊礦主井鋼筋混凝土井架高度達(dá)到43m。江西吉安天河礦鋼筋混凝土井架、河南鶴壁四礦鋼筋混凝土井架，冬期施工，混凝土中摻入氯鹽，促使鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，不得不進(jìn)行加固處理或拆除重建，這是在調(diào)查中了解到的鋼筋混凝土井架損壞的少數(shù)例子。當(dāng)井架高度大于25m時(shí)宜采用鋼井架。

3.3豎向布置3.3.1支承框架頂面至井頸頂面高度當(dāng)工藝無(wú)要求時(shí)，可結(jié)合井頸平臺(tái)布置，取與井頸頂面相同或低于井頸頂面0.1～0.2m。井架總高度H應(yīng)由工藝專業(yè)確定。多繩主井提升（箕斗）、多繩副井提升（罐籠）井架豎向高度分段見(jiàn)下圖：3.3.2立架節(jié)間高度及安裝卸載框口高度，應(yīng)根據(jù)罐道結(jié)構(gòu)布置的要求，防撞梁和托罐裝置位置，提升容器安裝、檢修和更換時(shí)進(jìn)出立架方式來(lái)確定。節(jié)間高度可取3～5m，當(dāng)立架橫梁與罐道梁合一時(shí)，節(jié)間高度，應(yīng)結(jié)合工藝要求確定。罐籠井應(yīng)按往井下運(yùn)送長(zhǎng)材料及大設(shè)備的要求，確定框口大小及高度；箕斗井應(yīng)根據(jù)卸載位置的要求，確定框口大小及高度。提升容器的高度和寬度，確定了更換提升容器時(shí)立架底框口的尺寸，由于框口較高一般立柱采取加強(qiáng)措施。以往設(shè)計(jì)框口處設(shè)有安裝容器時(shí)臨時(shí)可以拆卸的支撐，此種方式受力好，若能加強(qiáng)管理，對(duì)拆卸構(gòu)件又能及時(shí)安裝上，是很好的方法；多繩提升鋼井架參照國(guó)外設(shè)計(jì)，大多設(shè)置了鋼大門，安裝容器時(shí)打開(kāi)，平時(shí)關(guān)閉，但由于長(zhǎng)期使用變形較大，關(guān)閉困難，也起不到加強(qiáng)立柱的作用，所以本規(guī)范不提倡使用。3.4平面布置3.4.1提升容器的平面布置及其大小確定了立架的平面尺寸，罐道布置和防墜裝置、防過(guò)卷裝置的設(shè)置確定了立架橫梁的位置及其連接方式。立架平面尺寸不宜過(guò)小，對(duì)箕斗井架需考慮當(dāng)箕斗卸載時(shí)，活動(dòng)部分伸出的寬度，以防撞壞立架支撐及橫梁。峰峰九龍礦曾發(fā)生箕斗口關(guān)閉不嚴(yán)，造成提升中撞壞立架支撐橫梁的事故。3.4.2井架斜撐平面中心線宜與提升鋼繩合力作用線接近，這樣可充分發(fā)揮斜撐柱材料受壓的作用，同時(shí)也可減少井架水平位移量；但兩線夾角過(guò)小時(shí)，可能導(dǎo)致鋼繩合力作用線跳到斜撐平面中心線上邊，影響井架的安全使用，兩線的夾角一般不宜小于30。當(dāng)井架為雙提升或多提升時(shí)，所有的鋼繩合力線均應(yīng)包絡(luò)在斜撐平面中心線與立架之間，但實(shí)際單提升有兩個(gè)合力線，雙提升有四個(gè)合力線，諸合力均互不平行，其值亦不相等，由于提升上下交替，其內(nèi)力值各自實(shí)時(shí)變化，故斜撐中心線難于同總合力線重合。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，將各自的合力群置于斜撐平面中心線與立架前柱軸線夾角之間，斜撐平面中心線位于最外邊的合力以外或與之重合（即最高一個(gè)天輪合力之外或靠近或重合），使立架受力最小。在任何情況下，均不應(yīng)將合力作用線置于斜撐平面中心線之外，這樣會(huì)使立架產(chǎn)生拉力，結(jié)構(gòu)受力不合理，在使用過(guò)程中特別是在提升機(jī)啟動(dòng)或剎車時(shí)使井架產(chǎn)生很大的振動(dòng)，故應(yīng)避免采用。3.5輔助構(gòu)件3.5.3鋼梯一般沿立架四周布置，也可在一側(cè)布置，當(dāng)接近提升鋼繩下方時(shí)，則不應(yīng)再布置梯子。4荷載4.1荷載分類4.1.1地基變形認(rèn)定為永久作用是按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。4.1.2鋼井架結(jié)構(gòu)自重可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算：G=αH（kN）（1）式中α——結(jié)構(gòu)自重系數(shù)，對(duì)單繩提升鋼井架可取0.20～0.25；對(duì)多繩單斜撐式提升鋼井架可取0.35～0.45；對(duì)多繩雙斜撐式提升鋼井架可取0.40～0.55；設(shè)有兩臺(tái)提升機(jī)的多繩雙斜撐式提升鋼井架可取0.55～0.75，一個(gè)大直徑、一個(gè)小直徑時(shí)取小值，兩臺(tái)均為大直徑提升機(jī)的井架取大值。h——井架高度（m）；A——斷繩荷載（kN），當(dāng)有兩臺(tái)提升機(jī)時(shí)取大值。各部分自重比例可采用下列數(shù)值：對(duì)于單繩提升鋼井架，天輪平臺(tái)和起重架占25%～30%、立架占35%～40%、支承框架占5%、斜撐占25%～35%；對(duì)于多繩提升鋼井架，立架占25%～35%、斜撐及天輪平臺(tái)、起重架占60%～70%、支承框架占5%。結(jié)構(gòu)自重不包括設(shè)備重、鋼梯重和密閉板重。鋼井架因單繩提升和多繩提升結(jié)構(gòu)形式不同，故采用不同系數(shù)，對(duì)單繩提升的22座鋼井架和多繩提升的42座鋼井架的自重統(tǒng)計(jì)分析，提出井架結(jié)構(gòu)自重系數(shù)及井架各部分自重分配比例。本次修訂又調(diào)研了最近十年新做的65座鋼井架，根據(jù)本次調(diào)研鋼井架的自重統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)于雙提升井架，考慮增加了一臺(tái)提升機(jī)，井架結(jié)構(gòu)布置相對(duì)復(fù)雜，故自重系數(shù)相應(yīng)增加，各部分分配比例不變。對(duì)各種設(shè)備質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)由工藝確定。鋼筋混凝土井架由于結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，梁柱斷面單一，設(shè)計(jì)時(shí)可準(zhǔn)確按假定斷面計(jì)算結(jié)構(gòu)自重。4.1.3鋼繩最大靜張力為容器自重、載重及提升鋼繩首、尾繩以及裝置等總重；鋼繩最小靜張力為容器自重、提升鋼繩首、尾繩及裝置等總重；鋼繩罐道工作荷載為鋼繩拉緊力與鋼繩自重之和，作用在井架固定鋼繩罐道的節(jié)點(diǎn)上；防墜制動(dòng)鋼繩工作荷載為鋼繩拉緊力與鋼繩自重及固定在井架上的緩沖裝置和緩沖繩自重的總和；鑿井工作荷載參照原西德《礦山井架和井塔設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，采用事故增大系數(shù)1.5，不再考慮斷繩荷載。4.1.4立井提升系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，起動(dòng)加速、制動(dòng)減速、等速運(yùn)行和各種工況的緊急制動(dòng)均為正常運(yùn)行工況，在一些特殊事故狀態(tài)如卡罐、過(guò)卷、斷繩、跑車等為非正常運(yùn)行工況或事故運(yùn)行工況，而非正常工況的受力往往是非常巨大的。在提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)中人們關(guān)心的問(wèn)題是在什么情況下井架受力最大，如果井架能克服最大載荷，這樣即可以保證提升安全，又可以節(jié)省材料消耗。在提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，提升側(cè)容器突然卡住時(shí)，提升機(jī)及下放側(cè)容器因慣性仍能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，最壞的情況是：上升鋼絲繩的張力達(dá)到鋼絲繩的破斷拉力時(shí)拉斷了。這時(shí)只要同時(shí)知道下放鋼絲繩的張力，就可以按照這個(gè)數(shù)值設(shè)計(jì)提升井架。設(shè)計(jì)中可根據(jù)此模型，對(duì)提升容器在井筒不同位置卡住時(shí)的鋼絲繩張力進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算來(lái)確定井架受力。在缺乏計(jì)算數(shù)值時(shí)，對(duì)于多繩提升，斷繩荷載參照英國(guó)《礦山井架和井塔設(shè)計(jì)指南》在上升鋼繩這一端作用著鋼繩的斷繩荷載，同時(shí)在下降鋼繩另一端作用著0.33斷繩荷載；又根據(jù)唐山礦十號(hào)井鋼井架設(shè)計(jì)總結(jié)：“分析了瑞典、前蘇聯(lián)、波蘭、中國(guó)的8種取值”，選取上（下）天輪全斷繩，下（上）天輪斷繩的33%，即斷繩時(shí)作用在兩天輪上的荷載為1.33倍的斷繩荷載。斷繩荷載采用整根鋼繩的拉斷力，即為0.85倍全部鋼絲拉斷力的總和。防墜制動(dòng)荷載一般僅用于單繩提升井架的設(shè)計(jì)，是指在斷繩時(shí)，容器下墜過(guò)程中，防墜器將下落的容器抓住，通過(guò)防墜器工作，作用于固定在立架頂部的防墜器支座處。國(guó)外有的國(guó)家在設(shè)計(jì)防墜器時(shí)，允許滿載人員罐籠的制動(dòng)減速度小于3g?！兜V用防墜器技術(shù)條件》MT355中規(guī)定：防墜器制動(dòng)過(guò)程中，在最小終端載荷下，罐籠的減速度不應(yīng)大于50m/s2，當(dāng)罐籠提升速度超過(guò)10m/s，減速度不應(yīng)大于30m/s2；在最大終端載荷下罐籠的減速度不應(yīng)大于10m/s2。當(dāng)最大終端載荷同最小終端載荷的比值大于3時(shí)，減速度不應(yīng)小于5m/s2。因此，設(shè)計(jì)井筒裝備、罐道、罐道梁和井架時(shí)其所承受的制動(dòng)載荷可按下式計(jì)算：當(dāng)繩端載荷最小時(shí)：當(dāng)繩端載荷最大時(shí)：防墜器制動(dòng)動(dòng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值（A2k）為A2k=3.0Smax，大于罐籠繩端載荷最大時(shí)的制動(dòng)載荷，可滿足防墜器制動(dòng)動(dòng)載要求?！睹旱V提升系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB51065）規(guī)定，防過(guò)卷采用緩沖托罐裝置時(shí)，不宜再設(shè)置木質(zhì)楔形罐道。罐籠提升過(guò)卷制動(dòng)減速度宜小于1gm/s2，箕斗提升過(guò)卷制動(dòng)減速度宜小于2gm/s2。緩沖裝置荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按制動(dòng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。托罐荷載標(biāo)準(zhǔn)值是參照原西德《礦山井架和井塔設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,取5倍的最大靜張力。根據(jù)對(duì)最近幾年常用新型防過(guò)卷緩沖裝置的調(diào)研，調(diào)研鋼井架65座，采用鋼帶式防過(guò)卷緩沖裝置的井架52座，鋼帶式防過(guò)卷緩沖裝置占有絕大多數(shù)。井架立架設(shè)計(jì)時(shí)可參見(jiàn)鋼帶式防過(guò)卷緩沖裝置的立面及平面布置，見(jiàn)下圖：防過(guò)卷緩沖裝置立面布置圖1在井架立架立面布置圖中，緩沖托罐裝置可采用3層或3層以上鋼梁固定，使荷載分散受力。最上一層鋼梁上平面與防撞梁底面距離T1滿足小于400mm，每層鋼梁之間的距離T2、T3以2000～2500mm為宜。鋼梁的型號(hào)規(guī)格根據(jù)荷載計(jì)算確定。防過(guò)卷緩沖裝置平面布置圖2在井架立架平面布置圖中：容器邊緣與鋼梁之間的凈空間C需滿足：C-H>30mm，鋼帶式緩沖托罐裝置最小厚度尺寸H一般有140mm、158mm、194mm、215mm四種。3依據(jù)緩沖裝置制動(dòng)力計(jì)算確定總制動(dòng)力F，總制動(dòng)力F乘以1.15倍安全系數(shù)后即為緩沖裝置傳遞給井架上的總荷載Q：Q=1.15F4總制動(dòng)力計(jì)算可按下式：1）摩擦提升時(shí)：F=(∑M-Q下)a-Q上g式中：∑M——為提升系統(tǒng)總變?yōu)橘|(zhì)量；a——提升加速度，罐籠提升時(shí)a<1g，箕斗提升時(shí)a<3g；g——重力加速度；Q下——為下放側(cè)容器質(zhì)量；Q上——為上提側(cè)容器質(zhì)量。2）纏繞提升時(shí)：F=F’+Q下a-Q上g式中：F'——為單繩提升時(shí)鋼絲繩最大靜張力。5每層鋼梁的荷載確定，單層單節(jié)點(diǎn)荷載分配可按下式：緩沖時(shí)受力方向向上：Q1=Q/4X40%Q2=Q/4X30%Q3=Q/4X30%托罐時(shí)受力方向向下：Q1=Q/4X40%Q2=Q/4X30%Q3=Q/4X30%4.2荷載組合4.2.1井架作為礦山提升系統(tǒng)中的重要建筑物，在確定其荷載效應(yīng)時(shí)，應(yīng)對(duì)所有可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載作用加以組合，求得組合后在井架結(jié)構(gòu)中的總效應(yīng)?？紤]井架所受荷載的變化性質(zhì)，包括出現(xiàn)與否和不同的作用方向，組合可以多種多樣，還必須在所有可能組合中取其中最不利的一組作為設(shè)計(jì)依據(jù)。4.2.2按本規(guī)范1.0.3的規(guī)定，井架的安全等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153的規(guī)定，對(duì)持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況，安全等級(jí)為一級(jí)的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1。4.2.4井架作為礦山提升系統(tǒng)中最關(guān)鍵的構(gòu)筑物，其受力特點(diǎn)是提升過(guò)程中的偶然荷載起控制作用，斷繩、防墜制動(dòng)荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常提升的工作荷載，所以對(duì)井架的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格控制斷繩、防墜制動(dòng)荷載組合下井架的計(jì)算分析，確保井架在偶然荷載事故狀態(tài)下的安全。4.2.5井架的受力狀況很復(fù)雜，在荷載效應(yīng)組合的計(jì)算中，分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)應(yīng)根據(jù)荷載不同的變異系數(shù)和荷載的具體組合情況以及與抗力有關(guān)的分項(xiàng)系數(shù)的取值水平等因素確定，以使在不同設(shè)計(jì)情況下結(jié)構(gòu)可靠度趨于一致。

5計(jì)算5.1一般規(guī)定5.1.1以往井架計(jì)算，大都是將其簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行手算，不僅費(fèi)時(shí)，且計(jì)算精度差，由于近年來(lái)計(jì)算機(jī)得到普及，軟件也有很大發(fā)展，因此本規(guī)范要求，除規(guī)則框架可采用手算外，均要求用計(jì)算機(jī)采用空間分析方法進(jìn)行計(jì)算。但目前尚未有專門計(jì)算井架的軟件，大多數(shù)設(shè)計(jì)院都采用結(jié)構(gòu)計(jì)算通用軟件。5.1.4起重架安裝荷載、罐道梁工作荷載，由于對(duì)立架計(jì)算不起控制作用，因而可只對(duì)直接支承的構(gòu)件及連接進(jìn)行計(jì)算或驗(yàn)算；過(guò)卷荷載、托罐荷載其能量可在支承構(gòu)件中消耗，對(duì)立架也不起控制作用，因而也可只對(duì)緩沖裝置、防撞梁及托罐支承的構(gòu)件及連接進(jìn)行計(jì)算。5.1.7井架結(jié)構(gòu)抗傾覆驗(yàn)算引自《西德礦山井架和井塔設(shè)計(jì)規(guī)范》（DIN4118）中的規(guī)定“在抗傾覆計(jì)算時(shí)，所有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)傾覆的荷載均乘以1.3的系數(shù)，其它荷載均不乘系數(shù)。特殊荷載只取其50%進(jìn)行荷載組合。在考慮特殊荷載組合時(shí)不計(jì)風(fēng)荷載。抗傾覆計(jì)算的安全系數(shù)不得小于1.0?！?.1.9單斜撐式鋼井架，其立架由四柱組成支座鉸接很難實(shí)現(xiàn)，故視為剛接；雙斜撐式鋼井架立架為吊掛式時(shí)，四角罐道和安全門等各類輔助構(gòu)件的安裝和聯(lián)結(jié)，也必須為滑動(dòng)支座?；炷辆艿牧⒅托睋尾捎妙A(yù)制構(gòu)件時(shí)，其支座宜采用鉸接。5.1.10鋼井架構(gòu)件不同于普通鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般應(yīng)按實(shí)際模型計(jì)算確定計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。當(dāng)無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按規(guī)范中規(guī)定的建議值。5.1.11以斜撐牛腿與立架頂部鉸接式的鋼井架，當(dāng)斜撐安裝后初位移很大，如不控制其初位移值，將對(duì)提升工作帶來(lái)不利影響。目前控制初位移有兩種辦法：其一是將聯(lián)系鉸由立架中間向斜撐方向移動(dòng)0.8m左右；其二是將立架前后立柱采用不同斷面來(lái)調(diào)正立柱受力及其剛度，以減少位移量。5.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5.3.4井架立架一般通過(guò)支承框架座落在井頸上，斜撐基礎(chǔ)則位于天然地基上，因此要慎重考慮地基變形對(duì)井架帶來(lái)的不利影響。通過(guò)對(duì)鑿井井架、單斜撐式井架、雙斜撐三柱式井架、雙斜撐四柱式井架等幾個(gè)工程實(shí)例進(jìn)行歸納分析。立井鑿井井架是立井井筒施工期間進(jìn)行提升和懸吊施工設(shè)備而設(shè)立的可多次重復(fù)使用的井架，主體一般為鋼管拼裝組成桁架式結(jié)構(gòu)。本工程為新Ⅵ型鑿井井架，天輪平臺(tái)高27.50m，井架柱底平面軸線尺寸為17.94m×17.94m，φ3.5m提升天輪共兩個(gè)，雙側(cè)提升。主要桿件編號(hào)見(jiàn)圖1，對(duì)不同工況組合件應(yīng)力比見(jiàn)表1，天輪平臺(tái)位移見(jiàn)表2。單繩桁架式鋼井架，由立架、天輪架、斜撐三部分組成，為桁架式鋼結(jié)構(gòu)。斜撐與立架通過(guò)斜桿相連，組成超靜定空間結(jié)構(gòu)。立架下端落于井頸上，斜撐基礎(chǔ)一般為獨(dú)立基礎(chǔ)。本工程為某煤礦井架，天輪中心標(biāo)高26.00m，天輪直徑φ2.0m，井架斜撐A、B之間的距離為14.00m，A、C之間的距離為19.15m。主要桿件編號(hào)見(jiàn)圖1，對(duì)不同工況組合件應(yīng)力比見(jiàn)表1，天輪平臺(tái)位移見(jiàn)表2。多繩單斜撐式井架，立架部分為框架式鋼結(jié)構(gòu)，上端支撐斜撐牛腿，下端作用于井筒上。斜撐為箱型梁柱組成的框架結(jié)構(gòu)，斜撐柱下端與混凝土基礎(chǔ)鉸接連接。本工程為某井架，上天輪中心標(biāo)高為30.7m，天輪直徑為φ4.5m。井架斜撐A、B之間的距離為15.00m，A、C之間的距離為12.97m。主要桿件編號(hào)見(jiàn)圖1，對(duì)不同工況組合件應(yīng)力比見(jiàn)表1，上天輪平臺(tái)位移見(jiàn)表2。多繩雙斜撐三柱式井架是在雙斜撐四柱式井架基礎(chǔ)上根據(jù)受力特點(diǎn)優(yōu)化產(chǎn)生的，在受力較小的非提升側(cè)采用一根支撐柱，立架一般自立于井頸上或懸掛于斜撐下。本工程某礦井架，上天輪中心標(biāo)高為57.050m，天輪直徑為φ4.5m，該井架立架懸掛于斜架之下，立架底部與井頸脫開(kāi)，僅約束水平方向的移動(dòng)。井架斜撐A、B之間的距離為23.00m，A、C之間的距離為33.36m。主要桿件編號(hào)見(jiàn)圖1，對(duì)不同工況組合件應(yīng)力比見(jiàn)表1，上天輪平臺(tái)位移見(jiàn)表2。多繩雙斜撐四柱式井架是一種常見(jiàn)及井架結(jié)構(gòu)形式，分為立架和斜撐兩部分，立架自立于井頸上或懸掛于斜撐上。雙斜撐四柱式井架結(jié)構(gòu)剛度大，在工作荷載作用下變形較小。為考慮不均勻沉降對(duì)這種井架的變形影響，本工程某礦井架，上天輪中心標(biāo)高為39.90m，天輪直徑為φ5.5m，立架自立于井頸之上，與斜撐脫開(kāi)。井架斜撐A、B之間的距離為17.00m，C、D之間的距離為17.00m。主要桿件編號(hào)見(jiàn)圖1，對(duì)不同工況組合件應(yīng)力比見(jiàn)表1，上天輪平臺(tái)位移見(jiàn)表2。(b)(c)(d)(e)(a)鑿井井架；(b)單繩桁架式鋼井架；(c)多繩單斜撐井架；(d)多繩雙斜撐三柱式井架；(e)多繩雙斜撐四柱式井架圖1各類型井架主要桿件編號(hào)表1計(jì)算應(yīng)力對(duì)比類型工況組合桿件編號(hào)=1\*GB3①號(hào)桿應(yīng)力比=2\*GB3②號(hào)桿應(yīng)力比=3\*GB3③號(hào)桿應(yīng)力比=4\*GB3④號(hào)桿應(yīng)力比鑿井井架設(shè)計(jì)包絡(luò)值0.650.650.650.65B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.200.440.310.50A、B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.200.680.190.63單繩桁架式井架設(shè)計(jì)包絡(luò)值0.370.350.180.15B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.120.050.200.28A、B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.120.120.100.20多繩單斜撐井架設(shè)計(jì)包絡(luò)值0.770.770.510.37B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.270.310.350.21A、B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.300.300.530.16多繩雙斜撐三柱井架設(shè)計(jì)包絡(luò)值0.990.990.42B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.240.240.39A、B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.240.240.39多繩雙斜撐四柱井架設(shè)計(jì)包絡(luò)值0.790.790.550.55B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.380.270.400.56A、B點(diǎn)下沉后提升工況組合0.450.270.420.73注：沉降差為按0.001L計(jì)算的沉降差，L為斜撐基礎(chǔ)間距表2不均勻沉降引起的上天輪平臺(tái)偏移類型地基變形工況X方向（mm）Y方向（mm）鑿井井架B點(diǎn)下沉（23.0mm）21.0754.53A、B點(diǎn)下沉（33.4mm）57.630.00單繩桁架式井架B點(diǎn)下沉（14mm）8.5218.89A、B點(diǎn)下（19mm）23.820.00多繩單斜撐井架B點(diǎn)下沉（15mm）13.0626.78A、B點(diǎn)下沉（13.0mm）23.480.00多繩雙斜撐三柱井架B點(diǎn)下沉（23.0mm）21.0754.53A、B點(diǎn)下沉（33.4mm）57.630.00多繩雙斜撐四柱井架B點(diǎn)下沉（17.0mm）9.2128.27A、B點(diǎn)下沉（17.0mm）1.5021.50注：1.X方向?yàn)樘嵘较?，Y方向?yàn)榇怪碧嵘较颉?.表中偏移值為產(chǎn)生0.001L沉降差的計(jì)算值，未考慮其他組合。從井架的內(nèi)力變化規(guī)律來(lái)看，總共可以分為兩類，第一類是多次超靜定結(jié)構(gòu)井架，包括鑿井井架、單繩桁架式鋼井架、多繩雙斜撐四柱式鋼井架，這類井架結(jié)構(gòu)冗余度大，對(duì)變形比較敏感，構(gòu)件產(chǎn)生的次應(yīng)力大。如鑿井井架A點(diǎn)下沉0.001L時(shí)，工作荷載4號(hào)桿應(yīng)力比接近斷繩荷載，雙斜撐四柱式鋼井架在B點(diǎn)下沉0.001L時(shí)4號(hào)桿應(yīng)力比以已超過(guò)斷繩荷載。如果對(duì)角線兩點(diǎn)發(fā)生沉降，對(duì)結(jié)構(gòu)更為不利。第二類是靜定結(jié)構(gòu)的井架，包括多繩單斜撐式井架、多繩雙斜撐三柱式井架，從計(jì)算上看，不管是A點(diǎn)沉降還是A、B點(diǎn)共同沉降，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的次應(yīng)力小。井架基礎(chǔ)不均勻沉降會(huì)產(chǎn)生井架的傾斜，從而導(dǎo)致提升中心線的偏移。井架抵抗變形的能力可根據(jù)不均勻沉降實(shí)際變形和幾何變形的比值來(lái)確定。不均勻沉降造成天輪中心位置幾何偏移值δ可按下式近似計(jì)算：δ=Δ×H/LΔ—沉降差；H—上天輪中心高度；L—斜撐基礎(chǔ)之間距離。幾何變形值和斜撐基礎(chǔ)間不均勻沉降（A或B點(diǎn)）產(chǎn)生的實(shí)際變形值，整理于表3。表3天輪中心幾何偏移值和計(jì)算偏移值（A或B點(diǎn)沉降）井架類型鑿井井架（mm）單繩桁架式（mm）多繩單斜撐式（mm）多繩雙斜撐三柱式（mm）多繩雙斜撐四柱式（mm）計(jì)算值18.9218.8926.7854.5328.27幾何偏移值27.5026.0030.7057.1039.90比值0.690.730.870.950.71從表中可以看出，第一類超靜定結(jié)構(gòu)鋼井架計(jì)算值與幾何偏移值的比值在0.7~0.8左右，第二類靜定結(jié)構(gòu)井架為比值為0.8以上，變形接近幾何值。綜上所述，不均勻沉降對(duì)第一類是多次超靜定結(jié)構(gòu)井架會(huì)產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，對(duì)第二類靜定結(jié)構(gòu)井架，雖然次應(yīng)力很小，但會(huì)產(chǎn)生較大的傾斜。不均勻沉降值的