矿山特种结构设计

矿山特种结构设计

作为安装提升和悬吊设备天轮的天轮平台是煤矿立井凿井施工过程中的重要承载结构。本章主要介绍天轮平台的型式与构造、荷载选取及天轮平台的设计计算方法。

01天轮平台的型式与构造

天轮平台位于凿井井架顶部，通常由钢结构梁组成的框形平台结构，主要用来安设提升和悬吊设备的天轮。天轮由天轮梁支撑，并直接承受全部提升物料和悬吊掘砌设备的荷载，然后荷载经由天轮依次传递给天轮梁、天轮平台主梁、凿井井架最后传递给基础。天轮平台是由四条边梁和一条中梁组成的“曰”字型框架，如图2.1所示。天轮梁一般成双出现在地安放在天轮平台上，承托提升天轮和悬吊天轮。天轮梁在天轮平台的位置以井内施工设备布置而定。主梁和天轮梁的选型应按计算确定，需要满足强度、刚度和稳定性要求。

天轮平台的型式通常采用正方形。天轮平台的平面尺寸亦即凿井井架的顶部尺寸，其取决于井筒直径和提升与悬吊设备的天轮数量及其布置。在满足使用要求的前提下，应该尽量缩小天轮平台的尺寸，常用的I~V型天轮平台尺寸为5.5x5.5m~7.5x7.5m，一般以0.5m为模数

天轮平台一般由4根边梁和一根中梁 (边梁和中梁统称主梁) 以及若干天轮梁组成。有时还设置用来支承天轮梁的支承梁(天轮梁和支承梁统称副梁)主梁和副梁组成天轮平台的梁系结构，如图2.1所示。天轮平台的边梁和中梁即主梁，由于承受很大的竖向荷载和水平荷载，采用普通型钢不够经济，所以它们通常都采用由三块钢板焊成的工字形截面组合梁 (图2.2a)，或者采用加强的轧制工字型钢(图2.2b) 。如果主梁还承受很大的轴向荷载，则梁的截面有时采用上翼缘(受压翼缘) 加强的形式(图2.2c、d)

天轮平台上的天轮梁和支承梁即副梁通常都选用轧制的工字型钢图2.2e)。只有当梁的计算内力较大或者缺乏大型号工字钢时，才考虑采用焊接工字形截面组合梁。

天轮梁通常直接支承在边梁和中梁上，或者彼此相互支承，有时还支承于专设的支承梁上。当天轮梁支承在主梁上时，其长度要求搭接时超过主梁不少于150mm，以便在其上钻孔，用U型螺栓将其与主梁固定，为了避免在边梁和中梁的翼缘上钻孔而降低承载能力，并保证井架能够多次重复使用，主梁上不准打孔，亦不准焊接。天轮梁与天轮梁天轮梁与支承梁之间通常都采用连接角钢和螺栓进行连接，如图2.4所示。天轮平台主梁之间彼此用连接板相连接.

天轮在天轮梁上的支承方式，应尽量使天轮轴承座直接承在天轮梁的上翼缘上，如图2.6a所示。但有时为了调整钢丝绳的高度，避免与井架构件相碰，而不得不将天轮轴承座安装的高于或低于天轮梁的上翼缘如图2.6b、c、d所示。或者增设导向轮，如图2.7所示。

为了满足天轮外缘于天轮平台边梁上翼缘之间的距离不小于60mm的要求，天轮轴心的升高可按下式计算 (图2.10a)

为了避免钢丝绳与天轮平台边梁上翼缘相碰擦，天轮轴心的升高可按下式计算(图2.10b)

如果按式《2.1)或式 (2.2) 算得的天轮轴心升高值小于或等于天轮梁高度与天轮轴乘座高度之和，则不必设置垫梁，否则必须设置垫梁，其高度可按下式计算:

END

准准酱