U型钢架棚巷道异型梁抽门技术

U型钢架棚巷道挂钩式临时支护的设计与应用

郑煤集团公司裴沟煤矿 王余银

摘要 针对当前煤矿井下U型钢架棚巷道所使用的前探梁临时支护容易脱钩、不便操作的弱点，设计制作出了挂钩式临时支护，实践证明效果很好，实用性强。

关键词 架棚巷道 临时支护 设计 1、引言

裴沟矿是郑煤集团公司骨干矿井之一，建矿近五十年来，矿井掘进支护从坑木到水泥柱到工字钢，八十年代初期，掘进支护采用25#U型钢，随着矿井开采深度的不断增加和矿压增大，掘进技护逐渐被29#U型钢及36#U型钢所代替。由于技护形式的断面大幅度增加，顶板活压力大，掘进工作面的临时技护问题成为影响安全生产和制约单进速度的一大难题。掘进工作面迎头的临时支护在整个掘进施工工艺中是最关键的一个环节，正确使用临时支护可以解决空顶作业带来的片帮冒、顶事故，保护职工的生命安全，是顶板管理中一项非常可靠的安全措施。使用以往的抓爪前探梁挂钩进行临时支护U型钢梁方法，移动期间须几个人同时操作，使用人员多，工序多，工人劳动强度大，安全系数小，容易产生人身和顶板事故，工人的安全难以得到充分的保证。所有这一系列问题，都为煤矿安全生产埋下了事故隐患，处理时也很不安全，严重地影响了矿井安全生产和高产高效，

西翼轨道大巷更换U型钢棚安全技术措施

工作面名称编

制

人施工负责人总工程师批准日期执行日期

西翼轨道大巷

张德友 冉松河 2014年7月 日

2014年7月 日

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西翼轨道大巷更换U型钢棚安全技术措施审批意见

工程科： 安全科： 调度室： 总工程师：

西翼轨道大巷更换U型钢棚安全技术措施

一、施工概况：

根据工程安排，我队即将修葺西翼轨道大巷过煤段U型棚，保证巷道断面符合设计要求。为保证施工安全，特编写此本安全技术措施，经贯彻学习后严格执行。 二、施工位置：

西翼轨道大巷过煤段，即西15’点以东21m至106m处为止，共计需修棚约75米，具体施工位置以工程科通知为主。 三、架棚要求：

1、此处采用4200mm×3900mm的U型棚，此种棚子使用完毕后采用4600mm×3900mm的U型棚。

2、棚距500mm，U型棚需背紧、背实，U型棚扎角、迎山角符合设计要求。 四、施工方法及施工工艺：

1、施工前准备好大锤、钎子、镐、铁锨以及足够数量的U型棚和木板等支护材料。

2、进入工作地点首先检查顶板及两帮围岩情况，发现不安全因素先做处理。

3、作业前可根据现场需要决定是否搭架。如需搭架，

11401回风巷U型钢棚支护安全技术措施

11401回风巷掘进迎头沿煤层掘进遇断层，矿压显现大，岩层破碎，锚网支护失效，需架设U型钢棚进行支护，为确保该工程质量和施工安全，特制定本措施。

一、U型钢棚支护地点及工程量。

从11401回风巷掘进迎头架设U型钢棚，预计工程量为：10米。

二、U型钢棚支护及施工要求

选用的U型钢棚规格：净宽×净高=3000mm×3000㎜，棚距0.6m。

施工中严格按给定的中、腰线施工，钻爆法施工，循环进度0.6米，掘进断面3300mm×3150mm,然后采用U型钢棚支护，挂网逐架支护U型钢棚，用砼背板刹紧顶帮。每架U型钢棚每根棚腿的腰线及底板以上0.3m处各布置2根锚杆，上卡子固定，每架U型钢棚之间采用拉杆紧固，顶一根，两帮各一根，顶部及两帮采用挂网喷浆。喷浆厚度不低于100mm。

临时支护

采用2根长度不小于4.0m铁路作为临时支护（前探梁），最大控顶距不大于1m， 2根前探梁间距不大于1.6m，每根前探梁不少于2处用直径18 mm螺纹钢吊环固牢在棚梁上。 采用风钻湿式打眼，钻爆法施工，耙矸机耙装矿车运输，

斜巷采用绞车提升。围岩完整稳定时，采用两掘一喷的作业方式；围岩破碎、压力大时，采用一掘

门式刚架轻钢厂房设计

常见的厂房效果图

“门式刚架轻型房屋钢结构”，其中“门式”，主要有两种形式：双坡、单坡。门式刚架不仅仅只针对轻钢，也包括普钢。轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。

双坡（人字坡）

单坡

“轻钢”，这里有比较具体的限定：“单跨或多跨实腹式门式刚架”、“轻钢屋盖和轻钢外墙”、“起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车（当然也可以是单梁吊车）”、“悬挂吊车起重量不超过3t”、“单层”、“跨度一般不宜超过36m”、“高度一般不宜超过12m”、“柱距一般不宜超过9m”。后面三条，一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范，并不是限定的那么严格。

门式轻钢，多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。设计时，首先要确定规范的采用，不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。一些大吨位吊车，格构柱等的门式结构为重

（普）钢结构，需按《钢结构设计规范》来采用。

简单的轻钢门式厂房结构

上图是最简单的门式轻钢厂房：四连跨，单跨人字坡24米，无吊车，铰接柱脚。 门式轻钢厂房结构体系的构成：主结构、次结构、围护结构、其他附属结构。 ◇主结构：横向主钢架 结构中最主要的部分，也是主受力部分，在门刚中为平面结构

一.分析种类： 结构力学静力分析 二.基本理论：

结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。结构矩阵分析方法认为：结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体，每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦，装配在一起就提供整体结构的力学特性。 有限元法的基本思想是：

1. 假想把连续系统分割成数目有限的单元，单元只在数目有限的节点相连。在节点引进等效载荷，代替实际作用与系统的外载荷

2. 对每个单元由分块近似的思想，按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系

3. 把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来，引入边界条件，构成一组以节点变量为未知量的代数方程组，求解就得到有限个节点处的待求变量

所以，有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题转化为适合于数值求解的结构型问题

静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和蠕变。本次分析为结构线性静力分析

静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷

钢结构课程设计—门式钢架

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门式钢架设计

一、设计资料

某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m，檐高H=7.5m，屋面坡度B=1/10，跨度L=15m，柱距S=7.5m。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。

屋面材料、墙面材料采用单层彩板。

檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

基本风压 WO?0.35kN/m2，地面粗糙度B类。

二、结构平面柱网及支撑布置

该厂房长度150m，跨度12m，柱距7.5m，共有21榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。

厂房长度>60m，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为1.5m；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高＞柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。

三、荷载的计算

（一）计算模型的选取

取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高7.5m，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m；屋面坡度为1：10。因此得到刚架计算模型：

2

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（二）荷载取值计算

长度柱距跨

《轻型门式刚架》课程设计任务书

一、课程设计目的与要求

培养学生综合运用所学《钢结构设计》知识，计算和设计轻钢门式刚架结构。训练提高学生查阅资料，全面掌握钢结构的选型、柱网布置、荷载计算、结构分析、构件和节点设计、绘制钢结构施工图等专门知识，从而培养学生分析问题和解决实际工程问题的综合能力。

二、设计资料

1、参考尺寸：某地区拟建轻钢结构，建筑面积不少于1500m2，屋面坡度采用1:10。柱距7.5米、跨度和檐口高见图1。

2、材料：梁、柱均采用Q235-B钢材；屋面、墙面采用彩色钢板或夹芯板。 3、建筑物安全等级为2级。地震设防烈度：7度，场地土为II类；

4、控制指标：柱顶水平位移h/60（h为柱高度）；横梁挠度L/180（L为构件跨度）。 5、刚架荷载：见表1 6、设计选题：见表2

7、梁、柱参考截面： 梁H440×250×8×10； 柱H（300~650）×250×10×12

图1 刚架计算简图

图2 刚架弯矩图

表1 门式刚架内力简表

表2 门式刚架设计选题表

三、课程设计内容与时间安排

1、内容

（1）确定门式刚架形式；进行结构布置（包括柱网、支撑体系布置）； （2）根据荷载条件进行

河北三元食品有限公司钢结构厂房

制作、安装技术方案

第一节 钢结构制作方案

一、制作准备

1) 技术准备

a. 组织专业技术人员熟悉图纸,进行图纸会审,使施工人员更了解图纸及设计意图； b. 采用PKPM空间钢结构设计软件和对结构节点进行优化设计（中国建筑科学研究院编）； c. 采用其他空间钢结构设计软件和对结构节点进行符合；

d. 针对该结构的工艺特点，编制科学、细致、可行的加工、制作工艺流程。组织加工、制作、安装人员进行技术交底,明确施工技术要点,做到严格按照工艺及安装技术措施施工。 2) 物质准备

a. 编制材料采购计划并提出材料采购的质量要求。材料进场前应首先复核材料质量保证书，主材及辅材质量均应达到国家相关的技术条件方可进行加工制作；

b. 保养及检查维修机械设备，使其达到设计要求精度。编制运输车辆及安装机械需用量,根据施工进度及时调往施工现场；

c.调动技术、加工、安装人员，编制施工进度计划，使之合理、有效的完成各道工序。 3) 劳动组织准备

a. 根据工程的规模、结构特点及复杂程度，组织调度精兵强将参加制作与安装。特殊工种必须具备相应的资格证书，安装

河北三元食品有限公司钢结构厂房

制作、安装技术方案

第一节 钢结构制作方案

一、制作准备

1) 技术准备

a. 组织专业技术人员熟悉图纸,进行图纸会审,使施工人员更了解图纸及设计意图； b. 采用PKPM空间钢结构设计软件和对结构节点进行优化设计（中国建筑科学研究院编）； c. 采用其他空间钢结构设计软件和对结构节点进行符合；

d. 针对该结构的工艺特点，编制科学、细致、可行的加工、制作工艺流程。组织加工、制作、安装人员进行技术交底,明确施工技术要点,做到严格按照工艺及安装技术措施施工。 2) 物质准备

a. 编制材料采购计划并提出材料采购的质量要求。材料进场前应首先复核材料质量保证书，主材及辅材质量均应达到国家相关的技术条件方可进行加工制作；

b. 保养及检查维修机械设备，使其达到设计要求精度。编制运输车辆及安装机械需用量,根据施工进度及时调往施工现场；

c.调动技术、加工、安装人员，编制施工进度计划，使之合理、有效的完成各道工序。 3) 劳动组织准备

a. 根据工程的规模、结构特点及复杂程度，组织调度精兵强将参加制作与安装。特殊工种必须具备相应的资格证书，安装

钢结构课程设计

1. 设计资料 某车间跨度9m，长度90m, 柱高4.5m，柱距6m，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m，屋面坡度

i?1/10，当地雪荷载0.25kN/㎡，基本风压0.4 KN/㎡，地面粗糙度：B类，风载体型系数如下图

钢材采用Q235钢，焊条E43型。 屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板

檩条墙梁： 薄壁卷边C型钢 本课程设计不考虑地震作用

2．屋面构件

1.夹芯板

夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为0.50㎜，板厚为80㎜。 2.檩条

檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢18037032033.0，跨中设拉条一道。

3．荷载和内力计算

3．1 荷载 1. 永久荷载标准值

屋面夹芯板 0.25 kN/㎡ 檩条 0.05 kN/㎡ 悬挂构件