钢梁固定结构的制作方法

本发明涉及矿山竖井装备机械结构领域，尤其是涉及一种钢梁固定结构。

背景技术：

相关技术中，钢梁与井壁的固定结构主要是在钢梁翼板上开孔，然后与角钢托板连接，角钢托板通过锚杆固定在井壁上。当槽钢梁受力增大时，需要在钢梁的腹板上焊接角钢，角钢与钢梁的翼板齐平，然后通过螺栓与角钢托架连接。这种固定结构在钢梁受力小的情况下使用得多。

然而，随着矿山能力的提高，尤其是提升井中，钢梁的受力越来越大，此时角钢托板显得很单薄，也与“高大”的钢梁外形尺寸不匹配，影响视觉安全。同时，采用上下角钢托板的固定结构，受现场施工质量的影响，往往需要对托板或钢梁现场扩孔，受角钢尺寸影响，扩孔大小受限，安装困难，且现场扩孔也大大降低了托板和钢梁的承载能力，使得安装质量无法保证。此外，由于是井下现场电焊扩孔，严重影响施工进度，且不利于施工者的安全。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种钢梁固定结构，以提高钢梁的承载能力，提高安装施工的安全性。

根据本发明实施例的钢梁固定结构，包括：锚杆，所述锚杆适于锚固在井壁上；焊接托架，所述焊接托架具有侧板、平板和肋板，所述侧板沿井壁设置，所述侧板与所述锚杆相连以固定在所述井壁上，所述平板水平连接在所述侧板的一侧，所述肋板位于所述平板下方且与所述侧板相连，所述平板上设有第一连接孔；钢梁，所述钢梁支承在所述平板上，所述钢梁上设有第二连接孔；螺栓，所述螺栓分别穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔以连接所述钢梁和所述焊接托架；辅助卡件，所述辅助卡件卡在所述钢梁上且连接在所述焊接托架上。

根据本发明实施例的钢梁固定结构，采用焊接托架替代现有的上下角钢来支撑固定钢梁，采用辅助卡件提高钢梁固定节点的强度，保证了钢梁固定节点的强度，降低了安装作业强度，保证螺栓连接，维修方便，同时使其在偶然的碰撞时不发生破坏。这种钢梁固定结构，结构简单，加工安装方便，技术要求低，实现成本低，劳动作业强度低。

在一些实施例中，所述钢梁具有腹板和翼板，所述翼板沿所述腹板的长度方向连接在所述腹板的至少一侧，位于所述腹板下方的所述翼板与所述平板紧贴且设有所述第二连接孔。

具体地，所述钢梁为工字钢、槽钢和角钢中至少一种。

在一些实施例中，所述螺栓沿所述钢梁的长度方向设有多个，所述辅助卡件设在两个所述螺栓之间。

在一些实施例中，所述辅助卡件为u型卡，所述平板上设有第三连接孔，所述u型卡的端部配合在所述第三连接孔内。

具体地，所述u型卡的两端均具有螺纹，所述平板上位于所述钢梁两侧均设有所述第三连接孔，所述u型卡的两端穿过两侧的所述第三连接孔后与螺母配合；或者，所述u型卡仅一端具有螺纹，所述平板上位于所述钢梁单侧设有所述第三连接孔，所述u型卡的设有所述螺纹的一端穿过所述第三连接孔后与螺母配合。

在一些实施例中，所述肋板垂直连接在所述平板下方。

在一些实施例中，所述侧板为竖向直板，或者所述侧板为与所述井壁相适配的弧形板。

在一些实施例中，所述侧板在朝向所述井壁的一侧设有填充层。

具体地，所述填充层为由流体充入所述侧板与所述井壁之间的空隙后凝固的水泥砂浆层。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中钢梁固定结构的侧视图(其中为方便理解，观测不到的结构采用虚线示出)；

图2为本发明实施例中钢梁固定结构的侧视图(其中为方便理解，观测不到的结构采用虚线示出)；

图3为本发明实施例中焊接托架(侧板为竖向直板)的侧视图；

图4为本发明实施例中锚杆的侧视图；

图5为本发明实施例中工字钢的俯视图；

图6为本发明实施例中槽钢和角钢的俯视图；

图7为本发明实施例中钢梁固定结构的俯视图(其中为方便理解，观测不到的结构采用虚线示出)；

图8为本发明实施例中焊接托架(侧板为与井壁相适配的弧形板)的俯视图；

图9为本发明实施例中钢梁固定结构的俯视图(其中为方便理解，观测不到的结构采用虚线示出)；

图10为本发明实施例中辅助卡件(侧面呈u形)的结构示意图；

图11为本发明实施例中辅助卡件(侧面近似呈l形)的结构示意图。

附图标记：

钢梁固定结构100、

锚杆1、

焊接托架2、侧板21、第四连接孔211、平板22、第一连接孔221、第三连接孔222、肋板23、

钢梁3、腹板31、翼板32、第二连接孔321、工字钢33、槽钢34、角钢35、

螺栓4、

辅助卡件5、

螺母6、

井壁200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“长度”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图11描述根据本发明实施例的钢梁固定结构100。

根据本发明实施例的钢梁固定结构100，如图1-图5所示，包括：锚杆1、焊接托架2、钢梁3、螺栓4和辅助卡件5。焊接托架2具有侧板21、平板22和肋板23，平板22水平连接在侧板21的一侧，肋板23位于平板22下方且与侧板21相连，平板22上设有第一连接孔221，钢梁3上设有第二连接孔321。锚杆1适于锚固在井壁200上，侧板21沿井壁200设置，侧板21与锚杆1相连以固定在井壁200上。钢梁3支承在平板22上，螺栓4分别穿过第一连接孔221和第二连接孔321以连接钢梁3和焊接托架2，辅助卡件5卡在钢梁3上且连接在焊接托架2上。

其中，焊接托架2为焊接件，侧板21、平板22、肋板23通过焊接连接成一体。钢梁固定结构100在装配时，先将焊接托架2通过锚杆1固定于井壁200上，然后将钢梁3架在焊接托架2上，架好对位后用螺栓4将钢梁3和焊接托架2固定连接，最后用辅助卡件5将钢梁3卡在焊接托架2上。

需要说明的是，托架在钢梁的两端为钢梁提供支承作用，是钢梁的支座。所以托架设计的强度及其现场安装质量的好坏，直接关系到钢梁的承载能力，在提升竖井中尤为重要。近年来矿山提升能力及提升速度越来越高，这对钢梁的安装提出了更高的要求。为钢梁提供支承作用的托架势必也要提高要求，使之与钢梁的承载能力相匹配。托架的设计创新，不仅要保证其设计强度满足要求，同时也要保证其外形尺寸要与钢梁大小协调，满足视觉安全，同时也要考虑到现场恶劣的工作环境，要安装方便，降低劳动强度。

目前在现有技术中钢梁固定依然主要是采用上下角钢的托架结构。该种结构是在钢梁上下侧均设置角钢作为托架，该结构的实施方式是：在角钢上焊加劲肋板，分别在钢梁和角钢上开相应的螺栓孔，安装时将锚杆安装到井壁上，然后安装下角钢，固定钢梁，将钢梁用螺栓连接在下角钢上，然后安装上角钢，最后将钢梁用螺栓连接在上角钢上。由于钢梁安装时既要与上角钢对孔又要与下角钢对孔，该种结构现场对孔困难，安装作业强度高，安装质量无法保证，通常需要现场电焊扩孔，受角钢尺寸影响，扩孔大小也受限，严重者会把托板烧坏，严重降低托板的支承能力。因此该种结构已不能满足钢梁承载能力的要求，也不满足视觉安全。有的采用上下角钢托架的结构中由于无法螺栓连接，采用焊接安装，即在上下角钢锚固在井壁上，直接将钢梁焊在上下角钢上，这给以后托架和钢梁的维修更换带来一定的困难。总之，上下角钢托架无法保证和提供罐道安装固定节点所需要的强度，增加安装工作强度，削弱钢梁的承载能力，影响提升容器的运行和降低竖井的提升任务。在钢梁受到偶然事件时，不能发挥其应有的作用，易发生破坏。

随着技术的发展及矿山生产的需要，提升容器运行速度越来越快，这样就对钢梁的设计、安装及维修更换提出了越来越高的质量要求。钢梁的固定不仅要保证正常受力时不破坏，还要保证偶然事件发生时不失效，继续发挥其作用。

本申请采用焊接托架2替换了现有方案中的角钢托架，焊接托架2具有侧板21、平板22和肋板23，在肋板23的加持下焊接托架2整体刚度和强度得到大幅度提升，因此对钢梁3的承载能力也大幅度提升。而且焊接托架2由侧板21、平板22和肋板23焊接连接而成，在尺寸上三个板体完全可以根据实际需要选择适合的尺寸，即焊接托架2的尺寸可以根据设计强度和开孔要求进行确定，这避免了现场大量扩孔的麻烦。即使有扩孔的需要，由于焊接托架2不像角钢托架一样过于窄小，扩孔对焊接托架2的刚度影响不大，因此扩孔的限制也较小。这种焊接托架2的设置，不再需要在钢梁上方下方都设置托架，克服了上下托架及锚杆对位的难题。因此采用焊接托架2的钢梁固定结构100，其在承载能力、外形尺寸、视觉安全上与大载荷钢梁都是匹配的，保证了对钢梁的支承能力。由于井下工作环境恶劣，避免不了的要进行局部扩孔，考虑到这些因素，设计上增加了辅助卡件5对安装节点的强度进行弥补，保证其能安全使用。总之，焊接托架2结构简单，加工方便，技术要求低，实现成本低，既降低了劳动强度，安装方便，加快安装进度，又提高了钢梁固定节点的强度。

根据本发明实施例的钢梁固定结构100，采用焊接托架2替代现有的上下角钢来支撑固定钢梁3，采用辅助卡件5提高钢梁固定节点的强度，保证了钢梁固定节点的强度，降低了安装作业强度，保证螺栓4连接、维修方便，同时使其在偶然的碰撞时不发生破坏。这种钢梁固定结构，结构简单，加工安装方便，技术要求低，实现成本低，劳动作业强度低。

可选地，第一连接孔221可以采取粗装配设计，这样可以尽可能减少井下现场电焊扩孔的情况，减少扩孔对焊接托架2的刚性的影响，且方便安装，可以加快施工进度，提高安装人员的安全性。

在一些实施例中，如图1-图6所示，钢梁3具有腹板31和翼板32，翼板32沿腹板31的长度方向连接在腹板31的至少一侧，位于腹板31下方的翼板32与平板22紧贴且设有第二连接孔321。这样位于腹板31下方的翼板32与平板22紧贴可以使得钢梁3所承受的力均匀地分散在平板22上，减少平板22局部受力的情况，有利于提高平板22的耐疲劳强度。腹板31下方的翼板32设有的第二连接孔321可以与平板22上第一连接孔221相配合，从而可以作为位于腹板31下方的翼板32与平板22相连接的孔位。

具体地，如图1-图7所示，钢梁3为工字钢33、槽钢34和角钢35中至少一种。如图1和图5所示，当采用工字钢33时，工字钢33支承在焊接托架2上。螺栓4分别穿过第一连接孔221和第二连接孔321以连接工字钢33和焊接托架2。辅助卡件5卡在工字钢33上且连接在焊接托架2上。如图2和图6所示，当采用槽钢34时，槽钢34支承在平板22上。螺栓4分别穿过第一连接孔221和第二连接孔321以连接槽钢34和焊接托架2。辅助卡件5卡在工字钢33上且连接在焊接托架2上。同时，可以在焊接托架2上设置角钢35以进一步增加槽钢34的承载力。

进一步地，如图2所示，角钢35可以安装在平板22上，如图7所示，角钢35也通过螺栓4固定在平板22上。

在一些实施例中，如图1和2所示，螺栓4沿钢梁3的长度方向设有多个，辅助卡件5设在两个螺栓4之间。这样辅助卡件5可以提高两个螺栓4之间的连接强度，有利于提高钢梁3与焊接托架2的连接强度，进一步提高钢梁3的承载能力。

在一些实施例中，如图10和图11所示，辅助卡件5为u型卡，平板22上设有第三连接孔222，u型卡的端部配合在第三连接孔222内。

具体地，如图1-图3所示，u型卡的两端均具有螺纹，平板22上位于钢梁3两侧均设有第三连接孔222，u型卡的两端穿过两侧的第三连接孔222后与螺母6配合；或者，u型卡仅一端具有螺纹，平板22上位于钢梁3单侧设有第三连接孔222，u型卡的设有螺纹的一端穿过第三连接孔222后与螺母6配合。这样u型卡至少一端具有螺纹，从而可以穿过第三连接孔222与螺母6配合，进而将u型卡固定在钢梁3与平板22之间。

u型卡的侧面呈u形或l形。如图1和图10所示，当采用工字钢33时，通过第三连接孔222，u形的辅助卡件5可以卡在工字钢33的翼板32上，从而提高平板22与工字钢33之间的连接强度。如图2和图11所示，当采用槽钢34时，通过第三连接孔222，l形的辅助卡件5的较长的一端可以卡在槽钢34的翼板32上，较短的一端卡在槽钢34的腹板31上，从而提高平板22与槽钢34之间的连接强度。

在一些实施例中，如图1-图3所示，肋板23垂直连接在平板22下方。这样位于平板22下方的肋板23可以与平板22紧贴，从而当平板22受到外力时，可以将外力传递至肋板23处，肋板23可以承受一部分的外力，进而可以提高焊接托架2支撑的强度和稳定性。

在一些实施例中，如图3所示，侧板21为竖向直板，或者如图8所示，侧板21为与井壁200相适配的弧形板。如图1所示，当井壁200较为竖直时，可以使用竖向直板。如图7和如图9所示，当井壁200具有一定曲度时，可以使用与井壁200相适配的弧形板。这样侧板21与锚杆1相连以固定在井壁200上时，能够使得侧板21与井壁200接触良好，从而可以提高焊接托架2安装的稳定性。

可选地，如图3所示，侧板21上可以设有第四连接孔211，锚杆1的端部可以具有螺纹，锚杆1的设有螺纹的端部穿过第四连接孔211后与螺母6配合，从而可以通过锚杆1将侧板21固定在井壁200上。

在一些实施例中，侧板21在朝向井壁200的一侧设有填充层(图未示出)。可以理解的是，侧板21与井壁200之间存在一定的空隙，通过侧板21在朝向井壁200的一侧设有填充层，可以填补空隙，提高侧板21与井壁200之间的连接强度，进一步提高焊接托架2安装的稳定性。

具体地，填充层为由流体充入侧板21与井壁200之间的空隙后凝固的水泥砂浆层。这样流体可以良好地充入侧板21与井壁200之间的空隙，使得侧板21与井壁200可以通过凝固的水泥砂浆层连接紧密，从而提高侧板21与井壁200之间的连接强度，进一步提高焊接托架2安装的稳定性。当然，填充层也可以为胶质层等。

下面参考图1描述根据本发明实施例的一个具体实施例的钢梁固定结构100。

根据本发明实施例的钢梁固定结构100，包括：锚杆1、焊接托架2、钢梁3、螺栓4、辅助卡件5和螺母6。

锚杆1的端部可以具有螺纹，锚杆1的设有螺纹的端部穿过第四连接孔211后与螺母6配合以固定在井壁200上。

焊接托架2具有侧板21、平板22和肋板23。侧板21为竖向直板，且沿井壁200设置。侧板21上设有第四连接孔211。平板22水平连接在侧板21的一侧，平板22上设有第一连接孔221和第三连接孔222。肋板23位于平板22下方且与侧板21相连。

钢梁3具有腹板31和翼板32，翼板32沿腹板31的长度方向连接在腹板31的上下两侧，位于腹板31下方的翼板32与平板22紧贴且设有第二连接孔321。钢梁3为工字钢33。螺栓4分别穿过第一连接孔221和第二连接孔321以连接钢梁3和焊接托架2。螺栓4沿钢梁3的长度方向设有多个。

辅助卡件5卡在钢梁3上且连接在焊接托架2上。辅助卡件5设在两个螺栓4之间。辅助卡件5为u型卡，u型卡的端部配合在第三连接孔222内。u型卡的两端均具有螺纹，平板22上位于钢梁3两侧均设有第三连接孔222，u型卡的两端穿过两侧的第三连接孔222后与螺母6配合。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。