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“三棱臺”形放散煙囪綜合吊裝施工技術(shù)

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：本文敘述了“三棱臺”形放散煙囪一種不同于常規的施工方法。此方法采取了回轉機構、組裝后分段吊裝、補強加固等措施，巧妙的解決了“三棱臺”形煙囪因自身高、重、大，管柱與水平面不垂直及吊車(chē)起重能力不夠等因素而造成安裝難的問(wèn)題。
    關(guān)鍵詞：回轉機構 分段吊裝

    首秦煉鋼工程放散煙囪由三根Ф1420×12的鋼管組成，形狀像三棱臺，其總重150t，高80m，±0.0m 標高處每根管柱中心間的距離均為11.384m， +80.0m標高處每根管柱中心間的距離均為3.948m，每根管柱與水平面的成84°角，每根管柱之間每隔13.25m高有桁架相連。

    1、工程特點(diǎn)
    1.1 安裝對正難度大
    因每根管柱與水平面的成84°角，安裝對正時(shí)角度控制難度大。本施工方法采用單件散裝至+14.0m標高處，然后在兩根管柱+2.0m處設置回轉軸，并切斷管柱，將煙囪沿回轉軸水平放倒，最后把剩余部分總體組裝完畢后在+55.0m處切斷分段吊裝。采用這種方法最大限度的降低了安裝對正的難度。
    1.2 吊裝難度大
    因為放散煙囪的總重重、自身高、三根立管間距大并與水平面不垂直等本身因素影響，以及現場(chǎng)場(chǎng)地狹窄等因素限制和影響，所以吊裝難度大。
    1.3 充分利用現有的起重機
    目前，現場(chǎng)只有181t履帶吊和50t履帶吊。181t履帶吊加配重后可改為208t履帶吊，桿長(cháng)最大組合可達79.3m，采取調整桿長(cháng)、分段吊裝的方法能滿(mǎn)足吊裝的需要。50t履帶吊在組裝煙囪扳起的過(guò)程中配合208t履帶式起重機吊裝。

    2、施工方法的確定與煙囪的分段
    構件吊裝的方法有四種：?jiǎn)渭跹b法、組裝后整體吊裝法、組裝后分段吊裝法、綜合吊裝法。如果選擇單件吊裝法安裝，煙囪的立管柱與水平面不垂直，這樣安裝不便于質(zhì)量的控制；如果選擇組裝后整體吊裝法安裝，履帶吊的起重能力和桿長(cháng)不夠使用，煙囪的補強加固工作量很大；如果選擇組裝后分段吊裝法安裝，煙囪的補強加固工作量大；所以必須采取綜合吊裝法安裝。
    經(jīng)分析綜合吊裝法的實(shí)施步驟如下：先單件安裝煙囪到一定的高度，再在煙囪的兩根管柱上設置鋼軸，將三根管柱切斷水平放倒，把整個(gè)煙囪組裝完，最后把組裝好的煙囪分兩段吊裝。第一段組裝煙囪可以長(cháng)，因為在吊裝過(guò)程中履帶吊只承擔構件一半的負荷，并且利用這種方式吊裝煙囪，其補強加固工作量小。第二段組裝煙囪短，重量輕，但安裝位置高，履帶吊的桿長(cháng)不夠長(cháng)，我們采取煙囪一面桁架不組裝，在吊裝過(guò)程中履帶吊的桿頭能探進(jìn)煙囪內，這樣解決桿短的問(wèn)題。（必須對煙囪進(jìn)行補強加固。）采用綜合吊裝法施工有利于質(zhì)量的控制，降低了對履帶吊性能的要求，使補強加固工作量降到最低點(diǎn)。
    煙囪分段必須考慮吊車(chē)的起重能力、補強加固、便于搭設安裝臨時(shí)平臺等因素，具體分段如下：
    第一段: 標高+0.0m～標高+14.0m，這段的構件不組裝，單件直接安裝。（因為組裝后再安裝需要大量的補強加固措施。）
    第二段: 標高+2.0m～標高+55.0m。（第一段安裝完畢后，在標高+2.0m處的二根管柱上設置回轉機構，切斷管柱，將煙囪水平放倒，組裝剩下的構件，直至標高+80.0m為止，最后從標高+55.0m處切斷。）
    第三段: 標高+55.0m～標高+80.0m。

    3、安裝步驟：
    第一步：煙囪基礎驗收，煙囪構件進(jìn)場(chǎng)、堆放；
    第二步：把標高+14.0m以下的構件不組裝直接安裝；
    第三步：在標高+2.0m處的兩根管柱上設置回轉機構，切斷三根管柱，水平放倒煙囪；
    第四步：把標高+14.0m～標高+80.0m的放散煙囪構件組對、加固好，從標高+55.0m處切斷煙囪，把第三段煙囪吊離組對場(chǎng)地；
    第五步：用208t履帶吊吊起第二段的頂端，慢慢將第二段繞回轉機構扳起，當第二段的重心垂線(xiàn)快過(guò)回轉軸中心時(shí)，指揮50t履帶吊起吊吃勁；
    第六步：用208t履帶吊吊裝第三段；
    第七步：各梯子、平臺完善。

    4、煙囪基礎驗收，煙囪構件進(jìn)場(chǎng)、堆放
    4.1 基礎驗收
    接到基礎交接單后對基礎的軸線(xiàn)、標高及表面和地腳螺栓的規格及位置等進(jìn)行全面檢查。
    4.2 構件的進(jìn)場(chǎng)、堆放
    構件出制作廠(chǎng)前要對構件的材料、數量、規格、質(zhì)量及編號進(jìn)行檢查，發(fā)現問(wèn)題時(shí)，應及時(shí)反饋，并要求制作方整改。對于運輸過(guò)程中造成損壞的，應進(jìn)行現場(chǎng)修復。進(jìn)場(chǎng)時(shí)，構件應按編號和吊裝順序分類(lèi)堆放，構件的標識應朝便于識別的方向。構件堆放時(shí)下面應墊枕木，防止變形和損傷。

    5、煙囪安裝
    5.1 煙囪+14m以下的安裝
    5.1.1 墊鐵安裝
    5.1.1.1 墊鐵計算：
    在二次澆灌前煙囪的自重和地腳螺栓的緊固拉力全由墊鐵傳給基礎，所以墊鐵的總面積要根據基礎混凝土的抗壓強度、構件自重、螺栓的緊固力等參數確定，公式如下：

    每個(gè)基礎有18根螺栓，3個(gè)基礎，共計54根螺栓，每2根螺栓間設1組墊鐵，共計設置27塊墊板，假設墊鐵尺寸為90mm×150mm。

    故墊鐵的尺寸和組數滿(mǎn)足使用要求。
    5.1.1.2 墊鐵布置
    墊鐵布置的位置應在不影響灌漿的前提下距離地腳螺栓越近越好，這樣各種載荷通過(guò)墊鐵均勻的傳給基礎，防止局部壓偏、集中受力或底座在地腳螺栓緊固受力時(shí)變形等情況，并且每組墊鐵不得多于4塊，墊鐵布置的情況如圖1所示。

    擺放墊鐵時(shí)，盡量不用薄墊鐵，否則影響點(diǎn)焊質(zhì)量和受力時(shí)的穩定。當地腳螺栓擰緊后，將墊鐵三面圍焊，螺母與底座花焊。
    當放散煙囪安裝形成空間剛度單元后，應及時(shí)對管底板和基礎頂面的空隙采用細石混凝土進(jìn)行二次澆灌。
    5.1.2 煙囪+14m以下的安裝
    5.1.2.1 管柱組裝
    煙囪的三根管柱在+1.2m標高處有一個(gè)拐角，拐點(diǎn)后的管柱中心線(xiàn)與水平面成84°角。組裝時(shí)先用電腦放出大樣圖，如圖2所示，再按大樣圖的尺寸在油氈布上1 ：1畫(huà)出鋼管的展開(kāi)圖的邊線(xiàn)，剪出大樣，接著(zhù)把油氈布大樣繞著(zhù)緊貼鋼管外壁，畫(huà)出切割線(xiàn)，同時(shí)在鋼管上標出A、F、K、f四點(diǎn)。切斷管后將兩根管的高點(diǎn)與高點(diǎn)、低點(diǎn)與低點(diǎn)組對好，焊好即可。并且把A、F、K、f四點(diǎn)沿管的邊線(xiàn)返到管底，這是對齊基礎中心線(xiàn)的基準線(xiàn)點(diǎn)。

    5.1.2.2 煙囪的安裝
    煙囪的安裝流程按圖3進(jìn)行，安裝管柱時(shí)要嚴格控制管柱與水平面的角度。

    5.2 標高+2m處回轉機構的設置
    5.2.1 在遠離煉鋼廠(chǎng)房的兩根管柱上，標高+2m處設置回轉機構，為保證回轉機構的靈活轉動(dòng)，要求兩處回轉機構的中心軸線(xiàn)必須在同一根直線(xiàn)上。
    5.2.2 回轉機構設置
    在管柱標高+2m處上下各設1根32b工字鋼，部分穿入煙囪內，其穿入長(cháng)度為管道內徑，并滿(mǎn)焊。每根工字鋼的安裝要保證其垂直回轉中心線(xiàn)，以及工字鋼互相的平行，以保證回轉靈活。在標高+2m處下側的32b工字鋼下面有H型立柱與鋼管底座相連。在標高+2m處設置回轉軸，具體情況如圖4所示。

    5.3 煙囪的放平、組對、分段
    5.3.1 回轉機構安裝完畢后，在50t履帶吊配合下，將管柱切割開(kāi)，切割時(shí)要保證切口平齊。切割后將其放平在馬凳上，如圖5所示。

    5.3.2 煙囪的組對
    5.3.2.1 由于放散煙囪形狀像三棱臺，每根管柱與水平面的夾角為84°，因此組對的難度非常大。為保證放散煙囪的組對質(zhì)量，同時(shí)考慮到施工現場(chǎng)的實(shí)際情況，在組對現場(chǎng)搭設兩排馬凳，進(jìn)行放散煙囪的組對工作，如圖6所示。

    5.3.2.2 放散煙囪組對的吊車(chē)選用
    放散煙囪組對吊裝選用50t履帶吊，桿長(cháng)25m、作業(yè)半徑6～14m、起升高度15m、起升重量23.23～6.98t。
    5.3.2.3 放散煙囪的支撐、梯道平臺、梯道盡可能的在地面組對安裝就位，隨煙囪主體一起吊裝。
    5.3.2.4 鋼管焊接坡口形式、尺寸要符合圖紙及規范要求，坡口及其內外表面的清理要符合規范要求。
    5.3.2.5 鋼管對口平直度：允許偏差a為2mm，全長(cháng)偏差為10mm。檢查方法：管子對口時(shí)應在距接口中心200mm處測量平直度，如圖7所示。

    5.3.2.6 在組對過(guò)程中要標出未安裝的梯道平臺牛腿的位置、標高、角度和方向。
    5.3.2.7 組對時(shí)要根據實(shí)際情況，對鋼構件進(jìn)行加固，來(lái)滿(mǎn)足吊裝過(guò)程中鋼構件的穩固。
    5.4 第二段煙囪安裝
    5.4.1 吊車(chē)選用及準備工作
    吊車(chē)選用208t履帶式起重機，桿長(cháng)67.1m，工作半徑應控制在11.5m內，最大起重能力61.07t，最大起升高度64m。吊裝索具采用二根Φ52mm鋼絲繩，及相應配套的50t卡扣。
    配合吊裝的吊車(chē)選用50t履帶吊，桿長(cháng)19m，最大起重量為37t，站位于未設回轉軸的管柱底座旁。以便第二段煙囪在扳起過(guò)程中當重心垂線(xiàn)過(guò)回轉軸時(shí)分擔一肢管柱負荷，配合208t履帶式起重機把煙囪平穩就位。
    為保證第三根管柱能順利對接，在其地面的管柱上沿圓周均勻焊接1.5m長(cháng)的“導向角鋼”并與管柱中心成20°角。以便將管柱滑入對口。
    5.4.2 第二段煙囪安裝
    使用208t履帶式起重機站位于第二段煙囪頂端前方，掛好吊索，煙囪以標高+2m處的回轉機構為回轉中心，在吊車(chē)向前行走和提升下慢慢地將煙囪扳起，當煙囪的重心快越過(guò)回轉軸時(shí)，指揮50t履帶吊掛好吊索，配合208t履帶式起重機吊裝煙囪就位，如圖8、圖9所示。第二段就位后，測量煙囪中心，把三根管柱接口焊接好。

    5.5 第三段煙囪安裝
    5.5.1用208t履帶吊與50t履帶吊配合將第三段煙囪豎立起來(lái)，焊接爬梯和架子、焊接吊耳、加固煙囪等吊裝準備工作，同時(shí)將208t履帶吊接桿至79.3m，選擇好吊車(chē)站位點(diǎn)。
    5.5.2 用Φ52mm鋼絲繩及卡扣掛在離吊車(chē)近的兩點(diǎn)吊點(diǎn)，另一點(diǎn)吊點(diǎn)用10t倒鏈系掛。當吊車(chē)起鉤時(shí)，先張緊吊索，用倒鏈將吊索交匯處調至與重心重合，封固倒鏈，在煙囪下端系好麻繩起鉤，當升至下口超過(guò)55m時(shí)停止（此時(shí)應有人在第二段頂面觀(guān)察指揮），吊車(chē)通過(guò)走行或回轉，將第三段煙囪就位，如圖10所示：

    5.6 各梯子、平臺完善
    第三段起吊前應在頂部平臺放置一根小桅桿，以便用卷?yè)P吊裝未安裝的梯子、平臺及桁架。

    6、結束語(yǔ)
    本次煙囪安裝采用綜合吊裝法，先單件直接安裝，接著(zhù)組裝剩下的構件，最后分段吊裝。在單件直接安裝后設置回轉機構，將安裝完的構件切斷水平放倒，在這基礎上組裝剩下的構件。在分段上充分考慮了在吊裝過(guò)程中回轉機構承受一半負荷的特點(diǎn)，也充分考慮了履帶吊的的起重能力和桿長(cháng)的情況。通過(guò)上述各種有效的措施，巧妙地解決了“三棱臺”形煙囪自身高、重、大、管柱不垂直水平面及吊車(chē)起重能力不夠等因素造成安裝難的問(wèn)題。本方法的采取大部分構件地面整體組裝、分段吊裝的方法，縮短工期，節省人工，減少吊裝鉤次。采取回轉機構、加固煙囪等措施，所需吊車(chē)性能降低，節省機械臺班費，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。

    參考文獻
    1. 梁建智：簡(jiǎn)明結構吊裝工程施工手冊，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.9
    2. 張琨：鋼結構工程施工工藝標準，中國建筑工業(yè)出版社，2003.11
    3. 中國機械工業(yè)教育協(xié)會(huì )：鋼結構，機械工業(yè)出版社，2001.8
    4. 褚忠：設備安裝起重工，中國建筑工業(yè)出版社，1989.1
    5. 樊兆馥：重型設備吊裝手冊，冶金工業(yè)出版社，2001.4
    6. 北京首鋼建設集團機運公司：起重機械性能手冊，2006.3
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