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“三棱臺(tái)”形放散煙囪綜合吊裝施工技術(shù)

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：本文敘述了“三棱臺(tái)”形放散煙囪一種不同于常規(guī)的施工方法。此方法采取了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、組裝后分段吊裝、補(bǔ)強(qiáng)加固等措施，巧妙的解決了“三棱臺(tái)”形煙囪因自身高、重、大，管柱與水平面不垂直及吊車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(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 分段吊裝

    首秦?zé)掍摴こ谭派焽栌扇?420×12的鋼管組成，形狀像三棱臺(tái)，其總重150t，高80m，±0.0m 標(biāo)高處每根管柱中心間的距離均為11.384m， +80.0m標(biāo)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(duì)正難度大
    因每根管柱與水平面的成84°角，安裝對(duì)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(biāo)高處，然后在兩根管柱+2.0m處設(shè)置回轉(zhuǎn)軸，并切斷管柱，將煙囪沿回轉(zhuǎn)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(duì)正的難度。
    1.2 吊裝難度大
    因?yàn)榉派焽璧目傊刂?、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(xiàn)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(xiàn)有的起重機(jī)
    目前，現(xiàn)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(zhǎng)最大組合可達(dá)79.3m，采取調(diào)整桿長(zhǎng)、分段吊裝的方法能滿足吊裝的需要。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(jī)吊裝。

    2、施工方法的確定與煙囪的分段
    構(gòu)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(zhǎng)不夠使用，煙囪的補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)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(shè)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(zhǎng)，因?yàn)樵诘跹b過(guò)程中履帶吊只承擔(dān)構(gòu)件一半的負(fù)荷，并且利用這種方式吊裝煙囪，其補(bǔ)強(qiáng)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(zhǎng)不夠長(zhǎng)，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(nèi)，這樣解決桿短的問(wèn)題。（必須對(duì)煙囪進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。）采用綜合吊裝法施工有利于質(zhì)量的控制，降低了對(duì)履帶吊性能的要求，使補(bǔ)強(qiáng)加固工作量降到最低點(diǎn)。
    煙囪分段必須考慮吊車的起重能力、補(bǔ)強(qiáng)加固、便于搭設(shè)安裝臨時(shí)平臺(tái)等因素，具體分段如下：
    第一段: 標(biāo)高+0.0m～標(biāo)高+14.0m，這段的構(gòu)件不組裝，單件直接安裝。（因?yàn)榻M裝后再安裝需要大量的補(bǔ)強(qiáng)加固措施。）
    第二段: 標(biāo)高+2.0m～標(biāo)高+55.0m。（第一段安裝完畢后，在標(biāo)高+2.0m處的二根管柱上設(shè)置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，切斷管柱，將煙囪水平放倒，組裝剩下的構(gòu)件，直至標(biāo)高+80.0m為止，最后從標(biāo)高+55.0m處切斷。）
    第三段: 標(biāo)高+55.0m～標(biāo)高+80.0m。

    3、安裝步驟：
    第一步：煙囪基礎(chǔ)驗(yàn)收，煙囪構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)、堆放；
    第二步：把標(biāo)高+14.0m以下的構(gòu)件不組裝直接安裝；
    第三步：在標(biāo)高+2.0m處的兩根管柱上設(shè)置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，切斷三根管柱，水平放倒煙囪；
    第四步：把標(biāo)高+14.0m～標(biāo)高+80.0m的放散煙囪構(gòu)件組對(duì)、加固好，從標(biāo)高+55.0m處切斷煙囪，把第三段煙囪吊離組對(duì)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)扳起，當(dāng)?shù)诙蔚闹匦拇咕€快過(guò)回轉(zhuǎn)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(tái)完善。

    4、煙囪基礎(chǔ)驗(yàn)收，煙囪構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)、堆放
    4.1 基礎(chǔ)驗(yàn)收
    接到基礎(chǔ)交接單后對(duì)基礎(chǔ)的軸線、標(biāo)高及表面和地腳螺栓的規(guī)格及位置等進(jìn)行全面檢查。
    4.2 構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)、堆放
    構(gòu)件出制作廠前要對(duì)構(gòu)件的材料、數(shù)量、規(guī)格、質(zhì)量及編號(hào)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)反饋，并要求制作方整改。對(duì)于運(yùn)輸過(guò)程中造成損壞的，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。進(jìn)場(chǎng)時(shí)，構(gòu)件應(yīng)按編號(hào)和吊裝順序分類堆放，構(gòu)件的標(biāo)識(shí)應(yīng)朝便于識(shí)別的方向。構(gòu)件堆放時(shí)下面應(yīng)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(jì)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(chǔ)，所以墊鐵的總面積要根據(jù)基礎(chǔ)混凝土的抗壓強(qiáng)度、構(gòu)件自重、螺栓的緊固力等參數(shù)確定，公式如下：

    每個(gè)基礎(chǔ)有18根螺栓，3個(gè)基礎(chǔ)，共計(jì)54根螺栓，每2根螺栓間設(shè)1組墊鐵，共計(jì)設(shè)置27塊墊板，假設(shè)墊鐵尺寸為90mm×150mm。

    故墊鐵的尺寸和組數(shù)滿足使用要求。
    5.1.1.2 墊鐵布置
    墊鐵布置的位置應(yīng)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(chǔ)，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(wěn)定。當(dāng)?shù)啬_螺栓擰緊后，將墊鐵三面圍焊，螺母與底座花焊。
    當(dāng)放散煙囪安裝形成空間剛度單元后，應(yīng)及時(shí)對(duì)管底板和基礎(chǔ)頂面的空隙采用細(xì)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(biāo)高處有一個(gè)拐角，拐點(diǎn)后的管柱中心線與水平面成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，剪出大樣，接著把油氈布大樣繞著緊貼鋼管外壁，畫(huà)出切割線，同時(shí)在鋼管上標(biāo)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(duì)好，焊好即可。并且把A、F、K、f四點(diǎn)沿管的邊線返到管底，這是對(duì)齊基礎(chǔ)中心線的基準(zhǔn)線點(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(yán)格控制管柱與水平面的角度。

    5.2 標(biāo)高+2m處回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)置
    5.2.1 在遠(yuǎn)離煉鋼廠房的兩根管柱上，標(biāo)高+2m處設(shè)置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，為保證回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，要求兩處回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中心軸線必須在同一根直線上。
    5.2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置
    在管柱標(biāo)高+2m處上下各設(shè)1根32b工字鋼，部分穿入煙囪內(nèi)，其穿入長(zhǎng)度為管道內(nèi)徑，并滿焊。每根工字鋼的安裝要保證其垂直回轉(zhuǎn)中心線，以及工字鋼互相的平行，以保證回轉(zhuǎn)靈活。在標(biāo)高+2m處下側(cè)的32b工字鋼下面有H型立柱與鋼管底座相連。在標(biāo)高+2m處設(shè)置回轉(zhuǎn)軸，具體情況如圖4所示。

    5.3 煙囪的放平、組對(duì)、分段
    5.3.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)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(duì)
    5.3.2.1 由于放散煙囪形狀像三棱臺(tái)，每根管柱與水平面的夾角為84°，因此組對(duì)的難度非常大。為保證放散煙囪的組對(duì)質(zhì)量，同時(shí)考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)兩排馬凳，進(jìn)行放散煙囪的組對(duì)工作，如圖6所示。

    5.3.2.2 放散煙囪組對(duì)的吊車選用
    放散煙囪組對(duì)吊裝選用50t履帶吊，桿長(zhǎng)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(tái)、梯道盡可能的在地面組對(duì)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(guī)范要求，坡口及其內(nèi)外表面的清理要符合規(guī)范要求。
    5.3.2.5 鋼管對(duì)口平直度：允許偏差a為2mm，全長(zhǎng)偏差為10mm。檢查方法：管子對(duì)口時(shí)應(yīng)在距接口中心200mm處測(cè)量平直度，如圖7所示。

    5.3.2.6 在組對(duì)過(guò)程中要標(biāo)出未安裝的梯道平臺(tái)牛腿的位置、標(biāo)高、角度和方向。
    5.3.2.7 組對(duì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行加固，來(lái)滿足吊裝過(guò)程中鋼構(gòu)件的穩(wěn)固。
    5.4 第二段煙囪安裝
    5.4.1 吊車選用及準(zhǔn)備工作
    吊車選用208t履帶式起重機(jī)，桿長(zhǎng)67.1m，工作半徑應(yīng)控制在11.5m內(nèi)，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(yīng)配套的50t卡扣。
    配合吊裝的吊車選用50t履帶吊，桿長(zhǎng)19m，最大起重量為37t，站位于未設(shè)回轉(zhuǎn)軸的管柱底座旁。以便第二段煙囪在扳起過(guò)程中當(dāng)重心垂線過(guò)回轉(zhuǎn)軸時(shí)分擔(dān)一肢管柱負(fù)荷，配合208t履帶式起重機(jī)把煙囪平穩(wěn)就位。
    為保證第三根管柱能順利對(duì)接，在其地面的管柱上沿圓周均勻焊接1.5m長(zhǎng)的“導(dǎo)向角鋼”并與管柱中心成20°角。以便將管柱滑入對(duì)口。
    5.4.2 第二段煙囪安裝
    使用208t履帶式起重機(jī)站位于第二段煙囪頂端前方，掛好吊索，煙囪以標(biāo)高+2m處的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)中心，在吊車向前行走和提升下慢慢地將煙囪扳起，當(dāng)煙囪的重心快越過(guò)回轉(zhuǎn)軸時(shí)，指揮50t履帶吊掛好吊索，配合208t履帶式起重機(jī)吊裝煙囪就位，如圖8、圖9所示。第二段就位后，測(cè)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(zhǔn)備工作，同時(shí)將208t履帶吊接桿至79.3m，選擇好吊車站位點(diǎn)。
    5.5.2 用Φ52mm鋼絲繩及卡扣掛在離吊車近的兩點(diǎn)吊點(diǎn)，另一點(diǎn)吊點(diǎn)用10t倒鏈系掛。當(dāng)?shù)踯嚻疸^時(shí)，先張緊吊索，用倒鏈將吊索交匯處調(diào)至與重心重合，封固倒鏈，在煙囪下端系好麻繩起鉤，當(dāng)升至下口超過(guò)55m時(shí)停止（此時(shí)應(yīng)有人在第二段頂面觀察指揮），吊車通過(guò)走行或回轉(zhuǎn)，將第三段煙囪就位，如圖10所示：

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

    6、結(jié)束語(yǔ)
    本次煙囪安裝采用綜合吊裝法，先單件直接安裝，接著組裝剩下的構(gòu)件，最后分段吊裝。在單件直接安裝后設(shè)置回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將安裝完的構(gòu)件切斷水平放倒，在這基礎(chǔ)上組裝剩下的構(gòu)件。在分段上充分考慮了在吊裝過(guò)程中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)承受一半負(fù)荷的特點(diǎn)，也充分考慮了履帶吊的的起重能力和桿長(zhǎng)的情況。通過(guò)上述各種有效的措施，巧妙地解決了“三棱臺(tái)”形煙囪自身高、重、大、管柱不垂直水平面及吊車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(gòu)件地面整體組裝、分段吊裝的方法，縮短工期，節(jié)省人工，減少吊裝鉤次。采取回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、加固煙囪等措施，所需吊車性能降低，節(jié)省機(jī)械臺(tái)班費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

    參考文獻(xiàn)
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    4. 褚忠：設(shè)備安裝起重工，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1989.1
    5. 樊兆馥：重型設(shè)備吊裝手冊(cè)，冶金工業(yè)出版社，2001.4
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