24m直徑造粒塔噴頭層施工方案探討

許金松 潘祠海 丁育軍 高洪文

湖北華盛建設(shè)有限公司 湖北宜昌 443000

24m直徑造粒塔噴頭層施工方案探討

許金松 潘祠海 丁育軍 高洪文

湖北華盛建設(shè)有限公司 湖北宜昌 443000

為解決越南國寧平市煤頭化工廠造粒塔85.10m處噴頭層鋼筋砼平臺結(jié)構(gòu)施工的難題，制定了塔內(nèi)鋼平臺作為支撐的施工方案，并為此設(shè)計了鋼大梁。經(jīng)過理論分析和實際操作表明，此施工技術(shù)安全、有效、節(jié)省、保證工期與質(zhì)量。

造粒塔噴頭層 鋼平臺設(shè)計 施工方案 驗算

1 工程概況

越南國寧平市煤頭化工廠造粒塔由圓形主塔和方形附屬塔組成，圓形主塔內(nèi)直徑為24.00m，高97.50m的圓筒形結(jié)構(gòu)；附屬方庫為9.50m×4.50m方筒形結(jié)構(gòu)，高度同主塔，其內(nèi)部主要由電梯井和鋼梯為造粒塔提供上下的通道。

本工程難點在于主塔85.10m處的噴頭層結(jié)構(gòu)施工。該部分為鋼筋混凝土平臺，由從庫壁挑出的8根0.45×2500～1300的鋼筋混凝土牛腿通過環(huán)梁進行支撐。由于主塔內(nèi)噴頭層以下無結(jié)構(gòu)層，如果由室內(nèi)地面向上搭設(shè)滿堂腳手架作為噴頭層結(jié)構(gòu)施工的支撐，則腳手架搭設(shè)工期長、周轉(zhuǎn)材料消耗大、搭設(shè)高度過高（達85.10m）、施工難度大。為保證工期，節(jié)約周轉(zhuǎn)材料，確保施工安全和工程質(zhì)量，擬定以下施工方案：

利用基礎(chǔ)承臺（1400厚）安裝一個鋼支架柱，鋼支架柱與筒壁之間每隔20m設(shè)附著架一道，支架頂部設(shè)鋼帽一座。

在現(xiàn)場制作8根L=12400mm的焊接H型加肋鋼梁，按照2%起拱制作。

利用上面的鋼支架及鋼梁在塔壁內(nèi)搭設(shè)一施工操作平臺，用于噴頭層結(jié)構(gòu)施工的支撐。

2 承重模板支架布置

操作平臺主體由預(yù)埋鐵件、焊接H型鋼、斜撐、鋼管、木板等組成。如圖1所示。

3 施工步驟

（1）滑升時在塔壁內(nèi)側(cè)沿四周均勻安放GL2預(yù)埋件。

（2）埋件滑出后即清除表面砼。

（3）滑升平臺滑升至環(huán)梁底82.1m標高停止砼澆筑平臺滑空，進行環(huán)梁施工，環(huán)梁內(nèi)外模板采用常規(guī)支模方法，用對拉螺桿進行加固。

（4）將環(huán)梁施工至83.5m處停止施工，進行操作平臺施工。

（5） 分別安裝鋼梁 GL1、GL2、GL3。

（6）平臺下口滿掛安全網(wǎng)，上口焊接鋼管欄桿，鋪平臺板形成施工用操作平臺。

（7）利用此操作平臺進行85.10m噴頭層結(jié)構(gòu)施工。

（8）鋼支架柱附墻鐵件中心標高為 20.00m、40.00m、60.00m。

（9）支撐用次梁GL-2筒壁埋件 M-1、M-2頂標高為：80.9m。

4 鋼支架柱強度計算

操作平臺的中心支點鋼支架柱與筒壁每隔20m設(shè)槽鋼附著架，支架柱頂部設(shè)鋼帽一座，頂部四周的連接輟條應(yīng)采用槽鋼加固。鋼支架柱采用四肢格構(gòu)式，每節(jié)4.0m高,采用高強螺栓連接，其單肢角鋼截型號為L160*16，其截面特性為：

單位重量為38.5kG/M;

強度計算:取N=P1=2000kN

滿足要求。

表1 氣割的允許偏差(mm)

表2 機械剪切的允許偏差(mm)

5 操作平臺鋼梁制作和安裝

在現(xiàn)場制作8根L=12200mm的焊接H型鋼加肋梁8根鋼梁，按照2%起拱制作。同時將GL2和GL3梁施工好，鋼結(jié)構(gòu)操作規(guī)程如下：

5.1 工藝流程

原材料→放樣下料→鉆孔→拼裝焊接→矯正→除銹底漆→運輸→安裝→補底漆→驗收。鋼結(jié)構(gòu)制作按構(gòu)件分件安裝方案考慮。

表3 85.1m噴頭層平臺梁、板截面統(tǒng)計表

表4 85.1m噴頭層荷載匯總

5.2 下料

嚴格按圖紙尺寸及翻樣單，先在地面平臺上按1∶1比例放大樣，用0.5mm鐵皮制作樣板，用扁鋼制作樣桿、樣板，樣桿均應(yīng)考慮切割的收縮量，在樣板、樣桿上應(yīng)注明圖號、零件號、數(shù)量、坡口位置、孔徑等。下料主要采用半自動氣割，型鋼采用砂輪切割機切割。氣割前將鋼材切割區(qū)域內(nèi)表面的鐵銹、污物等清除干凈，氣割后清除熔渣和飛濺物。

5.3 拼裝焊接矯正

（1）鋼梁、按1∶1比例在砼地面上放大樣標出軸線及型鋼定位線，分段尺寸要避免累計誤差，相對孔位用定位銷固定，構(gòu)件尺寸應(yīng)與圖紙相符。

（2）鋼構(gòu)件成型后再復(fù)測各分部尺寸。

（3）所有焊縫應(yīng)滿足圖紙規(guī)定的焊接高度。

（4）參加該工程施焊的焊工應(yīng)在考試合格證有效期內(nèi)擔(dān)任合格項目的焊接工作，嚴禁無證焊工上崗施焊。

（5）施焊前先做焊接試驗報告及工藝評定，選擇合理的工藝參數(shù)及焊接順序。

（6）焊縫金屬表面焊波應(yīng)均勻，不得有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷。

（7）為保證半成品、成品變形控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，雖采取了正確的焊接方法及防變措施，但成品還在一定程度上存在變形，需矯正在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，矯正方法可采用機械法：用千斤頂、支承架矯正；也可用火工矯正，用焊槍加熱至600℃左右，在赤熱狀態(tài)下用水冷卻。

5.4 安裝

筒身滑升至80.9m處，在相應(yīng)位置預(yù)留400×950×200（寬×高×厚）洞，筒體滑升至標高82.1m時停止砼澆筑，待筒壁砼達到75%設(shè)計強度后（做同條件試塊試壓），進行內(nèi)外模板拉模，提模，滑空并加固。

派專人將筒壁預(yù)留洞清理干凈，同時將鋼支架鋼帽焊接牢固（頂標高81.1m），然后利用施工塔吊分部將制作好的8根焊接H型加肋鋼梁安裝就位并焊接（一端擱置在支架柱鋼帽上，另一端擱置在筒壁預(yù)留洞內(nèi)）。H型加肋鋼梁安裝完畢后，分別焊接GL2和GL3。

5.5 鋼梁的驗算

結(jié)構(gòu)計算：針對施工工程結(jié)構(gòu)，對施工荷載進行計算，確保施工支撐滿足施工要求。

5.5.1 對GL1鋼梁驗算

此鋼梁僅驗算中心噴頭層施工的荷載,牛腿挑梁部分局部進行加固。根據(jù)前面計算結(jié)果：

中心噴頭層恒載=2176.3kN

中心噴頭層活載=328.4kN

（1）計算簡圖如圖5所示，得：

（2）GL1鋼梁的靜力計算概況

單跨梁形式：簡支梁；荷載受力形式：1-8；計算模型基本參數(shù)：長L=12m，a=4m，b=8m

均布荷載：標準值qk=qg+qq=12.99+1.63=14.62kN設(shè)計值：

qd=qg*γG+qq*γQ=12.99*1.2+1.63*1.4=17.87kN

（3）選擇受荷截面

截面類型：H型截面（H截面高*截面寬*腹板厚*翼緣厚：H 900*300*12*16mm）

截面特性：

翼緣厚度 tf=16mm，腹板厚度 tw=12mm。

（4）驗算結(jié)果：強度及剛度驗算符合要求。

5.5.2 對GL3鋼梁驗算

（1）簡支梁幾何條件

梁跨度 L：3.404（m）；梁間距（受荷面寬）B：3（m）。

(2)荷載參數(shù)

恒載標準值g：11kN/m2，活載標準值q：4kN/m2。

（3）截面選擇（H 型截面）：

H 截面高*截面寬*腹板厚*翼緣厚：H 500*200*9*14mm， 材 性 ：Q235， 截 面 特 性 ： Ix： 40963.14cm4，Wx：1638.52cm3，Sx：931.03cm3，(單位自重)G：78kg/m。

（4）驗算結(jié)果：經(jīng)驗算符合要求。

6 結(jié)束語

通過在該工程上制定塔內(nèi)鋼平臺作為上部支撐的施工方案的實施，達到了保證工期，節(jié)約周轉(zhuǎn)材料，確保施工安全和工程質(zhì)量。從理論分析和實際施工表明，此施工技術(shù)可有效地解決大直徑造粒塔鋼筋砼噴頭層施工的難題。

TQ082

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1672-9323（2011）03-0074-04

2011-02-01)