高爐大修上料主皮帶通廊安裝技術(shù)

段榮宗

（中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司，上海 201900）

1 工程概況

由于寶鋼二號(hào)高爐原上料主皮帶通廊的上料能力無法滿足高爐擴(kuò)容后的上料要求，因而需將原上料膠帶機(jī)拆除更新，更新后的上料膠帶機(jī)帶寬2.2m，帶速2m/s，水平長(zhǎng)度345.303m，傾角11.65576°，提升高度約71.225m。

1.1 工程簡(jiǎn)介

更新后的6榀上料膠帶機(jī)通廊的實(shí)際長(zhǎng)度、水平長(zhǎng)度、截面尺寸、安裝高度、結(jié)構(gòu)重量及設(shè)備重量詳見技術(shù)參數(shù)表。

二高爐更新上料主皮帶通廊技術(shù)參數(shù)表

1.2 工程特點(diǎn)

1.2.1 施工周期短。由于寶鋼二號(hào)高爐原地大修工程為快速大修工程，上料系統(tǒng)膠帶機(jī)的拆除與安裝施工均需在高爐停爐后方可進(jìn)行，為了確?？傮w節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，滿足高爐快速大修的需求，經(jīng)項(xiàng)目部整體統(tǒng)籌考慮，主皮帶結(jié)構(gòu)安裝時(shí)間僅為18天。

1.2.2 通廊重量重，安裝高度高，最重一榀桁架與設(shè)備重量達(dá)191t，須選用特大型吊履帶吊進(jìn)行安裝施工。

1.2.3 施工可利用平面緊張。由于施工區(qū)域滿布原有構(gòu)筑物，且停爐后各區(qū)域均處于施工高峰期，為了確保整體工程需要，確保必要的物流通道，需對(duì)有限的平面進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃，合理組織施工。

1.2.4 施工危險(xiǎn)性大。上料主皮帶膠帶機(jī)安裝整個(gè)施工過程基本為高空作業(yè)，為了確保整個(gè)施工過程的安全性，需提前制定好安全預(yù)防措施、加大安全投入，做好安全防護(hù)設(shè)施，同時(shí)過程中加強(qiáng)安全監(jiān)管力度。

2 吊裝方案的比較、分析、優(yōu)化和確定

2.1 目前國(guó)內(nèi)大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案的現(xiàn)狀

針對(duì)該工程鋼結(jié)構(gòu)跨度大、自重大和施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等特點(diǎn)，結(jié)合以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的工程實(shí)例，進(jìn)行了多方案的比較、分析。目前，國(guó)內(nèi)大跨度、大噸位鋼結(jié)構(gòu)的安裝一般可采用高空散拼成形、整體提升及整體頂升、分段吊裝高空拼接、整體吊裝等方法。

2.2 多種方案的比較分析

（1）綜合分析了該工程的具體情況，結(jié)合各種吊裝方法的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，我們認(rèn)為整體提升或整體頂升受施工平面環(huán)境限制難以適用該工程；如采用高空散拼，由于散拼拼裝、焊接量大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，難以滿足該大修工程施工工期及安全管理的要求；如采用分段吊裝，高空拼接，需事先設(shè)置拼接支撐架，對(duì)接接口質(zhì)量及桁架的起拱度等難以保證，安全風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)較高。

（2）通過比較分析，我們認(rèn)為該工程上料主皮帶通廊吊裝應(yīng)考慮采用整體吊裝法進(jìn)行安裝。采用整體吊裝可以相對(duì)靈活選擇拼裝場(chǎng)地，提前組裝，減少停爐后的工作量，大大加快了施工進(jìn)度，降低了施工進(jìn)度壓力及安全管理風(fēng)險(xiǎn)，但選用特大型吊裝機(jī)械，施工成本高，吊裝機(jī)械對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地基承載力要求高。

2.3 施工方法確定

通廊編號(hào) 選用吊車 接桿及配重 作業(yè)半徑 允許吊裝重量 通廊重量（含設(shè)備）CC5 400t履帶吊150t履帶吊雙機(jī)抬吊400t履帶吊66m桿長(zhǎng)250t配重150t履帶吊42m主臂9m 400t履帶吊：42m 150t履帶吊：9m 400t履帶吊：127t 150t履帶吊：62t 166t（含設(shè)備39t）CC4a 400t履帶吊 66m桿長(zhǎng)250t配重 30m 176t 166t（含設(shè)備 41t）CC4 400t履帶吊250t配重66m桿長(zhǎng)250t配重22m 213t 166t（含設(shè)備41t）CC3 600t履帶吊 102m桿長(zhǎng)300t配重 34m 191t 177t（含設(shè)備39t+CC2皮帶罩11t）CC2 600t履帶吊寶冶800t履帶吊（塔式工況）雙機(jī)抬吊600t履帶吊：102m桿長(zhǎng)325t配重800t履帶吊：56m主桿63m副桿600t履帶吊：38m 800t履帶吊：48m 600t履帶吊：160t 800t履帶吊：163 241t（含設(shè)備48t、不含11t皮帶罩）CC1 寶冶800t履帶吊（塔式工況） 56m主桿63m副桿 40m 187t 172t（含設(shè)備33t）

3 施工概況

3.1 施工平面規(guī)劃

由于施工平面有限，為了合理有效利用現(xiàn)場(chǎng)可利用施工平面，保證必要的物流通道，需要在施工前，統(tǒng)籌考慮細(xì)致規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)施工平面。

3.2 構(gòu)件的制作

上料主皮帶通廊均為兩片桁架及桁架上下弦水平支撐、隅撐及端部門型剛架組成的敞開式籠式結(jié)構(gòu)，整體超長(zhǎng)、超寬、超高、超重，整體制作運(yùn)輸難度大，需考慮解體制作出廠。通廊制作解體原則為縱向分段，橫向分片，每片長(zhǎng)度不超過27m，上下弦接口位置錯(cuò)開200mm以上。

3.3 吊機(jī)行走道路

吊車站位和行走路線必須與業(yè)主聯(lián)系，落實(shí)地下是否有埋管、電纜及其它設(shè)施以便采取相應(yīng)措施，確保吊機(jī)行走及吊機(jī)吊裝安全。吊機(jī)無負(fù)荷行走時(shí)，地基承載力應(yīng)不小于10t/m2，吊機(jī)吊裝通廊時(shí)吊車對(duì)地基的承載力不小于18t/m2。施工前應(yīng)采用碎石墊層碾壓對(duì)行走道路進(jìn)行加固處理，并進(jìn)行試行走，對(duì)在試行走中發(fā)生道路下沉、凹陷等現(xiàn)象時(shí)，可鋪設(shè)路基箱進(jìn)行地基強(qiáng)化。

3.4 測(cè)量控制

由于上料主皮帶通廊桁架單榀自重均較大，通廊一旦起吊就位，長(zhǎng)度、中心偏差在高空難以調(diào)整，因而在通廊吊裝前，應(yīng)嚴(yán)格控制支架安裝距離、中心偏差、支架頂部標(biāo)高，在通廊拼裝過程中，嚴(yán)格控制通廊的幾何截面尺寸、長(zhǎng)度及起拱值。

3.5 通廊的拼裝

桁架拼裝前，用2m×9m路基箱及長(zhǎng)度約7m的H型鋼搭設(shè)拼裝平面，見圖1桁架拼裝平面搭設(shè)示意圖。

圖1 桁架拼裝平面搭設(shè)示意圖

按圖搭設(shè)好拼裝平面后，用水準(zhǔn)儀對(duì)H型鋼頂面進(jìn)行找平，使各個(gè)頂面均保持在同一水平面上。桁架拼裝時(shí)單側(cè)片上下弦按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求起拱，同時(shí)調(diào)整好垂直度，每端用1根角鋼斜拉固定，角鋼與桁架上弦及路基箱焊牢，對(duì)面?zhèn)绕⑵鸷?，里?cè)用角鋼支承。兩側(cè)片固定好后，安裝上下弦水平支撐。

3.6 吊裝施工

3.6.1 吊裝前的準(zhǔn)備工作

（1）根據(jù)施工平面及周圍環(huán)境，合理選擇吊機(jī)的組裝及拆卸點(diǎn)。

（2）吊裝前用水準(zhǔn)儀核查拼裝起拱值，檢驗(yàn)其是否滿足設(shè)計(jì)要求。用盤尺檢查每榀通廊長(zhǎng)度是否與支架間距相符。用全站儀測(cè)量支架支座標(biāo)高及在支架頂部定位通廊中心線標(biāo)記。

（3）與業(yè)主聯(lián)系落實(shí)吊車站位點(diǎn)和行走路徑地下是否有埋管、電纜及其它設(shè)施以便及時(shí)采取相應(yīng)防護(hù)措施，確保吊裝及管線安全。

（4）根據(jù)構(gòu)件的安裝角度，合理選擇吊耳的設(shè)置點(diǎn)及鋼絲繩繩長(zhǎng)，并對(duì)吊耳設(shè)置點(diǎn)進(jìn)行局部加固。

（5）根據(jù)力的平衡近似計(jì)算每根吊裝鋼絲繩對(duì)各吊耳的作用反力，設(shè)計(jì)吊耳、吊耳與通廊焊接連接焊腳尺寸及選擇鋼絲繩的直徑。如以本工程CC2通廊（最不利的一榀通廊，重252t）為例，通過圖2分析近似計(jì)算鋼絲繩所受拉力：

圖2

可以求得T1=45.2t，T2=36.3t

根據(jù)《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》之相關(guān)規(guī)定，鋼絲繩使用拉力公式T<1.336Q/[K]，其中Q為鋼絲繩的最小破斷力，[K]為吊裝鋼絲繩的法定安全系數(shù)，取10，可求得鋼絲繩最小破斷力＞45.2*9.8*10/1.336=3316kN，可知鋼芯，最小破斷力超過3316KN的鋼絲繩滿足要求。

通過鋼絲繩所受拉力，即得吊耳所承受的拉力，考慮到外界環(huán)境因素的影響對(duì)所求得的T值給予適當(dāng)?shù)姆糯?，取T=100t，根據(jù)120t卡環(huán)大小初步確定吊耳幾何尺寸，如圖3所示：

圖3

對(duì)圖3中①軸線最薄弱面進(jìn)行抗剪計(jì)算，設(shè)吊耳厚度為t

故取t=40mm，加強(qiáng)板厚度取為20mm。

吊耳采用四面圍焊，且均為K型剖口焊縫，設(shè)焊縫高度為hf，可取θ=64°，則斜焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)

則

可以求得：hf>9.1，考慮吊裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，適當(dāng)增大焊縫高度，取hf=20mm。

（6）在通廊里側(cè)每個(gè)吊耳下方設(shè)置直爬梯，其上下兩端與通廊焊接，通廊每側(cè)上弦兩吊耳間設(shè)置安全繩，以便于作業(yè)人員掛鉤及松鉤。

（7）每段通廊吊裝前須在兩端設(shè)置拖拉繩。

3.6.2 吊裝方法

（1）吊裝順序，根據(jù)通廊的支撐體系，從靠近固定支架處開始安裝，即從由低往高安裝（CC5向CC1方向）。

（2）CC5通廊：由7150型150t履帶吊站位于機(jī)械傳動(dòng)室附近，LR1400/2型400t履帶吊站位于鐵二十七路與鐵三十九路的丁字路口，兩車抬吊將其吊裝就位。

（3）CC4a通廊：由LR1400/2型400t履帶吊站位于鐵二十七路與鐵三十九路的丁字路口單機(jī)吊裝就位。

（4）CC4通廊：由LR1400/2型450t履帶吊站位于鐵三十九路單機(jī)吊裝就位。

（5）CC3通廊：由CC2800-1型600t履帶吊站位于鐵四十三路與鐵四十四路路口單機(jī)吊裝就位。

（6）CC2通廊：由CC2800-1型600t履帶吊站位于鐵四十三路與鐵四十四路路口，寶冶LR1800型800t履帶吊站位于南北出鐵場(chǎng)間雙機(jī)抬吊就位。

（7）CC1通廊：由寶冶LR1800型800t履帶吊站位于南北出鐵場(chǎng)間單機(jī)吊裝就位。

4 質(zhì)量控制

4.1 認(rèn)真搞好圖紙的自審會(huì)審工作，將設(shè)計(jì)問題消除于工程開工之前。

4.2 建立健全工序交接制度，不論對(duì)內(nèi)、對(duì)外，都要嚴(yán)格交接，檢查手續(xù)不合格，未經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)不得進(jìn)行下道工序。

4.3 各工種必須持有有關(guān)部門簽發(fā)的合格證書或上崗操作證，方能上崗操作，明確各工種的崗位責(zé)任制，定崗、定職、定員分兵把口、各負(fù)其責(zé)。

4.4 測(cè)量?jī)x器，必須經(jīng)常校對(duì)，精心保管。對(duì)所有計(jì)量器具要保證在受控之中。不合格計(jì)量器具，不得使用。為防止溫度對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，關(guān)鍵構(gòu)件：如通廊支架間距、頂部標(biāo)高等，應(yīng)在早9時(shí)前和下午16時(shí)以后測(cè)定。

4.5 上料主皮帶拼裝時(shí)，嚴(yán)格控制上料主皮帶通廊單側(cè)片的垂直度、截面幾何尺寸、起拱度，確保偏差符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

4.6 上料主皮帶正式吊裝前，組織測(cè)量人員測(cè)量頂部標(biāo)高、定位上料主皮帶通廊的中心線，以便于在制作、拼裝通廊時(shí)進(jìn)行消化可消化偏差，進(jìn)而提高上料主皮帶的安裝質(zhì)量。