大型火力發(fā)電廠圓形煤場(chǎng)鋼棧橋安裝技術(shù)

曾新明，陳亞修，黃佩兵

(江西省水電工程局，南昌 330096)

大型火力發(fā)電廠圓形煤場(chǎng)鋼棧橋安裝技術(shù)

曾新明，陳亞修，黃佩兵

(江西省水電工程局，南昌 330096)

在大型火力發(fā)電廠施工中，圓形煤場(chǎng)鋼棧橋跨度、安裝高度和重量均超一定規(guī)模，其安裝往往成為制約工程順利進(jìn)行的關(guān)鍵。從吊裝方案比選、鋼棧橋分段位置設(shè)置、安裝場(chǎng)地布置、吊裝鋼絲繩驗(yàn)算和分段吊裝工藝等方面進(jìn)行闡述，全面介紹了圓煤場(chǎng)棧橋的安裝方法，并指出了鋼棧橋分段吊裝時(shí)須注意事項(xiàng)。

圓形煤場(chǎng)；鋼棧橋；吊裝鋼絲繩；分段吊裝

0 引言

封閉式圓煤場(chǎng)具有貯藏干煤損耗低和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此越來(lái)越多的火力發(fā)電廠采用此形式。在火電廠圓形煤場(chǎng)建設(shè)中，必然涉及大跨度輸煤鋼棧橋的施工，而輸煤鋼棧橋的安裝往往成為圓形煤場(chǎng)建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

某火電廠圓形煤場(chǎng)#4鋼棧橋跨度為73 m，鋼棧橋桁架安裝離地高度43 m，鋼棧橋桁架整體重量187 t，鋼柱整體重量105 t，鋼棧橋上部結(jié)構(gòu)由塔架柱和框架橋兩部分組成，塔架柱為四肢格構(gòu)式圓鋼管柱，框架橋由軋制H型鋼組成矩形截面桁架。鋼棧橋安裝時(shí)，圓形煤場(chǎng)混凝土地面將澆筑完成，地面坡度約為1∶10。下面將從鋼棧橋吊裝方案比選、棧橋分段設(shè)置、安裝場(chǎng)地布置、吊裝鋼絲繩驗(yàn)算和安裝工藝5個(gè)方面來(lái)闡述分段吊裝工藝，詳細(xì)介紹大型火力發(fā)電廠圓形煤場(chǎng)鋼棧橋安裝技術(shù)。

1 吊裝方案比選

一般火電廠建設(shè)中，分片(散件)吊裝高空作業(yè)多、焊接質(zhì)量難于保證，安全難度大，安裝操作腳手架所占面積大，高空作業(yè)工作量大，工期長(zhǎng)，成本高，無(wú)法達(dá)到建設(shè)單位對(duì)施工工期和安全要求[1]。

如果采用整體吊裝方案，鋼棧橋現(xiàn)場(chǎng)整體拼裝難度大，作業(yè)場(chǎng)地的條件差且吊機(jī)就位困難，而且臨時(shí)租賃超大型吊車非常困難，吊機(jī)租賃費(fèi)用高。

本文描述的分段整體吊裝工藝很好地解決了上述建設(shè)單位和施工單位之間的矛盾，滿足了建設(shè)單位對(duì)施工安全和工期要求，降低了施工單位的安全風(fēng)險(xiǎn)，控制施工單位的機(jī)械使用費(fèi)用在合理范圍內(nèi)。

2 棧橋分段設(shè)置

棧橋制作時(shí)，根據(jù)鋼棧橋的跨度、重量、高度及地面組裝情況，鋼棧橋桁架分3段加工和吊裝，即轉(zhuǎn)運(yùn)站連接段、過(guò)渡段及中心柱連接段，塔架柱分上下2段，如圖1所示。鋼棧橋分段原則如下。

(1)保證轉(zhuǎn)運(yùn)站連接段重心位于在鋼柱結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，使棧橋安裝過(guò)程結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定。

(2)充分利用過(guò)渡段，過(guò)渡段采用螺栓聯(lián)接，尺寸和重量較小，便于地面預(yù)組裝，且方便鋼棧橋空中對(duì)接。

(3)盡可能滿足吊車在1個(gè)吊裝位置就能進(jìn)行多段棧橋的吊裝。

(4)盡可能減小中心柱連接段的重量(最大吊裝重量)，減小吊車噸位等級(jí)。

圖1 棧橋分段位置示意

3 安裝場(chǎng)地布置

如圖2所示，塔架柱上段、轉(zhuǎn)運(yùn)站連接段橋面結(jié)構(gòu)、過(guò)渡段橋面結(jié)構(gòu)和中心柱連接段橋面結(jié)構(gòu)均在圓形煤場(chǎng)內(nèi)分段組裝。

350 t履帶吊行走作業(yè)區(qū)域均須用配合比為3∶7的石粉砂平整場(chǎng)地、夯實(shí)，滿足承載力要求。構(gòu)件組裝區(qū)域均采用型鋼搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)組裝平臺(tái)。所有構(gòu)件組裝的位置均須滿足履帶吊吊裝要求，保證履帶吊不移動(dòng)就能直接起吊構(gòu)件至安裝位置的要求，避免履帶吊在超配重的情況下行走。

圖2 安裝場(chǎng)地布置示意

4 吊裝鋼絲繩驗(yàn)算

吊裝鋼絲繩驗(yàn)算以中心柱連接段橋面吊裝鋼絲繩驗(yàn)算為例。中心柱連接段橋面結(jié)構(gòu)(含花紋鋼板)重約105 t，采用四點(diǎn)捆綁式吊裝，鋼絲繩捆綁在上弦桿節(jié)點(diǎn)上。吊具及安全措施質(zhì)量按照3.5 t計(jì)算，即計(jì)算總重量G=(105+3.5)×9.8=1 063.3 (kN)。

鋼棧橋吊裝示意及節(jié)點(diǎn)1～4的鋼絲繩受力示意分別如圖3、圖4所示。

圖3 鋼棧橋起吊示意

圖4 鋼絲繩受力示意

如圖4所示，根據(jù)力的分解與合成理論，可以求出鋼絲繩受力F1～F4的值：F1=F2=267.11 kN ；F3=F4=367.22 kN。

根據(jù)鋼絲繩最大受力為：F3=F4=367.22 kN。取吊索鋼絲繩的安全系數(shù)K1=10，動(dòng)載系數(shù)K2=1.1，不平衡系數(shù)K3=1.1[2]。則公稱抗拉強(qiáng)度σ=K1×K2×K3×F=10×1.1×1.1×367.22=4 443.36 (kN)。

查鋼絲繩規(guī)格和破斷應(yīng)力表，選用直徑? 62 mm主吊鋼絲繩(6×37 S+FC 公稱抗拉強(qiáng)度[σ]=1 770 MPa鋼絲繩最小破斷拉力2 260 kN)[3]，鋼絲繩對(duì)折使用，拉力為2 250×2=4 500 (kN)>4 443.36 kN 滿足要求。

5 安裝工藝

5.1塔架柱上段吊裝

塔架柱上段質(zhì)量約68 t,地面組裝位置如圖2所示。塔架柱上段翻身前，用履帶吊(重型主臂長(zhǎng)66 m，超起桅桿27 m，超起配重質(zhì)量0 t，超起配重半徑15 m，后配置質(zhì)量85 t，車身壓重質(zhì)量30 t)將其平移至起吊半徑范圍內(nèi)。鋼柱翻身立起過(guò)程中采用150 t汽車吊輔助吊裝，汽車吊回轉(zhuǎn)半徑不大于12 m。

鋼柱翻身立起后，350 t履帶吊加裝超起配重(重型主臂長(zhǎng)66 m，超起桅桿27 m，最大超起配重質(zhì)量200 t，超起配重半徑15 m，后配置質(zhì)量85 t，車身壓重質(zhì)量30 t)。履帶吊將塔架柱上段吊裝至下段柱上方，對(duì)準(zhǔn)安裝位置后緩慢下鉤，塔架柱上段到就位后，控制垂直度偏差等各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求。然后對(duì)上、下段塔架柱間焊縫進(jìn)行焊接，各個(gè)接頭的焊接工作量完成50%以上時(shí)方可松鉤，塔架柱上段的各階段吊裝參數(shù)見(jiàn)表1。

構(gòu)件與履帶吊主臂安全距離如圖5所示，凈距均滿足安全要求。

表1 塔架柱上段吊裝各階段參數(shù)

注：吊鉤、吊具質(zhì)量7 t，統(tǒng)稱吊具。

5.2中心柱連接段吊裝

中心柱連接段橋面結(jié)構(gòu)質(zhì)量105 t。350 t履帶吊重型主臂長(zhǎng)66 m，超起桅桿27 m，最大超起配重質(zhì)量200 t，超起配重半徑15 m，后配置質(zhì)量85 t，車身壓重質(zhì)量30 t，回轉(zhuǎn)半徑28 m時(shí)，額定起重質(zhì)量134 t。履帶吊按場(chǎng)地布置圖中規(guī)定位置停放，將中心柱連接段提升離地約200～300 mm后停止起吊，并檢查起重機(jī)的穩(wěn)定性、制動(dòng)裝置的可靠性、構(gòu)件的平衡性和綁扎的牢固性等[4]。待確認(rèn)無(wú)異常后，保持中心柱連接段橋面結(jié)構(gòu)離地面約200～300 mm，履帶吊工作半徑由28 m緩慢變至20 m，超起配重應(yīng)相應(yīng)減少，如圖6，7所示。

圖5 吊裝安全距離示意

圖6 吊裝變徑過(guò)程示意

圖7 中心柱連接段吊裝示意

工作半徑調(diào)整至20 m后，350 t履帶吊開(kāi)始提升中心柱連接段橋面結(jié)構(gòu)至超過(guò)安裝標(biāo)高約500 mm后，停止吊鉤上升。稍停頓，待構(gòu)件穩(wěn)定后，將構(gòu)件緩慢回轉(zhuǎn)至安裝位置上方，然后下鉤將構(gòu)件吊至安裝位置并對(duì)準(zhǔn)安裝控制線，做到準(zhǔn)確就位[5]。同理，參照塔架柱上段吊裝圖示模擬，構(gòu)件與履帶吊主臂距離為1.469 m，滿足安全要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

在大型火力發(fā)電廠圓形煤場(chǎng)鋼棧橋安裝中，對(duì)鋼棧橋的合理分段設(shè)置、安裝場(chǎng)地布置、吊機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)驗(yàn)算和吊裝節(jié)點(diǎn)計(jì)算都是保證鋼棧安裝能否安全順利進(jìn)行的關(guān)鍵。進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)。

(1)須對(duì)鋼柱翻身過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，詳細(xì)分析兩臺(tái)吊機(jī)負(fù)荷變化情況。

(2)應(yīng)對(duì)鋼棧橋橋面各段重心進(jìn)行精確計(jì)算，從而確定吊裝鋼絲繩長(zhǎng)度。避免吊裝時(shí)棧橋橋面傾斜度與設(shè)計(jì)值相差過(guò)大，造成橋面就位困難。

(3)吊裝場(chǎng)地規(guī)劃時(shí)，應(yīng)避免出現(xiàn)履帶吊高空懸掛荷載時(shí)行走的情況。

[1]王順?shù)?大跨度高空輸煤棧橋鋼桁架分段整體吊裝施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011 (31) ：41.

[2]建筑施工起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范：JGJ 276—2012[S].

[3]重要用途鋼絲繩:GB 8919—2006[S].

[4]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50017—2003[S].

[5]鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范：GB 50205—2011[S].

TK 284

B

1674-1951(2017)10-0035-03

2017-05-26；

2017-10-18

(本文責(zé)編：齊琳)

曾新明(1981—)男，江西萬(wàn)載人，工程師，從事生產(chǎn)施工一線技術(shù)管理方面的工作(E-mail:344395677@qq.com)。