塔機(jī)雙平橋及升降機(jī)在超大型間冷塔施工中的聯(lián)合應(yīng)用

程 虎，張衛(wèi)星，邢新華

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)安徽電力建設(shè)第二工程有限公司，安徽 合肥 230088）

內(nèi)蒙古神華勝利電廠主機(jī)間冷系統(tǒng)按照兩機(jī)一塔方案設(shè)計(jì)，煙塔合一。間冷塔型式為自然通風(fēng)雙曲線型，塔內(nèi)同步建設(shè)SCR脫硝、靜電除塵、濕法脫硫，脫硫后增設(shè)凈煙氣提水、濕式除塵，實(shí)現(xiàn)全廠零補(bǔ)水。該間冷塔零米直徑185m，進(jìn)風(fēng)口高度32.8m，由56對(duì)X支柱支撐筒壁，筒壁外壁設(shè)112條子午向肋條，筒壁最大壁厚1.95m，最小壁厚0.39m，喉部直徑119.6m，出口直徑126m，剛性環(huán)寬度1.5m，建設(shè)總高度225m，是目前全球最高最大在建燃煤電廠第一塔。鋼筋總量約為12000t，混凝土總方量約為82380m3。

與常規(guī)間冷塔相比，該間冷塔筒壁工程工程量大、高度高、施工困難。如果采用常規(guī)的折臂起重機(jī)、單平橋無(wú)法滿足筒壁施工要求。再加上內(nèi)部脫硫系統(tǒng)單項(xiàng)工程結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、安裝工期更長(zhǎng)，因此間冷塔筒壁施工過(guò)程具有一定難度。中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)安徽電力建設(shè)第二工程有限公司（煙塔施工技術(shù)研究所）經(jīng)過(guò)多次調(diào)研，在間冷塔筒壁施工中運(yùn)用塔機(jī)雙平橋和施工升降機(jī)聯(lián)合施工技術(shù)，配合公司專利《雙曲線冷卻塔筒壁施工用三角架》作業(yè)，形成建筑施工機(jī)械的聯(lián)合應(yīng)用，極大改變了以往傳統(tǒng)的施工方式方法，保證了工程進(jìn)度和施工質(zhì)量。

1 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

1.1 BIM建模技術(shù)運(yùn)用

施工策劃時(shí)，利用BIM三維建模技術(shù)為塔內(nèi)機(jī)械平面及立體布置情況提供了一個(gè)很好的可視化方案。通過(guò)將工程參數(shù)及機(jī)械性能數(shù)據(jù)以信息的方式掛接到模型中，建立了多維度的可反映平面及立體施工情況的模型。通過(guò)對(duì)模型各項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢查、比對(duì)及校核，形象直觀地模擬各個(gè)階段的塔內(nèi)機(jī)械使用情況，有效校核了群塔碰撞情況，對(duì)塔內(nèi)機(jī)械安裝操作空間進(jìn)行精確校核和定位，對(duì)各分部工程進(jìn)行了工序安排優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)各項(xiàng)施工參數(shù)，定型制造及布置JP8016-18t塔機(jī)1臺(tái)、常規(guī)液壓頂升平橋2臺(tái)及配套SC200/200多功能升降機(jī)2臺(tái)，并確定了三者在塔內(nèi)的位置關(guān)系。在作業(yè)半徑上，中央塔機(jī)工作幅度覆蓋筒壁2/3區(qū)域，平橋的工作幅度覆蓋筒壁1/3區(qū)域，即互補(bǔ)作業(yè)盲區(qū)，又相互錯(cuò)開(kāi)交叉區(qū)間。實(shí)際運(yùn)行中最大限度達(dá)到了運(yùn)行區(qū)間不影響、材料吊運(yùn)效率不影響、同步安裝與同步拆除不影響，加快了筒壁施工進(jìn)度及安全系數(shù)，節(jié)約了工程成本和安全管理難度（見(jiàn)圖1和圖2）。

圖1 利用BIM模型進(jìn)行防碰撞及防干涉校核檢查

圖2 對(duì)塔內(nèi)機(jī)械安裝操作空間進(jìn)行精確校核和定位

1.2 利用CAD軟件+有限元分析確定塔機(jī)及柔性附著技術(shù)參數(shù)

本工程塔機(jī)與間冷塔筒壁采用柔性附著方案，相關(guān)起重設(shè)備及建筑施工規(guī)范在塔機(jī)柔性附著方面尚無(wú)明確的技術(shù)要求闡述，國(guó)內(nèi)也沒(méi)有關(guān)于超大型冷卻塔柔性附著案例的具體文獻(xiàn)資料可以借鑒參考。煙塔施工技術(shù)研究所利用AUTO CAD軟件結(jié)合間冷塔筒壁模數(shù)半徑，精確演示出塔機(jī)、液壓頂升平橋纜風(fēng)錨固裝置布置原則。同時(shí)利用有限元建立局部模型，分別驗(yàn)算在不同齡期混凝土強(qiáng)度下筒壁在錨固點(diǎn)處變形參數(shù)，明確了3臺(tái)垂直運(yùn)輸設(shè)備各層纜風(fēng)繩設(shè)置高度，明確了中央塔機(jī)柔性附著選用“×布置”和“+布置”在抗扭性及強(qiáng)度、剛度等方面的優(yōu)劣。這兩項(xiàng)技術(shù)手段的結(jié)合運(yùn)用，有效保證了各臺(tái)機(jī)械柔性附著在高度上相互錯(cuò)開(kāi)，合理留設(shè)了二者錨固裝置安裝后形成的空間間隙位置，避開(kāi)了群塔交叉作業(yè)，在滿足塔機(jī)整體穩(wěn)定性的前提下，有效保障了塔機(jī)運(yùn)行的安全可靠性（見(jiàn)圖3和圖4）。

圖3 CAD建立3臺(tái)設(shè)備纜風(fēng)錨固裝置布置原則

圖4 現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)設(shè)備纜風(fēng)錨布置實(shí)際情況

1.3 塔機(jī)空中解臂裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

間冷塔筒壁半徑逐節(jié)變化，呈雙曲線型式，喉部半徑最小。同時(shí)因?yàn)樗C(jī)、雙平橋和施工升降機(jī)等多臺(tái)機(jī)械在塔內(nèi)聯(lián)合運(yùn)用，塔內(nèi)柔性附著纜風(fēng)繩布置密集，塔內(nèi)各類機(jī)械安裝操作空間狹小，塔機(jī)到頂后無(wú)法借助外部機(jī)械進(jìn)行拆除。根據(jù)公司持有的中電建協(xié)工法《大型冷卻塔塔式起重機(jī)空中解臂施工工法》，會(huì)同該塔機(jī)制造廠家在傳統(tǒng)空中解臂裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)設(shè)計(jì)了一種利用平衡原理的解臂裝置運(yùn)用到本工程。該套優(yōu)化改進(jìn)的空中解臂裝置保證了塔機(jī)伸臂在拆除過(guò)程中順利下降通過(guò)喉部半徑最小處，加裝的支撐裝置整體提高了塔機(jī)在配平過(guò)程中及起重臂解體瞬間的塔機(jī)整體平衡及穩(wěn)定性。同時(shí)起重臂下放過(guò)程中還可方便地調(diào)整空間位置，有效保證了解體的起重臂順利通過(guò)密集的各道纜風(fēng)繩，為實(shí)現(xiàn)塔機(jī)安全拆除提供了可靠的技術(shù)保證（見(jiàn)圖5和圖6）。

圖5 加裝的支撐裝置實(shí)物圖

圖6 中央塔機(jī)起重臂空中解體過(guò)程

2 應(yīng)用效果

間冷塔工程塔機(jī)承擔(dān)筒壁主材垂直運(yùn)輸，多功能升降機(jī)一機(jī)多用負(fù)責(zé)人員上下的同時(shí)，升降機(jī)下掛料斗配合塔機(jī)進(jìn)行混凝土澆筑，通過(guò)采用一塔機(jī)、雙平橋配施工升降機(jī)聯(lián)合施工，依托施工機(jī)械優(yōu)越性能緊密配合公司專利《雙曲線冷卻塔筒壁施工用三角架》作業(yè)，極大方便筒壁施工。三者在使用功能上互補(bǔ)的同時(shí)可相互臨時(shí)替代，在機(jī)械故障情況下不會(huì)影響正常施工。

間冷塔筒壁施工完，塔機(jī)在拆除時(shí)無(wú)需其它機(jī)械配合可自行進(jìn)行空中解臂，確保順利下降通過(guò)筒壁喉部，顯著改進(jìn)了以往傳統(tǒng)施工工序的弊端，極大改善了筒壁施工過(guò)程技術(shù)安全保障性，有效縮短了工期進(jìn)度，提高了施工效率，達(dá)到了為安全及高效施工進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

內(nèi)蒙古神華勝利電廠2×660MW新建工程225m間冷塔筒壁的施工過(guò)程中，成功使用了塔機(jī)雙平橋及升降機(jī)聯(lián)合施工技術(shù)，施工方案安全可靠，工藝流程合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，效果顯著，適合在超大型間冷塔施工中推廣。