雙曲線冷卻塔上安裝塔機(jī)附著裝置一例

嚴(yán)尊湘/YAN Zun-xiang

（鎮(zhèn)江市建筑機(jī)械協(xié)會(huì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

2019 年12 月，筆者受某公司委托，為高郵齊耀善能生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目冷卻塔設(shè)計(jì)塔機(jī)附著裝置。該塔機(jī)已于2020 年10 月拆除，使用過程中經(jīng)歷多次大風(fēng)天氣，附著裝置使用正常。本文結(jié)合此案例，介紹了一種在雙曲線冷卻塔上安裝塔機(jī)附著裝置的方法。

1 工程概況

冷卻塔高度75m，殼體中面半徑26.854～16.459m，附墻座安裝位置處殼體厚度140mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，HRB 400E 級(jí)鋼筋。塔機(jī)型號(hào)為TC5013（QTZ63)。

塔機(jī)塔身中心線至冷卻塔中心線距離34.643m，塔機(jī)基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-2.10m，如圖1所示。

圖1 塔機(jī)與冷卻塔位置關(guān)系示意

2 方案難點(diǎn)

1）塔機(jī)至冷卻塔距離遠(yuǎn)，冷卻塔筒徑細(xì)，兩附墻座之間的距離無法保證。

2）如果采用塔機(jī)使用說明書中的雙側(cè)4 桿附著方式，附著桿1 與附著桿2 之間的夾角僅2.2°，兩桿實(shí)物將產(chǎn)生位置沖突，無法安裝附著桿，如圖2 所示。

圖2 雙側(cè)4桿附著方式，同側(cè)兩桿位置沖突示意

3）附著桿長，結(jié)構(gòu)自重大。

4）附墻座安裝位置處，冷卻塔殼體厚度僅為140mm，強(qiáng)度弱，存在結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險(xiǎn)。

3 方案要點(diǎn)

1）對(duì)照塔機(jī)使用說明書和冷卻塔施工圖紙，確定塔機(jī)最終安裝高度84m，比塔機(jī)基本高度多安裝15 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。設(shè)置3 道附著裝置，標(biāo)高分別是：26.0m、47.5m、67.5m，對(duì)應(yīng)的冷卻塔殼體中面半徑分別是：20 412mm、16 728mm、17 137mm（圖1）。

2）采用單側(cè)4 桿附著方式，第2 道附著裝置的安裝尺寸如圖3 所示，其他兩道附著方式與第2 道相同，圖略。各附著桿長度如表1 所示。

圖3 單側(cè)4桿附著方式安裝總圖

3）嚴(yán)格按實(shí)物尺寸和比例，繪制附著桿受力分析圖，用圖量法計(jì)算各桿最大軸向內(nèi)力。各桿的最大軸向內(nèi)力如表1 所示。

表1 各附著桿長度L和最大軸向內(nèi)力Nmax

4）由于附著桿超長，為保證桿長細(xì)比不大于150，且為了減輕附著桿重量，采用4 肢格構(gòu)式附著桿，根據(jù)桿的長度不同分n段制作，段與段之間用法蘭連接。法蘭相當(dāng)于框架結(jié)構(gòu)中“梁”的作用，防止桿件發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，不可缺省。為避免相鄰兩桿產(chǎn)生位置沖突，桿兩端做成錐狀，整根附著桿呈橄欖形，如圖4所示，零件制作圖略。

圖4 附著桿組裝圖

附著桿主肢材料選用┕70×7 角鋼。格構(gòu)式構(gòu)件的綴條中心線（或重心線）應(yīng)相交于主肢重心線上，因此綴條材料選用?12 圓鋼，如圖4 中A放大所示。

5）按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算附著桿的強(qiáng)度。驗(yàn)算方法見GB 50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，或文獻(xiàn)1。

6）委托原塔機(jī)制造廠家改制附著框（圖5）。

圖5 委托制造廠家改制附著框

7）計(jì)算附著桿對(duì)附墻座的最大作用力，經(jīng)計(jì)算確定附墻座底板尺寸，底板應(yīng)做成弧形，與冷卻塔殼體外形吻合。冷卻塔內(nèi)側(cè)設(shè)置附墻座背板，按文獻(xiàn)1 驗(yàn)算冷卻塔殼體強(qiáng)度，無論附墻座施加壓力或拉力時(shí)，其抗沖切強(qiáng)度均滿足要求。附墻座在冷卻塔殼體上的安裝，如圖6 所示。圖7 為在雙曲線冷卻塔上安裝塔機(jī)附著裝置。

圖6 附墻座安裝示意圖

圖7 在雙曲線冷卻塔上安裝塔機(jī)附著裝置現(xiàn)場(chǎng)照片