大跨度預(yù)應(yīng)力管桁架煤棚累計滑移施工技術(shù)

林 源

(中冶華天南京工程技術(shù)有限公司 江蘇 南京 210019)

1 工程概況

某電廠煤棚采用預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)形式，料棚跨度162 m，長度240 m，料棚高度49.95 m，料棚投影面積38880 m2。該料棚共有15榀主桁架，各主桁架間通過聯(lián)系桁架和屋面支撐進行連接。料棚主索及屋面支撐均采用Galfan索。該料棚支座坐落在3.5 m高的混凝土柱頂，混凝土柱間設(shè)置3.5 m高擋煤墻。該工程屬于在現(xiàn)有露天堆煤場增設(shè)煤棚，為即滿足施工要求又不影響電廠生產(chǎn)的正常進行，該煤棚采用了累計滑移的施工方法進行施工[1]。該料棚平面布置圖及斷面圖如圖1、圖2所示。

圖1 料棚平面布置圖

圖2 料棚斷面圖

2 管桁架滑移方案

2.1 滑移方案說明

首先在煤場中可利用位置4、5軸線間設(shè)置支撐胎架。按照滑移工藝，累計滑移第2-14軸桁架，共13榀。各桁架采用分塊疊加累計滑移，待全部桁架滑移至設(shè)計位置后，最后對1軸及15軸山墻桁架分段吊裝，并安裝相應(yīng)的聯(lián)系桁架及檁條，至此整個大棚拼裝滑移完成[2-4]?；浦羞x擇至少兩榀桁架為一個單元進行正反向滑移，安全可靠。

2.2 支撐胎架的設(shè)置

支撐胎架作為桁架組裝的臨時平臺，需具備一定的剛度及自身穩(wěn)定性。從構(gòu)造上既需要其能為預(yù)應(yīng)力拉索的張拉和撐桿的安裝提供便捷平臺，又能使安裝完成的桁架能順利滑移出去，不被胎架本身所阻擋[5,6]。

圖3 待滑移主桁架與支撐胎架的位置關(guān)系圖

通過在支撐胎架的滑移方向上設(shè)置懸挑端，將需要滑移的第一榀主桁架安裝在懸挑端上，隨后依次完成第二榀主桁架的安裝、第一榀主桁架預(yù)應(yīng)力拉索的張拉，兩榀主桁架間聯(lián)系桁架及檁條的安裝。完成以上工序后，最終將兩榀桁架滑移出去，第二榀桁架占據(jù)第一榀桁架的位置(如圖3)。

2.3 滑移流程敘述

具體的滑移流程如下。

步驟1：在4軸和5軸之間設(shè)置桁架支撐胎架，其寬度約20 m；分別沿A軸、B軸通常布置2條滑移通道，單條滑道長度約220 m，在A 、B跨桁架間、支撐胎架上方設(shè)置滑道L1，滑道長度約20 m，主桁架在支撐胎架上組裝時未設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉索，為控制結(jié)構(gòu)撓度而設(shè)置滑道L1?；栖壍琅c支撐胎架布置如圖4所示。

步驟2：在支撐胎架上拼裝桁架，首先拼裝13軸和14軸兩榀主桁架及其間次結(jié)構(gòu)；在A軸、B軸已拼裝桁架的第一榀主桁架支座位置布置液壓爬行器，在滑道L1已拼裝桁架的第二榀主桁架下弦位置布置液壓爬行器，共3臺，安裝泵站等液壓滑移設(shè)備，并且調(diào)試液壓滑移系統(tǒng)。

步驟3：向15軸方向滑移一個柱距，安裝12軸桁架，及安裝12-13軸之間聯(lián)系桁架及檁條。依次類推完成5軸至14軸間主桁架、聯(lián)系桁架及檁條安裝。

步驟4：支撐胎架上安裝4軸桁架，安裝完成后，通過臨時連桿將上下弦和5軸桁架相連，4軸桁架安裝完成后，向15軸滑移4米，安裝3軸桁架，安裝完成通過臨時連桿連接上下弦，向15軸滑移4 m。

步驟5：安裝2軸桁架，及2-3軸間聯(lián)系桁架，張拉拉索，拆掉支撐胎架，安裝15軸山墻。

步驟6：將頂推器安裝到3軸、8軸、14軸，開始反向滑移，首先將5-14軸主桁架滑移到位，斷開4軸和5軸主桁架之間臨時連桿，將4軸主桁架滑移到位。安裝1軸山墻桁架。

步驟7：斷開3-4軸主桁架間臨時連接，將2、3軸主桁架滑移到位，對4-14軸主桁架進行鉸支座更換，更換完成安裝14-15軸間聯(lián)系桁架。

步驟8：反向滑移完成，更換鉸支座，將1、2軸與3、4軸間聯(lián)系桁架補充完成，主體結(jié)構(gòu)全部安裝完成。

圖5 滑移梁三維示意圖

3 滑移臨時措施

3.1 滑移臨時措施組成

桁架結(jié)構(gòu)滑移時需設(shè)置滑移臨時措施，本項目滑移臨時措施主要包括滑移梁、依附滑移梁的水平桁架、滑靴、滑道結(jié)構(gòu)、臨時拉桿等。其中滑道結(jié)構(gòu)由側(cè)向擋塊、滑塊組成?；屏喝S示意圖如圖5。

臨時措施布置方式是滑移梁及水平桁架布置在混凝土擋煤墻頂面上，并在支座處與支座埋件可靠焊接。滑移過程中主要是依靠擋煤墻來承受料棚豎向力，依靠水平桁架來抵抗料棚外擴力?；屏嚎刹捎脵M放H型鋼，剛好可利用其槽型口使的滑移能在限定的區(qū)域向前推進。滑移措施剖面圖如圖6所示。

圖6 滑移措施剖面圖

滑靴上部連接管桁架，下部卡在滑移梁的槽內(nèi)?；タ捎啥鄩K鋼板焊接而成，與滑移梁的接觸面要盡量減少，滑靴在前進方向設(shè)置刃口并在滑移前涂抹黃油?；サ氖褂眉瓤梢宰鳛橹喂荑旒苤ё呐R時平臺，又可憑其特有的構(gòu)造減小與滑移梁之間的接觸面，降低摩擦力，使滑移更省力?；ピO(shè)計大樣如圖7所示。

圖7 滑靴平立面大樣圖

滑道結(jié)構(gòu)在桁架結(jié)構(gòu)滑移過程中，起到承重、導(dǎo)向和橫向限制支座水平位移的作用。滑道中心線與支座中心線重合，滑移擋塊規(guī)格為30 mm×50 mm×150 mm，焊接在滑移梁腹板上(如圖8)。

圖8 滑道擋塊布置圖

為使頂推力傳遞路徑更明確和結(jié)構(gòu)在滑移過程中的穩(wěn)定，需在各榀主桁架之間加設(shè)連桿，臨時連桿可考慮為壓桿，桿件選擇可按照受壓構(gòu)件長細比進行控制，臨時連桿設(shè)置如圖9所示。

圖9 臨時連桿設(shè)置示意圖

3.2 滑移軌道安裝要求

為保證滑道內(nèi)表面平整，減少滑移過程中的阻礙，降低滑動摩擦系數(shù)，滑道在鋪設(shè)時，應(yīng)做到：(1)滑移軌道梁表面應(yīng)水平；(2)拼接位置應(yīng)保證其平整度，不得存在高差；(3)滑移梁中心線與滑移中心線偏移應(yīng)控制在±10 mm以內(nèi)；(4)鋼滑靴及滑移梁上表面在滑移之前應(yīng)涂抹黃油潤滑。

3.3 滑道側(cè)擋塊的安裝要求

滑道側(cè)擋塊起著直接抵抗頂推反力及滑移精度控制的作用，因此在安裝過程中應(yīng)注意以下幾個方面：(1)為保證滑道側(cè)擋塊與頂推支座之間有足夠的接觸面，滑道側(cè)擋板應(yīng)嚴格按照設(shè)計形式安裝；(2)滑道側(cè)擋塊與滑移梁的焊縫高度應(yīng)滿足設(shè)計要求，以滿足抵抗頂推反力的使用要求；(3)所有滑移梁上側(cè)擋塊的起始安裝位置應(yīng)在同一軸線位置處，并在每條軸線位置處重新設(shè)置起始點，以減小安裝累積誤差，滿足滑移同步性的要求；(4)同一滑移梁兩側(cè)的側(cè)擋塊安裝誤差應(yīng)小于1 mm，相鄰滑道側(cè)擋塊的間距誤差應(yīng)小于3 mm；(5)側(cè)擋塊前方(滑移前進方向)嚴禁焊接。

4 液壓頂推系統(tǒng)配置

液壓頂推滑移系統(tǒng)主要由液壓頂推器、液壓泵源系統(tǒng)、傳感檢測及計算機同步控制系統(tǒng)組成。液壓頂推滑移系統(tǒng)的配置本著安全性、符合性和實用性的原則進行。

4.1 液壓頂推器配置

本工程擬選用的液壓頂推器的型號YS-PJ-100型，額定頂推力為100 t。

總體配置原則：(1)滿足桁架結(jié)構(gòu)累積滑移驅(qū)動力的要求，盡量使每臺液壓頂推器受載均勻；(2)盡量保證每臺液壓泵站驅(qū)動的液壓頂推器數(shù)量相等，提高液壓泵源系統(tǒng)利用率；(3)在總體布置時，要認真考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低工程風(fēng)險。

4.2 液壓頂推器的選擇

在滑移過程中，頂推器所施加的推力和所有滑靴和滑軌間的摩擦力F達到平衡。

滑移重量為2400 t，摩擦系數(shù)0.15，桁架所需的最大總頂推力大小，2400×0.15=360 t。本工程中桁架結(jié)構(gòu)滑移施工設(shè)置6個頂推點，每個頂推點布置1臺100t-600液壓頂推器。單臺100t-600型液壓頂推器的額定頂推驅(qū)動力為100 t，則頂推點的總頂推力設(shè)計值6×100=600 t>360 t，能夠滿足滑移施工的要求。

5 結(jié)語

在現(xiàn)有煤場上增設(shè)大跨度煤棚，通過滑移法施工，可有效減少對場地的占用和對生產(chǎn)的影響。

通過在支撐胎架端部設(shè)置懸挑桁架的特殊構(gòu)造，能保證預(yù)應(yīng)力拉索及撐桿在支撐胎架上的便利安裝，并保證該榀桁架在張拉完成后順利滑移出去。

通過利用煤場兩側(cè)的擋煤墻來布設(shè)滑移梁，大大提高了滑移的便利性，同時也可以有效減小滑移梁的截面規(guī)格，節(jié)省滑移成本。通過設(shè)置依附滑移梁的水平桁架，可有效承受滑移過程中料棚的外擴力，且該水平桁架可多次重復(fù)利用。

通過滑靴的設(shè)置，可有效減少煤棚在滑移過程中的摩擦力。通過滑移梁內(nèi)滑塊的設(shè)置，即可作為液壓爬行器在滑移中的反力點，又可作為滑移梁上的“刻度尺”，為同步滑移提供刻度參考。