该电厂烟囱的施工特点是:烟囱钢结构施工高度高、钢板厚、焊接量大;平台多、平台梁单根重量大、吊装艰苦;超高空功课、操作面狭窄、施工工种和工序多、施工要求持续作业、工期短、轮回快、施工技术和配合复杂、施工难度大。
2 烟囱钢内筒的施工计划
气顶升倒装法施工工艺是参考油罐钢筒结构的施工工艺,联合钢内筒烟囱的结构和和施工前提,自行研讨开发的钢内筒气顶升倒装法施工工艺。
2.1 气顶升倒装法施工工艺的原理与方式
气顶升倒装法施工工艺的原理
气顶升倒装法组装钢内筒,就是利用钢内筒等直径的特点,按倒装顺序,先组焊内筒顶端,把顶端段组装到一定高度,上设暂时封头,下设密封内底座,使在已组焊的内筒段与密封内底座形成一组能够伸缩的套筒(见图1)。在密封内底座的底部有从气源来的进气管道,气源装置能供给气压顶升必须压力和睦量的压缩空气。通入压缩空气后,作用在上封头的气体压力的协力构成向上顶升力,此顶升力的数值应大于上封头重、筒段重量和各摩擦力大小。当该筒段向上滑移使筒段底口超过后续筒节高度后,关闭进气阀,使筒段稳固在此高度。在它的下方组焊下一段待装筒节,按上述过程一直反复,直到筒体达到设计高度。最后拆除上封头和密封内底座等施工附件,钢内筒即组装完成。
气顶升倒装法施工的气顶压力及安全系数
气顶升压力的盘算
气顶升时,钢内筒处于悬浮状况。由力的均衡可知,气顶升力f应大于即是重力q与各摩擦力之和。本装置的q为kg;钢内筒充气腔截面积a1为cm2;筒体内紧缩空气的压力p可根据f=a1×p+f(各摩擦力之和)算出。计算时,各摩擦力之和可在留有必定裕量下计算出。由p=q /a1得p=0. 175mpa。而后,由钢内筒内径d(d=5 700 mm)、筒壁有效厚度δ0(δ0min=10 mm),根据σx=pd/(2δ0),计算气顶升时钢内筒的应力σx。由于q235钢的容许应力[σ]=215 mpa,取焊缝系数ψ=0. 9,得钢内筒的应力σx=49. 9mpa。
图1 气顶升原理图
自重应力的计算
由自重q和最薄段筒壁截面积a2=cm2,依据σy=q /a2计算得:σy=24. 9mpa安全系数的计算由σ合=(σx2+σy2)1/2=55. 8mpa,得保险系数k=[σ]ψ/σ合=3. 5。由上可知,当受压力时,气顶升体系是足够平安的。
2.2 气顶升倒装法施工帮助起重提升系统
为满意烟囱内钢平台和钢内筒的安装工艺要求,在烟囱混凝土外筒施工到顶后,在混凝土筒首顶安装1根支承梁,支承梁上装有滑轮组。在地面布置2台10 t卷扬机提升系统,由滑轮组来提升悬吊操作平台,以供各层钢平台安装和在钢内筒气顶升时助吊用。见图2所示。
2.3 气顶升倒装法施工顺序
气顶升倒装法施工次序为:混凝土外筒施工到顶→支承梁安装→滑模平台拆除→悬吊平台安装→钢平台及爬梯安装→悬吊平台拆除→气顶升装置安装→钢内筒气顶升→止晃点及钢附件安装→气顶升安装拆除→烟道口及导流板安装→宾高德防腐内衬施工→支承梁拆除。
3 施工症结工序及相干技巧要求
3.1 支承梁的设计请求
根据详细的钢平台安装及气顶升施工荷载,支承梁设计成缀式桁架结构梁。支承梁高6. 7m,横跨混凝土外筒首顶,要求承重25 t。为方便安装和拆除,各构件分段制作(重量不大于0. 5 t/件),分段之间用螺栓连接。单件焊接接头应合乎gb985—80尺度,主梁采取高强螺栓连接,支承梁在烟囱筒首安装前,需在地面预装并进行1. 2p(p为额外载荷)加载实验,及格后方可应用。
3.2 悬吊平台的结构与要求
悬吊平台是一圆形、网式、反撑圆形、运动式钢结构操作平台(见图3),重要承当钢平台、钢梯的安装。它分2层,下层放机具,上层放待装工件。悬吊平台上升、降低靠滑轮组、支承梁、钢丝绳、地面10 t卷扬机实现,可在0~205 m做垂直升降活动。因为混凝土外筒上小下大,故操作平台应在-14 000~22 600 mm间做径向变幅。悬吊平自重限度在12 t以内,悬吊平台径向变幅应机动、方便。制造、组装按gb50205—2001验收,并进行1. 2p(p为额定载荷)加载试验,合格后方可使用。
3.3 钢平台、钢梯的安装
安装钢平台、钢梯时，烟囱新建公司,悬吊平台降至烟囱内地面上。将203. 0m平台上用的h型梁及其他钢构件由烟囱外吊至悬吊平台上,将施工机具随悬吊平台由卷扬机晋升到203. 0 m钢平台处。扫除筒壁预埋件上的杂物,检查预埋件的偏差。利用205. 0 m上的烟囱的轴线,用线锤挂至203. 0 m上。先安装钢牛腿,然后用葫芦将2根bh主梁吊至划定位置,用程度仪测平,大梁各间距间的水平度把持在10 mm内,然后安装其他次梁,铺设压型板。将悬吊平台降至199. 0 m钢梯平台,安装199. 0 m体息平台及爬梯,同时安装好栏杆。悬吊平台下降,逐渐安装至170. 9 m平台。同理,安装0~170. 9 mm的各钢平台及爬梯,同时安装各层平台的格栅板、栏杆。
3.4 钢内筒气顶升装置的安装
钢内筒的预制
排版放样
钢内筒钢板预制按每节1. 8 m,每节内筒沿圆周方向每圈由3片钢板围成,根据钢内筒施工图及
图2 钢内筒安装示用意
材料的宽度及长度进行合理排版。
下料坡口
钢内筒内直径为5. 7 m,厚度分离为10 mm(39m处); 12 mm(30 m处); 14 mm(106 m处), 16 mm(35 m处)。根据钢内筒直径算出每节的开展长度,并按周上进行3等分,切割下料。用半主动火焰切割机下料、坡口,坡口应契合图纸要求。下料后,必需复核并做记载。在钢板的角端用钢印和油漆标出位号、标号,如:a-n-m(a为烟囱位号;n为第n节;m为第m块)。
压头卷圆
利用三棍卷板机进行铲头和卷圆,卷制过程顶用弦长1. 5m的内卡样板检查曲率,其空隙不大于3mm。卷制后应按位号依次放置,便于当前吊运、安装。
对钢内筒顶端段的组装
顶端段的组装是在预制场地上先组焊成若干整圆的筒体,一一吊入内筒基础邻近。利用支承梁及25 t滑轮组,从筒首往下逐节组对焊接至15 m高,并在预定位置安装上封头。将1, 2号气顶升底座就位在1, 2号钢内筒基本内,并安装地面组焊平台及气顶升管路。随后把组焊好的顶端段分别吊至密封内底座上,使顶端段的下口套在内密封底座的外周,渐渐放下,应防止碰伤密封环,直至下口接触组焊平台,然后安装组焊平台。
组装螺旋轨道
为方便钢内筒组合板分片就位,在组焊平台下面布置环形螺旋轨道。根据钢内筒钢板的安装位
置,将预制好的螺旋轨道安装结束,并在螺旋轨道上装置6个可挪动的锚头吊,以供钢板组对就位。
钢内筒3片组对
将钢内筒的筒体板顺次用运输小车送至烟囱内,应用螺旋轨道上的锚头吊将筒体板吊起,送至预约地位(每块板至少用2只锚头吊)。将它们合围在初始顶端段的外围,把相邻筒体板间的3条纵缝中的2条焊固,留下最后1条纵缝圈围在已组装筒节的外圈,并留有恰当的间距。在此间距两侧的适当位置上,分辨焊上由2对钢板制作的索具眼板,用手动葫芦把相邻两板收紧,并点固周围卡板。检讨筒体四周,肃清可能影响其顶升的阻碍物。启动空压机,并开启进气阀,当气压室的压力到达额定顶升压力时,启动10 t卷扬机在顶端牵引,使筒段缓慢回升。当顶端段顶升到高于后续筒节50~200 mm时,关停卷扬机,封闭进气阀。将顶端段稳住在断定的位置,用2支手动葫芦同步收紧,使后续筒的最后1条纵缝聚拢,并组对焊固。然后,拆除手拉葫芦,割去索具眼板,将其打磨润滑。迟缓开启排气阀,并同时松开卷扬机,使顶端段缓缓降落,使它与后续节靠拢,最后组焊两者的对接环缝。
3.5 钢平台和钢内筒的焊接治理
焊接施工工艺
钢平台和钢内筒的主材大局部选用q235 b钢,q235b钢拥有良好的焊接性,简直所有的焊接办法都可采用。钢内筒板厚10~16 mm,焊接工作量大,施工现场的环境庞杂,故选用co2气体维护焊和手工焊。co2气体保护焊具备变形小、焊接速度快等优点,所以,除不锈钢的焊接外,其余都采用co2气体掩护焊。
焊接进程中焊工位置的布置
焊环缝时,可把环缝分成6小段, 6个焊工对称散布。开端施焊时,应以6等分点为出发点,逆时针方向焊接。焊接时,对称2人应坚持雷同或相近的焊接标准,避免因人为因素造成焊接变形。焊机的设置应就近分布,焊机与焊工距离不超过20 m,避免导线过长引起焊接参数不稳。
现场施工环境的安排
因为co2气体保护焊受外界影响大,而施工现场环境条件差,时有风、雨,为此,设计、制造了8个co2气体保护焊防风小棚。组焊筒体时,应将烟道口及施工预留孔用蓬布密封。
图3 烟囱钢平台示吊篮平面布置示意图
3.6 宾高德防腐内衬的施工
在2个钢内筒内,各制造1个施工吊篮。施工吊篮受力由支承梁支持,通过装在支承梁上的滑轮组,可在0~205. 0 m间隔内垂直升降。施工职员在吊篮内,由下而长进行宾高德防腐内衬施工。为运料便利,在吊篮上设置1台1 t的卷扬机,以垂直运输内衬资料。
3.7 支承梁的拆除
在205. 0 m的混凝土外筒顶部安装1根起分量为0. 5 t的扒杆,并用安全网关闭钢内筒的出口,将拆除了的支承梁散件,由扒杆吊至地面。
4 论断
烟囱钢内筒气顶升倒装施工工艺是目前海内该构造的一种进步施工工艺。该工艺用于珠海电厂一期240 m烟囱钢内筒和湛江奥里油电厂一期210 m烟囱钢内筒的施工成果表明:该工艺与液压顶升跟拔升等钢内筒施工工艺比拟,存在机械装备投入少、工期短的长处,是一种值得推广的施工工艺。应用该工艺时,混凝土外筒筒身不受力,不会因钢内筒的施工要求而对外筒混凝土结构发生任何影响。