一管多束式钢烟囱施工工艺[权威资料]

一管多束式钢烟囱施工工艺 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要：该工程 210m 烟囱内设置十个钢内筒，施工采用气顶升倒装法为主、吊装法为辅的施工工艺。根据各个钢内筒的直径大小选择合适的施工工艺，其中包括全程吊装法，全程气顶倒装法，半程气顶半程吊装法。施工过程制定科学合理的关键工序和技术要求、精确计算，保证安全、缩短工期、降低成本、提高功效。 关键词 : 烟囱钢内筒气顶升倒装法支承梁 吊篮 TU279.7+42 A 随着国家对环境保护的重视，各种尾气的排放逐步引入了先经处理，后排放的工艺；排放烟气用的烟囱根据排放烟气含杂质及排放温度分类设计，高低、直径、材质、数量各不相同，对施工提出了新的要求。 1 烟囱钢内筒的结构和施工特点 1.1 工程烟囱钢内筒结构 该工程烟囱为钢筋混凝土结构，出口内 D14.16m，底部内 D20.62m,混凝土筒内设有 10个钢筒作为排烟筒分别是一个D5500mm 碱回收炉、二个 D2500mm 溶解槽排气炉、一个D1500mm 低浓不凝气体排气炉、二个 D2600mm 动力锅炉、 二个D2300 石灰窑、一个 D1600mm 漂白槽、一个 D550mm 高浓度不凝气体排气炉其中一个 D2600mm 动力锅炉暂且不做，整体布置如图一，高均为 210m，钢内筒的钢材材质为耐候钢板和不锈钢钢板，钢内筒高于混凝土外筒 2m，其中不锈钢 316L 重456.48t，耐候钢 632.4t，其中钢内筒高 0 52.5m 板厚6mm， 52.5 105m 板厚 8mm， 105m 157.5m 板厚 10mm，157.5 210m 板厚 12mm。在高 15m 206.5m 设置 11 层钢结构检修平台及螺旋扶梯重 331t，钢内筒外保温面积为14358m2。 1.2 烟囱钢内筒施工特点 该烟囱钢内筒结构施工特点：技术上高难度、质量上高标准、安全上高风险的 “ 三高工程 ” 。钢平台、钢内筒主导工序施工工艺的独特性和复杂性。主要工序必须依次流水，不许平行或错位。具有不可变更的刚性施工关键线路。主导工序施工作业面只能自上而下垂直递进展开，单位时间内的可实施作业面始终局限在狭小封闭空间。施工工种和工序多，钢内筒直径不等，施工要求连续作业，工期短，循环快，施工技术和配合复杂，施工难度大。 2 烟囱钢内筒的施工方案 2.1 根据该工程 钢内筒的直径特点制定施工方案 首先对最小直径 D550 钢内筒总重 26.5t 制定利用平台梁进行悬吊方案，根据平台 11层及其上下平台的距离将 D550钢内筒现场制作场地制成 11段钢内筒平均每段重量约 2.5吨，利用安装好的平台梁及 3t 5t葫芦进行悬吊安装。 其次对其余钢内筒不同直径及重量进行气顶倒装时最大气压计算。 2.1.1 气顶压力 气顶法使钢内筒处于悬浮状态的力，必须是由封头所受向上气压的合力 F1（ F1=AP1 ）与之组焊的钢内筒（包括保温材料）重量 Q1相等，即气顶压力为 P1=Q1/A，最高气顶压力： Pmax=Qmaz/A， 其中 A 钢内筒截面积及 Qmaz 为设计高度的内筒总重量。 2.1.2 安全系数 按照钢制压力容器国家标准（ GB150-2000）的公式计算 =P(D+)/2 设计温度下的计算应力（ MPa） P 设计压力（ MPa） D 钢内筒直径（ mm） 钢内筒壁有效厚度（最小厚度 =12mm） 设计温度下材料的许用应力 (MPa) =111MPa 焊缝系数，取保守值 =0.5 当压力达到最大值时，最薄筒段的所受的压应力低于材料许用应力安全系数是足够的。 2.1.3 焊缝验算 水平焊缝验算： N 水平焊缝上压力（ N） LW 水平焊缝长（ m） 竖向焊缝验算： Lw 取单位 m 竖向焊缝长度 计算取最大值 max 表一钢内筒最高气压计算 根据计算确定各个钢内筒的施工方案，其中 D1600、D1500 不可全程气顶作业，考虑其 2 个因素，首 先气压对焊缝的影响其次利用吊装的位置与平台高度有关，最终确定气顶顶升至第六层平台 EL（ +） 115.425，即钢内筒 105 米， 10mm及 12mm 钢板倒装顶升完毕此时最高气压为 2.5MPa 满足安全要求，钢内筒落地后再利用葫芦顺吊 8mm 及 6mm 钢板。其它钢内筒满足全程气顶要求。根据施工图纸钢内筒的位置确定先顶升 D5500， 2 个 D2500、 D2300（ LIMEKILN 1）、 D1500、D1600 共 6 个钢内筒，而 D23OO(LIMEKILN 2)及 D2600(PB2)暂先不顶，作为后续吊装 D1500 及 D1600 钢内 筒的吊装孔，等D1500 及 D1600 钢内筒安装完毕后，再进行 D23OO(LIMEKILN 2)及 D2600(PB2)气顶顶升，顶升完毕即钢内筒主体施工完成。 2.2 气顶升倒装法施工工艺的原理 如图三所示，等径钢制筒体结构气顶倒装法是利用筒体自身再加上顶部的上封盖、内底座及附件的外部气源等，使已组装的上部一段筒体和内底座构成一个套筒状伸缩体。对筒体底部加气后，根据在密封容器内气体压强处处相等的原理，作用在筒壁四周压力相互平衡，对筒体顶升不发生影响，而作用在封盖的合力对筒体构成一个向上的顶升 力，倘若此顶升力超过筒身和上封盖的重量及筒内部与内底座上密封环之间的摩擦力之和，则筒体便向上滑升，当滑升到一定高度后锁定，把已经准备好的后续筒体合围焊接，筒身即被接长一节，如此不断反复直至筒体达到设计高度，最后拆除上封盖和内底座等施工附件，顶升完成。 气顶法钢筒内只需增加上封头、内底座等几个附件，其余采用常规施工机具，可节省大型起重机具的投入，节省大量的人力和物力，故施工成本低，经济效益明显，气顶法把大量高空作业改为地面和低空作业，提高了工效，缩短了工期，利用安全施工；气顶法直升方式节省作业场地， 利于在建筑密集场地施工。 3 施工关键工序及相关技术要求 3.1 支承梁安装 3.1.1 支承梁概况 根据具体钢平台安装，支承梁设计成2H8003001426 梁如图三所示，利用外筒滑模平台在钢筋混凝土外筒顶端立起支承梁，支承梁焊接时的起拱度不得大于 L/1000。支承梁的主要作用在于协作吊篮安装钢平台，支承梁设置在南北轴线上，于混凝土筒体中心轴线相对应，跨度为 14.38m。支承梁主要构成为 :主梁、滑轮组、支腿。其助吊是通过主梁上弦的六个定滑轮与钢内筒内的两个动滑轮及 43.5 跑绳和两台 10T 卷扬机来实现的，要求支承梁承受25t 的吊重。 3.1.2 支承梁计算 主梁为 2H8003001426 构成，如图四所示 主梁荷载情况 1）主梁荷载主要由以下组成： 主梁自重标准值（永久荷载）GK409kg/m16.38m=6699.42kg 吊重标准值（可变荷载） 4P0=25t 轴心压力标准值 N=P0=6.25t 2）主梁荷载设计值的确定 主梁自重设计值 G 设 =G*GK =1. 26.7=8.04t G 永久荷载分项系数 主梁吊重设计值 4P=Q 4P0=1.425=35t P=8.75t Q 可变荷载分项系数 轴心压力设计值 N 设 =P=8.75t 3）主梁受力如图五所示 4)主梁截面 主梁截面为 2H8003001426 Ix=282553.5cm4A=260.72cm2 主梁的截面特性 IZ、 WZ： Iz=2（ Ix+Aa2） =565106 cm4 WZ=Iz/yc=565106/40=14128cm3 所以 2H8003001426 满足要求。 5）挠度校核 根据主梁受力情况可知，主梁中点挠度最大。 主梁中点处挠度 6）梁的整体稳定验算 式中 : 根据以上计算可得支承梁是满足要求的。 3.1.3 支腿设计 主梁下支腿为 219*8 的钢管，截面积为A1=53.03cm2,i=74.65cm AB为支腿简易图受力分析如图六 其中： R/2=30.27/2=15.135t 由 Y=0 得 N=15.135t MB=0 得 FbX =FaX =1.106t （ 1）长细比验算 （ 2）强度校核 所以支腿 219*8 也满足要求。 3.2 吊篮的结构与要求 吊篮是一圆形、网式、反撑圆形，活动式钢结构操作平台，主要承担钢平台、螺旋钢梯及 D550 钢内筒的安装。它分 2 层，下层放机具，上层放待装工件。吊篮上升、下降靠滑轮组、支承梁、钢丝绳、地面 10t 卷扬机完成，可以在 0206.5m 做垂直升降运动。由于混凝土外筒上小下大，故吊篮应在 D13.6m D18.5m 间做径向变幅，吊篮与外筒及钢性结构不得接触，之间距离控制不得小于 300mm，吊篮提升高度低于安装平台不得小于 600mm。悬吊平台最大自重限制在 12t 内，吊篮径向变幅灵活、方便。 3.2.1 吊篮计算 1）主截面验算 吊篮荷载主要由以下几部分组成 吊篮自重标准值（永久荷载） GK10t 机具荷载（永久荷载）： 2t 人员荷载（活荷载）： 870kg =0.56t 物料荷载（活荷载）： 7.5t 总荷载： G 总 =G GK +Q QK =1.1(10+2)+1.4(0.56+7.5)=24.48t 式中 G 永久荷载分项系数 ； Q 可变荷载分项系数 2)主梁荷载的确定 从结构形式看，主梁受力最不力，仅对此梁进行验算。将结构分为 8 等分分别承担总荷载进行受力分析。 F 总 = G 总 / 8=24.48/8=3.06T=30.6kN qA1=1.1.10/9.23=1.19KN/m qB1=(1.12 +1.47.5)/4.06=3.12KN/m qC1=1.40.56/(9.23 -4.06)=0.15KN/m 式中： F 总 每榀梁所受的合力 ； qA1 结构自重 (永久荷载 )； qB1 施工荷载 (活载 )和机具荷载 (永久荷载 )； qC1 人载 (活载 )。 为了简化计算将矩形均布荷载化成梯形均布荷载来计算 FA =(q1+qAB/2 )LAB/2/2 FA=(4.31+4.03)0.855/2=3.56kN 式中： FA 点 A 所承受均布荷载的合力。 q1 均布荷载在点 A 的大小。 qAB/2 均布荷载在点 A、 B 中点的大小 FB=6.42kN，FC=4.74kN,FD=3.28kN,FE=2.71kN,FF=2.42kN,FG=2.06kN,FH=0.85kN 3)主梁受力简图 设定主梁为 2505 角钢取 a=600(如图十 ) 有 A=2960=1920mm2 Ix=1/12512003+210055952=10 74106mm4 Iz=2(Ix+Aa2) =2(1074106+1920(600 -21.9)2)=3432106mm4 抗弯截面模量： Wz=Iz/yc=3432106/(600 -2.84)=5747103mm3 梁的正应力验算： 根据梯形图将荷载分成矩形和三角形的均布荷载来计算弯矩 由上述计算得主梁截面满足设计要求。 4）主梁挠度验算 5）整体稳定计算 根据钢结构设计规范原理 :有刚性铺板密 铺在梁的受压翼缘上与其牢固连接的情况下 ,能阻止梁受压翼缘的侧向位移 ,所以此情况不必验算梁的整体稳定性。 因为施工吊蓝工作面上满钢板梁的集中荷载作用点两侧边有刚性 10号槽钢及角钢 L505 连接 , 能阻止梁受压翼缘的侧向位移 ,所以不用计算梁的整体稳定 . 3.2.2 吊篮钢丝绳验算 1）钢丝绳布置示意图 图十三 钢丝绳布置示意图 2）验算方法 抗拉强度为 1850MPa43 钢丝绳最小破断拉力 P1053KN，吊篮设计最大承载（含自重） G=25t。 安全系数： K=nP/G=41053/250=16.814 所以安全系数合格。 4 结论 本工程采用以气顶倒装施工工艺为主，吊装施工工艺为辅的科学合理的施工方案，完成了九个钢内筒的安装工程，即安全又经济。当然还存在一些问题，例如对于直径小的钢内筒在施工过程中还要考虑其气压对焊缝的影响，尚需在今后工程实践中予以改进和完善。 参考文献 1烟囱工程施工验收规范 GB50078-2008； 2钢结构工程施工及验收规范 GB50205-2001 3火电施工质量检验及评定标准土建工程篇 4工业金属管道工程施工质量验收规范 GB50184-2011 文档资料：一管多束式钢烟囱施工工艺 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :论城市管理规划与村镇建设管理规划的差别性分析 石河子市城镇化进程中存在的社会风险及原因调查研究 试析生态城市规划 浅析机电机械设备招标 浅谈房产评估现状 关于建筑电气设计中相关问题的探讨 对我国政府投资项目管理方式若干思考 建筑工程项目管理现状 分析