[最新]电厂工程烟囱钢内筒身施工工艺（液压系统提升倒装法）

1、烟囱内筒身施工(SDYJ-TJ-014-07) 59/60 作 业 指 导 书编号: SDYJ-TJ-014-07作业项目名称:烟囱内筒身施工 编制单位:XX省电力建设第一工程公司xxxx项目部(建筑工地)出版日期:2020年 4 月15 日 版次:第一版目 录 1 适用范围2 编制依据3 工程概况及主要工程量4 作业人员的资格要求及数量5 主要机械及工、器、具6 施工准备及场地布置7 作业程序8 作业方法、工艺要求及质量标准9 质量管理、安全和文明施工措施10. 强制性条文11职业安全健康危害和环境因素风险控制计划1 适用范围本作业指导书适用于xxxxxx电厂工程烟囱钢内筒施工。2 编制依据

2、:2.1烟囱钢内筒施工图F2301S-T0403(3)2.2钢结构工程施工质量验收规范GB50202020202.3碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带GB3274-882.4焊接标准GB/T5117-95和GB/T983-952.5碳钢焊条GB/T5117-952.6焊接H型钢YB3301-922.7烟囱工程施工及验收规范GB50078-20202.8工业管道工程施工及验收规范GBJ235-972.9建筑防腐蚀工程施工及验收规范GBJ50212-20202.10建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-912.11油漆GB8923-882.12涂装前钢材表面锈蚀等级的除锈等级GB8923-882

3、.13建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20202.14电力建设施工质量验收及评定规程(第一部分:土建工程DL/T5210.1-2020)2.15电力建设安全工作规程DL5009-1-20202.16电力建设安全健康与环境管理工作规定(2020版)未尽事项的施工质量检验及评定标准按相应的项目标准执行。本技术条件书中所列规程、规范及技术标准,如遇国家发布新版本,则应按现行最新版本执行。3 工程概况及主要工程量3.1工程概况xxxx电厂2660MW机组工程位于xx栖霞区靖安街道xx村,为2台660MW燃煤发电机组。xxxx电厂2660MW机组工程设计集束式烟囱一座,其钢筋砼外筒高233m

4、,钢内筒两只,高240m。外筒0m处外半径12.4m,233m处外半径9m,内设钢梯一座,钢结构平台8层(23.8米0号平台、烟道支撑平台；50.50米1号平台；80.50米2号平台；119.50米3号平台；160.00米4号平台；199.82米5号平台、承重吊装平台,本烟囱钢内筒采用液压提升方案进行设计,吊装箱梁千斤顶位置处考虑承受荷载260t；220200米6号平台；229.40米7号平台)。钢内筒内直径为6.6m,钢板厚度13,止晃点及烟道接口处15,钢内筒基体材质为Q235B,钢平台钢材材质有Q235B及Q345B两种,钢内筒和烟道接口处内侧面防腐均采用泡沫玻化砖(50mm厚)。外露钢

5、内筒、烟道接口及导流板采用JNS耐硫酸露点腐蚀钢板,其力学性能和焊接性不低于Q235B,JNS钢板之间焊接采用与其配套的焊丝及焊剂焊接。Q235B及Q345B采用型号为E43型焊条,Q235B与JNS钢焊接采用与两侧母材相适应的焊接材料。不锈钢采用OCr18Ni9Ti,焊条选用应符合不锈钢焊条(GB/T983-1995)中要求。所有室内金属构件表面(包括预埋件)安装前均需除锈,除锈等级Sa2,涂三道氯磺化聚乙烯防腐涂料底漆,安装后涂两度氯磺化聚乙烯面漆,浅淡灰色,室外金属构件表面除锈后均需镀锌处理。3.2主要工程量名称单位数量名称单位数量钢板m24950不锈钢钢板m2500油漆m219900玻

6、化砖m288004 作业人员的资格要求及数量4.1作业人员的资格要求4.1.1作业人员要求体质良好、年轻力壮,且必须通过三级安全教育。4.1.2施工技术人员及班组长有较强的识图能力和施工组织能力。4.1.3起重工、电气维修工等特殊工种需持有效证件上岗。4.1.4参加作业的焊工必须持有相应项目的有效焊工合格证书,且焊工应有良好的工艺作风,严格按照给定的焊接工艺施焊,并认真实行质量自检。4.1.5所有施工人员工作前必须经过技术交底,熟悉作业指导书及图纸对焊缝的质量要求,方可进入施工现场,须具有较强的质量、安全意识。4.1.6所有现场操作人员均应服从管理人员统一指挥、统一调度。4.1.7对进场的施工

7、机械经检查验收合格后报验分公司、监理审批后方可使用。4.2作业人员的数量工种数量(人)主要职责工种数量(人)主要职责技术员1安全、技术负责起重工12起重作业施工员1安全、技术监督焊工30焊接钢构件安全员1安全监督机修2机器维修电工2电源管理壮工16/5 主要机械及工、器、具名称(规格、型号)单位数量动力卷板机(252020)台1电动半自动切割机台3氧-乙炔交流电焊机(30KW、500A)台12电150KW液压提升装置(GYT-2020型)套4电100KW卷扬机(516t)台4电约100KW钢绞线15.24米1656017048Kg提升装置专用左右捻各半锁扣付1100轨道输送车(16t、66M)

8、台2自制233米支承梁套1自制等离子切割机台2简易人货两用升、降机(240米)台10.5t钢丝绳(1325)米8000钢轨台350台钻(14)台1桅杆吊套1自制各类滑轮,开口等HWD型付30-40焊条保温桶只12大直流焊机台2施工电控装置套2烘箱台15T双滚卷扬机台11T吊笼台140T门吊台套16 施工准备6.1主要材料设备准备6.1.1主要材料备货满足施工要求,其余部分能按计划要求及时供应,满足工程连续施工要求。6.1.2设备已订货,设备图纸和施工图上预留孔洞、埋件、螺栓(孔)等核对无误。6.1.3施工机具在开工前已到位,且工况良好；施工用仪器已校核完毕,满足施工要求。6.2技术准备6.2.

9、1施工技术人员已熟悉图纸,了解相关规范要求,制定了切实可行的施工方案。6.2.2技术人员都接受过相关培训,有上岗证；有一定施工经验。6.2.3各工种技术人员配备齐全、合理,能够胜任自己的工作。6.3现场条件准备6.3.1现场满足开工条件,施工平面布置见下图。6.3.2施工队伍人员到位,工种配备齐全,人数满足施工进度要求。6.3.3施工人员都接受过三级安全教育并考试合格,接受过技术、安全、质量交底。6.4施工部署6.4.1工期目标a) 提升装置机械购置、操作平台、吊篮制作、等工艺装备配置准备工作60天。b) 钢内筒安装前在首顶外筒施工平台加工焊接天梁支架30天c) 钢内筒安装前在地面分片进行除锈

10、、焊接埋件等准备工作45天。d) 各层平台钢架、作业平台、提升系统等施工工艺装备的安装和调试工作45天。e) 第一只钢内筒安装70天。f) 第一只钢内筒工艺装备的拆除和移交第二只钢内筒施工用工装设施的安装和调试工作2020g) 第二只钢内筒安装70天。h) 拆除工装及现场清理2020钢内筒施工总工期为270天 ,根据开工工期、甲方交付日期,安排交叉施工,对施工进度重新调整。顺序工期天施工项目日期月进度1月2月3月4月5月6月7月8月9月160施工准备和制作270平台制作安装3701#钢内筒制安420工装位移5702#钢内筒制安630烟道口安装745钢内筒防腐6.4.2质量目标:确保优良,合格率

11、100。6.4.3安全目标:零事故。6.4.4文明施工目标:达到地方及业主场容管理规定要求。7作业程序7.1钢内筒安装施工总体流程；砼烟囱囱首搁置梁制作、安装(和外筒交叉作业) 施工吊笼安装调试投用(未投用前借用外筒施工吊笼) 囱首下230米层钢平台吊装 外筒施工设施拆除退场 各层钢平台由上而下吊装 液压提升装置、安 钢内筒提升安装。装、调试、投用 梯子平台走道连接由下而上吊装 8 作业方法、工艺要求及质量标准8.1作业方法钢内筒安装设计为液压系统提升倒装法施工,#5平台为吊装承重平台。钢内筒安装采用4点液压提升倒装法施工工艺。施工顺序是:外筒施工完成后利用外筒施工的提升装置,将平台吊装梁和吊

12、笼提升装置安装到筒首顶位,同时将230M平台梁安装就位。土建拆除其全部工装。安装22020七层搁置梁平台。钢内筒筒体在铆工场预制成2米一节散片做好防腐处理,现场组装。钢内筒液压提升系统设置在第六层平台上(标高2020),布置42020液压提升装置,提升吊装系统包括台:箱梁,环梁,和液压系统等。8.1.1钢内筒预制由于本工程设计烟囱门洞方向与钢内筒排列轴线垂直,在外筒的北侧面有烟气脱置,需同时施工、运输通道狭窄,制作场地在烟囱东150 米处,因可利用面积太小等原因,钢内筒在制作场地分段制作,造成水平运输困难,所以本工程采取在预制场地放线下料,卷板后做防腐工作,用专用工装车辆运到现场,在筒内工位上

13、制作胎具现场实施围板组对,倒装法提升安装(见示意图),为弥补钢内筒不能预制整节拉入安装的缺陷,保证施工工期,我们有效组织施工力量采取三班制施工。施工应具备制作场地3000左右,地基基面需用石子铺设并安装一台40T跨度为42米2020的龙门吊,和2020000卷板机一台,浇筑一块202040米的砼场地平台,供下料、放样。每支钢内筒用钢量约等于600t,采用20207000定尺钢板,分单片卷制成形瓦块状,用40吨门吊立起吊到喷砂场地防腐油漆,后送至烟囱,用平板专用车推入烟囱内定位,采用液压提升应用倒装法吊装。a) 壁板制作壁板制作程序:材料验收号料放样划线下料打磨去毛刺除锈油漆。材料进场时应提供材

14、料质保书,并检查钢材表面的锈蚀麻点、划痕深度是否超过规范要求,是否有夹渣、裂纹等缺陷,发现不合格的钢材应立即停止使用,进行标识、并及时反映。) 要保证放样的长.宽.对角线准确无误,且考虑切割余量.手工下料的切割余量3-7mm,自动切割的余量为1-2mm,弹线应分段进行,以保证其正确性。) 钢板卷制时防止端部产生直段,在卷圆前先压头,压头应用专用模具。) 由于卷圆直径较大,必须有吊具配合,可制作固定支架、钢板滚动平台,防止筒身下垂影响卷圆准确度。) 卷圆时应用白铁皮制作圆弧样板,且弧长不得小于1m,卷圆时应释放应力,不允许一次成型,应反复搌压、成型准确后出机.b) 钢内筒的现场组对钢筒壁板卷制防

15、腐后用自制专用平板车托运到施工现场,在烟囱内分节组对方法如下:) 在两钢筒的基础上敷设两条钢轨,在钢轨上安装一个方6.8米的平板小车作为分节组对和安装对接的施工平台和移动工装。 ) 在2#筒位上的24米平台下架设一个环梁,在环梁上悬挂5t和2t的手拉葫芦各4台。) 当小车推到2#位时,小车可作为分节组对平台,用悬挂在24m平台下的葫芦将弧形壁板每层3块吊到小车平台上,围制成一节钢筒,校正施焊后,用4个5t的葫芦吊起2米,用倒装法围制第二节壁板,并与吊起筒节对接形成4m高度的一段钢内筒。) 用卷扬机将小车移动到1#筒安装工位进行安装对接后,小车移动到2#位进行下段组对,依次循环。) 钢内筒外筒壁

16、以上外包不锈钢部分将钢内筒与不锈钢保护筒按图纸要求做成标准节(及钢内筒和不锈钢保护层的组合)同时提升。c) 钢内筒及主要构配件的焊接) 材料要求焊材必须具有质量证明书或材质合格证。当对焊材质量有疑义时应进行抽样复查,并出具复查合格的报告后方可使用。施工现场应配有符合要求的焊条烘烤箱、恒温箱、干湿温度计、除湿机或远红外灯泡等。并由专人负责,严格执行有关规定,做好原始资料与日常记录的管理工作。焊材的保管、烘燥、发放、回收应严格按工程处“焊接材料管理办法”的有关规定执行。焊条的烘燥工艺应按生产厂家说明书提供的参数进行,否则不允许发放使用。) 施工条件接场所必须采取挡风、防雨等有效防护措施；应有良好的

17、排烟、照明措施。钢材在负温下焊接时亦应适当预热。) 焊接施工程序:见下图组 对点 焊 补焊焊 接 自 检 外观检查验收 不合格无损检测技术记录 注:为需要时进行。) 对口要求坡口形式应及纵横焊缝要求必须按设计图纸的要求或符合规程规定的要求,详见下图。对口前应打磨坡口及两侧,彻底清除坡口内外各10-15mm范围内油污、铁锈等,直至露出金属光泽,并对坡口表面进行检查,不得有裂纹、夹层等缺陷。按图纸要求检查装配尺寸,局部错口值不大于壁厚的10,且不大于3mm。焊件组装时应将焊件垫置牢固,以防在焊接过程中产生变形和附加应力,焊接完毕后,方可拆除焊件垫置装置。烟囱钢内筒施焊时接头形式多样,对口必须考虑结

18、构的应力分配情况,并采取防止变形措施,如对口质量达不到要求,应对结构重新进行对口。在采用气割方法加工坡口后,应用机械方法将坡口表面的氧化皮、飞溅等清理干净。焊口的局部间隙过大时,应设法修整到规定尺寸,严禁在间隙内加填塞物。焊接前焊工应对焊口的对口质量进行检查,符合规程要求后方可进行焊接,否则有权拒绝焊接。) 焊接材料选用焊接材料的选用应按与母材化学成分相同或相近的原则进行。异种钢焊口的焊接材料应按焊接工艺评定的要求或规程规定的要求进行选用。手工电弧焊焊条采用J427CrCuSb和J427焊条,质量标准符合炭钢焊条 。(GB/T5117-95中的E43型焊条的有关规定)钢内筒筒体,烟道口及加劲助

19、采用耐硫酸露点腐蚀的10CrMnCu钢板制作,材料各项技术指标满足抗硫酸露点腐蚀要求。焊接不锈钢时,焊条采用符合GB/T983-95不锈钢焊条中相应成分的焊条。烟囱钢内筒所涉及的焊接材料:母材材质焊丝(型号规格)焊条(型号规格)Q235B-Q235B/E43型Q235B-Q345B/E43型Q345B-Q345B/E50型JNS钢板JNS钢板相匹配焊丝/) 焊接工艺点固焊点焊工艺与正式焊接工艺相同,并由同一焊工施焊。点固焊时每隔400mm焊接50mm；焊缝厚度为3-4mm。点固焊要注意根部质量,如发现缺陷应及时用机械方法铲除,打磨后重新进行焊接。焊接工艺要点点固焊、打底和加厚焊接都应对称同时进

20、行。打底焊应确保根部熔透和坡口边缘熔合良好。钢内筒=13,15mm,所以每条焊缝计划分3-4层完成,所以层间的缺陷应清除干净,确认无缺陷后,焊第二层(或第三、四层)。每层焊道的厚度为焊条直径加1mm,不允许加厚焊道,减少层次。焊接横位置时,从部件中间向边缘焊接；焊接立焊位置时从部件联接处的中间向外部。焊接时分段长度为2020m至300mm。为了控制焊接变形,4个焊工必须同步焊接(包括每层焊缝的起始及结束时间保持同步)。为了保证焊接质量,前后两焊工间的衔接接头质量应由后一焊工负责,前一焊工焊完一层后,须检查接头联接质量,确认无缺陷后,再焊下一层。焊接时四名焊工用“逆向分段法”焊接,焊接顺序如下图

21、。施焊过程中,应配有矫正变形专用工具,以方便及时对产生变形的部分进行矫正。施焊中,应特别注意接头和收弧质量,收弧时应将熔池填满。层间焊缝接头应错开10-15mm,层间清渣要彻底,发现缺陷及时处理。层与层之间跳焊方向相反。焊缝尺寸应符合图纸要求。在薄板结构的部位施焊时,应采取分散跳跃方法,以防止变形。焊接时应备有防止或矫正变形的措施。焊接过程中,若局部变形过大,应立即停止焊接,待变形矫正后再行施焊。中间隔板的焊接宜选用较小的电流或较大的焊接速度,如操作不当不宜立即补焊,待冷却后再予补焊。并严格按照图纸要求的焊接方法进行。内部装置焊接时,应先焊好角焊缝或对接纵缝,再焊加强筋板。每条焊缝焊接结束后应

22、及时清除焊渣及飞溅物。) 焊缝返修当发现不合格处应进行补焊。补焊应由相应合格项目的持证合格焊工担任。补焊的焊接工艺应与正式焊接工艺相同。补焊完毕,应重新进行自检。) 质量检查及验收焊缝外观质量标准执行火电施工质量检验及评定标准焊接篇(1996版)。焊缝过渡应圆滑、匀直,接头良好。焊缝表面不允许有裂纹、未融合、气孔、夹渣等缺陷,咬边深度0.5mm,长度焊缝全长的10%,且40mm。严格按照三级验收制度进行检查验收。技术资料施工安全、技术、质量交底记录；质量验收评定记录；无损检测记录；施工记录。8.1.2烟囱钢平台的安装a) 首顶临时吊梁安装首顶提升钢架是烟囱各层平台搁置梁安装提升物料和作业人员上

23、下的提升机构,主要承重钢架,搭设在233米混凝土外筒的顶端,固定在233米混凝土外筒首顶的预埋件上。如图所示:首顶提升梁架的安装是钢内筒安装主要的环节,它的安装应在土建施工混凝土外筒浇筑到顶,利用他们的起重机械将所用材料吊至233米首顶,现场组对焊接、安装。土建烟囱混凝土结顶后,核实建筑相关标高,中心线尺寸交接复核,利用建筑滑模平台和吊运钢筋的扒杆将分割重量不超过0.4t的临时搁置梁和附件吊运到滑模平台上组装焊接。首顶提升钢架主要由两根主梁和两根次梁组成。主梁分别由两根I45a拼对组合成。支点在233米混凝土外筒顶端,跨距13.2米,固定在首顶预埋钢板上,是提升各平台梁的主要承重梁。次梁主要稳

24、定主梁和支架、吊笼天架作用36双肢拼成箱形梁,长15.79米。吊笼天架是安装在233米首顶钢梁架上,用159*5钢管焊制,高出首顶5米,主要用途是:架设吊笼天轮,稳定吊笼罐道绳是提升机构的上吊点,使吊笼吊可提升到230平台。 次梁主要稳定主梁和吊笼支架,次梁是由40a拼接成箱梁,与主梁垂直安装在首顶上。临时提升钢架,安装前要测量划线准确,确定安装方位,要与烟囱各层平台梁在同一轴线上,以便后来的吊装方便。吊笼天架支撑框架安装在临时提升钢架同一平面上。其次梁要与主梁和首顶埋件焊接牢固,尺寸准确。吊笼天架是安装在233首顶钢梁架上,主要要材料1595钢管,高5米左右,框架结构,方2.2米,主要作用是

25、:架设吊笼天轮和固定吊笼罐道绳索,是吊笼提升系统主要构件,安装位置是要准确,焊接要牢固。b) 吊笼安装主要供施工人员上下和施工中小型物料的提升。吊笼最高提升到230m平台,吊笼是专业厂家的定型产品,配有安全自动控制系统、限位、防坠器等安全构件。自重700kg,最大载荷1000kg,配一台5t双筒卷扬机作牵引设备,本公司在高空作业中长期使用,有成熟的施工技术和经验。吊笼钢架的安装要在土建工程完成后立即进行。利用烟囱浇筑时的机械将所用材提升到首顶,现场组对焊接。吊笼地轮地锚固定在烟囱钢内筒基础钢筋混凝土上。卷扬机固定在侧煤仓框架柱上。c) 230平台搁置梁的吊装顶首临时平台钢架主梁和吊笼提升系统安

26、装完成后,应马上吊装230米层平台梁。由于230m平台离顶首吊梁较近,地面组对整体吊装就位困难,只能将其单个吊装就位现场焊接。利用土建施工平台施工人员可安全操作。首顶临时平台钢梁设置二个吊点,用0米层16T卷扬机两台作牵引进行吊装。(见图示:)230m平台梁安装完成后方可拆除土建施工设施。在230m平台上加支撑加固顶首临时平台钢架主梁,确保吊装2020以下平台梁更安全可靠。d) 2020平台的吊装2020平台梁是钢筒吊装承重大梁,梁的截面设计较大,其外形尺寸为1800700。土建施工时牛腿上部主梁安装处没有留插孔;地面组装成H形整体吊装就位困难,采取单梁装工位组对,吊装时将筒首两滑轮组位置调正

27、起吊到位后,从中间向两侧移动就位。非吊笼侧的梁就位,操作人员从22020安装平台上,用软梯下到2020的吊装梁上进行工作,单梁吊装前在0米将平台、护拦等全部安全设施安装完成确保作业人员施工安全,主梁完成后及时吊装中间连接梁保证主梁通道畅通。e) 2020以下平台梁的安装其他各层平台梁的安装是在0米平面将两主梁和中间连接梁焊接成一体,形成H形整体吊装就位。在地面组对时将梁上的平台和护拦同时安装完成,整体的平台梁上形成有安全通道的平面。吊装到位后施工人员可从吊笼上进入吊梁平面的任意点安全作业。在这些平台梁中最重的吊装件是24m层的主梁组成件,重量3012020。主梁地面组对整体倾斜起吊就位。24米

28、平台组件起吊30.12t,四吊点每个承重7.528T1.2(不均匀系数)=9.1T。) 吊装施工措施吊装前先检查起吊装备的承载能力,2台16吨卷扬机和钢丝绳、滑轮组、吊耳、卸扣、钢丝绳夹头等是否符合承重梁的起吊要求。成立专业吊装组。起吊时配备对讲机4台,上下协调指挥。吊装前严格按起重操作规范进行。吊装最重的钢平台24米平台整体框架,吊装重量按30.12吨考虑,设4个吊点,采用2 个滑轮组,组合吊装,总重30.12吨1.2的安全系数=36.144吨 。四吊点平均9.1T。 。滑轮组和牵引钢丝绳选用:吊装最重的2020层钢平台组件框架,重量36.2t1.1安全不平衡系数=40T。一个滑轮组承载20

29、20t,选用H303D型通滑轮计算钢丝绳牵引力。P=wfn-1(f-1)/(fn-1)f0x式中:p 牵引绳拉力 KN w 起吊物件重量 2020N f 滑轮阻力系数 取1.04 n 滑轮组工作绳根数 6根 f0 导向轮摩擦系数取 1.04 x 导向轮数取 1钢丝绳选用24619公称拉力强度1770mpn,其最小破断拉力300kN,机动卷扬机钢丝绳使用安全系数取6,则安全拉力为300/6=50kNp=40.9kN,满足要求。两台16T卷扬机地锚埋设布置图。见图则:p=20201.046-1(1.04-1)/(1.046-1)1.052=40.9KN由于卷扬机的拉力为水平拉力,本工程中卷扬机流动

30、很少,不需要预埋锚固法施工,可浇注混凝土预留孔后浇地脚螺栓的方法施工为好。C2020土M24750预埋螺栓8根 导向滑轮地锚受力分析及布置图。见图钢丝绳导向受力分析简图:导向轮地锚布置图把地锚钢板焊在钢内筒基础钢筋上,打好斜撑。现场地锚的布置:16吨卷扬机的主地锚布置在烟囱南2020,因施工场地位置所限施工吊笼双筒卷扬机设置在烟囱南侧钢丝绳从南面门导出。16吨卷扬机的主地锚上,支撑与旁边的设备基础,暂时连接,待吊装完后割除。0米层地锚布置如下图所示:f) 荷载计算) 230米平台吊装梁计算吊装荷载,按第0层最大荷载考虑,吊装最重的钢平台0平台整体框架,吊装重量按30吨考虑,设4个吊点,采用2个

31、滑轮组,组合吊装,总重30吨, 平均每个吊点7.5吨。考虑卷扬机16T的2台,钢丝绳24,32T动滑轮组2组,每组3门。选用双拼I45a,材料Q235QA=QB=G/2,RA=RB=75009.8N=73500N考虑1.2倍的动载系数,则支座反力RA=RB=73500N*1.2=882020梁的正应力强度计算:式中；M弯矩:MA=MB=RA2600=1.911108 NMMJz惯性矩,材料I45a双肢拼焊；J=3224000002=6.448108MM4 y1纵向应变到中性轴的距离I45a取2020许用应力,Q235钢许用应力,考虑2倍安全系数,=151Mpa故使用双拼I45a是安全的。梁的弯

32、曲刚度计算； 式中； ymax 最大挠曲度 p 重力8.82104 b 受点到一端距离2600 E钢材材料的弹性模量；E=2105/2 J 惯性距=6.448108 L 梁跨距L=132020按单根钢梁计算的挠度值。在施工中将两根主梁和两根次梁连成整体,且钢梁两端与牛腿焊接,牛腿与砼首埋件焊接形成嵌固端,从230米平台主梁上用159管支撑顶首吊装梁,进行加强处理,刚度完全能够满足要求。上述计算是按两端铰支座进行计算的。) 吊笼所受荷载计算 吊笼考虑1吨承载能力重量,取1.4的荷载分项系数。 吊笼钢结构自重由程序自行计算。吊笼天笼架高5米,四根支柱用159x10钢管,小撑用108钢管,顶上四根横

33、档为22020方管。考虑1.2的自重增大系数。 吊笼中钢丝绳重3.54吨。取1.4的荷载分项系数。程序计算结果如下: 竖向钢梁(32号槽钢双拼外贴10厚钢板):最大弯矩,钢梁的截面抵抗矩,应力,满足的强度要求。安全程度程序计算位移23.5mm,位移与跨度比值为。 天笼架支柱: 采用159x10钢管,计算压力,面积,长细比 ,查得稳定系数,应力,满足的要求。 天笼架底三根支撑梁:采用2020钢双拼,计算得最大弯矩,钢梁的截面抵抗矩,应力,满足的强度要求。该梁满足钢结构设计规范要求的整体稳定条件:；同时,型钢截面本身满足局部稳定的要求,可以不用考虑局部稳定。程序计算得该钢梁位移10.2mm,位移与

34、跨度比值为。所以该梁满足强度,整体稳定,局部稳定的要求,设计合理。 吊笼提升梁:采用两根22号槽钢反拼,计算得最大弯矩,钢梁的截面抵抗矩,应力,满足的强度要求。该梁满足钢结构设计规范要求的整体稳定条件:；同时,型钢截面本身满足局部稳定的要求,可以不用考虑局部稳定。所以该梁满足强度,整体稳定,局部稳定的要求,设计合理。吊笼钢丝绳强度验算吊笼为无锡华科机械设备有限公司专业生产,自重550kg,额定载重600kg,配用一台3吨双筒卷扬机(单筒牵引力30KN),配用17.5 6*37钢丝绳1060米,吊笼单筒牵引力最大700kg,钢丝绳最小破断拉力155.4KN,安全系数22,大于规范安全系数14倍的

35、要求。同时,型钢截面本身满足局部稳定的要求,可以不用考虑局部稳定。8.1.3钢内筒吊装方案烟囱钢内筒安装采用4点液压提升倒装法施工工艺。在2020承重平台安装,液压提升千斤顶额定载荷2020,4只液压系统中2只并联串通,以保证千斤顶同步提升,(高差控制在10mm内)提升过程中为防止偏载,装有自动控制系统和手工操作系统,超过限载会自动停机以保证提升过程中的安全性。4只千斤顶分别搁置在4根箱梁上,箱梁搁置在GL601、GL602、和砼烟囱洞口及其砼牛腿上,18根15.24mm的钢绞线,按照钢内筒吊装的最大重量(整个钢内筒落地前)600吨考虑,每只千斤顶的最大载荷150吨,安全偏载系数1.2,即每台

36、油缸的实际载荷为其额定载荷87%。烟囱钢内筒提升的吊装载荷:静载荷: 箱 梁 4.7吨/根4根 14.8吨 油 缸 ； 3.3吨/只4只 13.2吨 导向架 ； 0.4吨/只4只 1.6吨 泵 站 ； 2吨/台2台 4吨动载荷 筒 体 ； 约600吨 (包括两层吊耳重量) 钢绞线；4.5/组4组 18吨 合计；651.6吨 油缸所在的1.2.3.4点载荷: G1=G2=G3=G4=651.6/4=162.9吨 (包括钢内筒,吊耳、钢绞线重量。 偏载系数小于1.1选择4组额定载荷2020的液压提升系统,。箱梁端头A、B、C、D点载荷 GA=GB=GC=GD=(G1+箱梁+油缸)/2=(150+3

37、.3+4.7)/2=79.2020吊装平台、承重梁由设计院核定提升重量专业设计安全可靠。2020液压提升系统布置图吊装梁强度验算:已知条件梁支跨度:3535mm跨中集中载荷:158宽度:600mm,千斤顶孔直径2020梁采用箱形梁,上翼缘板厚32mm。 截面选择,梁的断面选用箱形结构,断面结构如下图所示:梁的截面特性计算由于刚度保证梁的承载能力,故这里先按照刚度条件选择型钢截面,然后再进行强度验算。由于吊装架构的使用次数非常少,因此仅对结构的静刚度进行计算。跨中挠度计算如下:f f =式中: P=202010009.8=2.0106 L=3535mmE=2020103N/mm2f=L/700I

38、 惯性矩=梁的校核计算梁的强度校核:采用许用应力法校核,材料的许用应力确定:梁的材料为Q235,材料规格如图s=160MPa该吊装架构只考虑基本载荷,因此据【3】表2安全系数和许用应力选择如下: 强度计算:式中:M弯矩=JZ惯性矩=Y1纵向应变到中性轴的距离=1000/2=500 式中:Q-剪力=162/2=8110009.8=70.94105 NA箱形梁应剪截面积=10002020.0104m所以,梁的强度满足要求。结论在原设计的千斤顶梁的千斤顶安装位置上下平面贴厚度为10mm长600800mm板与原翼缘板焊接,中间与翼缘板同样开孔。可以保证使用的安全。该提升梁受力计算交设计院验证确认后实施

39、。a) 钢内筒吊装工艺首先将卷制好的首顶节钢筒壁板,用自制专用平板车拉到烟囱施工现场。在1#钢筒安装工位的小车上围制首节钢筒,成形施焊后用悬掛在24米层平台梁上的手拉葫芦吊起2米,倒装法组对第二节壁板形成筒首四米钢筒后,按图纸要求安装环向和纵向加劲肋。焊接第一吊点的吊耳和吊点加劲肋,安装好防雨罩等所有筒首构件。形成一段完整地筒首节后,安装液压提升钢绞线夹持器,进行钢绞线安装穿索好上下锚头,调正水平及中心和每根钢索的平衡力,进行向上提升试吊。钢内筒正试提升前,在筒首安装好泡沫玻化砖施工时用工装吊装梁。这样继能提高钢筒强度又能减少在后期施工中高空作业风险。(泡沫玻化砖粘贴图示) 钢内筒吊装一节钢内

40、筒组对安装完成,液压提升系统调试正常。按照计算机控制液压同步提升技术和液压提升系统试验大纲要求进行系统和预紧钢索。用液压提升装置的“带负荷上升”工况提升已经连接好的钢内筒部件,超过6M进行预吊试验。已经2#位加工好的钢内筒的一节4米的筒体移运到位后,在平板车的平台下做四个支撑点,可支撑油压千斤顶。在成品场装车时,就得把二节筒体的垂直线划好,对准平台车上的记号；当平板车推进零米层对位时,在轨道上做好定位档,使平板车始终在这一位置上停,这样平板车一到,四个千斤顶同时向上顶,并在千斤顶上做一个限位,保证筒体的水平垂直度,而不破坏筒体下破口,这样安装对位就方便多了。口完成后进行两节钢内筒焊接,焊接完成

41、后进行外观检查和探伤抽查,钢内筒纵缝错距300,开孔焊缝错距100。行焊口防腐处理；以上工艺工程完成后,重复以上工艺向上提升吊装；按照此流程循环往复进行烟囱钢内筒段组装施工。 ) 钢内筒吊装点的改变钢内筒上的吊点分上下两个,它由加固围带和吊耳组成,根据两层不同提升重量由设计院专业设计,示意图如下: 第二吊点制作图 由于钢内筒要求超出混凝土筒首,因此吊装过程应至少使用两层吊点。第一吊点设在钢内筒顶的位置,绞链式和筒首连接。当第一吊点完成钢内筒以上162m部分的安装后改用第二吊点。第二吊点与第一吊点相距80m,其示意图见下图。钢内筒两吊点位置示意图 转换吊点的过程如下:使用液压提升装置“带负荷下降

42、”工况将钢内筒缓缓落到地面(必须对与地面接触的筒边采取保护措施)。此时第一吊点标高162m,高出160m平台2m,第二吊点标高82 m,刚好在80米平台上。在12020台对已经安装及提升的钢内筒利用钢丝绳进行固定,保证不发生倾斜,此时筒体重心位置在筒顶下来约81m处,控制第二吊点以上部分重2020,第二吊点以下部分重210t。重心在更换第二吊点下方。由第一吊点完成钢内筒162米安装,然后改为第二吊点。此时第一吊点超过160米平台,可在此平台进行第一吊点的拆卸切除。然后在80米平台处安装第二吊点(其示意图见上图)b) 6.6米钢内筒吊装加强环计算) 概况在自承重结构钢排烟筒的施工中,液压提升法具

43、有一定的先进性。为尽量减小筒体在吊装过程中变形,设计合理的加强环成为施工过程中的重点之一。66MW机组钢内筒内径6.6m,由上至下由1315mm厚钢板卷制。加上内防腐,总重可达650吨左右。根据加强环加工图建立有限元模型。图1-1为钢内筒模型总图,图1-2吊耳主要结构。 图1-1图1-2) 模型 计算工况及模型介绍计算工况的模型为加强环上方烟筒截取80米,加强环下方烟筒截取160米。单个吊点上加载2020,共4个吊点,总计800吨(实际可能的最大提升力为850吨左右),模型底部垂直方向自由度约束。吊点处水平力为垂直载荷的1%。此模型为就位工况,是吊装过程中最危险工况。 筒体变形结果 由图2-1

44、可见,筒体水平方向最大变形发生在离吊点的距离为6米至7米处。变形随着筒体离吊点距离的增加而减小,到距离吊点25米左右时,水平方向变形几乎为零。图2-1 总体变形图表2-1给出了本模型的最大位移及其位置,筒体上节点最大位移为14mm。水平方向上,最大位移11mm左右,其变形都为弹性变形,在卸载后变形均可恢复。表2-1uxuyuz最大位移12.9mm13.2mm13.1mm发生位置吊点下方6m处吊点下方6.6m处吊点处模型底部的水平方向最大变形为0.3mm,其微小变形量不影响筒体的底部连续焊接。 筒体受力应力结果从图2-1和图2-2可以看出,加强环上应力较大,筒体本身应力较小。图2-2为加强环应力

45、云图。图中各颜色代表不同应力值,红色为应力集中区。加强段全部采用Q235,其许用应力=。由图2-3可以看出,加强段最大应力为156MP,故强度满足要求。图2-2 加强环应力云图图2-3 应力集中区应力云图) 结论钢内筒及加强吊装环在承受1000吨负荷时,在强度上足够安全,刚度上也可达到对口焊接时要求的变形量。) 总结在考虑多种工况和可能出现的不利情况下,在烟筒钢内筒施工中使用设计合理的加强环在刚度和强度上都可满足施工的要求。同时,在施工中也要采取一定的措施来避免不利工况的出现。 用液压提升装置“带负荷下降”工况将钢内筒落到地面时(必须对与地面接触的筒边采取保护措施)。在160M平台对已经安装及

46、提升的钢内筒利用止晃点进行固定保险,保证不发生倾斜。方可将钢索与第一吊点解列。将钢索的下锚头连接点下降到第二吊点并按照液压提升装置运行及系统连接要求进行系统连接和预紧钢索。 吊装过程中整个筒体的载荷力全部承载在吊点吊装段上,为此特在吊点吊装段吊点处劲板采用=32mm,吊点孔采用2192020钢管作支撑,详见(图示8)。 内筒垂直吊装,钢绞线与筒体吊点的最大夹角为1,符合垂直吊装夹角不超过3的要求。 8.1.4计算机控制液压同步提升技术a) 计算机控制液压同步提升技术是一项新颖的构件提升安装施工技术,它采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升新原理,结合现代化施工工艺,将成千上

47、万吨的构件在地面拼装后,整体提升到预定位置安装就位,实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升。计算机控制液压同步提升技术的核心设备采用计算机控制,可以全自动完成同步升降、实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能,是集机、电、液、传感器、计算机和控制技术于一体的现代化先进设备。b) 钢绞线容许拉力验算:) 采用预应力钢绞线,直径15.24,强度等级1860Mpa,破断拉力为240KN(约24T),标准(ASTM A416-98)(详细数据见质保书(NO)2020.1273和(NO)20201249)。) 每吊点采用钢绞线15.2432根为一股,合算每股拉力为26.

48、3T202026T。) 钢内筒吊装分4个吊点,合算综合拉力为526T4=2104T。) 以上数据可见15.24钢绞线完全满足钢内筒592T的起吊拉力的能力。c) 计算机控制液压同步提升技术具有以下特点:采用柔性索具承重,只要有合理的承重吊点,提升高度与提升幅度不受限制；提升油缸锚具具有逆向运动自锁性,使提升过程十分安全,并且构件可在提升过程中的任意位置长期可靠锁定；提升系统具有毫米级的微调功能,能实现空中垂直精确定位;设备体积小,自重轻,承载能力大,特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升；设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高,适应面广,通用性强。计算机控制液压同步提升技术的

49、特点和工程实践表明,它是一项极具应用前景的新技术。d) 系统组成计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群(承重部件)、液压泵站(驱动部件)、传感检测及计算机控制(控制部件)和远程监视系统等几个部分组成。钢绞线及提升油缸是系统的承重部件,用来承受提升构件的重量。用户可以根据提升重量(提升载荷)的大小来配置提升油缸的数量,每个提升吊点中油缸可以并联使用。本工程采用2020提升油缸,为穿芯式结构。穿芯式提升油缸的结构示意图如图1所示。钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线,公称直径为15.24mm,抗拉强度为1860N/mm,破断拉力为260.7KN,伸长率在1时的最小载荷221.5KN,每米重

50、量为1.1Kg。钢绞线符合国际标准ASTM A41698,其抗拉强度、几何尺寸和表面质量都得到严格保证。液压泵是提升系统的动力驱动部分,它的性能及可靠性对整个提升系统稳定可靠工作影响最大。在液压系统中,采用比例同步技术,这样可以有效地提高整个系统的同步调节性能。传感检测主要用来获得提升油缸的位置信息、载荷信息和整个被提升构件空中姿态信息,并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机。这样主控计算机可以根据当前网络传来的油缸位置信息决定提升油缸的下一步动作,同时,主控计算机也可以根据网络传来的提升载荷信息和构件姿态信息决定整个系统的同步调节量。e) 同步提升控制原理及动作过程) 同步提升控制原理

51、主控计算机除了控制所有提升油缸的统一动作之外,还必须保证各个提升吊点的位置同步。在提升体系中,设定主令提升吊点,其它提升吊点均以主令吊点的位置作为参考来进行调节,因而,都是跟随提升吊点。主令提升吊点决定整个提升系统的提升速度,操作人员可以根据泵站的流量分配和其它因素来设定提升速度。根据现有的提升系统设计,最大提升速度不小于8米/小时。主令提升速度的设定是通过比例液压系统中的比例阀来实现的。在提升系统中,每个提升吊点下面均布置一台激光测距仪,这样,在提升过程中这些激光测距仪可以随时测量当前的构件高度,并通过现场实时网络传送给主控计算机。每个跟随提升吊点与主令提升吊点的跟随情况可以用激光测距仪测量的高度差反映出来。主控计算机可以根据跟