某电厂输煤系统干煤棚施工措施及方案

来源：职称驿站所属分类：电力论文发布时间：2012-07-18 09:14:09浏览：次

　　摘要:某电厂工程干煤棚施工中，由于采用了活动拼装台车等技术措施，顺利地完成了干煤棚大跨度三铰拱钢结构的吊装，有效地克服了大跨度钢结构吊装中侧向刚度低的问题，同时减少了空中及地面对结构的加固措施，从而降低了工程施工造价，增强了施工操作的安全性，减少了施工设备投入，缩短了施工期，取得了良好的社会及经济效益。
　　关键词:干煤棚；大跨度；三铰拱钢桁架制作；活动拼装台车；组合吊装
　　一、工程概况
　　某电厂输煤系统贮煤场按电厂规划容量设两台DQC1500/1500.30型斗轮机，本期安装一台，其上设三铰拱钢结构干煤一座，该煤棚位于贮煤场北端，跨度75m，高30.56m，全长105m，建筑面积7875m2，由15榀主桁架，14榀辅助桁架，252榀纵向连接桁架及224副剪力撑架等钢构件组成，总重量约900t，其外观如下图所示。据了解，这样大跨度的三铰拱钢结构国内不多见。
　　二、主体结构简介
　　干煤棚主桁架由两组底铰，一副顶铰及16节桁架组成，底铰托座采用ZG25钢板组成，枢轴采用45#钢锻制，顶铰由16Mn钢制成，桁架的材料采用A3F，各节桁架节点板用M22的扭剪型高强螺栓连成一个整体，呈左右对称的拱型，每榀桁架重量约28t。
　　辅助桁架由12个节间组成，用M16扭剪型高强螺栓与两榀主桁架架间的纵向连接桁架连接，每榀重约8.6t。
　　屋盖采用120×60×20×3.5mm卷边槽钢作檩条，中波及小波钢丝网石棉水泥瓦作围护，阻燃型玻璃钢瓦作采光带。
　　三、工程特点及施工方案选择
　　该工程由于跨度大，屋面陡、顶铰高、构件数量多、制安精度要求高等特点，施工难度较大。针对上述结构特点，我公司承建该工程后，通过对国内同类型工程施工方案的比较分析，并结合已往的施工经验，制定了“现场制作，活动拼装台车组合吊装”的新型组装方案。
　　本工程依照方案于128日历日内钢结构制作全部完成，53日历日吊装全部结束。经实践操作检验，本工程钢结构制作，吊装后另及施工速度均创造了较好水平。
　　四、工艺特点
　　（1）由于活动拼装台车是利用寻常钢脚手架管、扣件、型钢、枕木、钢轨等周转材料拼装而成的，供高空组装用，比固定脚手架省时、省料、省工。
　　（2）施工操作简单，易于保证工程质量，高空组装桁架。台车不但在安装中临时承载桁架的重量，而且又是高空作业的操作平台。人员在平台上操作，安全可靠，能保证桁架铰能按设计精度迅速调整连接就位，并且各工种经短期培训后即可参与施工。
　　（3）活动拼装台车是组装煤棚桁架的操作平台，又可供油漆防腐使用，并可作为屋面施工的安全设施，也是照明、电气等附属工程施工的脚手架，起到了一架多用的效果。
　　（4）由于活动台车节省了大量脚手架的搭拆工料及工期，同时为钢结构施工提供了较大的工作空间，减少了钢结构反复吊运，使施工现场简洁、文明及安全。
　　五、工艺原理
　　空中拼装采用的活动台车，是由台车底盘，台车主体，操作平台及台车牵引机构四部分组成，台车长55.52m，宽9m，最高标高26.65m，总重约为140t。
　　台车底盘采用六根9m托梁和六根55.22m的工字钢连续梁纵横焊接而成，托梁下设12组托轮支承于轨道上运行。台车主体由2排共20座1.983×1.983m井架，其间用φ48钢脚手架管相互相结，从而形成一个9m×55.52m，最高点为26.65m的四阶梯空间立体结构。各阶平台铺设竹架板并设钢扶梯相连。台车上设1.8m宽斜道供作业人员上下。台车用6台自制SJ-15型双油路液压穿心式千斤顶作动力进行牵引。工作时台车行走平稳，2小时即可水平移动7.5m距离。活动台车形式见下图。
　　桁架安装时，由塔吊及吊车配合，先在地面拼装车间将每榀桁架连成六个单元，按由下至上的顺序逐段安装连接各组构件，安装时各组构件按所处止位置用钢管扣件临时支承于台车的各层平台上，最后顶铰在拱中合笼，经检查合格后用缆风绳固定，由千斤顶牵引拼装台车，移至下单元位置再重新组装桁架，如此反复即完成整个煤棚桁架的安装。
　　六、施工工艺
　　1、施工准备及施工总平面布置。
　　（1）施工前应根据编制的施工方案，对参加施工的全体人员进行技术交底和安全教育。
　　（2）施工前应对用于施工的高强螺栓进行质量抽检，验收出厂合格证。
　　（3）平整并夯实施工场地，并为控制和校核桁架各安装节点，按要求设置控制桩。
　　（4）施工总平台布置见附图，如图所示，在施工场区内布置2台TQ60/80型塔吊作为构件翻身，转运用。其轨道中心距为40.2m，各长250m。另在干煤棚中轴线上铺设一条轨距为12m的轨道，长130m，拼装台车就在上述三条轨道上运行。
　　在干煤棚南端，两条TQ60/80塔吊轨道之间，建一42×32m的砼放样平台，上铺部分钢板，供钢结构放样和拼装用，型钢堆放场地及构件堆放场地则布置在场区附近。
　　2、钢结构制作
　　（1）放样：放样是确保结构几何尺寸尽可能精确，以保证组装顺利的头道工序。因此，现场按主桁架半跨放样的需求设计了一个42×32m的素砼平台见附图，在其上设半跨主、辅桁架轮廓线铺设了18mm厚钢板拼装平台，并按设计的主、辅桁架外包线各转折点座标在平台四周埋设控制铁件，供放样用。
　　主、辅桁架外包线各转折点座标由经纬仪测设，用样冲打上标记，据此，即可进行主、辅桁架的放样。放样分段进行，放样后，将该段桁架中各杆件的规格、尺寸及数量编成下料表交下道工序下料。
　　（2）下料：根据下料表再复验大样各部位尺寸，确认无误后进行工序交接，下料前均应对原材料用液压型钢调直机校正，然后按下料表下料，杆件及联接板下料均采用气割。
　　（3）制孔：该工程钢结构采用M22及M16扭剪型高强螺栓连接，总量达27324套，制孔精度要求高，数量大，构件制孔如有偏差，必将影响安装质量。因此，施工前除应详细向操作人员进行技术交底，讲明保证加工精度的重要性外，还采取了下列措施，确保准确排孔：
　　① 考虑到构件在焊接过程中将产生收缩变形而影响制孔精度，故成批加工前进行了杆件收缩变形量的试验，取得了收缩变形量的实测数据，在杆件下料和排孔时均适当考虑了预先留出收缩余量，以补偿焊接后材料收缩长度。
　　② 主、辅桁架上、下弦杆的制孔均加工标准靠模（见图2），成孔时，将杆件固定在靠模上，使用国产摇臂钻孔，第一个孔钻好后，用定位销销好，再钻其余的孔，为确保加工精度，同时规定每天开始工作前必须先检查靠模尺寸，发现误差，应及时修正。
　　③ 主、辅桁架的部分腹杆及连接桁架杆件采用样板定孔位，日产液压冲孔对中冲孔。
　　④ 联接板的制孔，用白铁样板定孔位，日产液压冲孔机或日产磁力钻对中制孔。
　　由于设计了合理的制孔工艺，措施得力，因此，制孔精度均在允许范围内，同时由于采用活动拼装台车进行安装，螺栓穿孔率达到100%，彻底消除了铰刀修孔工序。
　　（4）拼装：在放样平台上分段进行，拼装时，先在该段桁架轮廊线四周焊上∠75×6的角钢，制成靠模，将该段节点板准确地放在放样位置并点焊在放样平台钢板上，然后将各杆件放入靠模就位，上、下弦杆件的孔与节点板上的孔用定位销销好，几何尺寸经检查无误后即可用手工电弧焊点牢，然后将构件吊出靠模进行施焊。为减少焊接引起的构件变形，施工时，对各部位焊接顺序及焊接电流均作明确规定和技术交底。因此，每段桁架焊好后进行整体校正时较为顺利。
　　（5）油漆、拼装校正后按设计构件涂红丹二度，灰色大桥面漆二度，摩擦面不涂漆。
　　（6）半成品堆放：半成品经质检合格后编号，按安装顺序堆放在规定的场地内，由于构件堆放规范，构件均未产生变形。
　　（7）整体试拼装：吊装前在地方进行了半跨整体试拼装，以便及时发现设计和施工中的缺陷，并在正式安装前进行整改。试拼装结果，由于采取了上述有力的质保措施，构件所有孔距及构件几何尺寸均达到了设计及安装规范要求，制作和焊接质量评定为优良。
　　3、钢结构吊装
　　（1）铸钢底铰安装。
　　（2）台车组装就位。
　　（3）钢结构吊装。其总的原则是由结构一端向另一端逐节延伸拼接。主桁架顶铰左右共分八个节间，沿曲线自下而上五个节间拼为整体，用45t液压汽车吊为主钩，16t液压吊辅助翻身（见图4），吊起后下端用高强螺栓联结于铸钢底铰上，上端用脚手架管及扣件临时固定在台车第三操作平台上。两台TQ60/80塔吊将拼为一体的6-7节间分别与两边的第5节间用高强螺栓相连（见图5），用钢管扣件临时支承于台车第二阶段和第一阶段平台上。
　　同样两台塔吊将带阴、阳顶铰的第8节间分别与左右的第7节间相连（见图6），阴、阳顶铰在拱中悬空穿铰合笼。用缆风绳固定，依此工序吊装第二榀桁架。然后两台汽车吊及塔吊同时安装两榀主桁架间的辅助桁架、连接桁架、剪力撑和檩条。边吊装边用经纬仪进行纵向重直度和横向位移的校正，至此第一跨间吊装循环结束。
　　（4）安装固定好开动液压泵启动台车的千斤顶，将台车牵引平移7.5m就位制动，进入下一安装循环。
　　七、质量保证措施
　　（1）本工程遵照国家质量标准《建筑安装工程质量检验评定标准》（GBJ300-88）、《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）等进行施工，同时建立了指挥部、工程处及班组三级质量保证体糸，组织框图如下：
　　（2）成形以专业工程处生产主任为首的10人QC小组，拟定了“攻克干煤棚高强螺栓连接构件制作质量”的课题开展活动。
　　（3）实行了钢结构施工技术工艺卡制度，从放样、下料、平直、制孔、焊接至拼装，均有明确的技术要求。
　　（4）建立了钢结构制作工艺流程控制卡，对各道工序的人员和负责人都有明确的规定，要求做到：
　　① 各分项施工部位完成后，需经质检员检验合格后，方能由各工序负责人向下道工序负责人交清各种资料及材料、构件；
　　② 当全部工序由一个人负责时，须向工长申报下道工序的开工；
　　③ 工段向工程处申报工程量时，除办理各种手续外，还须将成品或半成品码堆。
　　④ 要求焊工持上岗证，无操作证的均进行了现场培训，经建设公司焊工考试委员会考试合格后发证上岗，重要部位的施焊均由技术熟练的焊工把关，构件焊接完毕，均由焊工打上各自的钢号，以备检查；
　　⑤ 构件下料采用经检验合格的，同一钢尺进行；
　　⑥ 指挥部与工程处技术员签订了技术、质量文件保交合同，按工作量，由技术员向指挥部交纳一定数量保证金，工程完工后资料齐全交工顺利的，奖以同等数量或高于保证金的奖金，并将保证金退回本人，否则，保证金不予退回。
　　八、安全保证措施
　　（1）各种制作、吊装机械设施均固定专人操作，持证上岗；
　　（2）活动拼装台车上的跑道及操作平台均满铺竹架板，并绑扎牢固，台车四周设栏杆并满挂安全网；
　　（3）施工现场有专职安全员进行监督，并划定了安全区，禁止闲杂人员及车辆进入吊装现场；
　　（4）安装前，进行了安全技术交底，高空作业人员均进行了体格检查；
　　（5）参加高空吊装的工作人员，全部配备了安全带，强调必须先挂好安全带，方能进行操作；
　　（6）拧下的梅花卡要求集中，不允许随意抛丢，以防坠落伤人，电动扳手等工具亦以绳子系牢，防止坠落。
　　九、劳动组织
　　（1）制作
　　共计36人，其中管理人员4人。实行一班作业。
　　（2）安装
　　共计44人，其中管理人员及辅助工种19人。实行一班作业。
　　十、投入的主要施工机具:TQ60/80塔吊2台；TG452型液压吊1
　　台；NK—160型液压吊1台；液压调直机1台，自制；Z3032×10摇臂钻1台；液压冲孔机1台；J3CZ—23磁力钻1台；电焊机10台；
　　手提式砂轮机3台；经纬仪1台；电动扭力扳手：国产4台，日产2台；手动测力扳手1支；东风平板车1台；活动拼装台车1座；sj—15型穿心式千斤顶6台；油泵1台
　　十一、小结
　　干煤棚的顺利建成，实践证明，方案是成功的，建设速度和质量也是一流的，总的说来，可以归纳以下几点：
　　（1）施工速度居国内同类型钢结构吊装之首
　　浙江某电厂1988年施工的长82.5米的同类型干煤棚，制作工期174天，安装工期113天，平均9.6天安装一榀，最快时达到6天一榀。
　　本工程干煤棚长105米，制作工期128天，安装工期53天，平均3.5天安装一榀，除第一、二榀桁架安装占14天外，其余均是3天安装一榀，制作、安装分别比计划提前3个月和4个月。
　　（2）投入的重型设备少
　　上海某电厂施工的75米跨干煤棚，长120米，动用了2台90T汽车吊，2台35T汽车吊，计820台班，加上其他起重机械530台班，共计1350台班，而阳逻干煤棚仅动用了45T汽车吊46个台班，加上16T汽车吊及2台塔吊，总的吊装机械台班数也只有205个。
　　（3）安全有保障
　　钢结构的安装是在满铺竹架板，宽大的操作平台上进行，身临其境，如履平地，毫无高空作业之感。实践证明，如平台宽由9米增加到10～11米时就更好了。此外，由于在地面事先进行了部分桁架的拼装，原要16钩才能吊完的一榀主桁架现只需6钩就完成了，这样，相应的高空作业时间就可减少2/3。
　　（4）质量是一流的
　　钢结构总体几何尺寸及制孔合格率为100%，优良率为90%以上，因此，安装时非常顺利，每榀主桁架纵向及横向垂直度以及顶铰中心与干煤棚中轴线偏差均在允许范围之内。
　　（5）充分利用了现有材料和技术、减少了施工投入。
　　①活动拼装台车主体采用土建施工用井架及脚手架管搭设而成，该工程完成后，台车拆除下来的材料仍可进入其他工程周转。
　　②利用现有的大吨位穿心式千斤顶技术成功地解决了平台牵引的问题。
　　（6）由于采用分段吊装，克服了整榀吊装侧向刚度小、易失稳和不易在高空精确定位的问题，减少了钢结构吊装时临时加固的麻烦。
　　（7）经济效益和社会效益显著。
　　编制方案时，充分考虑了公司的实际情况，尽量利用现有设备、材料及技术，因此，方案切实可行，费用最省，仅措施一项就节省直接费90.35万元。
　　干煤棚优质高速建成，本方案的成功实施取得了可观的社会效益。