240m高烟囱双钢内筒顶升倒装施工工艺.doc

240m高烟囱双钢内筒顶升倒装施工工艺
240m双钢内筒烟囱由三部分组成。第一部分为圆板式厚大烟囱基础，其直径为34.2m，底板厚2.7m，混凝土用量为2985m3；第二部分为钢筋混凝土外筒，高231m，顶部外径为16m，底部外径为25.2m，筒身混凝土用量为6315m3；第三部分为钢制排烟内筒，2座240m高钢烟囱的直径均为6.5m，钢筒外表面包有双层保温矿棉板和围护钢丝网，每根钢制排烟筒重约600t。在钢筋混凝土外筒与钢制排烟筒内筒间，由8层钢平台连接，每层钢平台间隔30m左右。
第1章 施工方案
该工程施工前共拟订了5种施工工艺，分别为悬臂吊机散装法、爬升式吊机单机顺装法、起重式吊装法、爬杆式液压提升倒装法和自爬式液压顶升倒装法。经比较，最终选定了自爬式液压顶升倒装法。该方法施工设备自动化程度高，操作安全，施工进度快，工厂化制造程度高，施工质量有保证。
第2章 液压顶升设备
自爬式液压顶升倒装施工工艺的主要施工设备是一套液压顶升设备，它是国内第一套烟囱施工液压顶升设备。该设备由液压系统、控制系统和钢结构支承系统三部分组成。钢结构系统是整套设备的承力构件，由3根36m高的立柱和1个外径8.12m的提升环梁组成。立柱截面呈凹槽形，立柱两侧面每隔0.9m设对称的方孔。提升环梁外侧设3条支腿，内侧设12根液压驱动插销。液压系统是这套设备的工作部分，顶升工作由其实现。由一系列大、小油缸和整套液压泵站组成一种爬升千斤顶，可按指令在立柱的凹槽内上下爬行。控制系统是整套设备的枢纽，它由电脑、传感器和一系列控制、操作、动力等电气元件组成，能全自动控制3个爬升千斤顶平稳、同步地上下运动，以完成顶升安装工作。该系统的显著特点是设置了自动控制、顺序控制和手动控制3种模式，使用特别方便，适应能力很强。此外，该系统还设置了多重报警装置和自行闭锁装置，安全可靠。整个液压顶升设备是机、电、液一体化的高技术设备，其工作原理是：提升环梁伸出12根插销托住钢制内筒上的倒牛腿，提升环梁的3条支腿搁置在同一平面上3个按120分开的爬升千斤顶上，爬升千斤顶按指令在立柱的凹槽内攀住方孔向上爬行，实现钢烟囱筒体上升。其顶升动作象人爬杆一样，手脚并用，伸缩爬行，是一个单自由度负重爬升机器人（图5-l-1）。
第3章 钢制排烟内筒制造
钢制排烟内筒总高240m，在制造厂内预先制作6m高的一小节圆筒，运到现场拼接、顶升和安装。这种作法可提高制造速度和质量，节省施工场地，减少现场工作量。

在制作场地上，用4轴卷板机和自动焊机将1.2m6m的耐大气腐蚀钢板制成高1.2m、直径6.5m的单节钢筒，然后再由5个1.2m高的单节钢筒焊接成6m高的一节钢筒，制作工艺分I2道工序：
放样制样板和工夹具→划线，编号，下料→切割钢板→卷板整形→筒体组装成型→筒内两端安放米字撑→单节钢筒翻身上焊接托架→碳弧刨切出焊接坡口，打磨，从内到外焊接→拆除米字撑，筒身整圆，安置内撑箍→单节筒体组装成6m长的一节钢筒→上翻转架进行自动焊接→焊缝检验，拆除内撑箍（图5-1-2）。
在钢筒的制造过程中，为确保钢筒制造的质量和精度，相应设计制作了多种专用工具夹，将6m高、6.5m直径的每小节钢筒的周长和椭圆度偏差分别控制在6mm和20mm内。有关专用工具夹及其作用简述如下：.
1.钢板运输托架，主要用于钢板卷板制成后的运输。
2.卷板托架，由固定型和活动型各l个组成，用于单节钢筒的卷板成型。
3.钢内筒卷板脱板专用吊架。
4.米字撑，用于单节钢筒焊接成型，以保证钢筒椭圆度偏差在20mm以内。
5.钢内筒纵向焊接台，用于保证筒体纵向焊缝在平焊时的焊接质量。
6.内撑箍，用于保证筒体直径和椭圆度精度。
7.钢内筒吊耳，用于悬挂内撑箍。
8.钢内筒内环埋弧焊机操作活动台，用于钢筒内环缝的自动焊接。
9.钢内筒外环焊接操作台，用于外环缝自动焊接。
10.钢内筒多节运输固定托架。
11.钢内筒单节组装90翻身腰箍。

12.钢内筒多节吊运钢扁担。
13.钢内筒单节旋转翻身扁担。
14.钢内筒撑箍专用吊具。
15.钢内筒吊运翻身停止稳定器。
为保证240m钢制排烟内筒的安装质量，对每小节钢筒的制作有严格的质量控制，制定了一套质量验收标准和制度，对钢板落料工序的切割线偏差、纵向和环向焊缝的错距、筒体的椭圆度和周长偏差、筒体端面与中心垂直度偏差等均应严格控制，以确保每小节6m高的钢筒具有很高的精度，为240m钢烟囱的顶升安装打下良好基础。
第4章 240m钢制排烟筒安装
单节钢筒制作完成后，用龙门吊将第一节6m高的钢筒吊至台车（一种运输车）上，然后运进混凝土外筒内，用事先布置好的卷扬机将第一节钢筒吊至离地20m高空，再将配有顶升倒牛腿的第二节钢筒用台车运置第一节钢筒下面，用卷扬机将第二节钢筒吊至离地7m高，再运进第三节钢筒，置于第二节筒下。将顶升环梁降至第二节钢筒的倒牛腿处，将环梁上12根插销伸出，托起钢筒上的倒牛腿，并调整第二节钢筒的安装中心位置，使其与环梁同心。用手拉葫芦将第三节钢筒缓慢拉起，与第二节筒对口，用短角铁将两节钢筒接口处点焊固定，从而完成第二、三节钢筒的对接工作。将第一节钢筒用卷扬机徐徐放下，并搁置在第二节筒上与之对口，也用短角铁将两节钢筒接口处点焊牢，完成第一、二节钢筒的对口工作。
在钢筒的对接处设置内、外吊装平台，用内平台上的调节支撑调整钢筒接口的椭圆度，使接口处内边圆周相吻合，并保证同心度。先点焊，后正式焊，且点焊正面，正式焊反面，正反面交叉焊接，以防止温度变形。将三小节钢筒焊接成18m高一节钢筒，启动顶升装置，将前三节钢筒一起向上顶升7.5m，随后用台车将第四节钢筒运进就位，再对口、焊接、顶升循环施工（图5-1-3）。由于顶升设备的立柱长36m，当环梁上升到立柱顶端时，整个钢筒回落到基础上，然后启动爬升千斤顶下爬，使环梁下降到地面，在筒身上重新焊上倒牛腿，再度开始顶升施工，整个240m高的钢制内筒要进行8次循环，最后将钢制排烟筒锚固在基础上。钢内筒筒身外的保温材料施工，在钢筒顶升时，采用上下立体交叉施工法同步进行，使其与钢筒顶升同步完成。
钢制排烟内筒是一种新型的结构形式，在2号钢内筒的施工中，由于改进了某些衔接作法，仅用34d时间就完成了顶升工作。自爬式液压顶升倒装施工工艺虽然取得了成功，但还有些技术细节需要改进和完善。如现场对口焊接的自动化程度问题，提升环梁受力均匀性测定和调整问题，顶升装置的导向止晃问题等，都需要进一步解决。