| [摘要] 介绍普通平臂塔吊在冷却塔工程施工中代替常用折臂塔吊使用,阐述塔吊的柔性附着(钢丝绳) 连接技术和塔吊高空分段拆卸伸臂的技术。
[关键词] 冷却塔;建筑机械;塔吊;柔性附着;钢丝绳;伸臂
蒲圻电厂5500m2
双曲线冷却塔,高度115m,筒体为双曲线薄壳结构,壳体的最大厚度0.7m,最小厚度0.17m,为现浇钢筋混凝土结构,是典型的高耸薄壁构筑物。冷却塔塔顶出风口直径54.5m喉部(最小) 直径51.8m, 进风口直径84.3m, 环板基础底部直径为91.7m。为保证冷却塔工程的施工工期和充分利用现有资源,决定采用50m臂F0/23B 普通平臂式塔吊代替常规的折臂式专用吊,塔吊安装位置在冷却塔内,
考虑塔吊拆卸的需要,塔吊中心偏离冷却塔中心7.05m, 如图1
所示。
由于双曲线冷却塔的形状特殊, 需要解决以下问题: ①塔吊与冷却塔筒体之间的远距离附着问题; ②钢筋混凝土主体施工完毕后, 塔吊伸臂如何通过冷却塔喉部的问题。
1 塔吊的柔性附着连接技术
由于塔吊的高度较高、冷却塔的形态特殊,使用常规的自升式塔吊的刚性附着实施困难: ①刚性附着杆的长度很长,最短的24m,附着杆本身的长细比(刚度)要达到有关规范的要求,则需要很大的断面,同时刚性附着杆本身自重将产生较大的挠度; ②由于冷却塔的筒壁较薄,难以承受单根附着杆带来的应力集中。所以,决定采用塔吊的柔性附着(钢丝绳) 连接技术。
1.1 附着位置
因塔吊柔性附着的使用条件与刚性附着有较大不同,原有的计算理论和使用说明不能满足要求。通过对塔吊柔性附着进行重新设计,按新的边界条件考虑柔性附着的受力有限性和冷却塔筒壁较薄其受力的局限性以及实际需要的悬臂段(塔吊附着锚固后的自立高度) 的塔身标准节节数,对塔吊的强度、刚度和稳定性等力学性能进行计算,确定塔吊柔性附着的锚固高度。共设3 道附着,附着高度分别为42 、69 、96m。塔吊柔性附着在冷却塔筒体的锚固点,还受以下几方面的限制: ①需考虑施工现场电动提升爬模系统自身高度(9.5m) ,同时需确保混凝土达到需要的强度,安装塔吊柔性附着的工期; ②塔吊附着钢丝绳以集中载荷作用于筒体,须对筒体作附加应力和屈曲稳定性的验算; ③冷却塔筒体因设计时未考虑塔吊附着应力,后经相互沟通协调,设计院对附着点位和附着力提出了一些限制条件。
最终确定的塔吊柔性附着的布置形式如图2所示。第1道和第2道柔性附着不设置在冷却塔相应的筒体上,设置在标高为7.6m 的人字柱上(在标高7.6m处有1 圈环形梁;在标高±0.0和7.6m之间,均布96 根人字柱) 。第3 道柔性附着的锚固点设置在冷却塔的筒体(标高为79、81、83m) 上。同时考虑冷却塔筒壁较薄,验算附着钢丝绳对冷却塔筒体产生的附加应力,并对附着锚固点附近的冷却塔筒体作局部加强(增设附加钢筋) 处理。
1.2 受力计算
塔吊柔性附着的受力,采用SAP5 计算机有限元计算法,将塔身和钢丝绳划分为384 个节点、1100 个单元,按8 种不同工况(4 种工作状态和4 种非工作状态)进行计算。根据计算结果,钢丝绳的最大受力Fmax =53165kN(包括钢丝绳预紧力15kN) 。因此,附着钢丝绳选用6W(19)2202170 规格,经过计算分析,钢丝绳能够满足使用要求。由于每道附着(附着框) 的一个角上布置了6 根钢丝绳,为保证钢丝绳的受力相等和预紧力满足要求,在附着的安装过程中, 采用澳大利亚罗伯威( ROBWAYRCI) 起重安全系统———钢丝绳张力式传感器(三滑轮)进行检查和测量。
1.3 安装工艺
塔吊柔性附着安装的工艺流程:附着组件的加工与购置→附着的锚固点处筒体的局部加强→安装冷却塔筒体处的预埋支座→搭设塔吊附着处的简易操作平台→安装支座和滑轮→安装塔吊附着框(含滑轮) →穿绕钢丝绳→收紧钢丝绳→塔吊附着检查→塔吊垂直度偏差的测量与控制→塔吊试吊载荷→再次收紧钢丝绳→塔吊投入正常使用。在蒲圻电厂冷却塔的施工过程中,每座冷却塔3次成功地安装塔吊柔性附着。安装柔性附着后,塔吊的垂直度偏差均在规定的范围内; 而且,塔吊的运行(旋转、起吊等) 比较平稳,晃动及扭动小。
2 塔吊高空分段拆卸前伸臂技术
冷却塔工程主体施工完毕后,塔吊须在高空拆除前3节伸臂,使塔吊伸臂在降塔过程中能顺利通过冷却塔喉部的最小半径处,以便塔吊能降到地面进行正常的拆除。由于塔吊的安装高度为125.8m,在这种特殊的高空环境中进行空中拆臂作业,难度和风险很大,经理论计算和实际模拟操作,制定如下作业方案: ①塔吊在空中通过自卸配重架和主卷扬机的钢丝绳自卸配重; ②塔吊在空中,通过拆塔支座总成和主卷扬机的钢丝绳相结合,拆卸20m 伸臂(2 节5m 伸臂和1 节10m伸臂) 和相应的伸臂拉杆。
2.1 拆卸技术
塔吊50m伸臂组合及拆臂的辅助装置如图3 所示。
塔吊拆卸(空中分段拆卸伸臂)
的工艺流程:拆吊钩、收起升钢丝绳、松开前变幅绳→拆卸配重(拆后面2 块、留3 块配重) →拆端部节和第6 节伸臂(5m) →拆第5 节伸臂(5m)
→拆第4 节伸臂的伸臂外拉杆→拆第4 节伸臂(10m) →将伸臂端部节安装于第3 节伸臂上→塔吊重新组装,安装已拆下的吊钩、起升钢丝绳和前变幅绳。以第4 节伸臂(含外拉杆) 为例,具体说明拆卸方
法,如图4 、5 所示。将起升绳依次绕过塔头顶部的滑轮和伸臂外拉杆上的端部滑轮,在塔头顶部的滑轮和伸臂外拉杆上的端部滑轮之间形成5 倍率后,把起升绳尾端固定到伸臂外拉杆端部上。在上升的方向上以最低速度起动起升机构,直到将伸臂外拉杆拉紧为止,取掉伸臂外拉杆端部的<60mm 连接销轴,下降起升机构,让伸臂外拉杆下落成自然状态,解除起升绳尾端的固定约束。用5t 链条葫芦一端连于伸臂第4 节的外端部的上弦上,一端连于伸臂外拉杆的外端部,收紧链条葫芦,取掉伸臂外拉杆与伸臂第4 节上弦相连的销轴,慢慢放松链条葫芦,使伸臂外拉杆落到伸臂内拉杆及第3 、4 节伸臂上弦上,将伸臂外拉杆用麻绳捆绑于伸臂内拉杆及第3 节伸臂上弦上。将起升绳依次绕过塔头顶部的滑轮和伸臂第3 节(10m)
上的拆塔滚轮组(2) ,用3 个14kN 的绳夹把起升绳端部固定于伸臂第4节(10m)
的上弦上,在上升的方向上起动起升机构,直到起升绳刚好被拉紧为止,拆除伸臂第3
节和第4 节上弦的<75mm连接销轴;在下降的方向上起动起升机构,让伸臂第4 节绕伸臂第3
节和第4 节的下弦连接销轴<40mm转动下降,直到伸臂第4
节成竖直状态为止。然后,拆除伸臂第3
节和第4 节的下弦连接销轴<40mm,在下降的方向上起动起升机构,将伸臂第4 节落到地面上。
 
在拆除伸臂第3 节和第4 节的上弦连接销轴前,应用麻绳将2
节伸臂紧密地联系在一起;在拆除上弦连接销轴后,在下降的方向上起动起升机构的同时,慢慢松动麻绳,让伸臂第4 节缓慢成竖直状态,以免塔吊出现剧烈的晃动。在拆除下弦连接销轴时,应采取同样的方法。在空中拆卸配重、伸臂和拉杆后,按正常的拆卸方法拆卸塔吊。
2.2 安全措施
(1) 专门成立安拆队伍,由主要领导亲自挂帅,设置专职安全员,确定专人指挥,明确分工,统一信号,保证塔吊的拆卸工作有序进行。
(2) 作业前,对参与施工人员进行安全技术交底和施工方案的交底。
(3) 所有参与拆卸人员必须持证上岗,严禁不合格的人员参与作业。
(4) 作业区域设置警告标志,禁止非作业人员进入施工区。
(5) 所有施工人员必须戴好安全帽,穿好防滑鞋。高空作业人员必须系好安全带,使用的工具应挂好安全绳,防止高空坠落伤人。
(6) 遇下雨和四级以上大风时,立即停止作业。
(7) 所有施工人员必须严格遵守《建筑机械使用安全技术规程》JGJ3322001 、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80291 和国家有关的安全作业规程和规章。
3 结语
在蒲圻电厂1 、2 号冷却塔的施工过程中,成功地应用了塔吊柔性附着(钢丝绳) 连接技术和塔吊空中分段拆卸伸臂技术。采用普通平臂式塔吊代替专用折臂塔吊的成功尝试,为企业节约了156
万元的专用设备投资费用,与选用专用折臂式塔吊相比,具有施工效率高、设备投资省、设备来源广的特点,在火力发电厂冷却塔工程的施工中具有较好的推广价值。建议今后在双曲线冷却塔设计时考虑塔吊附着应力,以便塔吊附着能在附着高度上呈水平状态,使塔吊受力更好。
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