采用鋼索式液壓提升煙囪施工方案,在施工前期主要需要進行2項設計和改造:①承重平臺的設計或改造;②鋼內筒吊裝段的設計。
1、承重平臺的設計與改造
因提升裝置需安裝在混凝土外筒的上層來提升鋼內筒,故通常需要將煙囪上層的檢修平臺改造為可承受單根鋼內筒自重的承重平臺在鶴壁三期鋼內筒施工中,承重平臺設置在220 n'平臺如圖1所示,承重平臺由4根主梁與4根次梁組成,考慮到鋼內筒受力均勻,8根主梁和次梁均布放置煙囪外筒施工時,在筒壁預留8個施工孔用來擱置吊裝用主梁,預留孔的設計由設計院確認次梁對稱擱置在主梁上方,次梁與主梁焊接由于單筒結構決定了其施工面狹窄,為避免鋼內筒在提升過程中與檢修平臺干涉。
2、施工承載結構設計
采用鋼索式液壓提升煙囪施工方案,在施工前期主要需要進行2項設計和改造:①承重平臺的設計或改造;②鋼內筒吊裝段的設計。
2.1承重平臺的設計與改造
因提升裝置需安裝在混凝土外筒的上層來提升鋼內筒,故通常需要將煙囪上層的檢修平臺改造為可承受單根鋼內筒自重的承重平臺在鶴壁三期鋼內筒施工中,承重平臺設置在220m平臺,承重平臺由4根主梁與4根次梁組成,考慮到鋼內筒受力均勻,8根主梁和次梁均布放置煙囪外筒施工時,在筒壁預留8個施工孔用來擱置吊裝用主梁,預留孔的設計由設計院確認次梁對稱擱置在主梁上方,次梁與主梁焊接由于單筒結構決定了其施工面狹窄,為避免鋼內筒在提升過程中與檢修平臺干涉,所有的檢修平臺全部待鋼內筒就位后安裝在設計承重平臺時,鋼內筒較大自重按1 400塔慮,承重大梁的強度計算按照吊裝過程中可能出現的較惡劣工況考慮經計算,承重大梁及承重平臺上其他設備總重大約60t加上鋼內筒自重,則煙囪混凝土外筒壁需分別預制8個可分別承重260 t的預留口用來安裝承重大梁改造設計后,承重平臺較原檢修平臺自重增加約20 t。
2.2鋼內筒吊耳的設計
鋼內筒吊耳的設計主要考慮兩點:①鋼內筒的整體剛度;②吊耳處的局部強度吊裝中,為了鋼內筒的剛度,我們在吊裝段采用環形梁進行整體加強,而在吊點處采取局部加強一吊裝段承受的較大重量為300t可采用4吊點結構,即用4個千斤頂提升;吊裝段承受全部鋼內筒的重量,則采用8吊點結構吊裝段整體采用環形梁結構,這樣可增加其剛度,避免在吊裝過程中筒體變形過大由于下錨頭為傳力部件,其連接處將產生應力集中,故在設計中與下錨頭接觸處需采用較厚鋼板,并在連接處相應的環梁內多加筋板可降低其局部應力,以防止連接處壓潰變形。
3、施工步驟
鋼內筒的高度一般都高出煙囪混凝土外筒,故鋼內筒的提升施工更換一次吊點在鶴壁電廠三期工程鋼內筒施工中,煙囪外筒壁高235m;鋼內筒高240m;煙囪內壁每隔30~40m布置一個鋼結構檢修工作平臺,吊裝平臺設置在煙筒220m標高處,其施工方案如下:①在煙囪內Om處組裝焊接平臺,先加工焊接鋼內筒頂部不銹鋼煙道口,完成后,加工焊接第1吊裝段,連接下錨頭并穿鋼索后提升至超過下一基本節高度時停止提升,在吊裝段下方焊接基本節,對中、找正、放下上段筒體,對口、焊接后再次提升,周而復始②鋼內筒施工至其長度為50m時,焊接第2吊裝段,然后繼續提升組裝鋼內筒③鋼內筒施工至其高度為80m時,將下錨頭從第1吊裝段移至第2吊裝段為了避免第1吊點與吊裝平臺干涉,換完吊點后,割去第1吊點此時吊點上方筒體長50m;下方筒體長30m;繼續提升④提升組裝鋼內筒至全長240界拆除設備,施工結束。
在以往的施工中,更換吊點時,為了使起吊比較平穩,重心在吊點之下,吊點上方筒體長度要小于下方筒體,則第1吊點提升的高度就比較高,一般要達到150 m采用該方案產生的問題是,鋼索甩出的長度要大于千斤頂下部鋼索的長度,液壓提升設備不能自行將鋼索往下降,采用輔助措施,施工量及工期增加本次施工中,當鋼內筒提升到80 m時更換吊點,可利用設備自身功能將鋼索降下,減小了施工量但在更換完吊點后一段時間內,重心在吊點之上,操作時要盡量同步起吊,以避免起吊過程中晃動較大。
鋼索式液壓提升裝置自身要求千斤頂下方鋼索與千斤頂下平面垂直,其誤差不應超過1°。而在此類施工中,千斤頂與下錨頭之間的水平距離一般為300~400mm。故就位時第1吊點和第2吊點需與吊裝平臺有的距離以避免鋼索偏角過大在本次施工更換吊點時,第1吊點與吊裝平臺的高度差為160m;整體就位時,第2吊點與吊裝平臺的高度差為30m;經計算,在此兩種工況下,其鋼索與垂直方向夾角均滿足要求。