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摘要：发电厂进行锅炉降氮脱硝、超洁净排放改造等大型基建项目，往往需要在原厂房空余地理位置实施，结合近年发电厂大规模实施的改造，对钢柱与混凝土结构结合面施工工艺进行对比。
关键词：钢柱；底板；地脚螺栓
国家对环保的重视，使得2004-2006年火力发电厂进行脱硫改造，2012-2014年实施锅炉降氮脱硝改造、增引风机合并及脱硫取消旁路改造，2016-2017年实施超洁净排放改造，目的在于降低火力发电厂燃烧污染物排放浓度，践行“绿水青山就是金山银山”的理念。大多数改造都需要新加装钢结构，一般情况下均为地面以下钢筋混凝土桩及承台基础，地面以上全钢结构安装，再安装烟道、反应器、管道等设备。以下对提高生产工效，降低人工机械成本方面，对钢结构立柱与钢筋混凝土基础之间的连接方法和施工工艺作对比。
方案一：斜垫铁与小块钢板垫平
如上附图所示，基础顶标高与柱底板面之间存在50mm调整高度，此部分空隙需要通过厚度为10mm，20mm等平钢板，以及5mm或者更小的斜垫板（俗称斜铁）来垫，得到柱底板安装标高=基础顶标高+50。现场施工过程中会遇到以下情况：（1）基础顶完成面混凝土浇筑过程不能形成平整的平面；（2）钢柱单根重量较大，需通过汽车吊钢丝绳暂时吊挂来上下移位；（3）小块钢板、斜垫铁敲打过程至少一名施工员施打，另一名施工员全过程测量标高。如此一来每根钢柱就位过程中，标高控制需要耗费较多人工机械工时。
方案二：双螺母夹紧
如上附图所示，不改变地脚螺栓定位，通过降低基础顶标高，第一次浇筑混凝土面标高=设计基础顶标高-100。这100mm间隙作为底部调整螺母工作的区间，在钢柱就位以前需预先做好如下工作：（1）每个基础位置的地脚螺栓套好螺母，按一杆一螺母的配备；（2）仪器测量螺母的标高；（3）人手上下拧螺母的不同位置达到设计的钢柱底板标高=设计基础顶标高+50。汽车吊吊运钢柱一次到位，上紧上部固定螺母及垫片，测量钢柱垂直度偏差及水平轴线定位尺寸，复核合格则点焊固定地脚螺栓露出的螺牙与上部螺母，柱脚四周封模板，灌注高强度自流动微膨胀灌浆料（俗称二次灌浆料），灌浆料浇筑过程应从一个方向顺向到另一个方向，达到柱底板与一次基础完成面之间的空隙位置浇筑密实。
计算假设：按照单个柱脚基础位置，承台宽均为1m*1m，25T汽车吊1个台班费2500元，1人工日500元，二次灌浆料2500元/m3，钢材价格5.5元/kg。
得出以下结论：采取传统模式的垫板敲击单根柱脚施工费用为3055元，降低基础标高及双螺母夹紧方式的单根柱脚施工费用为1555元，双螺母夹紧方式经济性远优于垫板敲击。
方案三：预埋钢板与柱底板焊接
如下图所示，部分钢结构立柱体型及高度较小，承受水平推力及竖向力较小，且柱底板到货不设置扛剪切键（即底部凸出的单向或者十字钢板肋），柱底板为光板平整面，在钢筋混凝土基础浇筑前，同步将钢筋笼及新制作预埋钢板定位焊接固定，为保证预埋钢板与混凝土浇筑密实，可在一次混凝土灌浆完成面预留20-50mm的二次灌浆，将预埋钢板通过标高定位固定，并测定水平度，预埋钢板中心开口直径约100-200mm的圆孔，当作灌浆兼做呼吸透气孔，待一次混凝土浇筑完成后，倾倒二次灌浆料保证不空鼓。待基础混凝土及二次灌浆料保养时间足够，安排钢柱吊装，水平轴线定位完成后，在柱底板与预埋钢板之间的结合位置通过角焊缝堆焊填满。一般情况下较多管道门式支架或者单柱式管道支撑架立柱，均采用此种安装方法。
结束语
钢结构立柱与钢筋混凝土基础的结合，是发电厂比较有代表性的一个改造过程的结构，对于不同类型的火力、天然气发电机组，其厂房布置较为紧凑，在响应国家环保政策要求而进行的加装设备，已较为普遍被采用，大多工业设计院已摒弃传统的全部钢筋混凝土结构梁柱方案，为的是降低施工周期，减少机组停运时间，尽早将新结构投用承载新设备运行，达到安全生产与经济性双赢。结合近些年电厂所实施完成的改造工作，得出以下选择：方案一（斜垫铁与小块钢板垫平）、方案二（双螺母夹紧）均适用于大型结构，例如脱硝钢结构立柱（体型高度在30米以上，且单柱竖向荷载达到120-200吨），方案二更加便捷；对于一般小型结构，管道支架立柱或者底渣立柱等高度小于10米，单柱竖向荷载小于50吨或者单柱竖向荷载仅为5-10吨，可采用方案三（无抗剪键及预埋钢板堆填满焊）。
参考文献：
[1]GB50009-2001《建筑结构荷载规范》（2006 年版）.
[2]GB50010-2010《混凝土结构設计规范》.
[3]JC/T 986-2005《水泥基灌浆材料》.
（作者单位：广东省粤电集团有限公司沙角A电厂）
关键词：钢柱；底板；地脚螺栓
国家对环保的重视，使得2004-2006年火力发电厂进行脱硫改造，2012-2014年实施锅炉降氮脱硝改造、增引风机合并及脱硫取消旁路改造，2016-2017年实施超洁净排放改造，目的在于降低火力发电厂燃烧污染物排放浓度，践行“绿水青山就是金山银山”的理念。大多数改造都需要新加装钢结构，一般情况下均为地面以下钢筋混凝土桩及承台基础，地面以上全钢结构安装，再安装烟道、反应器、管道等设备。以下对提高生产工效，降低人工机械成本方面，对钢结构立柱与钢筋混凝土基础之间的连接方法和施工工艺作对比。
方案一：斜垫铁与小块钢板垫平
如上附图所示，基础顶标高与柱底板面之间存在50mm调整高度，此部分空隙需要通过厚度为10mm，20mm等平钢板，以及5mm或者更小的斜垫板（俗称斜铁）来垫，得到柱底板安装标高=基础顶标高+50。现场施工过程中会遇到以下情况：（1）基础顶完成面混凝土浇筑过程不能形成平整的平面；（2）钢柱单根重量较大，需通过汽车吊钢丝绳暂时吊挂来上下移位；（3）小块钢板、斜垫铁敲打过程至少一名施工员施打，另一名施工员全过程测量标高。如此一来每根钢柱就位过程中，标高控制需要耗费较多人工机械工时。
方案二：双螺母夹紧
如上附图所示，不改变地脚螺栓定位，通过降低基础顶标高，第一次浇筑混凝土面标高=设计基础顶标高-100。这100mm间隙作为底部调整螺母工作的区间，在钢柱就位以前需预先做好如下工作：（1）每个基础位置的地脚螺栓套好螺母，按一杆一螺母的配备；（2）仪器测量螺母的标高；（3）人手上下拧螺母的不同位置达到设计的钢柱底板标高=设计基础顶标高+50。汽车吊吊运钢柱一次到位，上紧上部固定螺母及垫片，测量钢柱垂直度偏差及水平轴线定位尺寸，复核合格则点焊固定地脚螺栓露出的螺牙与上部螺母，柱脚四周封模板，灌注高强度自流动微膨胀灌浆料（俗称二次灌浆料），灌浆料浇筑过程应从一个方向顺向到另一个方向，达到柱底板与一次基础完成面之间的空隙位置浇筑密实。
计算假设：按照单个柱脚基础位置，承台宽均为1m*1m，25T汽车吊1个台班费2500元，1人工日500元，二次灌浆料2500元/m3，钢材价格5.5元/kg。
得出以下结论：采取传统模式的垫板敲击单根柱脚施工费用为3055元，降低基础标高及双螺母夹紧方式的单根柱脚施工费用为1555元，双螺母夹紧方式经济性远优于垫板敲击。
方案三：预埋钢板与柱底板焊接
如下图所示，部分钢结构立柱体型及高度较小，承受水平推力及竖向力较小，且柱底板到货不设置扛剪切键（即底部凸出的单向或者十字钢板肋），柱底板为光板平整面，在钢筋混凝土基础浇筑前，同步将钢筋笼及新制作预埋钢板定位焊接固定，为保证预埋钢板与混凝土浇筑密实，可在一次混凝土灌浆完成面预留20-50mm的二次灌浆，将预埋钢板通过标高定位固定，并测定水平度，预埋钢板中心开口直径约100-200mm的圆孔，当作灌浆兼做呼吸透气孔，待一次混凝土浇筑完成后，倾倒二次灌浆料保证不空鼓。待基础混凝土及二次灌浆料保养时间足够，安排钢柱吊装，水平轴线定位完成后，在柱底板与预埋钢板之间的结合位置通过角焊缝堆焊填满。一般情况下较多管道门式支架或者单柱式管道支撑架立柱，均采用此种安装方法。
结束语
钢结构立柱与钢筋混凝土基础的结合，是发电厂比较有代表性的一个改造过程的结构，对于不同类型的火力、天然气发电机组，其厂房布置较为紧凑，在响应国家环保政策要求而进行的加装设备，已较为普遍被采用，大多工业设计院已摒弃传统的全部钢筋混凝土结构梁柱方案，为的是降低施工周期，减少机组停运时间，尽早将新结构投用承载新设备运行，达到安全生产与经济性双赢。结合近些年电厂所实施完成的改造工作，得出以下选择：方案一（斜垫铁与小块钢板垫平）、方案二（双螺母夹紧）均适用于大型结构，例如脱硝钢结构立柱（体型高度在30米以上，且单柱竖向荷载达到120-200吨），方案二更加便捷；对于一般小型结构，管道支架立柱或者底渣立柱等高度小于10米，单柱竖向荷载小于50吨或者单柱竖向荷载仅为5-10吨，可采用方案三（无抗剪键及预埋钢板堆填满焊）。
参考文献：
[1]GB50009-2001《建筑结构荷载规范》（2006 年版）.
[2]GB50010-2010《混凝土结构設计规范》.
[3]JC/T 986-2005《水泥基灌浆材料》.
（作者单位：广东省粤电集团有限公司沙角A电厂）