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摘要:结合工程实践,介绍钢结构分片吊装工艺在大直径储煤筒仓工程中的应用,该工艺在保证安全、质量前提下降低了成本、节约工期,有效可行。
关键词:储煤筒仓;钢结构;分片吊装;
中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:
1.概述
1.1工程简介
黄骅港三期筒仓工程包含筒仓共计24座,仓体为钢筋混凝土结构。筒仓内径40m,仓体总高度约为42m,筒仓工程由基础、仓底、筒壁和仓壁、仓顶钢结构、仓顶廊道等结构组成。仓顶房钢结构为桁架结构,桁架间距15m,桁架高度14.450m,长度45.45m;单个仓顶房总重量约300吨。仓顶钢结构具体形式见下图:
仓顶钢结构示意图
1.2工艺比选
根据类似工程施工经验,钢结构有整体吊装和分片吊装两种施工工艺。针对本工程整体吊装即现场拼装组成仓顶房的骨架结构,然后利用1600t大型履带吊进行整体安装。该工艺有履带吊吊装站位地基处理要求高、施工工艺成本较高、钢结构拼装周期较长且占用拼装场地较大等缺点;分片吊装即将钢结构预先在拼装现场完成桁架拼装,然后由1台250t主臂工况履带吊倒运至施工现场后利用2台250t塔式工况履带吊进行起吊安装,先吊装组成通廊需要的骨架构件,然后再完善通廊的其它构件直至完成钢结构的整体安装。本工程整体吊装、分片吊装采用施工设备、措施项目、使用时间对比如表所示:
综合考虑到控制施工成本、工期、现场条件、施工交叉作业等因素,最终采用分片吊装工艺进行钢结构施工。
2.施工方法
2.1 存放、拼装现场和履带吊行车通道基础处理
基础换填满足承载构件和履带吊的荷载,材料采用2:8的灰土,换填深度为2m,并采用1.6t的碾压机进行分层碾压。地基换填完成后对地面进行整平,同时吊车在吊装钢结构时吊车站位处必须满铺路基箱和钢板保证吊装安全。
2.2钢结构现场拼装及验收
在拼装现场利用工型钢组装拼装平台,在组装过程中控制拼装平台的整体平整度。根据钢结构图纸在拼装平台上1:1放样,利用25t汽车吊人工配合将钢构件放置在拼装平台对应位置上。钢构件全部放置完成后,测对钢构件进行位置、整体平整度校核,确认无误后进行构件拼装。
2.3盆式橡胶支座安装
对环梁预埋件轴线、标高、位置复测,同时利用各种规格的钢垫片、钢楔等对埋件的标高和平整度进行调整,使其满足盆式橡胶支座安装要求,同时在预埋件上用墨斗弹出盆式橡胶支座的中心十字线。盆式橡胶支座利用塔吊吊至环梁上后,利用“撬棍”对盆式橡胶支座位置、标高进行调整,调整完成后焊工按设计要求将盆式橡胶支座与预埋钢板满焊固定。
2.4构件起吊过程中的稳定性计算及吊装设施配备
①构件起吊过程中的稳定性计算
吊装稳定性计算:钢构件吊点采用2个大吊点的方式进行吊装。在桁架上弦设吊点的距离是L=27m,桁架的跨度L=38m,弦杆对垂直轴的惯性矩Ix=37902cm2,满足下弦最小规格,所以现场钢桁架起吊满足要求。为保安全,现场桁架吊装采用4个吊点的方式进行吊装。
②吊耳焊缝及尺寸计算
吊耳焊缝长度:取焊缝承载力=200N/mm²;焊缝长度Lw=N/(2×0.7hf×焊缝承载力)=90mm,考虑安全系数,取焊缝长度L=300mm。
吊耳截面尺寸:考虑吊装承受的是动荷载,为满足吊装要求,吊耳中间需开直径为10cm的圆孔,则吊耳的净截面积计算结果满足要求。为防止打滑,在吊装时在吊耳的两侧各焊接两块加劲板,
③钢丝绳规格的确定
为增加安全系数,吊装钢丝绳选用钢丝绳直径:39.0mm;钢丝直径:1.8mm;6束绳股+1根麻芯的钢丝绳。
2.5门架倒运及吊装
门架为框架结构由均为工字梁的底梁及屋面梁和两侧箱型柱焊接连接组成,单片门架重量为25.2t。门架设置2个吊点,采用直径为39mm的钢丝绳进行倒運及吊装。
①门架倒运
钢门架在拼装现场拼装完成后由1台250t主臂工况履带吊沿筒仓西侧临时通道由拼装现场倒运至现场靠在筒仓筒壁上。然后由1台250t塔式工况履带吊将钢门架倒运至钢结构安装筒仓,靠在钢结构安装筒仓的筒壁上。钢构件与筒壁接触位置利用绑扎在构件上的软木来缓冲钢构件对筒仓壁的碰撞,同时对构件面漆及筒壁进行保护。
②门架吊装
钢门架吊装前,将履带吊的行走路线及履带吊站位用白灰做出标记。同时用墨斗在盆式橡胶支座上弹出门架方管柱的轮廓线,然后根据方管柱的轮廓线预先在盆式橡胶支座上焊接铁板进行钢门架限位,方便钢门架的吊装。
履带吊根据标记进行站位。将钢门架吊至环梁上后由预先在环梁上的4个安装人员控制固定在门架底部两端的揽风绳和履带吊指挥员相互配合将钢门架安放在盆式橡胶支座上,将固定在门架顶端的4根钢丝绳与预先固定在环梁上的葫芦连接,由安装工进行位置调整,完成后通过调节门架顶端4根钢丝绳的松紧调节门架垂直度。调整完成后由焊工将门架和盆式橡胶支座焊接固定。同时在门架方管柱腿部焊接预先用20cm的槽钢对焊加工完成的7型护腿,从而提高钢门架的稳定性。同样的方式安装另一榀门架,并进行固定。
2.6桁架、底梁及屋面梁倒运及安装
桁架由钢梁、钢柱及腹杆组成,单片桁架重量为40.2t。桁架设置4个吊点,采用直径为39mm的钢丝绳进行倒运及吊装。
①桁架倒运
桁架倒运施工工艺同“2.5门架倒运及吊装”中“①门架倒运”。
②桁架吊装
钢桁架吊装前,须将2台250t塔式工况履带吊安装钢桁架的履带吊站位用白灰做出标记。然后2台履带吊根据白灰做出的标记进行站位。将钢桁架吊至环梁上后由预先在环梁上的4个安装人员控制固定在桁架底部两端的揽风绳和履带吊指挥员相互配合将钢桁架调至安装位置,由安装工进行位置调整,完成后对桁架与方管柱相连的4根钢梁进行高强螺栓连接,最后对连接板进行焊接固定。
③底梁、屋面梁倒运及吊装
远端、近端桁架吊装完成后,利用板车和25吨汽车吊将底梁、屋面梁由构件存放场地倒运至钢结构安装筒仓,然后由250t塔式工况履带吊进行吊装,此时履带吊的站位同钢桁架吊装履带吊站位。
2.7钢通廊和仓顶预埋件间钢梁倒运及吊装
钢通廊和仓顶预埋件间钢梁吊装分为2部分,首先将钢通廊和仓顶预埋件间的部分钢梁在拼装现场拼装成3片,利用板车将成片钢结构倒运至钢结构安装筒仓,然后利用250t履带吊将拼装好的成片钢结构吊装完成,在进行剩余钢通廊和仓顶预埋件间钢梁的吊装,此时履带吊的站位同钢桁架吊装履带吊站位。
2.8剩余小钢梁吊装
剩余小钢梁的吊装,剩余钢梁的吊装及履带吊的站位同门架吊装履带吊站位,吊装的原则是先下后上。此时履带吊的站位同吊装钢门架履带吊的站位。
2.9筒仓间联系钢结构吊装
在东西向两座筒仓上述主体结构吊装完成后,对两座筒仓间的联系钢结构进行分片吊装。为方便吊装,筒仓间联系钢桁架在安装筒仓边的安装通道进行现场拼装,然后由1台250t塔式工况履带吊直接进行吊装,先完成筒仓间联系桁架吊装,然后再吊装连接部分内部的小构件,直到完成所有钢结构吊装。此时履带吊的站位同钢门架吊装履带吊站位。
3. 结语
钢结构分片吊装工艺在黄骅港三期工程筒仓工程中的应用,与采用整体吊装工艺相比,不仅降低了施工成本、缩短了施工周期,同时解决了黄骅港三期筒仓工程现场施工场地面积狭小,施工通道拥挤等诸多不利因素的影响,在类似工程中具有推广借鉴价值。
关键词:储煤筒仓;钢结构;分片吊装;
中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:
1.概述
1.1工程简介
黄骅港三期筒仓工程包含筒仓共计24座,仓体为钢筋混凝土结构。筒仓内径40m,仓体总高度约为42m,筒仓工程由基础、仓底、筒壁和仓壁、仓顶钢结构、仓顶廊道等结构组成。仓顶房钢结构为桁架结构,桁架间距15m,桁架高度14.450m,长度45.45m;单个仓顶房总重量约300吨。仓顶钢结构具体形式见下图:
仓顶钢结构示意图
1.2工艺比选
根据类似工程施工经验,钢结构有整体吊装和分片吊装两种施工工艺。针对本工程整体吊装即现场拼装组成仓顶房的骨架结构,然后利用1600t大型履带吊进行整体安装。该工艺有履带吊吊装站位地基处理要求高、施工工艺成本较高、钢结构拼装周期较长且占用拼装场地较大等缺点;分片吊装即将钢结构预先在拼装现场完成桁架拼装,然后由1台250t主臂工况履带吊倒运至施工现场后利用2台250t塔式工况履带吊进行起吊安装,先吊装组成通廊需要的骨架构件,然后再完善通廊的其它构件直至完成钢结构的整体安装。本工程整体吊装、分片吊装采用施工设备、措施项目、使用时间对比如表所示:
综合考虑到控制施工成本、工期、现场条件、施工交叉作业等因素,最终采用分片吊装工艺进行钢结构施工。
2.施工方法
2.1 存放、拼装现场和履带吊行车通道基础处理
基础换填满足承载构件和履带吊的荷载,材料采用2:8的灰土,换填深度为2m,并采用1.6t的碾压机进行分层碾压。地基换填完成后对地面进行整平,同时吊车在吊装钢结构时吊车站位处必须满铺路基箱和钢板保证吊装安全。
2.2钢结构现场拼装及验收
在拼装现场利用工型钢组装拼装平台,在组装过程中控制拼装平台的整体平整度。根据钢结构图纸在拼装平台上1:1放样,利用25t汽车吊人工配合将钢构件放置在拼装平台对应位置上。钢构件全部放置完成后,测对钢构件进行位置、整体平整度校核,确认无误后进行构件拼装。
2.3盆式橡胶支座安装
对环梁预埋件轴线、标高、位置复测,同时利用各种规格的钢垫片、钢楔等对埋件的标高和平整度进行调整,使其满足盆式橡胶支座安装要求,同时在预埋件上用墨斗弹出盆式橡胶支座的中心十字线。盆式橡胶支座利用塔吊吊至环梁上后,利用“撬棍”对盆式橡胶支座位置、标高进行调整,调整完成后焊工按设计要求将盆式橡胶支座与预埋钢板满焊固定。
2.4构件起吊过程中的稳定性计算及吊装设施配备
①构件起吊过程中的稳定性计算
吊装稳定性计算:钢构件吊点采用2个大吊点的方式进行吊装。在桁架上弦设吊点的距离是L=27m,桁架的跨度L=38m,弦杆对垂直轴的惯性矩Ix=37902cm2,满足下弦最小规格,所以现场钢桁架起吊满足要求。为保安全,现场桁架吊装采用4个吊点的方式进行吊装。
②吊耳焊缝及尺寸计算
吊耳焊缝长度:取焊缝承载力=200N/mm²;焊缝长度Lw=N/(2×0.7hf×焊缝承载力)=90mm,考虑安全系数,取焊缝长度L=300mm。
吊耳截面尺寸:考虑吊装承受的是动荷载,为满足吊装要求,吊耳中间需开直径为10cm的圆孔,则吊耳的净截面积计算结果满足要求。为防止打滑,在吊装时在吊耳的两侧各焊接两块加劲板,
③钢丝绳规格的确定
为增加安全系数,吊装钢丝绳选用钢丝绳直径:39.0mm;钢丝直径:1.8mm;6束绳股+1根麻芯的钢丝绳。
2.5门架倒运及吊装
门架为框架结构由均为工字梁的底梁及屋面梁和两侧箱型柱焊接连接组成,单片门架重量为25.2t。门架设置2个吊点,采用直径为39mm的钢丝绳进行倒運及吊装。
①门架倒运
钢门架在拼装现场拼装完成后由1台250t主臂工况履带吊沿筒仓西侧临时通道由拼装现场倒运至现场靠在筒仓筒壁上。然后由1台250t塔式工况履带吊将钢门架倒运至钢结构安装筒仓,靠在钢结构安装筒仓的筒壁上。钢构件与筒壁接触位置利用绑扎在构件上的软木来缓冲钢构件对筒仓壁的碰撞,同时对构件面漆及筒壁进行保护。
②门架吊装
钢门架吊装前,将履带吊的行走路线及履带吊站位用白灰做出标记。同时用墨斗在盆式橡胶支座上弹出门架方管柱的轮廓线,然后根据方管柱的轮廓线预先在盆式橡胶支座上焊接铁板进行钢门架限位,方便钢门架的吊装。
履带吊根据标记进行站位。将钢门架吊至环梁上后由预先在环梁上的4个安装人员控制固定在门架底部两端的揽风绳和履带吊指挥员相互配合将钢门架安放在盆式橡胶支座上,将固定在门架顶端的4根钢丝绳与预先固定在环梁上的葫芦连接,由安装工进行位置调整,完成后通过调节门架顶端4根钢丝绳的松紧调节门架垂直度。调整完成后由焊工将门架和盆式橡胶支座焊接固定。同时在门架方管柱腿部焊接预先用20cm的槽钢对焊加工完成的7型护腿,从而提高钢门架的稳定性。同样的方式安装另一榀门架,并进行固定。
2.6桁架、底梁及屋面梁倒运及安装
桁架由钢梁、钢柱及腹杆组成,单片桁架重量为40.2t。桁架设置4个吊点,采用直径为39mm的钢丝绳进行倒运及吊装。
①桁架倒运
桁架倒运施工工艺同“2.5门架倒运及吊装”中“①门架倒运”。
②桁架吊装
钢桁架吊装前,须将2台250t塔式工况履带吊安装钢桁架的履带吊站位用白灰做出标记。然后2台履带吊根据白灰做出的标记进行站位。将钢桁架吊至环梁上后由预先在环梁上的4个安装人员控制固定在桁架底部两端的揽风绳和履带吊指挥员相互配合将钢桁架调至安装位置,由安装工进行位置调整,完成后对桁架与方管柱相连的4根钢梁进行高强螺栓连接,最后对连接板进行焊接固定。
③底梁、屋面梁倒运及吊装
远端、近端桁架吊装完成后,利用板车和25吨汽车吊将底梁、屋面梁由构件存放场地倒运至钢结构安装筒仓,然后由250t塔式工况履带吊进行吊装,此时履带吊的站位同钢桁架吊装履带吊站位。
2.7钢通廊和仓顶预埋件间钢梁倒运及吊装
钢通廊和仓顶预埋件间钢梁吊装分为2部分,首先将钢通廊和仓顶预埋件间的部分钢梁在拼装现场拼装成3片,利用板车将成片钢结构倒运至钢结构安装筒仓,然后利用250t履带吊将拼装好的成片钢结构吊装完成,在进行剩余钢通廊和仓顶预埋件间钢梁的吊装,此时履带吊的站位同钢桁架吊装履带吊站位。
2.8剩余小钢梁吊装
剩余小钢梁的吊装,剩余钢梁的吊装及履带吊的站位同门架吊装履带吊站位,吊装的原则是先下后上。此时履带吊的站位同吊装钢门架履带吊的站位。
2.9筒仓间联系钢结构吊装
在东西向两座筒仓上述主体结构吊装完成后,对两座筒仓间的联系钢结构进行分片吊装。为方便吊装,筒仓间联系钢桁架在安装筒仓边的安装通道进行现场拼装,然后由1台250t塔式工况履带吊直接进行吊装,先完成筒仓间联系桁架吊装,然后再吊装连接部分内部的小构件,直到完成所有钢结构吊装。此时履带吊的站位同钢门架吊装履带吊站位。
3. 结语
钢结构分片吊装工艺在黄骅港三期工程筒仓工程中的应用,与采用整体吊装工艺相比,不仅降低了施工成本、缩短了施工周期,同时解决了黄骅港三期筒仓工程现场施工场地面积狭小,施工通道拥挤等诸多不利因素的影响,在类似工程中具有推广借鉴价值。