钢结构烟囱安装施工设计
1 工程概况
二炼钢直径700 mm风机新烟囱共4根,3座转炉各占用一根,余下一根做备用。4根烟囱均为全钢焊接结构,每根烟囱由厚12 mm的钢板卷成直径1 200 mm钢管焊接而成,烟囱设计总高度51•6 m,总质量112•533 t,采用4根固接集中安装。4根烟囱对称布置呈正方形布局,为增加烟囱的稳定性,烟囱总体呈梯形布置,每根烟囱在垂直投影线上均有一个向对角线方向2°的倾角,烟囱基础跨度为7•9m×7•9 m。
2 烟囱组对技术要求
由于该烟囱较高、较重,若先制作为整体后将无法运进现场。为便于施工,在二炼钢原直径700mm风机烟囱以西20 m、以北18 m以内的现场搭设一个长20 m、宽8 m的钢平台。平台下铺轨道,轨道下铺道木。平台用20 mm厚的钢板拼接,用水平仪找平后焊接成一个整体作为施工平台。在钢平台上,我们要求施工人员按最长的烟囱段以1∶1的比例放大样,标识出组对中心线,并注意保证烟囱2°的倾斜角。以中心线向两侧平移找出烟囱组对中心线,校核其尺寸和角度,确认无误后,做出标记。放大样时应将每节烟囱的横向支撑架尺寸线延伸至管边,并做好标记。根据建安公司现有的吊装能力,按起吊高度、吊装回转半径、起吊重量,将整个烟囱分成6节,每节都有4根烟囱固接。单根烟囱卷制焊接好后,运到工作现场组对吊装。为保证烟囱的椭圆度小于直径的1‰,且不大于4 mm,棱角度小于或等于0•1S+2 mm(S为烟囱壁厚),不大于5 mm,对接纵缝错边量小于0•1S且不大于3 mm,对接环缝错边量,当S大于10 mm时,小于或等于10S%+1mm且不大于6 mm。我们严格按照卷板质量标准进行检查,并对局部超差板进行冷校。筒节纵焊,采取“V”形焊口刨根焊接,焊层及焊接方法均按焊接工艺要求施焊。为保证烟囱的整体稳定性,烟囱第一节的裙座部位应与基础相关尺寸及坐标位置相符,预装合格后方可与烟囱筒节相焊接。每节烟囱的头部均应标出0°和90°方向线,组对找正找中用。烟囱整体组装中心线,偏差应小于全长的1‰,全长中心偏差应小于30 mm。
3 烟囱组对方法
烟囱在倒放拼装时,每节烟囱的1号、4号对接,2号、3号对接,在对接完毕后,再进行整节烟囱的组对,整节组对完毕后进行吊装。
3•1 组对第一节1号和4号筒节
(1)为减少加固用的临时支承,节约材料,在制作筒节时,除按重量、捆绑角度、两车抬移转位角度等情况考虑筒节长度外,尽量将筒节高度定在原设计支承或平台上方并有利于焊接操作的位置。
(2)将第一节的4根直径为1 200 mm长18•5m的烟囱运到现场,将1号和4号两根烟囱,按钢平台上做好的放样标记进行排放。
(3)按标记排放好后,在1号筒节两端分别用12 mm长1 400 mm的钢筋垂直交叉连接在筒壁上,校核交叉点与筒节中心重合后,将钢筋焊牢在筒壁上,以平台上的理论中心线校核筒节实际中心线,实际偏差为5 mm,小于1‰(8•5 mm)的允许误差,第一节的1号筒节符合焊接要求。按同样方法制作4号筒节。
(4)1号和4号组对成第一单片。按钢平台上的放样线摆放好1号和4号筒节,焊接横向支承,为防止焊接变形和最大限度地消除焊接残余应力,在焊接时,采用对角点焊后校验无变形、无移动后,先间隔焊最后再满焊,以保证质量。第一单片组对完后,用50t吊车吊下平台放置一旁备用。
3•2 组对第二单片
将2号和3号筒节组对成第二单片,方法同第一单片。
3•3 第一节烟囱整体拼装
经计算,第二单片重195•59 kN,单根烟囱重97•79 kN。50t吊车的工作半径为10 m,根据现场工作条件拟采用侧面吊装。起吊高度为17•6 m时,可吊重量为105 kN,可知一辆50t吊车能满足使用要求。在第二单片拼装完后,以2号筒节为旋转支点,吊起3号筒节并伸长吊车臂杆将其竖起,起吊高度与伸杆的比例分别为H/L=0•263(倾角<15°),H/L=0•466(倾角<25°),H/L=1(倾角<45°),H/L=2•144(倾角<65°)。当3号筒节与2号筒节在垂直面上下重合时,停止起吊。在3号筒节上焊接临时支承头部和底部(左右各两根),在2号筒节下部的头部和底部左右各设两块R=600 mm、高200 mm、长300 mm、厚20 mm的弧形板,支垫在2号台阶的下端。在2号筒节的中心线与放样基准线校验重合(校验方法同上)后,以3号筒节外壁为基准,采用吊线方法检测2号和3号筒节的外壁中心线平行度,校验无误后,将弧形板靠牢在2号筒节下端,并焊在钢平台上将2号筒节固定,方可进行下部工序操作。在3号筒节两端左右各焊两根拉撑,4根拉撑各采用带有可调螺纹的80 mm圆钢制作,焊接牢固后调整,复验无误进行下步工序。将第一单片吊装至平台上找正,并拉测对角四点检验其长度偏差,符合要求后固定。根据实际尺寸制作剩余的横撑和十字支撑、扶梯等构件。经过我们的共同努力十分顺利地将第一筒节组对完毕。制作安装烟囱第一层平台走道时,由于原设计为外围走道平台,该平台伸出烟囱外壁900 mm,这就给组对施工带来了不便。一方面必须在钢平台上架设高度近900 mm的支撑,给找正工作增加了不安全因素;另一方面,起吊捆绑绳索的位置及吊点选择都将受到严重的影响,增加了起吊的困难和危险。我们经过认真细致地分析和研究后,会同设计人员对原设计进行了改动。按照我们提出的改动方案施工,将外围平台改为内置平台,不仅解决了以上诸多问题,还省掉了8根12号槽钢和20 m2的10 mm厚钢板,为公司节约了一笔资金。烟囱的第二至第六节的拼装及组对方法与第一节大致相同。
