240米砼烟囱钢内筒液压钢绞索提升倒装施工工艺.docx

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240米砼烟囱钢内筒液压钢绞索提升倒装施工工艺

240米砼烟囱钢内筒液压钢绞索提升倒装工艺

一前言

烟囱内筒的结构目前多采用钢内筒，以往的耐火砖结构因其施工慢、安全隐患较多，运行过程中容易出现漏烟漏气等质量问题而逐渐被淘汰。

烟囱钢内筒的液压提升安装是基于钢结构的工艺特性和液压系统优良的稳定、高效、灵活、轻便、安全的有机结合。

通过电厂工程烟囱钢内筒的液压钢绞索提升的成功经验，使我单位的液压钢绞索提升新工艺取得了成功并逐步得以完善。

现予以整理，形成工法，以便推广应用。

二特点

2.1把大量的工作量由高空作业改为地面作业，施工操作方便，作业环境好，高空作业少，大大提高了施工的安全性。

2.2提升平稳，调节性强，利于保证工程质量。

2.3液压提升设备轻便灵活，便于安装和拆卸。

2.4设备投入少且能重复利用，降低了工程费用。

3工艺原理

3.1液压提升倒装法是一种利用在烟囱钢筋混凝土外筒内壁上一定标高处适当空间高度设计一个支承平台作为承重平台，一般可利用烟囱内钢内筒支承钢平台作为承重平台安装液压提升装置，实现钢内筒逐节组合安装的方法。

3.2在制作场把钢内筒预制成若干个标准段；

3.3将液压千斤顶装置安装在烟囱外筒顶部，穿好钢绞线；

3.4从烟囱外筒预留门洞用轨道车逐节运入内筒预制标准段；

3.5液压千斤顶装置、钢绞线与带吊环的内筒段之间通过锚固体系相联接；

3.6以外筒顶部钢平台为支撑，以钢绞索为纽带，以液压油为动力，驱动液压千斤顶，按从上到下的顺序，提升一段高度，填充一段筒节，组对焊接完毕，再提升、填充、焊接，循环往复累积提升，换一次吊点后，直到全部组装完毕。

四适用范围

适用于电厂烟囱工程单管或多管钢内筒的提升安装。

五工艺流程、操作要点及施工组织

5.1工艺流程

5.2操作要点

5.2.1各层钢平台吊装

5.2.1.1

钢平台吊装工艺流程

5.2.1.2烟囱各层钢平台吊装前首先在烟囱筒首处布置临时吊装梁，钢梁由二根[34槽钢组合成箱体截面，钢梁两端通过高度为610mm的牛腿与烟囱筒首预埋件焊接,搁置在筒首两侧的砼墙体上。

5.2.1.3烟囱筒首处临时搁置钢梁安装利用烟囱外筒施工用平台进行组装，在烟囱外筒结构到顶后施工平台暂不拆除，在筒首临时搁置钢梁组装完成及内筒提升用吊笼及吊装卷扬机安装完成后拆除外筒施工平台。

5.2.1.4各层钢平台吊装采取由上向下逐层吊装，吊装时各层平台由主梁和次梁在地面组装成整体框架，采用整体吊装。

5.2.1.5各层平台吊装计算

筒首临时搁置钢梁强度及变形验算：

筒首临时搁置钢梁层平面布置示意图

吊点为A，B，C，D四个吊点，总的起重量为31吨，即主梁GL601×2重26.56吨，次梁GL602重3.17吨。

起吊荷载按活荷载考虑，按照《建筑结构荷载规范》，应取1.5的荷载分项系数，故每个吊点的荷载为

。

最不利情况时，被吊梁自重可能全部由1根钢梁承担，每根钢梁二个吊点，每个吊点最不利受力

钢结构的自重考虑1.4的自重增大系数。

附加荷载：

1.吊笼考虑1吨承载能力重量，取1.5的荷载分项系数。

2.吊笼钢结构自重由程序自行计算。

吊笼高五米，4根支柱用170×12钢管，小撑用119×6钢管，顶上4根横档为2[22焊接方管。

考虑1.3的自重增大系数。

3.吊笼中钢丝绳重3.65吨。

取1.5的荷载分项系数。

由1根钢梁上二个吊点起吊全部重量，计算结果如下：

横向钢梁：

最大弯矩

，钢梁的截面抵抗矩

，应力

，满足

的强度要求。

按照《钢结构设计规范》的规定，箱形截面的尺寸满足：

；

可以不考虑钢梁整体稳定的影响。

同时，箱形梁沿全长设置横向和纵向加劲肋，解决了腹板的局部稳定问题。

按《钢结构设计规范》规定，挠度计算时不考虑荷载的分项系数，取荷载标准值。

程序按荷载标准值计算的挠度为18mm，钢梁全长10770mm，挠度与跨度比值：

，挠度满足《钢结构设计规范》要求。

所以横向箱形梁满足强度，整体稳定，局部稳定的要求，设计合理。

承重平台结构计算：

建立有限元模型，通过成熟的计算软件核算，吊装平台粱强度、刚度及稳定性均满足规范要求。

5.2.2提升装置安装

5.2.2.1提升装置安装工艺流程

5.2.2.2液压千斤顶安装就位

5.2.2.2.1提升设备的准备:

根据钢内筒的实际重量选用四组液压千斤顶，千斤顶采用LSD150穿心式液压钢绞索千斤顶，每台千斤顶可以根据提升重量（提升载荷）的大小来配置提升油缸的数量，每个提升吊点中油缸可以并联使用。

5.2.2.2.2提升设备的安装:

在一定高度设置承台平台，可将砼烟囱最高一层或第二层平台设计为承重平台，同时将液压提升装置吊到承台平台进行安装、调试。

承重平台层钢梁平面布置示意图

5.2.2.3液压泵站安装及油路连接:

在砼烟囱外筒承重平台标高处设置液压操作环行平台，平台宽度约一米，在环行平台上安放液压泵站，泵站与各组千斤顶之间高压油管的长度尽量相同，以保证提升的同步。

为使提升过程中各千斤顶同步，需保证高压油管的直径相同，长度尽量相同，同时再利用节流阀调整油量来调整千斤顶的提升速度。

因其它原因造成千斤顶不同步时，需通过单组或几个千斤顶的单独提升来纠正提升的误差。

5.2.2.4计算机控制液压同步提升控制安装:

计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。

5.2.2.5钢铰线安装

钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为15.35mm，抗拉强度为1870N/mm2，破断拉力为261.8KN，伸长率在1％时的最小载荷222.6KN，每米重量为1.2Kg。

钢绞线符合国际标准ASTMA416－88a，其抗拉其抗拉强度、几何尺寸和表面质量要得到严格保证。

液压泵站和油路系统安装完成后，将钢绞索的上端佩戴穿索器穿过提升千斤顶。

穿索时要使用梭线盘，且钢绞索左右旋要对称布置，避免钢绞索缠绕。

5Mpa的张紧千斤顶把穿过提升千斤顶的钢绞索进行张紧，使各根钢绞索在提升前处于同等张紧状态，以减少钢绞索承重后的拉伸误差，保证各组千斤顶提升同步。

升时开启上下安全锚，使夹片与钢绞索脱开，保证钢绞索顺利穿过提升千斤顶提升，否则会造成钢绞索断裂。

当千斤顶提升将近200mm高度时完成一个行程，再使千斤顶回缩，此时上下安全锚锁紧，提升锚开启，保证千斤顶回缩时钢绞索安全稳固。

5.2.2.6吊点安装:

由于钢内筒要求超出混凝土筒首，因此吊装过程应至少使用二层吊点。

由第1吊点完成钢内筒承重平台以下八十米安装，然后改为第2吊点。

第2吊点的设置应根据烟囱承重钢平台以及下平台的位置设置，可选在有方便进行第1吊点的拆卸，及第2吊点的安装的钢平台上。

其示意图见下图:

第一吊点焊接在钢内筒筒首下来二十五处,其外型尺寸如下图所示:

使用液压提升装置“带负荷下降”工况将钢内筒落到地面，必须对与地面接触的筒边采取用橡胶带垫衬等保护措施。

在七十五米平台对已经安装及提升的钢内筒在钢平台内侧止晃点处用木楔塞紧并利用钢丝绳和链条葫芦在水平方向拉紧固定，保证不发生倾斜。

将钢索与第1吊点解列。

使用液压提升装置“带负荷下降”工况，将钢索的下锚头连接点下降到第2吊点并按照《GYT-200型液压提升装置运行及系统连接》要求进行系统连接和预紧钢索。

5.2.2.7系统调试及荷载试验:

功能检验：

油缸置于地面，并与泵站相联，用手控使油缸完成全部动作各种功能和动作均符合设计要求验证系统及诸元件动作的正确性。

空载压力测定:

逐步提高供油压力，记录活塞启动时的压力；在伸缸与缩缸时间接近实际工作要求情况下，用压力表测定泵出口压力与油缸进口压力，测量系统压力损失空载压力损失，保证油缸不大于额定压力4％，泵站压力损失不大于额定压力9％。

油缸泄漏检测:

油缸一腔进油，升压至25MPa（锚具缸5MPa）保压五分钟，从另缸一腔油口测定泄漏量，不得有明显内漏和外漏。

满负载试验：

液压加载，使油缸工作压力为25Mpa（相当于2000KN），按实际工作要求循环工作，每台油缸和泵站必须试验；工作总行程上升和下降三米，检验系统满负载工作时的性能。

耐久性考核：

液压加载，使油缸工作压力为25Mpa（相当于2000KN），按实际工作要求循环工作，抽查二个油缸；行程累计上升六十米和下降二米，性能不得有明显变化。

同步试验：

采用四个油缸提升，每个负载700KN。

分别由四组控制系统控制，模拟实际工况的自动操作和顺控操作功能能顺利完成自动和顺控操作；同步误差在规定范围内，检测系统的自动操作性能。

耐压试验：

将油缸伸出不到底的情况下，大腔加栽到31.36Mpa,保压5分钟，全部零件不得有损坏或永久变形现象，检验油缸超载承受能力。

应急试验：

荷重提升过程中，系统突然失压，观察系统闭锁情况下荷重能否自动停止，测试在油管破裂情况下保证系统安全。

手动误操作：

在油缸工作时通过手动开关误操作夹片误操作能自动闭锁，不影响系统安全，测试手动误操作对系统安全性影响。

抗电磁干扰：

系统工作时人为产生电磁干扰，观察系统工作情况下电磁波不影响系统工作，检测在电磁波干扰情况下系统工作可靠性。

断电安全性：

提升过程中突然去掉电源，观察系统安全性提升停止、不失控，检测突然停电后的安全性。

5.2.3钢内筒吊装

5.2.3.1首先在第1节钢筒设四个临时吊点并用小车送入烟囱内部，采用4台千斤顶提起第1节内筒，后推入第2节内筒与之对接，焊接完成后提起，再推入第3节对接，钢内筒每节长度为六米。

5.2.3.2在第4节内筒上安装四组第1吊点，采用4台千斤顶和其中的4个吊点连接，提升内筒。

5.2.3.3提升钢内筒到十九节，此时对接长度达到120米，将钢绞索下移连接到第2吊点上。

第2吊点与第1吊点相距95米。

连续提升钢内筒到顶标高240米，完成提升任务。

5.2.4液压提升装置的拆除

5.2.4.1在钢内筒安全落到位后，具备液压提升装置拆除条件，液压提升装置连续做6-7次带载下降工况，使每组钢绞线完全松弛。

在承重平台下层的检修平台上将液压提升装置四组上锚头卡爪拆除。

5.2.4.2当各缸负荷安全卸尽后，操作液压提升装置开上爪用支撑后关闭上爪，然后再开下爪，这就是具备钢绞线拆除条件。

钢绞线拆除单组步进行，使用机械为首层平台2.0吨卷扬机每次下放二根，将两根钢绞线由吊物孔内放下到零米，施工人员用现场做好的盘架将每根钢绞线盘好，钢绞线盘好帮扎后从盘架上取下由运输车辆运至存放地点。

按此方法依次将九十六根钢绞线拆除。

5.2.4.3拆除液压提升装置动力电源、控制电缆和油管，控制电缆和油管拆除后在承重平台用轴架卷绕好，由2.0吨卷扬机从吊物孔内将其放到存放集装箱内并堆放好。

液压油管拆除过程中要注意严禁带压拆油管，油管拆卸后应装好接头盖，以免杂物进入接头，易生锈的零部件要涂油保护。

5.2.4.4导向架拆除，由于导向架外形尺寸大，整体从吊物孔内无法放下，必须在首层平台将其割开分段用2.0吨卷扬机放下。

5.2.4.5千斤顶、泵站、电脑控制台拆除

4组千斤顶单件重2.3吨，为此次拆除最重件，采用五吨卷扬机穿一门动滑车进行拆除，定滑车生根在顶层平台上，拆除步骤为，首先将起吊钢丝绳生好，五吨卷扬机起吊钢丝绳带紧但不能吃劲，然后割除千斤顶固定卡板将千斤升在4根拉杆上好，栓好溜绳。

由于千斤顶安装位置偏离吊物孔，必须采用三吨链条葫芦配合卷扬机进行空中水平移位将每组千斤顶移到吊物孔上方，然后从吊物孔内放到地面运至集装箱存放。

液压泵站单件重2.0吨，拆除方法同千斤顶一样。

电脑控制台应采用麻绳做起吊绳并要绑扎牢靠，下放时每层平台要有人接应，保证不与钢平台过其他物件相碰。

5.2.4.6采用五吨卷扬机将承重平台电焊机、2.0吨卷扬机、起重工具以及氧气、乙炔瓶由吊物孔内放下。

拆除承重平台动力电缆和开关柜。

拆除承重平台层临时栏杆，5吨卷扬机在放脚手架钢管时，捆绑钢丝绳一定要打空转并收紧，以防钢管滑落。

5.2.4.7恢复承重平台及以下各层平台的格栅板。

到此液压提升装置拆除工作结束。

5.3施工组织

本工法需管理人员12人，液压操作工人8人，其他工人21人，具体分工如下表：

操作工人

管理人员

工种

人数

工作范围

职务

数量

工作范围

液压操作工

8

操作泵站及液压千斤顶

经理

1

对工程全面负责

铆工

3

钢内筒的对接

副经理

1

生产进度、协调

焊工

7

钢内筒的焊接

总工

2

技术负责

电工

2

电气系统维护

工长

2

现场施工管理

修理工

3

液压系统维护

质检员

2

质量控制

辅助工

6

配合工作

安全员

2

安全控制

技术员

2

现场技术管理

管理员

4

资料及其它

合计：

29人

合计：

16人

总计：

45人

六主要设备

6.1提升千斤顶

型号：

LSD100；额定油压：

32.0Mpa；提升力：

1000KN；穿心孔直径：

Φ125mm；外形尺寸：

380mm×1500mm；行程：

200mm；提升速度：

3.42m/h。

6.2提升泵站

型号：

TZB2032；额定压力：

32.0Mpa；额定流量：

21.48L/min。

6.3提升钢绞索

直径：

15.46mm；强度级别：

1870Mpa；每根破断载荷：

272KN。

6.4控制系统

控制柜：

3台（其中1台备用）；

压力传感器：

19只（其中2只备用）；

油缸信号盒：

46只（其中9只备用）；

七质量要求

7.1烟囱钢内筒的安装遵照国家现行建筑安装工程施工与验收规范、规程及质量检验评定标准；

7.2筒体质量验收标准

序号

质量要求名称

验收标准（mm）

备注

1

筒体椭圆度

≤30

2

局部垂直度

＜1.5

1.5m尺检

3

弧度差

±4

2.5m尺检

4

筒口平直度

±2

5

纵、横板缝相对不平整高差

δ/10，且＜2

6

两板间隙

±2

7

坡口角度

±5°

8

钝边

2

9

纵缝错口

＞300

10

工作刻痕深度

＜0.5

八安全措施

烟囱钢内筒的提升倒装作业时，部分操作人员在高处作业时间较长，安全问题至关重要，为确保施工安全，必须做好以下方面：

8.1该项目主要危险点：

高空作业、钢板滑落、防大风和爬梯滑落。

8.1.1高空作业必须持登高证上岗，经医生诊断患有不宜从事高处作业时,不得登高作业。

8.1.2高空作业必须系好安全带，安全带应挂在上方的牢固可靠处，高空作业人员应衣着灵便，衣袖、裤脚应扎紧，穿软底鞋。

8.1.3高处作业地点，各层平台，走道及脚手架上不得堆放超过允许载荷的物件，施工用料应随用随吊。

8.1.4上下脚手架应走斜道或梯子，不得沿绳，脚手立杆或栏杆攀爬也不得任意攀登高层构筑物。

8.1.5高处作业人员应配带工具袋，较大的工具应系保险绳，传递物品时严禁抛掷。

8.1.6高处作业不得坐在平台，孔洞边缘，不得骑坐在栏杆上，不得躺在走道板上或安全网内休息，不得站在栏杆外工作或借栏杆。

8.1.7高处作业时，点焊的物件不得移动，切割的工件，边角余斜等应放置在牢靠的地方或铁丝扣牢并有防止坠落的措施。

8.1.8高处作业区附近有带点体时，传递绳应用干燥的麻绳或尼龙绳，严禁使用金属线。

8.1.9高处作业应与地面设联系信号或通讯装置并由专人负责。

8.1.10烟囱高处作业的危险区设围栏及严禁靠近的警告牌，危险区内严禁人员逗留或通行，谢绝参观。

严格遵守有关安全规定。

8.1.11吊运钢板、钢管、钢梁时防止滑落伤人，防滑落的措施：

吊运时由专业起重工指挥，吊运前，检查其重工器具是否完好，吊运重物下不允许站人。

每天下班时，必须将钢内筒身段，停放在休整台。

8.2防大风措施：

8.2.1每天下班时将门吊遇到五级以上大风停止作业。

8.2.2上下钢管防止爬梯滑落措施，用钢梯下部要点焊牢固，用其它梯子下部在垫牢，上部要靠实。

8.3其它注意事项

8.3.1高空作业必须有统一指挥，号令一致。

8.3.2地面设警戒区，并设专人值勤。

8.3.3上下通讯系统要求性能良好，并设专人保管，其他人不得随意动用。

8.3.4正式提升前应会同技术人员进行试提升，确认工艺合理后方可正式提升。

8.3.5安装过程中不得损伤钢绞索，不得附着任何腐蚀索体的物质，并注意防水。

九环保措施

9.1施工场地材料成品应分类堆放平稳、整齐，杜绝乱堆乱放现象并设置专门废料堆场。

9.2施工场地的电源线、电焊皮线、风焊皮线应统一布置整齐，严禁私拉乱接。

9.3钢管除锈时搭设喷砂除锈棚全部封闭式除锈、油漆，防止灰土外扬，废弃油漆和油漆桶统一回收处理，防止污染环境。

9.4施工环境卫生设专人管理，在施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。

加强施工材料、设备、废水、生活生产垃圾、废弃物的控制和治理，遵守防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，随时接受相关部门的监督检查。

9.5将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

9.6对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通道进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。

十经济效益分析

采用液压提升装置吊装烟囱钢内筒的施工方案特点是安全可靠性强，在工期和工程质量以及造价等方面有较明显的优越性。

10.1本工法采用定型成套设备，自动化程度高，方便了操作，提高了安装质量和施工安全可靠性。

10.2本工法减少了高空作业量，降低了投入，除液压操作在高空外，其它工序包括对接、焊接、保温、探伤、防腐等大量的工作是在地面进行，大大降低了施工投入。

相对于高空作业两座钢内筒节省脚手架搭设费用约十万元。

10.3加快了提升速度，缩短了工期；投入的工装费用低，施工环境好，劳动效率高，降低了成本大大缩短了工期。

由于液压提升安全、平稳、高效，而且操作简单灵活，能连续提升作业，使工期缩短，保证了安装进度，降低了人工费的投入，同时还获得了良好的社会效益。

采用提升工艺和其它施工工艺相比每只钢筒工期约缩短60天，二只钢筒约缩短120天工期，其节省人工45×1600×4=28.8万元，各类设备费约15×4=60万元。

10.4设备的重复利用。

本工法所使用的液压提升及配套设备能够重复多次使用，使设备的投入成本大大降低。

十一工程实例

江苏徐州发电厂二期工程240m/6.5m烟囱，烟囱设计为二个钢内筒，单筒重量约610t。

我们采用了“4×200t液压提升装置吊装烟囱钢内筒的提升工艺”进行了钢内筒的提升安装，顺利完成了烟囱二个钢内筒的提升安装工作。