高位的水箱箱体提升方案.docx

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高位的水箱箱体提升方案

高位水箱液压提升方案

一、工程概况及编制依据

（一）工程概况

本次安装的高位水箱箱体为倒台锥型钢结构筒体。

水箱底部标高为▽42.500m，坐落在直径为12m、截面尺寸为BH1000*700*18*28H型钢环形梁水箱底板上。

水箱由锥体段和圆形筒体组成，锥形筒体壁厚为20mm，垂直高度为2.5m；与底板连接的锥体下口直径为12.5m，上口直径为18m；直筒段直径18m、壁厚为14㎜、高7m。

水箱顶部内侧设有HM440*300*11*18H型钢的环形梁与筒部焊接。

筒体内（水箱内）由8根φ400*14螺旋管柱（同水箱底部φ600*14支架管同心）支撑水箱顶部盖板主梁和环形梁；井型主梁和环梁之间有不同截面的H型和T型次梁连接组成。

水箱顶部盖板为6mm花纹板，沿圆周周边设有1.2m高钢管栏杆。

水箱材质为Q345-B，整个水箱高为9.5m，水箱有效容积为1000m3，水箱筒体提升重为80T见图01#。

水箱筒体在制安过程中，所有对接焊缝质量为一级，探伤比例为100%，部分角焊缝尚需满足气密性要求，确保长期不漏水。

（二）编制依据：

1、水塔结构设计图

2、国家现行安全生产法规。

3、《建筑工程质量验收统一标准》GB50300—2001

4、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001

5、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002

二、施工方案选择

1、方案构思：

因水箱较重，体积较大，从确保证安全、质量等方面考虑，采用液压提升原理进行安装，将提升液压顶固定在水箱顶部环梁平台上，采用φ25mm圆钢作为提升拉杆，被提升的水箱根据支架安装园心控制点，按要求进行拼装焊接完后，采用液压提升原理进行安装。

在环梁顶部均布40根提升杆、设置80只千斤顶见图02#，采用1台YHJ－36型控制台，4根主油管通过三通分油器分成12根主油管，每根油管再用8通分油器连支油管接至千斤顶，每根主油管接6-7根支油管。

油路使用φ16、φ8双层编织钢丝高压胶管与分油器组成并联平行分支式液压油路系统，布管时尽可能使油路长短相近。

2、提升前条件：

水箱底板、水箱顶盖结构（立柱、钢梁、平台、栏杆）按设计要求施工完成，在液压顶平面范围内平台板可临时做活动盖板，以不影响液压顶工作为准。

3、提升范围：

水箱的直筒壁、倒园锥体上段、下段。

（锥体分上、下两段，下段为锥体直径小于支架直径部分。

）分成五片附在上段锥体上，随筒体提升到位后，再进行锥体下段的拼装焊接见图03#。

三、水箱液压提升原理

水箱液压提升原理同滑升模板施工原理基本一致。

滑升模板施工时支承杆穿入千斤顶（图1）的中心孔内，当高压油压入活塞与缸盖之间（图2-a），在高压油作用下，由于上卡头（与活塞相联）内的小钢珠与支承杆产生自锁作用，使上卡头与支承杆锁紧，因而，活塞不能下行。

于是在油压作用下，迫使缸体连带底座和下卡头一起向上升起，由此带动提升架等整个滑升模板上升。

当上升到下卡头紧碰着上卡头时，即完成一个工作进程（图2-b）。

此时排油弹簧处于压缩状态，上卡头承受滑升模板的全部荷载。

当回油时，油压力消失，在排油弹簧的弹力作用下，把活塞与上卡头一起推向上，油即从进油口排出。

在排油开始的瞬间，下卡头又由于其小钢珠与支承杆间的自锁作用，与支承杆锁紧，使缸筒和底座不能下降，接替上卡头所承受的荷载（图2-c）。

当活塞上升到极限后，排油工作完毕，千斤顶便完成一个上升的工作循环。

一次上升的行程为20～30mm。

排油时，千斤顶保持不动。

如此不断循环，千斤顶就沿着支承杆不断上升，模板也就被带着不断向上滑升。

图1 液压千斤顶

1—底座；2—缸体；3—缸盖；4—活塞；5—上卡头；

6—排油弹簧；7—下卡头；8—油嘴；9—行程指示杆；

10—钢珠；11—卡头小弹簧

a）                         b）                         c）

图2液压千斤顶工作原理

1—活塞；2—上卡头；3—排油弹簧；4—下卡头；5—缸体；6—支承杆

滑模施工时千斤顶在提升杆上向上爬升，而水箱液压提升时，千斤顶是反过来设置的，顶置在平台（钢梁）上，给钢梁顶死了，不会出现爬升现象，故千斤顶进（压）油时支承杆就从尾部冒出，把支承（提升）杆向上拔，达到把提升杆及水箱向上提升，回油同滑模施工相同，每次提升的行程为20～30mm。

本次水箱提升液压系统千斤顶使用GYD30（35）滚珠式千斤顶，一次行程为25mm，额定顶推力30KN，施工设计时取额定顶推力50%计算为15KN。

每根提升杆设置两只千斤顶串联，提升能力为30KN。

千斤顶参数，GYD30（35）

技术项目

单 位

型  号  及  参  数

GYD35

滚珠式千斤顶

额定工作压力

MPa

8

工作起重量

KN

15

最大起重量

KN

30

行 程

mm

≥20（35）

外形尺寸

mm

160×160×280

质 量

kg

14

适用支承杆

mm

φ25园钢

安装尺寸

mm

4—φ17

120×120

四、施工步骤

1、拼装场地硬化及水箱拼装；

2、提升系统安装；

3、水箱提升；

4、水箱锥体下段的拼装焊接；

5、卸荷拆除；

6、水箱内部管道、钢梯等安装完；现场涂装。

五、主要施工方法

1、拼装场地硬化及水箱拼装；

拼装场地硬化：

沿支架外圆3米范围内地面进行分层夯实回填，回填至+0.100m标高，在此范围内浇筑C15细石砼，要求标高高低差±10㎜。

水箱拼装：

以支架安装控制中心为圆心，将水箱倒园锥体上段下口园尺寸线放于硬化的地面上，并沿圆周均匀分布15根长2m长工字钢（I28），加钢楔板进行水平调整。

水箱锥体上下段在制作加工厂预拼装完后，再进入现场在如下图所示的钢平台上进行上段和下段（分为五块）和筒体拼装（合拢）焊接。

水箱锥台段分上下两段安装，在地上只拼装焊接上锥段，拼装按图示意。

不论是锥段和直筒段，每拼装完一段进行水平检测，控制环焊缝错口量，避免上下段十字焊缝。

拼装、焊接按设计图纸和相关技术规范、标准要求进行。

下锥台段放置在上锥上，点焊固定要牢固，锥体下段安装是在水箱筒体液压提升到设计标高▽52.00m后进行。

筒体拼装安全措施：

上锥体段和直筒段的拼装必须在焊接处搭置内外三角形脚手架，系上安全绳，焊接完后需经无损检测完成合格后再进行喷砂除锈及涂装处理。

提升前，拆除内外脚手架。

水箱筒体防变形措施：

在液压提升前，需在直筒段上口下850mm处，在筒体内壁加一圈10mm，宽300mm弧形水平筋板，间断焊接50mm@200，角焊缝上下错开焊，以减少圆壁筒在提升过程中产生过大的变形。

2、提升系统安装：

（1）千斤顶：

千斤顶采用GYD30（35）滚珠式千斤顶，所有千斤顶固定在水箱顶环梁上见02图，每根提升杆设置两只千斤顶串联。

（2）液压系统：

在现场安装前将各需部件及油管逐件试压，选用20号液压油，液压系统全部安装完毕，应进行排气，然后进行全系统调试，开动油泵加压至8-15Mpa，持压5min，反复三次各连接处无漏油为合格，并插入提升杆。

（3）提升杆：

支撑杆采用Φ20的圆钢，A3钢，接头用手工电弧焊，焊后轴线允许误差lmm，焊条T422，25A3，圆钢必须有质保书，焊前坡口要求见图。

错误！

链接无效。

焊接后焊缝不允许遇水急冷，焊缝接头用手砂轮磨平，焊工必须有上岗证，在焊工焊件进行机械性能试验合格后，才能正式进行提升杆制作，并随机抽样进行机械性能试验。

提升杆接头必须25%错开，严防相邻几根提升杆接头在同一水平面上，吊杆设计安全系数为3.5。

提升杆安装：

焊接合格后应按要求在地面上摆放好，经过检查合格后，再按摆放的顺序插入液压顶内，与锥体进行焊接，焊缝要求焊满，两侧焊缝长度不得小于70mm（见04图）。

3、水箱提升：

加压至15MPa，检查液压系统→7MPa油压起吊，离地50mm时停机静置12h，对所有吊杆、焊缝接头再次进行检查，确认无误后→正常提升，每次10-12个行程、提升300mm→调平→重复提升、调平→水箱提升至设计标高以下50mm时，最后调平→提升至设计标高时关闭主阀（不卸荷）、临时固定→最终固定→拆除提升系统。

水平度的控制：

水箱吊离地面50mm时，对水箱进行抄平，出现偏差（不大于5mm）时调平，并在穿出千斤顶的提升杆上做出水平标记作为以后抄平依据。

每提升300mm调平一次。

调平可采用局部工位千斤顶单独微量进油调整（其它工位千斤顶针形阀关闭）。

4、水箱锥体下段的拼装焊接；

由于支承顶部水箱平台梁、板的8根φ600*14钢管支架是沿φ12m圆周均匀分布，水箱斜锥筒体分两段在地面拼装，上段与直筒段在地面拼装成型。

下段口由于受直径限制，不能拼装组焊，在提升件被提升到安装位置后，用5个5吨倒链将挂在上段椎体的下锥段（5块）放至于底板连接（见05#图）。

筒体提升前在地面拼装和其它要求：

1、在地面用塔吊将筒体拼装成整体，高度为8.25m，每段拼装均需在内外搭设三角形脚手架，并拉上安全绳。

便于拼装、组对和焊接，提升前将搭设的三脚架拆除。

2、设计要求筒体对接焊缝的焊接质量达到一级，在地面拼装焊接后经超声波检测合格方可提升。

3、筒体除锈及油漆涂装（除一道面漆）按设计要求在提升之前完成。

4、当筒体提升到离地面50～100㎜后，需要对筒体上进行水平控制，水平度控制在10㎜范围内，超出偏差进行调整。

提升验算

（1）本次需提升的重量:

∑G=80+7.9+0.1=88吨

其中:

水箱自重：

需提升部分80吨

元钢重：

7.9吨

吊铒重量:

0.1吨

（2）千斤顶提升能力：

一次行程为25mm，额定顶推力30KN，施工设计时取额定顶推力50%计算为15KN。

每根支承杆设置两只千斤顶串联，提升能力为30KN。

考虑安全系数按1.2倍计算。

总提升能力为1000KN=100t，大于水箱提升重量88T，满足要求；

（3）提升杆提升能力：

单根3.14*（2.5/2）2*1700=8340kg，安全系数取3.5时，单根提升能力2.38t，总提升吨位95.2t，能满足要求。

六、人力资源及组织安排

1、施工组织机构

机构

职务

职责分工

备注

管理层

项目经理

工程全面负责

施工经理

负责施工组织，现场管理

技术负责人

负责工程技术的把关

质检员

负责质量跟踪及检查

专职安全员

负责安全措施落实及检查

安装班

工长

负责工程日常安排及管理

施工员

负责现场施工的具体工作

安全员

负责班组的安全工作

液压班

工长

负责工程日常安排及管理

施工员

负责现场施工的具体工作

安全员

负责班组的安全工作

技术负责人

负责液压系统工作管理

2、作业人员配备

安装班：

工种

铆工

电焊工

气割工

起重工

测量工

电工

合计

人数

8

12

4

4

2

2

32

液压班

工种

操作工

维修钳工

辅工

合计

人数

6

2

4

12

七、施工进度

1、水箱拼装时间为17天

2、水箱管柱及顶盖部分安装时间表15天

3、提升系统安装3天

4、调试1天

5、静载试压1天

6、提升5天

7、卸荷、拆除，水箱内部管道、钢梯等安装完；现场涂装。

见《高位水箱液压提升安装施工进度表》

八、施工机械设备、材料

名称

规格

单位

数量

备注

液压控制台

YKJ-36

台

1

提升

千斤顶

QYD-30

只

120

提升备用40个

支油管

Φ８×4m

根

90

提升

高压油管

Φ16×4m

根

20

提升

支油管

Φ8×2m

根

30

提升

电焊机

BX-500

台

12

氧焊设备

套

3

手提砂轮机

Φ150㎜

台

4

打磨

经纬仪

台

1

水平仪

台

1

槽钢

【10

㎏

400

提升杆

Φ25㎜圆钢

T

4

直流焊机

600A

台

4

空压机

0.9m3

台

1

气刨用

角钢

L75*6

M

100

钢板

δ=8㎜

㎡

3.3

钢板

δ=10㎜

㎡

3

九、工程质量