60米直径熟料库圆台形库顶钢结构安装方案.doc
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1、60米直径熟料库圆台形库顶钢结构安装方案一、工程概况 华润水泥(广西平南)有限公司35000t/d水泥熟料生产线工程中的熟料储存库为内径60m的钢筋混凝土圆形筒库,熟料总储存量为10万t。熟料库基础为人T挖孔灌注桩;钢筋混凝土筒壁厚度780(下部)一400mm(上部),库壁高2 8m;库顶为圆台形(下底直径为60m止顶直径为17m .高17m、斜边30m,底部标高2 ,顶部标高40.5m的钢结构。筒库内无任何支承结构,圆台形库顶,上部40.5m标高处为一个直径13.7m的圆台形钢平台,钢平台总重为41.3I通过圆台形库顶斜边均匀分布的18根斜钢梁GL1(每根斜梁长约30m,高650mm,重5.
2、6t),上部一与40.5m钢平台联结,下部分别支撑在钢筋混凝土筒库壁顶部的钢筋混凝土环梁上,斜钢梁之间通过各种支撑杆件相环连接,面铺压型钢板,从而组成一个圆台形锅盖的钢结构钢结构设计上采用了空间受力体系,结构较为复杂。钢梁大多为焊接H型钢,钢结构总用钢量约为300 t。二、施工特点和难点 1)无内筒的大跨度空问钢结构在全国水泥设计工程中是一首次采用,我公司也是第一次施工,安装方案选择成为顺利安装及保证质量安全的关键。 2)施工时库顶中间40 5m钢平台支承如何支撑重达41. 3 t的钢平台,这本身就是一个难题,加上后面要安装的斜钢梁及支撑连接杆件其重量超过100T,这些重量须有一个牢固的平台来
3、支承,支承40.5m钢平台成为顺利安装及保证质量安全的关键。 3)吊装方法的选择土建结构施工时现场安装有2座高塔(1座为QIS515A型,另1座为QT 80A型),这两座只能吊装一些重量不大的构件,对于长30m 、重5.6t起吊高度超过40m的整根斜钢梁GL 1,单机吊装不满足安全要求,双机抬吊因安装位置关系也不满足安全要求。可选用大吨位的吊车在库内或库外进行吊装作业,但大吨位的吊车无法开进库内,若是在库外吊装,由于筒库直径较大60m、筒库筒壁高21.8m、吊装高度大(40. 5m ),难以找到如此大吨位的吊车,且现场周边障碍物多,周边场地不平整、部分松软,吊车难以就位,吊装方法成为顺利安装及
4、保证质量安全的关键。 4)构件焊接连接主要连接形式有螺栓连接(包括大六角高强度螺栓)和焊接两种,其中40. 5m钢平台中的钢环梁GHL1拟分4段加工后运到工地拼接,斜钢梁GLl拟分3段加T后运到T地拼接,这些连接均为等强焊接,焊接质量要求高。由于生产时熟料库的内部温度均高,各支撑杆件的连接原则上是采用螺栓连接,螺栓连接的准确性要求较高,成为顺利安装及保证质量安全的关键。 5)安装顺序结构安装精度要求高,由于屋面钢梁及支撑系统均为空间体系,除要承受压力、拉力、扭曲力和自身重量外,还要承受生产时设备运转产生的动荷载,故钢梁及支撑杆件的安装应准确,尤其是要重点保证直接承受动荷载钢构件的施工质量,必须
5、避免出现超出规范要求的误差,成为顺利安装及保证质量安全的关键。三、施工安装方案选择 大跨度钢结构安装常用的方法有就地整体提升法整体提升后滑移法、局部整体提升法、全面支承分件空中拼装法(简称完全散装法)和局部支承分件吊装高空拼装法(局部散装法)等。针对熟料库圆台形钢结构屋面工程特点,以及现场施工条件,在钢结构安装方案的选择过程中,从安全质量、工期、成本等方面就上述几种方法进行了对比。 1)整体提升法 因圆台形钢结构库顶底部直径大于筒库内径,钢筋混凝土筒库壁结构不能先施工,而钢筋混凝土筒库壁施工的工期约50天,库顶钢结构要整体提升较长时间才能就位安装,加上整体提升需要大吨位的起重设备,现场难以提供
6、,且留置时间长,费用很大。 2)整体提升后滑移法 因现场及设备等因索无法进行,且成本更大。 3)局部整体提升法 先将40. 5m标高的圆形钢平台在地面上整体拼装完成后进行整体提升并固定,再将18根斜钢梁GL l在地面整体组拼好,用开进库内的70t汽车吊车直接吊装就位,然后用两座塔吊进行其构件吊装并且进行高空组装。该方法要求提升设备吨位大,固定时间长,且斜梁与钢平台拼接操作难度大,费用较大。 4)全面支承分件高空拼装法(完全散装法) 首先需要搭设满布筒库内的满堂钢管脚手架及操作平台,然后用塔吊将构件吊放在操作平台上进行拼装。此方法比较费工,架子搭设费用大,工期较长,最重要的是高空大量斜面组装斜钢
7、梁施工质量不容易保证,因为斜钢梁拼装接头按设计要求采用一级焊缝连接,每个接头必须采用超声波探测焊缝质量,高空拼装难以保证质量,且架子费用大。 5)局部支承分件吊装高空组拼法(局部散装法) 首先在筒库中间(平台下)搭设17m ( 长)*17m(宽)、高40m的独立支承架及操作平台;再分块吊装40. 5m平台上的钢环梁GHLl(周长为43m ),在平台上组拼,然后将70t汽车吊开进库内,将18根斜钢梁GLl(在地而整体组拼好整根吊装)吊装就位;最后用塔吊吊装其余钢构件并组装。该方法设备简单、操作简便、节约大量架子费用(面积仅占完全散装法搭设面积2830的10%)、体积仅占完全散装法搭设体积8960
8、0m3的13%),工期短、节约成本,效益显著。经对比,我们选择了该安装方法。四、施工部署 1)施工技术准备 结合局部支承分件吊装高空拼装法的安装方法,制定详细的加工制作方案,细化安装方案并进行技术交底。 2)构件加工制作运输施工准备 钢构件加工制作(钢构件在柳州基地制作成型),包括40. 5m钢环梁GHLl分段加工试组装、斜钢梁GLl地面组装、40. 5m钢平台上的其它钢梁及花纹钢板、支撑连接构件、屋面檩条及屋面压型钢板、设备用房钢结构加工制作。安装劳动力、材料、机具进场等。 3)钢结构支撑脚手架及操作平台搭设 在筒库中间( 即平台下)搭设平面尺寸为17m x17m,搭设高度为40m的满堂脚手
9、架,纵横向立杆间距均为1n但在环梁GHL1位置处立杆沿环向加密为0.5m,步距均为1.5m,架子顶部设置操作平台。由于落地式支撑脚手架既要承受40.5m钢平台的重量、又要承受18根斜钢梁GLl及其它连结钢梁传递给钢平台的重量,所以支撑脚手架的搭设质量非常关键,必须按专项方案要求进行搭设和验收。 4)测量准备 安装前,须用全站仪、激光铅垂仪、水准仪等仪器及工具复验混凝土环梁上的预理件,对其轴线、标高、水平线冰平度预理螺栓位置及露出长度进行检查验收。同时应在支撑脚手架上精确定出圆心点位置,安装钢构件时要高度重视测量工作,尤其是对空间尺寸的测量难度很大,须对测量误差和安装的偏差进行合理分配,使误差在
10、一定的区间内逐步消除或减少,避免积累误差。五、40. 5m钢平台吊装组装 40.5m钢平台上的钢梁及斜钢梁GL l的安装顺序遵循对称、同步、尽早形成安装区域局部稳定的原则,这也是确保支撑脚手架架体稳定、保证钢结构空间受力体系尽快形成的要求。1)钢梁须对称安装40.5m钢平台上的钢环梁GHLl重量为10 t,钢环梁须最先进行安装,钢环梁按分4段在支撑脚手架平台上进行组装,组装用安装在库外的两座施工高塔负责,环梁组装好后,再安装钢平台上的钢梁1GL1, 1GL1 a,1GL3 ,1GL4与1GL51GL8a及其它小梁,确保支撑架体的稳定性(见图2)。 图2 4Q 5m钢平台安装分段示意2)钢环梁G
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