某电厂输煤系统干煤棚施工措施及方案

某电厂输煤系统干煤棚施工措施及方案

摘要:某电厂工程干煤棚施工中，由于采用了活动拼装台车等技术措施，顺利地完成了干煤棚大跨度三铰拱钢结构的吊装，有效地克服了大跨度钢结构吊装中侧向刚度低的问题，同时减少了空中及地面对结构的加固措施，从而降低了工程施工造价，增强了施工操作的安全性，减少了施工设备投入，缩短了施工期，取得了良好的社会及经济效益。

关键词:干煤棚；大跨度；三铰拱钢桁架制作；活动拼装台车；组合吊装

工程概况

某电厂输煤系统贮煤场按电厂规划容量设两台DQC 1500/1500.30型斗轮机，本期安装一台，其上设三铰拱钢结构干煤一座，该煤棚位于贮煤场北端，跨度75m，高30.56m，全长105m，建筑面积7875m2，由15榀主桁架，14榀辅助桁架，252榀纵向连接桁架及224副剪力撑架等钢构件组成，总重量约900t，其外观如下图所示。据了解，这样大跨度的三铰拱钢结构国内不多见。

主体结构简介

干煤棚主桁架由两组底铰，一副顶铰及16节桁架组成，底铰托座采用ZG25钢板组成，枢轴采用45#钢锻制，顶铰由16Mn钢制成，桁架的材料采用A3F，各节桁架节点板用M22的扭剪型高强螺栓连成一个整体，呈左右对称的拱型，每榀桁架重量约28t。

辅助桁架由12个节间组成，用M16扭剪型高强螺栓与两榀主桁架架间的纵向连接桁架连接，每榀重约8.6t。

屋盖采用120×60×20×3.5mm卷边槽钢作檩条，中波及小波钢丝网石棉水泥瓦作围护，阻燃型玻璃钢瓦作采光带。

工程特点及施工方案选择

该工程由于跨度大，屋面陡、顶铰高、构件数量多、制安精度要求高等特点，施工难度较大。针对上述结构特点，我公司承建该工程后，通过对国内同类型工程施工方案的比较分析，并结合已往的施工经验，制定了“现场制作，活动拼装台车组合吊装”的新型组装方案。

本工程依照方案于128日历日内钢结构制作全部完成，53日历日吊装全部结束。经实践操作检验，本工程钢结构制作，吊装后另及施工速度均创造了较好水平。

工艺特点

由于活动拼装台车是利用寻常钢脚手架管、扣件、型钢、枕木、钢轨等周转材料拼装而成的，供高空组装用，比固定脚手架省时、省料、省工。

施工操作简单，易于保证工程质量，高空组装桁架。台车不但在安装中临时承载桁架的重量，而且又是高空作业的操作平台。人员在平台上操作，安全可靠，能保证桁架铰能按设计精度迅速调整连接就位，并且各工种经短期培训后即可参与施工。

活动拼装台车是组装煤棚桁架的操作平台，又可供油漆防腐使用，并可作为屋面施工的安全设施，也是照明、电气等附属工程施工的脚手架，起到了一架多用的效果。

由于活动台车节省了大量脚手架的搭拆工料及工期，同时为钢结构施工提供了较大的工作空间，减少了钢结构反复吊运，使施工现场简洁、文明及安全。

工艺原理

空中拼装采用的活动台车，是由台车底盘，台车主体，操作平台及台车牵引机构四部分组成，台车长55.52m，宽9m，最高标高26.65m，总重约为140t。

台车底盘采用六根9m托梁和六根55.22m的工字钢连续梁纵横焊接而成，托梁下设12组托轮支承于轨道上运行。台车主体由2排共20座1.983×1.983m 井架，其间用φ48钢脚手架管相互相结，从而形成一个9m×55.52m，最高点为26.65m的四阶梯空间立体结构。各阶平台铺设竹架板并设钢扶梯相连。台车上设1.8m宽斜道供作业人员上下。台车用6台自制SJ-15型双油路液压穿心式千斤顶作动力进行牵引。工作时台车行走平稳，2小时即可水平移动7.5m距离。活动台车形式见下图。

桁架安装时，由塔吊及吊车配合，先在地面拼装车间将每榀桁架连成六个单元，按由下至上的顺序逐段安装连接各组构件，安装时各组构件按所处止位置用钢管扣件临时支承于台车的各层平台上，最后顶铰在拱中合笼，经检查合格后用缆风绳固定，由千斤顶牵引拼装台车，移至下单元位置再重新组装桁架，如此反复即完成整个煤棚桁架的安装。

施工工艺

施工准备及施工总平面布置。

施工前应根据编制的施工方案，对参加施工的全体人员进行技术交底和安全教育。

施工前应对用于施工的高强螺栓进行质量抽检，验收出厂合格证。

平整并夯实施工场地，并为控制和校核桁架各安装节点，按要求设置控制桩。

施工总平台布置见附图，如图所示，在施工场区内布置2台TQ60/80型塔吊作为构件翻身，转运用。其轨道中心距为40.2m，各长250m。另在干煤棚中轴线上铺设一条轨距为12m的轨道，长130m，拼装台车就在上述三条轨道上运行。

在干煤棚南端，两条TQ60/80塔吊轨道之间，建一42×32m的砼放样平台，上铺部分钢板，供钢结构放样和拼装用，型钢堆放场地及构件堆放场地则布置在场区附近。

钢结构制作

放样：放样是确保结构几何尺寸尽可能精确，以保证组装顺利的头道工序。因此，现场按主桁架半跨放样的需求设计了一个42×32m的素砼平台见附图，在其上设半跨主、辅桁架轮廓线铺设了18mm厚钢板拼装平台，并按设计的主、辅桁架外包线各转折点座标在平台四周埋设控制铁件，供放样用。

主、辅桁架外包线各转折点座标由经纬仪测设，用样冲打上标记，据此，即可进行主、辅桁架的放样。放样分段进行，放样后，将该段桁架中各杆件的规格、尺寸及数量编成下料表交下道工序下料。

下料：根据下料表再复验大样各部位尺寸，确认无误后进行工序交接，下料前均应对原材料用液压型钢调直机校正，然后按下料表下料，杆件及联接板下料均采用气割。

制孔：该工程钢结构采用M22及M16扭剪型高强螺栓连接，总量达27324套，制孔精度要求高，数量大，构件制孔如有偏差，必将影响安装质量。因此，施工前除应详细向操作人员进行技术交底，讲明保证加工精度的重要性外，还采取了下列措施，确保准确排孔：

考虑到构件在焊接过程中将产生收缩变形而影响制孔精度，故成批加工前进行了杆件收缩变形量的试验，取得了收缩变形量的实测数据，在杆件下料和排孔时均适当考虑了预先留出收缩余量，以补偿焊接后材料收缩长度。

主、辅桁架上、下弦杆的制孔均加工标准靠模（见图2），成孔时，将杆件固定在靠模上，使用国产摇臂钻孔，第一个孔钻好后，用定位销销好，再钻其余的孔，为确保加工精度，同时规定每天开始工作前必须先检查靠模尺寸，发现误差，应及时修正。

主、辅桁架的部分腹杆及连接桁架杆件采用样板定孔位，日产液压冲孔对中冲孔。