王 宏，徐建平，李志芬，王 頻

(五冶集團(tuán)上海有限公司，上海201900)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目背景

寶山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠原料輸送全部采用運(yùn)輸皮帶加轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)的方式，轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)支架結(jié)構(gòu)及膠帶運(yùn)輸桁架及設(shè)備均為20世紀(jì)70年代末80年代初建成，現(xiàn)都已銹蝕。特別是部分綜合轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)立柱、支撐、梁及板整體銹蝕，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行，也造成了諸多安全隱患。寶鋼對(duì)煉鐵系統(tǒng)的不斷地?cái)U(kuò)容，受占地的限制，只能對(duì)原有的4座高爐、4座焦?fàn)t、3個(gè)燒結(jié)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容改造，而原料系統(tǒng)及膠帶機(jī)輸送系統(tǒng)基本沒(méi)有增加，這加大了原料的輸送生產(chǎn)負(fù)荷。而原有輸送系統(tǒng)因壽命年限，也亟需更新改造。為不影響生產(chǎn)，要求對(duì)原有膠帶輸送系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)改造，這也要求施工單位采取特殊技術(shù)措施，并在要求的時(shí)間內(nèi)完成改造任務(wù)，以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

我公司承接的該改造項(xiàng)目為寶鋼的首次試點(diǎn)工程，無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循，且該項(xiàng)目必須在生產(chǎn)運(yùn)行的同時(shí)要求快速、安全、高質(zhì)量的完成施工任務(wù)。

1.2 基本概況

寶鋼原料直送系統(tǒng)一二期綜合轉(zhuǎn)運(yùn)站改造工程，位于寶鋼廠區(qū)緯三路、經(jīng)二路交叉口，該轉(zhuǎn)運(yùn)站為全鋼結(jié)構(gòu)體系，共設(shè)有3.75m、7.2m、11m、13.7m四層平臺(tái)，其上有15條東西走向、9 條南北走向共4個(gè)系統(tǒng)的24條膠帶運(yùn)輸機(jī)，每天24h承擔(dān)著向高爐、燒結(jié)、煉鋼等輸送原料的轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)。本工程是在寶鋼煉鐵廠一、二期綜合轉(zhuǎn)運(yùn)站不停產(chǎn)的前提下，對(duì)其轉(zhuǎn)運(yùn)站的重量超過(guò)60t立柱、400t橫梁、120t平臺(tái)板進(jìn)行在線(xiàn)更換；對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)內(nèi)的24條膠帶機(jī)設(shè)備逐一進(jìn)行拆除、維修、更換。

2 主要施工技術(shù)

2.1 施工工藝及流程

施工準(zhǔn)備→臨時(shí)支撐體系安裝及加固→立柱、主梁及斜撐等更換→平臺(tái)更換→設(shè)備更換→拆除臨時(shí)支撐體系→現(xiàn)場(chǎng)清理→試車(chē)及交接

2.2 支撐系統(tǒng)改造技術(shù)

由于轉(zhuǎn)運(yùn)站的平臺(tái)是一個(gè)整體鋼結(jié)構(gòu)框架體系，針對(duì)這一特點(diǎn)， 對(duì)3.75m、7.2m平臺(tái)的改造，采用“運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)臨時(shí)在線(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)及其使用方法”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01110333813.9)，先支撐再進(jìn)行結(jié)構(gòu)更換。以此穩(wěn)固、安全的對(duì)原有轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效支撐，實(shí)現(xiàn)原轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)柱、梁、板的拆除更換。

轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)共有8軸11列，上部結(jié)構(gòu)的更換采用臨時(shí)加固支撐后進(jìn)行。在軸與列之間設(shè)置臨時(shí)支撐龍門(mén)架，使之與原結(jié)構(gòu)平臺(tái)梁有效連接，以承擔(dān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)的有效載荷，實(shí)現(xiàn)原轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)柱、梁、板的全部更換。臨時(shí)加固立柱及橫梁均采用比原立柱及橫梁截面尺寸大的型鋼，原立柱最大為HW300×300，橫梁最大為HW250×250，臨時(shí)加固其橫梁采用HW400×200×8×13型鋼，立柱采用HW350×175×7×11型鋼。臨時(shí)加固兩立柱之間以及兩榀龍門(mén)架之間通過(guò)斜撐及橫梁相連接，在相鄰的兩軸與兩列之間形成穩(wěn)固的井子型支撐體系(圖1)。為方便龍門(mén)架支撐施工，采用了可調(diào)節(jié)式立柱，通過(guò)螺栓加雙螺母調(diào)節(jié)整個(gè)龍門(mén)架的高度，保證龍門(mén)架橫梁與原轉(zhuǎn)運(yùn)站主、次梁連接(圖2)。

圖1 支撐體系平面布置示意

圖2 加固支撐立面

為了實(shí)現(xiàn)鋼構(gòu)件的快速頂升并進(jìn)行有效支撐，縮短更換改造時(shí)間，確保施工質(zhì)量和安全，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，同時(shí)節(jié)約了機(jī)械臺(tái)班，降低施工成本，我們研制了“一種液壓頂升快速支撐裝置和方法” (專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01210355962.X，圖3)。

圖3 液壓頂升快速支撐裝置和方法示意

2.3 轉(zhuǎn)運(yùn)站平臺(tái)的改造

根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)站平臺(tái)上膠帶運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)情況及物料的平衡原因，先對(duì)E301、E201膠帶機(jī)進(jìn)行改造。首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，對(duì)③～④軸(A、E列及A、B列)，④～⑥軸(B、E列及A、B列)，④～⑤軸(A、B列)及⑤～⑦軸(A，、B列)進(jìn)行臨時(shí)加固支撐。待臨時(shí)支撐體系完成后，經(jīng)三方檢查確認(rèn)后，進(jìn)行立柱的更換。立柱更換要隔軸進(jìn)行更換，每軸更換1根，交替更換。立柱更換完畢，對(duì)4個(gè)軸線(xiàn)對(duì)應(yīng)A～E列的主梁及斜撐進(jìn)行更換。待④～⑦軸線(xiàn)立柱、主梁及斜撐全更換完成后，對(duì)⑤～⑥軸線(xiàn)的E301膠帶機(jī)進(jìn)行停機(jī)改造(設(shè)備拆除、次梁更換、新設(shè)備安裝)，待E301膠帶機(jī)改造完成后，依次改造E201膠帶機(jī)。 待④～⑦軸線(xiàn)內(nèi)所有框架結(jié)構(gòu)及設(shè)備改造更換完成后，拆出臨時(shí)加固裝置，移至②～③軸線(xiàn)加固，依次類(lèi)推交替施工(圖4)。

圖4 平臺(tái)臨時(shí)加固支撐平面布置

立柱更換完成后，在所有轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)設(shè)備不停機(jī)的情況下進(jìn)行主梁更換；支撐膠帶機(jī)的次梁在膠帶機(jī)每天2～4h的停運(yùn)間隙進(jìn)行更換(圖5)。

2.4 轉(zhuǎn)運(yùn)站平臺(tái)內(nèi)設(shè)備的改造

對(duì)3.75m、7.2m的兩層平臺(tái)的改造，因膠帶機(jī)設(shè)備不能連續(xù)停運(yùn)時(shí)間太長(zhǎng)，因此在更換時(shí)采用“在線(xiàn)結(jié)構(gòu)改造、停后設(shè)備改造”的施工工藝；對(duì)于11m、13.7m的兩層平臺(tái)改造，采用“結(jié)構(gòu)與設(shè)備同時(shí)分段、逐條、分序”的施工工藝，按生產(chǎn)廠的調(diào)度安排，劃分施工時(shí)段，在規(guī)定的停機(jī)時(shí)間段內(nèi)拆除結(jié)構(gòu)、更換設(shè)備，完成一條投運(yùn)一條。

為保證施工安全，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工區(qū)域運(yùn)行膠帶運(yùn)輸機(jī)的立體隔離防護(hù)，消除了在線(xiàn)施工區(qū)域的安全隱患，避免施工人員人身傷亡安全事故的發(fā)生，提高了施工人員的工作效率，保證了工程的進(jìn)度要求，達(dá)到了預(yù)期效果，設(shè)計(jì)了“懸掛式可拆卸防護(hù)罩及在膠帶運(yùn)輸機(jī)在線(xiàn)改造中的應(yīng)用”技術(shù) (專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01310609694.4)。

為使每條膠帶機(jī)設(shè)備的停運(yùn)時(shí)間降到最短，新更換小車(chē)

圖5 橫梁更換施工

采用地面組裝，用大噸位吊車(chē)整體吊裝到位的方法施工。

3 結(jié)論

該項(xiàng)施工技術(shù)解決了復(fù)雜工況條件下施工工期短的難題，規(guī)范了施工工藝和流程，形成三項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利(已被受理)，并通過(guò)省部級(jí)成果鑒定和上海市科學(xué)技術(shù)查新，達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。該項(xiàng)技術(shù)為各大鋼廠及其他冶金行業(yè)的技術(shù)改造及擴(kuò)建項(xiàng)目上提供了技術(shù)支撐和技術(shù)保證。