張勤武

(河南省第二建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南新鄉(xiāng) 453002)

1 工程概況

土耳其ATLAS電廠2×600 MW機(jī)組主廠房工程，主廠房結(jié)構(gòu)為框排架及柱間支撐共同組成的鋼結(jié)構(gòu)，分別由縱橫向梁、柱、柱間支撐及樓屋面結(jié)構(gòu)組成空間承重結(jié)構(gòu)體系。橫向由汽機(jī)房外側(cè)柱、汽機(jī)房屋面結(jié)構(gòu)、汽機(jī)平臺(tái)、除氧煤倉(cāng)間框架及柱間支撐組成橫向承重體系。框架柱與橫梁采用高強(qiáng)螺栓連接，框架柱與基礎(chǔ)采用高強(qiáng)螺栓連接。鋼煤斗位于煤倉(cāng)間C～D列/②～⑧，?～?軸之間，兩臺(tái)機(jī)組共計(jì)12個(gè)鋼煤斗。鋼煤斗上部為圓柱形，圓柱內(nèi)徑9 000 mm，高7．30 m，下部為雙曲線錐斗，錐斗高12．30 m，下口內(nèi)徑1 000 mm。安裝后鋼煤斗頂部標(biāo)高為38．80 m，下口標(biāo)高20．988m。煤斗總長(zhǎng)度17．812m，單個(gè)煤斗理論重量48．2 t。鋼煤斗采用180 t履帶吊進(jìn)行吊裝。單只鋼煤斗主要工作量見表1。

表1 單只鋼煤斗主要工作量

2 鋼煤斗吊裝方法及技術(shù)措施

2．1 安裝準(zhǔn)備工作

1)鋼煤斗制作在加工場(chǎng)分頂蓋、直筒段、支撐環(huán)梁段、錐斗段加工完成后，半成品運(yùn)到煤倉(cāng)間附近，50 t汽車吊配合鋼煤斗翻身，利用180 t履帶吊進(jìn)行吊裝，分析180 t吊車工況及運(yùn)輸安全(見圖1)。

2)煤倉(cāng)間結(jié)構(gòu)到33．30 m時(shí)暫停施工，開始鋼煤斗吊裝。吊裝前先將180 t履帶吊行走路基上鋪上石子，保證足夠的寬度，再用180 t履帶吊沿吊裝線路進(jìn)行空負(fù)荷壓實(shí)，觀察地基沉降度，空載壓實(shí)后鋪設(shè)走道板。

3)吊耳:煤斗在組合場(chǎng)加工制作時(shí)，錐斗的大口內(nèi)側(cè)及小口外側(cè)各設(shè)有四個(gè)位置對(duì)稱的吊耳，直筒的上口外側(cè)也設(shè)有四個(gè)位置對(duì)稱的吊耳。吊耳用30 mm厚的鋼板制作，其尺寸為250 mm×180 mm。焊接吊耳時(shí)應(yīng)打坡口，經(jīng)過(guò)計(jì)算焊縫高度12 mm，采用10 t卸扣可滿足施工的需要(見圖2)。

圖1 鋼煤斗制作圖

圖2 吊耳焊接位置及鋼絲繩起吊高度

a．吊耳制作與安裝的工藝要求:吊耳所用的鋼材應(yīng)具有良好的可焊性，焊接應(yīng)采用J422堿性焊條，腳尺寸應(yīng)符合規(guī)定要求。吊耳的孔眼采用氣割開孔時(shí)，孔眼應(yīng)磨光，以免損壞索具。吊耳的安裝位置應(yīng)與分段的重心對(duì)稱，以保持吊耳負(fù)荷的均衡和分段吊運(yùn)的平穩(wěn)。吊耳的安裝方向應(yīng)與其受力方向一致，以免產(chǎn)生扭矩。吊耳通常應(yīng)布置在分段中縱、橫構(gòu)件交叉處，或至少布置在分段的一根剛性構(gòu)件上。吊耳安裝處的鋼煤斗壁應(yīng)進(jìn)行雙面連續(xù)焊，連續(xù)焊范圍約1 m，吊耳及其安裝處的煤斗壁的焊接質(zhì)量，均應(yīng)作認(rèn)真的檢查。吊耳的形式和規(guī)格見圖3。

b．吊耳的強(qiáng)度計(jì)算:吊耳的允許負(fù)荷按下式計(jì)算:

其中，P為吊耳允許的負(fù)荷，kN;D為起重量(包括加強(qiáng)材料等重量)，kN;c為不均勻受力系數(shù)，取c=1．5～2;n為同時(shí)受力的吊耳數(shù)。吊耳的強(qiáng)度按下列公式校核:

正應(yīng)力:s=P/Fmin=78．4×103÷(30×60×2)=21．77＜［s］=138。

剪切應(yīng)力:τ=P/Amin=78．4×103÷(30×60)=43．56＜［τ］=82．8。

其中，F(xiàn)min為垂直于P力方向的最小截面積，mm2;Amin為平行于P力方向的最小截面積，mm2;ss為材料的屈服點(diǎn)，N/mm2;［s］為材料許用正應(yīng)力，N/mm2;［τ］為材料許用剪切應(yīng)力，N/mm2;k為安全系數(shù)，取k=2．5～3．0，所以吊耳強(qiáng)度滿足要求。

吊耳的角焊縫計(jì)算:應(yīng)力按下列公式計(jì)算:

其中，sfN為垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力;τfv為沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力;sfM為在中和軸處彎矩引起的應(yīng)力;N為軸向壓力;V為剪力;M為中和軸處的彎矩;he為角焊縫的計(jì)算厚度，直角焊縫等于0．7hf，hf為焊角尺寸;lw為角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去2hf;bf為正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，取1．22;ffw為角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

圖3 吊耳的形式和規(guī)格

應(yīng)力計(jì)算:sfN=N/(2helw)=49．49×103/［2×0．7×12×(250-24)］=13．03 ＜bfffw=1．22 ×200。

綜合應(yīng)力校核:{［(sfN+sfM)/bf］2+(τfv)2}1/2={［(13．03+56．38)/1．22］2+(36．86)2}1/2=67．79≤ffw=200。

所以吊耳焊縫滿足要求。

2．2 鋼煤斗吊裝

1)吊裝鋼絲繩安全系數(shù)驗(yàn)算:查鋼絲繩的破斷拉力表選用6×37+1，φ28 mm的鋼絲繩最小破斷拉力為48．2 t。

由于吊裝時(shí)，吊裝形式、吊耳位置、鋼絲繩與垂直夾角相同為30°，所以每根鋼絲繩受力都一樣。設(shè)每根鋼絲繩受力為F，其中G 設(shè)為最大吊物重(16．5)。則G=4 ×F×cos30°，F(xiàn)=G/4=16．5/4。

每根鋼絲繩拉力 F=4．1 t。安全系數(shù)為 K=S實(shí)/F=48．2/4．1=12。故選φ28的鋼絲繩能滿足吊裝要求。

吊裝最遠(yuǎn)且最大件16．5 t(錐體16 t+吊鉤及鋼絲繩0．5 t)，負(fù)載率為(16+0．5)÷23．1=71%，符合吊車工況。

2)鋼煤斗吊裝順序:煤倉(cāng)間鋼結(jié)構(gòu)吊裝至33．30 m層時(shí)，穿插進(jìn)行鋼煤斗吊裝。2號(hào)機(jī)自?軸向?軸，1號(hào)機(jī)自?軸向③軸依次逐個(gè)吊裝。用180t履帶吊先將煤斗支撐環(huán)梁安裝就位，然后將錐斗從支撐環(huán)梁內(nèi)滑落就位，再將上部圓筒安裝就位，最后將煤斗蓋安裝就位。

3)吊裝之前要認(rèn)真檢查煤斗梁標(biāo)高，精確放線，拆除影響煤斗吊裝就位的障礙物。

4)吊裝組拼時(shí)斗體之間使用支撐臨時(shí)固定，組織施工人員進(jìn)行對(duì)接焊縫的校正，可先分段施焊牢固，在不影響總進(jìn)度的前提下陸續(xù)填滿所有焊縫。

5)吊裝工藝流程:綁扎→起吊→就位→臨時(shí)固定→校正→構(gòu)件焊接→焊縫油漆補(bǔ)涂→成品檢驗(yàn)。

6)鋼煤斗支撐環(huán)梁、錐斗、直筒吊裝:履帶吊位于B，C列之間?軸外退吊東側(cè)3只鋼煤斗，在吊裝?軸～?軸之間的煤斗時(shí)，半徑17 m，此時(shí)吊車主臂46．7 m，副臂29．9 m，作業(yè)半徑15 m～35 m，起吊重量24．1 t～13．9 t(履帶吊工況參數(shù)表是根據(jù)廠家提供的)。

7)煤斗按吊裝順序進(jìn)場(chǎng)，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，先安裝煤斗的支撐環(huán)梁，為使每個(gè)支撐點(diǎn)持力均等，用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行抄平和定位。合格后依次吊裝錐形斗，將錐形圓斗座在上平面標(biāo)高33．50 m的橫梁上后，用經(jīng)緯儀檢測(cè)和水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正合格后進(jìn)行定位焊接、加固。上部錐斗與圓斗的連接采用全熔透焊接，先在圓斗上畫出定位線，焊接定位鐵，利用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行定位、找正，合格后進(jìn)行臨時(shí)固定，再利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行復(fù)核，不超過(guò)允許誤差后，進(jìn)行最終焊接。保證煤斗下口中心線對(duì)設(shè)計(jì)中心線的偏移不大于20 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

土耳其ATLAS電廠2×600 MW機(jī)組主廠房鋼結(jié)構(gòu)及鋼煤斗吊裝均采用180 t履帶吊，在吊裝鋼煤斗過(guò)程中，準(zhǔn)備工作及吊裝順序進(jìn)行了合理的安排，180 t履帶吊車在吊裝主廠房鋼框架時(shí)，同時(shí)滿足鋼煤斗的吊裝工作，對(duì)鋼煤斗進(jìn)行了科學(xué)的分段吊裝，克服了交叉施工的矛盾。對(duì)吊裝前的準(zhǔn)備技術(shù)及吊裝技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和探討，為以后類似工程的施工提供參考。

［1］鋼煤斗施工圖(F5281S-J0404)、圖紙會(huì)審、設(shè)計(jì)變更［Z］．

［2］主廠房鋼結(jié)構(gòu)布置圖(F5281S-T0308)［Z］．

［3］電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定規(guī)程(第一部分:土建工程)［Z］．

［4］GB 50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］．

［5］JGJ 81-2002，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程［S］．