梁 超
(中國十九冶武漢分公司, 湖北武漢 430080)
本工程為在現(xiàn)狀連鑄機生產(chǎn)線停產(chǎn)檢修期內(nèi)進行改造施工:屬于在受限空間內(nèi)作業(yè)、工期緊、常規(guī)的方法,是將連鑄機澆筑鋼平臺解體拆除后重新升高2 m恢復(fù)安裝,工作量大,施工難度極大。因此,只有研究和應(yīng)用科學(xué)合理的施工技術(shù),充分克服受限空間,對周邊的影響最小,既節(jié)約投資,又能快速改造施工,縮短工期和確保安全為目的,同時推進節(jié)能、環(huán)保、工藝技術(shù)的改造提升。
2016年2月 ,我單位承接了“武鋼股份煉鋼總廠三分廠2#連鑄機改造工程”,主要施工內(nèi)容為:將現(xiàn)狀連鑄機標(biāo)高11.300 m澆筑鋼平臺整體改造提高2 m至標(biāo)高13.300 m,澆筑鋼平臺上的所有結(jié)構(gòu)和設(shè)備等全部提升2 m。原設(shè)計方案圖要求為:將澆筑鋼平臺及以上結(jié)構(gòu)和設(shè)備等全部拆除后,重新施工安裝;澆筑鋼平臺改造工期為3個月;澆筑鋼平臺:長50m×寬46m=1560m2,重量約910 t。
在空間及平面均受限制的空間內(nèi)作業(yè),鋼結(jié)構(gòu)拆除、安裝高度較高,結(jié)構(gòu)自重較大,且分解較多,設(shè)備及其他結(jié)構(gòu)拆除量大。若采用分解高空安裝方案,則高空組裝、焊接工作量巨大,存在較大的質(zhì)量、安全風(fēng)險,吊車選型較大,且工期較長,施工難度較大,施工成本極高,不利于本工程的總體實施。
由于常規(guī)的施工技術(shù)有上述難點,不利于本工程的總體實施。經(jīng)過多次技術(shù)探討與研究,最終形成將“連鑄機澆筑鋼平臺”按“超大型構(gòu)件”、在“受限空間”內(nèi)采取“受限空間超大型構(gòu)件液壓同步提升施工技術(shù)”,進行整體提升。
TJJ-1400型液壓提升器、TJV-30及TJV-60型液壓泵源系統(tǒng)、計算機同步控制及傳感檢測系統(tǒng)。
為了完成整體提升安裝,需充分考慮提升過程中的各個環(huán)節(jié),確保整體提升過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全性,因此,我們將主要從以下幾個方面來著重考慮。
3.2.1 提升吊點的設(shè)置
合理確定提升吊點的數(shù)量和位置,是提升施工中重要的工序,它直接關(guān)系到提升階段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、提升過程中的變形控制以及施工安全性。
整體分析施工工況,驗算立柱結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形是否滿足施工工況要求,得出各吊點的提升反力值和被提升鋼平臺結(jié)構(gòu)提升應(yīng)力等的數(shù)據(jù)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)詳細(xì)設(shè)計提升上、下吊點等,并配置相應(yīng)的提升設(shè)備,編制提升專項方案。
3.2.2 提升過程的控制及監(jiān)測
提升過程的控制及監(jiān)測有利于觀測提升過程中的鋼平臺結(jié)構(gòu)變形及結(jié)構(gòu)受力情況,以確定提升過程中的各項指標(biāo),確保提升過程中的整體同步性。
3.3.1 主要技術(shù)
3.3.1.1 液壓同步提升
“液壓同步提升技術(shù)”采用穿芯式結(jié)構(gòu)液壓提升器作為提升機具,以柔性鋼絞線作為提升承重索具。有著安全、可靠、承重件自身重量輕、運輸安裝方便、中間不必鑲接等一系列獨特優(yōu)點。液壓提升器兩端的楔型錨具具有單向自鎖作用。當(dāng)錨具工作(緊)時,會自動鎖緊鋼絞線;錨具不工作(松)時,放開鋼絞線,鋼絞線可上下活動。液壓提升過程見如下框所示,一個流程為液壓提升器一個行程。當(dāng)液壓提升器周期重復(fù)動作時,被提升重物則一步步向前移動。
其工藝流程:
上錨緊、夾緊鋼絞線 → 提升器提升重物→下錨緊、夾緊鋼絞線 →主油缸微縮、上錨片脫開 →上錨缸上升、上錨全松 →主油缸縮回原位
3.3.1.2 計算機同步控制
液壓同步提升施工技術(shù)采用行程及位移傳感監(jiān)測和計算機控制,通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞,可全自動實現(xiàn)同步動作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。操作人員可在中央控制室通過液壓同步計算機控制系統(tǒng)人機界面進行液壓提升過程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和(或)控制指令的發(fā)布。
3.3.2 主要設(shè)備
(1)液壓提升器:液壓提升器是穿芯式千斤頂結(jié)構(gòu)。
(2)液壓泵源系統(tǒng):為提升器提供液壓動力。
(3)同步控制系統(tǒng):液壓同步提升施工技術(shù)采用行程及位移傳感監(jiān)測和計算機控制,通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞,可全自動實現(xiàn)同步動作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。同步控制系統(tǒng)由動力控制系統(tǒng)、功率驅(qū)動系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等組成。
3.3.3 技術(shù)特點
通過提升設(shè)備擴展組合,提升重量、跨度、面積不受限制;采用柔性索具承重,只要有合理的吊點,提升高度不受限制;液壓提升器錨具具有逆向運動自鎖性,使提升過程十分安全,并且構(gòu)件可以在提升過程中的任意位置長期可靠鎖定;液壓提升器通過液壓回路驅(qū)動,動作過程中加速度極小,對被提升構(gòu)件及提升框架結(jié)構(gòu)幾乎無附加動荷載;液壓提升設(shè)備體積小、自重輕、承載能力大,特別適宜于在狹小空間或室內(nèi)進行大噸位構(gòu)件牽引安裝;設(shè)備自動化程度高、操作方便、安全性好、可靠性高、使用面廣、通用性強。
3.4.1 提升吊點布置
采用液壓提升進行安裝,應(yīng)分別設(shè)置提升上、下吊點,用以分別放置提升器及地錨。本案中鋼平臺提升高度為2 m。在原結(jié)構(gòu)梁頂標(biāo)高基礎(chǔ)上加高4.2 m,設(shè)置提升平臺(提升牛腿)放置液壓提升器作為提升上吊點;在鋼平臺(被提升結(jié)構(gòu))對應(yīng)位置焊接下吊具并放置地錨作為下吊點。上、下吊點間通過鋼絞線連接,利用整體同步液壓提升技術(shù)將結(jié)構(gòu)提升?,F(xiàn)場提升吊點焊接安裝時,應(yīng)注意先定位安裝下吊點,再確定上吊點提升支架的下料及安裝。確保提升過程中,鋼平臺通道暢通和上、下吊點垂直度。
本工程提升采用19臺TJJ-1400型提升器, 吊點開孔直徑180 mm。根據(jù)被提升結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果,共設(shè)計19個吊點,設(shè)置提升區(qū)域吊點平面布置見圖1,提升吊點反力標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)備配置見表1。
圖1 提升區(qū)域吊點平面布置
吊點編號吊點反力/kN鋼絞線數(shù)/根鋼絞線安全系數(shù)吊點編號吊點反力/kN鋼絞線數(shù)/根鋼絞線安全系數(shù)吊點1226.233.45吊點11154.235.06吊點2400.363.90吊點12585.583.55吊點393.938.30吊點13276.265.65吊點4175.534.44吊點14480.363.25吊點5607.683.42吊點151044.9122.99吊點6980.4123.18吊點161059.2122.95吊點7714.982.91吊點17325.764.79吊點8534.562.92吊點18215.633.62吊點9619.383.36吊點19173.134.51吊點10448.163.48共計9115.3122
3.4.2 提升上吊點
采用液壓同步提升設(shè)備提升,需要設(shè)置專用提升平臺,即提升上吊點,提升上吊點布置液壓提升器,提升器通過提升專用鋼絞線與鋼平臺對應(yīng)下吊點地錨相連接。本工程中,提升上吊點為原結(jié)構(gòu)柱加高焊接支架。共分七種形式(表2)。
表2 上吊點焊接支架形式
3.4.3 提升下吊點
我國城市商業(yè)銀行在發(fā)展的過程中,通過運用不同的競爭策略,從經(jīng)營和產(chǎn)品的方法、手段、種類等多方面參與市場競爭,將許多資源投入到關(guān)注競爭多收的一舉一動上,卻忽視了自身的目標(biāo)市場定位,未能作出合乎時宜的自身目標(biāo)市場定位,同時,市場細(xì)分也不夠合理,忽略了客戶導(dǎo)向的因素,從而被動地跟隨著競爭對手。近年來,城市商業(yè)銀行頻頻采取應(yīng)急性競爭應(yīng)對策略,在自身的市場營銷戰(zhàn)略和策略上又存在明顯不足。
在整體提升過程中主要承受自重產(chǎn)生的垂直荷載。提升下吊點的設(shè)置以盡量不改變結(jié)構(gòu)原有受力體系為原則。根據(jù)提升上吊點的設(shè)置,提升下吊點對應(yīng)于上吊點而設(shè)置,提升下吊點內(nèi)安裝提升專用地錨,提升地錨通過鋼絞線與提升上吊點內(nèi)的提升器連接(僅吊點8采用扁擔(dān)梁形式提升)。 下吊點設(shè)置在被提升構(gòu)件上,采用直接在鋼平臺上焊接吊具的方式。
液壓提升系統(tǒng)主要由液壓提升器、泵源系統(tǒng)、傳感檢測及計算機同步控制系統(tǒng)組成。
3.6.1 液壓提升器
提升器的配置主要考慮吊點提升力。根據(jù)提升過程的吊點反力,考慮選用TJJ-1400型液壓提升,單臺額定提升能力為1 400 kN,本工程中共計配置19臺。
3.6.2泵源系統(tǒng)
3.6.3 控制系統(tǒng)
依據(jù)提升器及泵源系統(tǒng),配置一套YT1型計算機同步控制及傳感檢查系統(tǒng)。
3.6.4 承重鋼絞線
鋼絞線作為柔性承重索具,采用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
根據(jù)液壓設(shè)備配置,提升過程中,選取φ15.2 mm,破斷力為26 t的鋼絞線,每根長約8 m,共計約0.9 t。
液壓提升器安裝、導(dǎo)向架制作及安裝、專用底錨的安裝、鋼絞線的安裝、液壓管路的安裝、控制及動力線的連接、設(shè)備的檢查調(diào)試。
為了確保連鑄機澆筑鋼平臺提升單元及主體結(jié)構(gòu)提升過程的平穩(wěn)、安全,根據(jù)鋼平臺的特性,擬采用“吊點油壓均衡,結(jié)構(gòu)姿態(tài)調(diào)整,位移同步控制,分級卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略。
“連鑄機澆筑鋼平臺液壓同步提升施工技術(shù)”費用、工期,約為原技術(shù)“解體拆除后重新升高恢復(fù)安裝的施工技術(shù)”費用、工期的1/3。
本工程通過“連鑄機澆筑鋼平臺液壓同步提升施工技術(shù)研究”的實施應(yīng)用,是對常規(guī)的“解體拆除后重新升高恢復(fù)施工技術(shù)”的重大突破!具有簡易、快速、安全、新穎性的施工特點,更節(jié)省了澆筑鋼平臺上所有設(shè)備及結(jié)構(gòu)物的拆除恢復(fù)的巨大工作量。施工工藝更加科學(xué)合理,節(jié)省了大量的費用,保證了工程的施工質(zhì)量、安全、進度、節(jié)能、環(huán)保。經(jīng)濟效益、工期效應(yīng)、社會效益顯著。