大型通廊鋼結(jié)構(gòu)吊裝措施及其運(yùn)用已發(fā)表

1、大型通廊鋼結(jié)構(gòu)吊裝措施及其運(yùn)用周志國 摘要介紹了確保大型通廊鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全性所采取的主要措施，詳細(xì)闡述了復(fù)雜地形條件下選擇不同規(guī)格吊裝機(jī)械對通廊進(jìn)行分片、分段、整體吊裝時(shí)，從拼裝到安裝每個(gè)環(huán)節(jié)采取的控制措施。關(guān)鍵詞 通廊結(jié)構(gòu) 吊裝機(jī)械 吊裝措施 工程運(yùn)用在現(xiàn)代冶金系統(tǒng)工程中，隨著工藝的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，受工藝布置、地形條件等諸多因素的影響，大型通廊也得到了越來越廣泛地應(yīng)用。特別是在煉鐵系統(tǒng)中，高爐上料通廊的吊裝，一直是整個(gè)高爐鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中的重點(diǎn)之一，呈現(xiàn)出跨度長、高度高、重量重、施工場地狹窄等特點(diǎn)，這給高爐上料通廊的安裝增加了難度，也帶來了挑戰(zhàn)。1.通廊結(jié)構(gòu)型式通廊鋼結(jié)構(gòu)一般由通廊桁架、上、

2、下平面水平支撐、垂直支撐、檢修走道組成，各桿件截面型式如下：上弦桿：一般采用單槽鋼，槽鋼開口朝向通廊內(nèi)側(cè)；對于跨度大、荷載又重的通廊桁架選用焊接H型鋼或雙角鋼拼接而成。當(dāng)采用雙角鋼拼接時(shí)，應(yīng)沿桿全長按一定間距設(shè)置加勁肋。下弦桿：一般采用單角鋼，角鋼肢間向內(nèi)、向上，對于大跨度桁架采用焊接H型鋼。端豎桿：一般采用寬翼緣焊接H型鋼，并使截面平行桁架跨度方向。中間豎桿、斜腹桿及立撐：一般采用單角鋼直接與上、下弦相焊接，但對于大跨度桁架需要采用焊接H型鋼，通過連接板進(jìn)行焊接。上、下弦水平支撐：采用單角鋼通過連接板與上下弦相連接，對于大跨度桁架采用焊接H型鋼。2.通廊主吊裝機(jī)具的選擇通廊主吊裝機(jī)具一般選擇

3、塔式吊、履帶吊、汽車吊三類。對于和高爐爐頂相連接的上料主皮帶通廊，主要利用高爐本體安裝的主吊裝機(jī)具，一般是利用塔式吊或履帶吊，對于從礦焦槽系統(tǒng)出來的其余上料通廊，通常利用履帶吊或汽車吊進(jìn)行吊裝。根據(jù)通廊鋼結(jié)構(gòu)的重量和安裝高度，必須綜合考慮吊裝機(jī)具的起重性能，主要包括起重量、工作半徑、起升高度、回轉(zhuǎn)半徑是否滿足吊裝要求。同時(shí)對于吊裝機(jī)具的行走道路以及吊裝站點(diǎn)位置區(qū)域的地基基礎(chǔ)必須平整、堅(jiān)實(shí)可靠，其工作位置不應(yīng)設(shè)在斜坡和松軟土層上，通常對地基的處理是先鋪墊300mm400mm碎石，再鋪墊40mm厚鋼板或者路基箱板。吊點(diǎn)：根據(jù)通廊桁架的外形尺寸、重量計(jì)算其重心，使吊點(diǎn)與重心保持在同一鉛垂線上，再根據(jù)

4、吊裝鋼絲繩的長度確定其在主桁架上的具體綁扎點(diǎn)。鋼絲繩：根據(jù)通廊桁架的重量、鋼絲繩與通廊桁架的夾角、鋼絲繩的新舊程度、根數(shù)及使用安全系數(shù)等參數(shù)，選擇合適直徑的鋼絲繩，確保每根鋼絲繩所承受力在其允許受力范圍以內(nèi)。同時(shí)考慮到吊裝機(jī)具的起升高度和通廊桁架的安裝高度，所選鋼絲繩不宜過長。 圖1 武鋼7#高爐(3200m3)通廊 圖2 武鋼5#高爐擴(kuò)容(3200m3)通廊3.通廊鋼結(jié)構(gòu)主要吊裝措施3.1 根據(jù)吊裝機(jī)具的起重性能，如果現(xiàn)場所配備的吊裝機(jī)具能夠滿足吊裝要求，則可以選擇對通廊在地面組裝、焊接成整體，再進(jìn)行吊裝；如果吊裝機(jī)具無法滿足吊裝要求，則需要對通廊進(jìn)行分片或分段吊裝。如果通廊采取分段吊裝，則

5、需要在通廊分段處增加臨時(shí)支架，臨時(shí)支架的高度和大小取決于通廊的高度和重量。3.2 通廊鋼結(jié)構(gòu)吊裝可以采用單機(jī)吊裝，對于跨度大、重量重的通廊需要采用雙機(jī)抬吊，甚至三機(jī)抬吊。通廊采用雙機(jī)抬吊時(shí)，盡量選用同類型的起重機(jī)，要根據(jù)吊裝機(jī)具的起重能力進(jìn)行合理的負(fù)荷分配，每臺起重機(jī)的負(fù)荷不宜超過安全負(fù)荷的80%，同時(shí)吊裝過程中兩臺起重機(jī)的駕駛員要接受起重指揮人員的統(tǒng)一指揮，相互密切配合，防止一臺起重機(jī)失重致使另一臺起重機(jī)超載。3.3 由于組裝后的通廊鋼結(jié)構(gòu)重量較重，因此通廊的拼裝場地，盡量靠近安裝位置，以使通廊拼裝好以后，利用吊裝機(jī)具能夠一次性吊裝到位，避免拼裝好的通廊，還需要利用吊裝機(jī)具進(jìn)行二次擺放。對于

6、塔式吊和履帶吊而言，在吊有重荷載情況下進(jìn)行行走，由于塔式吊軌道或路面狀況等不利因素影響，極易發(fā)生傾覆事故。3.4通廊桁架的吊裝點(diǎn)通常選擇綁扎在上弦桿上，大型通廊上弦桿多為焊接H型鋼，為防止H型鋼上、下翼緣四角在吊裝過程中損壞鋼絲繩，必須在吊點(diǎn)位置加設(shè)管皮對其進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)用角鋼對兩側(cè)翼緣進(jìn)行加固，避免受力過于集中，桿件發(fā)生變形。3.5通廊主桁架采取分片吊裝，主桁架兩側(cè)必須張拉好風(fēng)纜繩，同時(shí)風(fēng)纜繩不能影響第二片主桁架的吊裝，若風(fēng)纜繩影響第二片主桁架的吊裝，可增加一臺吊裝機(jī)械用于臨時(shí)固定第一片主桁架。通廊兩片主桁架的找正選用正反螺桿，找正好后立即進(jìn)行加固。無法加固部位選用483.5鋼管或者對拉纜風(fēng)

7、繩進(jìn)行固定，經(jīng)檢查合格后方可松鉤，立即吊裝上、下橫梁增加通廊的穩(wěn)定性，確保施工安全。圖3 攀鋼新3#高爐(2000m3)通廊跨塌前 圖4通廊支架跨塌后 圖5通廊桁架跨塌后4.工程施工中的運(yùn)用下面以德鋼1350m3高爐Z-1上料皮帶機(jī)通廊為例進(jìn)行闡述：4.1工程概況4.1.1 德鋼1350m3高爐工程Z-1上料膠帶機(jī)通廊是1350m3高爐送料的承重構(gòu)件，布置在1350m3高爐270側(cè)。Z-1上料膠帶機(jī)通廊中心線為高爐270中心線，通廊坡度為6.384。4.1.2 高爐Z-1上料膠帶機(jī)支架為管柱,根據(jù)管柱受力分布情況選用130016、120014、112012不同管徑的鋼管。通廊支架總重200.9

8、95t，最重通廊支架(ZJ1)為63.366t，支架肩梁重約20t。通廊支架(ZJ4)為三角形，通廊支架基礎(chǔ)邊長為12m的等邊三角形，通廊支架為空間立體角。通廊支架分別高52.500m、47.171m、42.584m、38.556m、34.752m，其中通廊支架52.500 m為輥軸支座，輥軸材質(zhì)采用45號鋼，支架安裝在爐頂50.880m平臺上，其它為固定支座。4.1.3 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊斷面尺寸3850mm4500mm，總長268.200m，最高標(biāo)高約53.500 m，共分6段，即A1、A2、A3、A4、A5、A6，總重約531.611t。最重一段通廊(A2)約165t,通廊有機(jī)械傳

9、動(dòng)室、中間臺架相連。通廊桁架上下弦桿選用不同型號H型鋼，其它桿件選用不同型號H型鋼和型材。通廊內(nèi)設(shè)有膠帶機(jī)支架梁和平臺板，通廊上設(shè)有屋面、墻皮檁條,通廊(A2)兩側(cè)設(shè)管道支架。4.1.4 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊作為連接礦槽轉(zhuǎn)運(yùn)站的原料輸送通道。根據(jù)目前地形，通廊橫跨燒結(jié)原料通廊、廠區(qū)多條公路和514國道公路、煉鐵火車鐵路3條、出鐵場主廠房CD跨線。通廊施工現(xiàn)場分4個(gè)臺階，第一個(gè)臺階,通廊支架0.000標(biāo)高相當(dāng)于絕對標(biāo)高419.500m；第二個(gè)臺階，絕對標(biāo)高426.000m；第三個(gè)臺階，絕對標(biāo)高約437.700m；第四個(gè)臺階，絕對標(biāo)高約441.300m。地勢高差大、地形復(fù)雜，場地狹窄，運(yùn)輸鐵水

10、火車和公路上車輛往返頻繁，施工難度大。4.1.5 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊材質(zhì)選用Q235-A、Q235-B。主要受力桿件的拼接焊和角焊質(zhì)量等級、外觀缺陷應(yīng)符合一級焊縫標(biāo)準(zhǔn)的要求，其它焊縫為三級。4.1.6 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊為大跨度承重構(gòu)件，通廊桁架制作安裝必須按圖紙要求1/1000起拱，起拱度只能大于設(shè)計(jì)要求，絕對不能下?lián)稀?.2工程特點(diǎn)4.2.1 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊支架管柱設(shè)計(jì)有傾斜度，特別是通廊支架(ZJ4)為空間立體，安裝技術(shù)要求高。最高支架(ZJ1)高度為47.470m，分段安裝時(shí)穩(wěn)定性差，肩梁與管柱對接難度大，因此安裝時(shí)必須設(shè)置可靠的風(fēng)繩，確保穩(wěn)定、找正以及保證施工安

11、全。4.2.2 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊(A2)段最大跨度為63m，該段通廊重約165t，給安裝選用起重機(jī)械設(shè)備帶來一定難度。通廊(A2)原定200t履帶吊分段、分片吊裝，吊裝時(shí)514國道必須斷道8小時(shí)，拼裝(A2)通廊占514國道寬度1/2,1/2車輛通行。占道、斷道514國道手續(xù)要經(jīng)交通局批準(zhǔn)，斷道施工十分困難，斷道時(shí)間有限制。根據(jù)上述原因，(A2)段通廊由200t履帶吊改為400t汽車吊整體吊裝，不斷514國道。只有拼裝和通廊未拼裝構(gòu)件補(bǔ)缺需臨時(shí)占道，盡量保證514國道暢通。4.2.3 施工現(xiàn)場障礙物多，場地狹小，火車來往頻繁，廠區(qū)正常生產(chǎn)要保證，514國道公路車輛往來頻繁，分四個(gè)臺階施

12、工，進(jìn)場道路和吊車站點(diǎn)不能滿足施工需要。場地狹小只能靠平整場地和鋪墊路基箱板及車輛繞道而行來滿足吊裝機(jī)具要求。吊裝難度大，構(gòu)件只能按現(xiàn)場需要依序進(jìn)場。4.2.4 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊根據(jù)設(shè)計(jì)要求和過去施工慣例，一般由低向高方向安裝。這次安裝為了保工期和吊裝機(jī)械在場情況，采取先由高向低，然后由低向高，最后在中間段合攏的方式進(jìn)行安裝，給施工帶來一定難度。通廊安裝時(shí)穩(wěn)定性差，必須采取可靠的加固措施，保證通廊順利安裝,確保施工及生產(chǎn)安全。4.3吊裝機(jī)械設(shè)備的選擇和方案確定4.3.1 高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊和通廊支架構(gòu)件均高、重、長、寬，施工現(xiàn)場障礙物多，場地狹小，給選擇施工吊裝機(jī)械帶來一定的難度

13、。根據(jù)我單位承建德鋼1350m3高爐工程已有的吊裝機(jī)械設(shè)備，結(jié)合當(dāng)?shù)卮笮偷跹b機(jī)械設(shè)備情況，高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊及通廊支架的主要吊裝機(jī)械為400t汽車吊、200t履帶吊、200t汽車吊、130t汽車吊及50t履帶吊、50t汽車吊、25t汽車吊，基本能滿足高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊及通廊支架的安裝要求。4.3.2 由于受施工吊裝機(jī)械設(shè)備起重性能的局限，結(jié)合高爐Z-1上料膠帶機(jī)通廊和通廊支架構(gòu)件的特點(diǎn)，確定對其采取分段、分片組裝吊裝和整體吊裝，部分構(gòu)件補(bǔ)缺的施工方法。4.4主要施工順序施工場地平整機(jī)械設(shè)備進(jìn)場構(gòu)件組裝ZJ2通廊支架ZJ1通廊支架50.880m通廊支架A6通廊上段A6通廊下段A5通廊

14、驅(qū)動(dòng)平臺A1通廊ZJ4通廊支架A2通廊ZJ3通廊支架A3通廊A4通廊。4.5主要施工方法4.5.1 通廊支架的拼裝通廊支架管柱的拼裝選用50t履帶吊、50t汽車吊、25t汽車吊按施工圖尺寸進(jìn)行組對，每根管柱拼裝成整體后，嚴(yán)格控制標(biāo)高，檢查尺寸，在接口處部位做好尺寸控制點(diǎn)和定位線標(biāo)記，以減少作業(yè)難度。通廊支架肩梁拼裝選用50t履帶吊或者50t汽車吊。因肩梁外形尺寸大，安裝技術(shù)要求高，幾何尺寸難以控制準(zhǔn)確，所以要求制作質(zhì)量好，加工構(gòu)件的幾何尺寸和精度高，通廊支架肩梁幾何尺寸只能在加工制作廠內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格控制和檢查。4.5.2 通廊支架安裝主要施工程序：基礎(chǔ)資料交接、基礎(chǔ)復(fù)測配制墊板底座安裝支架管柱組裝

15、焊接安裝肩梁安裝。通廊支架底座吊裝選用25t汽車吊、50t履帶吊，管柱吊裝根據(jù)不同重量選用200t履帶吊和130t、150t汽車吊接不同桿長、不同工作半徑進(jìn)行吊裝。圖1 通廊支架吊裝平面示意圖圖2 通廊支架吊裝立面示意圖通廊支架屬于高聳結(jié)構(gòu)，通廊支架安裝時(shí)均要采取一定的加固措施，分段張拉風(fēng)繩，以保證其穩(wěn)定和方便找正。風(fēng)繩另一端拉在穩(wěn)定物體或者基礎(chǔ)上，風(fēng)繩是否影響車輛通行或造成其它影響，如有則必須掛警示牌或派專人監(jiān)護(hù)。通廊支架(ZJ4)設(shè)計(jì)為空間立體，安裝時(shí)每根管柱必須控制好各方向尺寸，以便安裝通廊支架肩梁時(shí)控制其標(biāo)高、中心和傾角。吊裝選用150t汽車吊，桿長46.6m，工作半徑14m，起重量2

16、2t。所有通廊支架均為管柱，設(shè)計(jì)有傾斜度，因現(xiàn)場障礙物多，管柱與肩梁分段吊裝，安裝每根管柱必須控制好各方面尺寸，以便安裝通廊支架肩梁時(shí)控制其中心、標(biāo)高。通廊支架(ZJ1)吊裝選用200t履帶吊，主臂50m，副臂21m，工作半徑16m，起重量43.6t；通廊支架(ZJ2)吊裝選用150t汽車吊，桿長50.8m，工作半徑14m，起重量20t；通廊支架(ZJ3)吊裝選用130t汽車吊，桿長52.7m，工作半徑12m，起重量19t，均能滿足通廊支架吊裝需要。圖3 通廊支架分段吊裝詳圖通廊支架焊裝時(shí)，對接焊縫采取對稱施焊，防止焊接產(chǎn)生變形，測量工配合控制焊接過程中通廊支架各方面尺寸變化。如發(fā)現(xiàn)尺寸數(shù)據(jù)變

17、化超標(biāo)，應(yīng)停止施焊，采取措施后再施焊。通廊支架的吊點(diǎn)采用焊接吊耳或者綁扎方法均可，吊裝構(gòu)件綁扎的棱角處，必須加墊管皮；同時(shí)，吊裝前必須焊好直爬梯、操作平臺等，以便施工人員上下和操作。4.5.3 通廊拼裝通廊拼裝選用50t履帶吊和50t、25t汽車吊，并嚴(yán)格按圖紙尺寸進(jìn)行。通廊兩側(cè)主桁架拼裝時(shí)，圖紙要求有起拱度，其起拱高度尺寸按圖紙要求控制。通廊主桁架單片平面拼裝時(shí)，為防止通廊主桁架翻立和吊裝時(shí)側(cè)向剛度差而產(chǎn)生彎曲變形，主桁架吊裝和翻立前，必須在其腹桿上通長綁扎杉木桿或者用1086鋼管加固，以增強(qiáng)通廊側(cè)向剛度。由于受吊裝機(jī)械設(shè)備性能局限，通廊A1、A3、A4、A5分片組裝，單片吊裝。通廊A2整體

18、進(jìn)行吊裝，組裝構(gòu)件控制在115t以內(nèi)。通廊A6分段組裝，A6上段組裝成整體，組裝構(gòu)件控制在30t以內(nèi)；A6下段分片組裝，單片吊裝。通廊A6下段拼裝時(shí)，鐵路斷道，斷道時(shí)間為5天。通廊組裝時(shí)一定要考慮吊裝順序、通廊坡度及吊裝機(jī)械占點(diǎn)位置、吊裝工作半徑。4.5.4 通廊安裝通廊A1、A3、A4、A5、A6下段單片吊裝，通廊A2、A6上段整體吊裝，通廊安裝前驅(qū)動(dòng)平臺必須施工完。圖4 通廊吊裝平面示意圖圖5 通廊吊裝立面示意圖通廊A6上段組裝后選用200t履帶吊安裝，鐵路線停止使用5天，施工完后恢復(fù)通行。吊裝就位后，立即進(jìn)行找正，嚴(yán)格控制通廊中心、坡度、起拱度等幾何尺寸后，再進(jìn)行加固，懸拉支撐和輥軸支座

19、等都要進(jìn)行加固，檢查合格后方可松鉤。圖7 通廊A6上段加固示意圖通廊A6下段采取200t履帶吊安裝，通廊A6下段分單片吊裝，必須拉好風(fēng)繩，端部加固好后方可松鉤。通廊A6上、下段補(bǔ)缺構(gòu)件選用200t履帶吊。圖8通廊A6下段吊裝示意圖通廊A5分片吊裝，吊裝選用200t履帶吊，補(bǔ)缺構(gòu)件選用200t履帶吊；通廊A3、A4分片吊裝，吊裝選用200t汽車吊；通廊A4第2片吊裝時(shí)，第1片固定風(fēng)繩影響第2片安裝就位，吊裝時(shí)必須配合50t汽車吊，補(bǔ)缺構(gòu)件選用50t、25t汽車吊或者50t履帶吊；通廊A1安裝高度與地面相平，因此分片吊裝，吊裝選用50t汽車吊，補(bǔ)缺構(gòu)件選用16t汽車吊；驅(qū)動(dòng)平臺選用16t汽車吊安裝。通廊A2組裝成整體，選用400t汽車吊進(jìn)行吊裝。通廊兩側(cè)管道支架及屋面檁條、墻架檁條不能組裝，組裝構(gòu)件重量控制在115t以內(nèi)，補(bǔ)缺構(gòu)件選用50t、25t汽車吊進(jìn)行。圖9通廊A2段吊裝示意圖圖10 通廊A2段吊裝通廊所有單片安裝主桁架兩側(cè)必須張拉好風(fēng)纜繩，但是不能影響第二片主桁架的安裝和來往車輛通行。主桁架兩端必須加固完成，通過