CN105019360B - 一种基于高空履带吊栈桥的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，其主要包括以下步骤，履带吊选型→选择栈桥组合方式→承载能力校核→栈桥支撑座布置→栈桥组合安装→走道板安装→桁架加固→履带吊主机支撑座布置→履带吊安装→负荷试验→投入使用。本发明开创性地在电力行业施工中通过布置履带吊高空栈桥，解决了机具布置无场地的瓶颈难题，并大幅度提高了节能减排改造施工中的起重能力和起重机移动能力。栈桥安装快速便捷，履带吊快速投用，大幅度缩短了改造周期，降低了改造成本，提高了已投用机组的等效可用系数。

Description

一种基于高空履带吊栈桥的施工方法

技术领域

本发明属于火力节能减排改造施工领域，尤其是涉及一种基于高空履带吊栈桥设计而进行的火电厂脱硝系统改造施工方法。

背景技术

国家环境保护“十二五”规划出台以来，电力行业通过优化电源结构，推进技术进步，新建机组的能耗及废气排放已处于国际领先水平。为最大限度地减少电力行业对环境的负面影响，实现节能减排的更高目标。对在役火电机组加大节能减排改造力度，是在短期内实现降低污染物排放、优化我国环境迫在眉睫的重要举措。

因电厂脱硝系统等环保模块化设备体积大、重量重，安装时必须具有超大的起重能力，而厂房内已安装的热力系统设备的间隔场地容不下大型机具的布置，传统的起吊机具及起重方案已不具备必要的起吊能力，改造的周期、质量和成本等一系列生产要素进一步限制了脱硝等环保设备的改造。

本发明开创性地在电力行业施工中通过布置履带吊高空栈桥，解决了机具布置无场地的瓶颈难题，并大幅度提高了节能减排改造施工中的起重能力和起重机移动能力。栈桥安装快速便捷，履带吊快速投用，大幅度缩短了改造周期，降低了改造成本，提高了已投用机组的等效可用系数。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于高空履带吊栈桥的施工方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，包括以下步骤：

S1.履带吊选型，根据起重质量与起重距离选择合适的履带吊型号；

S2.选择栈桥组合方式，先找出履带吊在栈桥上吊装运行时的最不利位置，每组桁架根据栈桥所需满足的承载力计算选择合适的桁架片组合，两组桁架中心间距根据履带吊行走机构中心宽度布置，并且根据钢结构框架立柱间距确定栈桥跨间距离；

S3.栈桥承载能力校核，分别根据履带吊的空载状态、最大回转半径作业状态、最大起重量作业状态对栈桥进行理轮校核计算，如果计算结果与标准不符合则返回步骤S1；

S4.栈桥支撑底座布置，将快速栈桥底座支撑在厂房结构框架上；

S5.快速栈桥组合安装，组装单排桁架，并采用支撑架将安装完成后的单排桁架进行拼装以形成整体的一组桁架，将已组合好的一组桁架运输至安装现场，利用地面吊具配合吊至安装楼层位置，安装时在完成第一跨主梁桁架架设后，即可转到步骤S8安装履带吊，待履带吊组装试车完成后，利用其架设剩余栈桥；

S6.走道板安装，利用地面吊机安装第一跨桁架走道钢板，在高空履带吊试车通过后，即可利用其安装剩余桁架走道钢板；

S7.快速栈桥加固，栈桥两组路基通过钢连梁进行横向连接，中间安装剪刀撑形成十字支撑，在快速栈桥上的钢连梁与十字支撑连接位置焊接斜撑，并将斜撑与底面进行焊接固定；

S8.组装履带吊，首先安装主机支撑座，然后依次安装履带吊主机、主机行走机构、主臂，连接安全装置后扳起臂杆系统，将履带吊组装完成后进行履带吊负荷试验。

进一步地，所述S4的承栈桥支撑底座布置包括以下步骤：

S41.安装前预制，选用钢管管口两端与钢板焊接成管座，管座高度根据实际需要定，确保桁架底端与厂房钢梁的距离为400mm，桁架支撑座焊接完后，焊缝应进行无损检测；

S42.支撑座安装，将支撑座底板与厂房的立柱或横梁顶面进行焊接，焊接时确保安装后各支撑座顶面在同一平面。

进一步地，若干片桁架拼装组成一排桁架，单排桁架安装好后联接成若干排使其形成整体的桁架，桁架拼装12米形成一组主梁桁架。

进一步地，在步骤S1的履带吊选型中，相同起重能力的履带吊选择自重轻的型号。

进一步地，在步骤S7的快速栈桥加固中，所述斜撑、剪刀撑与钢连梁均为工字钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)通过周密计算后搭设贝雷架高空栈桥，实现了履带吊在栈桥上便捷的移动，从而在高空施工空间有限的情况下扩大了履带吊作业的覆盖范围，有效的避免交叉作业，大幅度提高了节能减排改造施工中的施工能级，解决了大型火电机组节能减排改造工程的起重难题；(2)栈桥安装快速便捷，栈桥组件包括基座方便拆卸，大幅提高施工吊装效率等效果缩短了改造周期，节省大量的人工、材料及机械使用，大大降低改造工程成本。

附图说明

图1为本发明所述基于高空履带吊栈桥的施工方法的工艺流程图。

图2为本发明所述3中不利情况的示意简图。

图3为实施例中所选择的三排单层桁架组合件结构简图。

图4为本发明所述的快速栈桥加固的示意图。

附图标记说明如下：1-桁架，2-桁架支点，3-吊车载荷，4-斜撑，5-现浇层，6-十字支撑，7-桁架组，8-支座，9-钢斜撑，10-横梁下弦杆，11-加筋板，12-钢连梁。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

快速栈桥以高强钢材制成轻便的标准化桁架单元构件及横梁、纵梁、桥面板、桥座及连接件等组成，可就地迅速拼装成适用于各种跨径、荷载的桁架梁桥。结合电力行业工程特点，经优化设计后，应用于履带吊的高空快速布置。

如图1所示，基于高空履带吊栈桥的施工方法流程为：履带吊选型→选择栈桥组合方式→承载能力校核→栈桥支撑座布置→栈桥组合安装→走道板安装→桁架加固→履带吊主机支撑座布置→履带吊安装→负荷试验→投入使用。

S1.履带吊选型，在进行履带吊选型时，需注意以下要点：满足起重质量与起重距离要求。相同起重能力的履带吊选择自重轻的型号，以降低安装难度；合理布置快速栈桥位置，减少履带吊运行时的最大回转半径。

S2.选择栈桥组合方式，在钢结构框架上加载栈桥，需先找出履带吊在栈桥上吊装运行时处在的最不利位置。栈桥采用两组“下承式”桁架，每组桁架根据栈桥所需满足的承载力计算选择合适的桁架片组合，两组桁架中心间距根据履带吊行走机构中心宽度布置。根据钢结构框架立柱间距确定栈桥跨间距离。一般情况，火电机组厂房结构间距不超过12米，每柱间可采取4跨标准节桁架贯通，中间悬空布置。以安装120t履带吊为例，可能的不利位置(W1、W2、W3)如说明书附图2所示。

通过对履带吊不同工作工况组合进行计算分析，同时考虑履带吊在快速栈桥上行进、刹车等操作对快速栈桥的附加载荷，以及在高空作业时的风载荷，得到吊车不同位置(W1、W2、W3)时快速栈桥的最大弯矩。

计算确定，桁架最大弯矩出现在W1位置；最大剪力出现在W2位置。选用321系列快速栈桥，采用“三排单层加强型”可满足弯矩要求，快速栈桥性能指标见表1。但剪力超过快速栈桥的设计要求，故在端头支座处需要加强。

剪力加强采用在桁架下方垫工字钢的方式。需加工字钢的截面面积计算公式为：

$A=\frac{(F\max -Fs)\×{10}^3}{f_v}$

F_max为要求最大剪力；F_s为桁架容许剪力；f_v为钢材的抗剪强度

经过计算，120t履带吊的架设采用工字钢20a(每个截面面积为3558mm²)，即可满足快速栈桥端部抗剪的要求。

表1.321系列快速栈桥性能指标

经过校核，选定的快速栈桥组合为：每组桁架由三排3米长标准节用销子纵向连接，每隔3米需横向安装支撑架联接多排标准节形成稳定的单元桁架。三排单层桁架组合件如图3所示。

S3.栈桥承载能力校核，根据吊车的工作状态，共有三种分析类别，分别为空载状态、最大回转半径作业状态、最大起重量作业状态，根据这三种工作状态下的轮压情况，如表2所示，吊车三种工作状态中，D1和D3是可能的不利工作状态，故对这两种工作状态进行计算分析。

表2.不同工作状态下的吊车轮压

分别对D1与D3的工作状态计算框架柱最不利内力、柱截面特性、柱子的计算长度、柱子的整体稳定性计算、柱子的顶部水平位移柱子的顶部水平位移，如果计算结果不符合实际需要则返回步骤S1。

S4.栈桥支撑底座布置，快速栈桥底座支撑在厂房结构框架上，如附图4所示。

S41.安装前预制，桁架支撑座在制作预制场，选用钢管管口两端与δ20mm，700×700mm钢板焊接成管座，管座高度根据实际需要定，但应确保确保桁架底端与厂房钢梁的距离为400mm左右，以便于桁架的安装，桁架支撑座焊接完后，焊缝应进行无损检测。为保证支撑座的制作质量和制作效率，使用了我公司的实用新型专利“焊接H型钢腹板与翼板免清根焊接平台”(CN202780197U)进行制作并检测。

S42.支撑座安装，厂房的屋面为现浇层，在安装贝雷桁架时需在连接处将现浇层5根据支座外形尺寸切除掉，然后将桁架支座直接与立柱或横梁进行安装焊接，为加强承载力需在管座下方钢横梁腹板两侧安装加筋板11进行加固。为了加强厂房屋顶的承载能力，通过钢斜撑9对立柱与横梁进行加固。

支撑座安装注意事项；在安装前用水准仪进行标高测量，便于标高调整，确保安装后各支撑座顶面在同一平面。支撑座顶面相对标高偏差不得大于5mm。

S5.快速栈桥组合安装，桁架是由上、下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，上下弦杆的端部有阴阳接头，接头上有桁架连接销孔，桁架梁采用三排桁架。利用龙门吊或者8t汽车吊一排一排拼装桁架，每一排桁架由每片桁架连接拼装而成，连接时阴阳接头处用桁架连接销连接，连接销锥度部分的一端有一小孔，供插保险销用(每个连接销都必须插保险销)，连接时用两根弦杆螺栓与桁架弦杆连接，单排桁架安装好后用支撑架联接成三排使其形成整体的桁架，桁架拼装12米形成一组主梁桁架7。

将已组合好的桁架运输至安装现场，利用地面吊具配合吊至安装楼层位置，安装时在完成第一跨主梁桁架架设后，即可转到步骤S8安装履带吊，待履带吊组装试车完成后，利用其架设剩余栈桥。

S6.走道板安装，利用地面吊机安装第一跨桁架走道钢板，在高空履带吊试车通过后，即可利用其安装剩余桁架走道钢板。走道板下部需焊接L型钢板用以固定在两排桁架之间，防止走道板偏斜。钢板与桁架的连接使用L型限位钢板进行固定，不得直接在桁架构件上进行焊接工作。

桁架顶面采用合适履带宽度的钢板铺成两条专用纵向车道板贯通形成总体，在钢板上平面每间隔1.5～2.0m之间交错焊接螺纹圆钢，防止履带吊行走时滑移。可根据需要在钢板侧面设置栏杆，可选择第一跨桁架端头外侧面安装走梯，方便吊车司机及起重人员上下。

S7.快速栈桥加固，如附图4所示，快速栈桥两组路基固定用钢连梁12横向每间隔4米一道连接，中间安装十字支撑6，在快速栈桥上钢连梁12与十字支撑6连接处焊接斜撑4，斜撑4与底面焊接，可根据情况在下部焊接小撑杆，形成桁架斜撑系统加固，钢连梁12、十字支撑6与斜撑4均为工字钢。工字钢与桁架相触部位均需割除，不得损伤桁架组件，并且加固设施用限位钢板来与桁架相互连接。

S8.组装履带吊，首先安装主机支撑座，主机液压缸支腿间距进行测量，得到4条支腿纵横中心点位置。按照尺寸划线定位之后，在已安装好的两组桁架下弦杆上面横向安装8根材质Q235工字钢#45作水平支撑横梁，在水平横梁上平面两端各安装1根无缝钢管，每根钢管两头均需焊接δ＝20㎜700×700㎜钢板，与水平横梁连接处需焊接，焊接均需满焊并做无损检测。

履带吊主机安装，利用地面吊车吊装，吊装履带吊主机(120t履带吊主机为最重件，重量31t)(4只钢管支撑上预先放好主机支腿液压缸底座)。履带吊操作工操纵吊车主机支腿液压装置，打开车架铰接的4个支腿液压缸就位在主机支撑座上，顶升整机主体部件，达到履带吊安装高度，并将主机调至水平。

安装主机行走机构，在履带上安装专用吊具进行起吊。确保履带方向正确起吊时履带必须向内倾斜4°左右，吊索根部用倒链锁紧。利用地面吊机直接将主机行走机构吊装至主机侧面,在连接销孔处涂抹润滑脂。缓慢地将履带移向安装处，两个连接销均插入后，插入定位销，装上定位销锁销，将履带连接销的定位板装上，并用螺栓固定，将履带完全安装完毕后，拆下吊索。再按相同步骤安装第二条履带。

安装主臂，首先预组装主臂，按照主臂及拉板组合表准备主臂及拉板，组合表中没有列举的组合不得使用。利用配合吊机安装中间节，降低主臂根节使根节的下端落到架设的道木墩子上，吊装需要的臂节安装到根节此时只安装上面两个销子，在中间臂下垫好道木。然后逐节安装中间臂节。之后安装主臂头部，将主臂头部与中间节对正，穿入连接销，使锁销孔位于上下方向，穿入锁销。

主臂与主机连接，启动发动机，使发动机转速在1000rpm左右，将液压总开关前推。用地面吊车吊起主臂至履带吊主机臂根处，将臂根部销子对正销孔，操作动力销油缸使固定销伸出，压上压板拧紧固定螺丝。在确认螺丝紧固后，地面吊车缓缓下放履带吊主臂至架设好的快速栈桥上。之后即可按照倍率表和起重钩的吨位进行缠绳，连接重钩。

扳起臂杆系统，连接安全装置，并进行操作前的检查，包括：臂杆系统各部件的润滑、钢丝绳的穿绕是否正、臂杆系统上不得遗留有工器具、桅杆支承臂完全收回、臂杆周围场地采取警戒隔离措施、各吊钩的防过卷限位开关电缆连接正确。确认无任何异常情况后，扳起臂杆系统。

最后进行履带吊负荷试验，按履带吊负荷试验要求，分别进行试验前检查、空载试验、额定载荷试验、静载试验、动载实验。试验技术条件为：试验时快速栈桥布置并加固结束,复查倾斜度不大于5/1000；试验时风速应不大于8.3m/s；试重块的质量误差为±1％；试验时的履带吊选择结构计算时的最大吊装负荷为基准进行试车，而非履带吊极限负荷。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.履带吊选型，根据起重质量与起重距离选择合适的履带吊型号；

S2.选择栈桥组合方式，先找出履带吊在栈桥上吊装运行时的最不利位置，每组桁架根据栈桥所需满足的承载力计算选择合适的桁架片组合，两组桁架中心间距根据履带吊行走机构中心宽度布置，并且根据钢结构框架立柱间距确定栈桥跨间距离；

S3.栈桥承载能力校核，分别根据履带吊的空载状态、最大回转半径作业状态、最大起重量作业状态对栈桥进行理轮校核计算，如果计算结果与标准不符合则返回步骤S1；

S4.栈桥支撑底座布置，将快速栈桥底座支撑在厂房结构框架上；

S5.快速栈桥组合安装，组装单排桁架，并采用支撑架将安装完成后的单排桁架进行拼装以形成整体的一组桁架，将已组合好的一组桁架运输至安装现场，利用地面吊具配合吊至安装楼层位置，安装时在完成第一跨主梁桁架架设后，即可转到步骤S8安装履带吊，待履带吊组装试车完成后，利用其架设剩余栈桥；

S6.走道板安装，利用地面吊机安装第一跨桁架走道钢板，在高空履带吊试车通过后，即可利用其安装剩余桁架走道钢板；

S7.快速栈桥加固，栈桥两组路基通过钢连梁进行横向连接，中间安装剪刀撑形成十字支撑，在快速栈桥上的钢连梁与十字支撑连接位置焊接斜撑，并将斜撑与底面进行焊接固定；

S8.组装履带吊，首先安装主机支撑座，然后依次安装履带吊主机、主机行走机构、主臂，连接安全装置后扳起臂杆系统，将履带吊组装完成后进行履带吊负荷试验。

2.根据权利要求1所述的一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，其特征在于，所述S4的承栈桥支撑底座布置包括以下步骤：

S41.安装前预制，选用钢管管口两端与钢板焊接成管座，管座高度根据实际需要定，确保桁架底端与厂房钢梁的距离为400mm，桁架支撑座焊接完后，焊缝应进行无损检测；

S42.支撑座安装，将支撑座底板与厂房的立柱或横梁顶面进行焊接，焊接时确保安装后各支撑座顶面在同一平面。

3.根据权利要求2所述的一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，其特征在于，若干片桁架拼装组成一排桁架，单排桁架安装好后联接成若干排使其形成整体的桁架，桁架拼装12米形成一组主梁桁架。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，其特征在于，在步骤S1的履带吊选型中，相同起重能力的履带吊选择自重轻的型号。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种基于高空履带吊栈桥的施工方法，其特征在于，在步骤S7的快速栈桥加固中，所述斜撑、剪刀撑与钢连梁均为工字钢。